高中化学 第四章 生命中的基础有机化学物质 4.3 蛋白质和核酸课件 新人教版选修5-新人教版高二选修5化学课件

1、第三节 蛋白质和核酸一、氨基酸的结构与性质一、氨基酸的结构与性质1氨基酸的分子结构氨基酸的分子结构氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被被 取代取代后的产物，因此氨基酸分子中既含有后的产物，因此氨基酸分子中既含有 ，又含有，又含有 ，天然氨基酸全为，天然氨基酸全为 ，其通式可写为，其通式可写为 .氨基氨基氨基氨基羧基羧基氨基酸氨基酸2氨基酸的性质氨基酸的性质(1)物理性质物理性质溶剂溶剂水水强酸或强碱强酸或强碱 乙醇、乙醚乙醇、乙醚溶解性溶解性 大多数能溶大多数能溶能溶能溶难溶难溶(2)化学性质化学性质两性两性在氨基酸分子中，在氨基酸分子中， 是酸性基团，是酸性基

2、团， 是碱是碱性基团性基团成肽反应成肽反应氨基酸分子之间通过一个分子的氨基酸分子之间通过一个分子的 和另一个分子的和另一个分子的 间脱去一分子水，缩合形成含有肽键间脱去一分子水，缩合形成含有肽键( )的化合物的化合物COOHNH2氨基氨基羧基羧基二、蛋白质的结构与性质二、蛋白质的结构与性质1蛋白质的组成与结构蛋白质的组成与结构(1)组成：蛋白质是由组成：蛋白质是由 等元素组成，等元素组成，有些蛋白质含有有些蛋白质含有 ，少量蛋白质还含有微量，少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等等C、H、O、N、SP(2)蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构一级一级结构结构蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和

3、排列顺序蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序二级二级结构结构多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构三级三级结构结构蛋白质分子在二级结构基础上进一步盘曲折叠形成的三蛋白质分子在二级结构基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构每一个具有三级结构的多肽链称为亚基维结构每一个具有三级结构的多肽链称为亚基四级四级结构结构蛋白质分子中，亚基的立体排布、亚基间的相互作用与蛋白质分子中，亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局布局2性质性质(1)两性：因有两性：因有NH2和和COOH.(2)水解：在酸、碱或酶作用下天然蛋白质水解产物为多种水解：在酸、碱或酶作用下天然蛋白质水解产物为多种 氨

4、基酸氨基酸(3)盐析盐析实验实验操作操作实验实验现象现象鸡蛋清溶液中加入饱和鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液后，有溶液后，有 析出，析出，再转移到蒸馏水中时，再转移到蒸馏水中时， 实验实验结论结论一些无机盐的浓溶液可以降低蛋白质的一些无机盐的浓溶液可以降低蛋白质的 ，从而使，从而使蛋白质从溶液中蛋白质从溶液中 用途用途 盐析是可逆的，可用于蛋白质的盐析是可逆的，可用于蛋白质的 沉淀沉淀沉淀溶解沉淀溶解溶解度溶解度析出析出分离提纯分离提纯(4)变性变性实验实验操作操作实验实验现象现象加热后，鸡蛋清加热后，鸡蛋清 ，再加蒸馏水，再加蒸馏水， 加入乙酸铅后，鸡蛋加入乙酸铅后，鸡蛋清清 ，再

5、加蒸馏水，再加蒸馏水，沉淀沉淀沉淀不溶解沉淀不溶解沉淀沉淀沉淀不溶解沉淀不溶解实实验验结结论论加热和加重金属盐，都可以使蛋白质的性质发加热和加重金属盐，都可以使蛋白质的性质发生改变失去生理活性，且为生改变失去生理活性，且为 过程过程不可逆不可逆(5)颜色反应颜色反应现象：蛋白质现象：蛋白质(含苯环含苯环)遇遇 变黄色变黄色应用：检验蛋白质应用：检验蛋白质(6)蛋白质的灼烧蛋白质的灼烧现象：有烧焦羽毛的气味现象：有烧焦羽毛的气味应用：检验蛋白质应用：检验蛋白质浓硝酸浓硝酸三、酶三、酶1酶的含义酶的含义酶是具有生理活性的酶是具有生理活性的 ，对于许多有机化学反应和，对于许多有机化学反应和生物体内的

6、复杂化学反应具有很强的催化作用生物体内的复杂化学反应具有很强的催化作用2酶的催化作用特点酶的催化作用特点(1) ；(2)具有高度的具有高度的 ；(3)具有具有 作用作用蛋白质蛋白质条件温和，不需加热条件温和，不需加热专一性专一性高效催化高效催化四、核酸四、核酸1概念概念 核酸是一类核酸是一类 的生物高分子化合物的生物高分子化合物含磷含磷思考思考交流交流1将下列氨基酸的名称与结构简式用短线相连将下列氨基酸的名称与结构简式用短线相连 答案：答案：2你知道常见的能与你知道常见的能与NaOH溶液和盐酸都反应的物质有哪些？溶液和盐酸都反应的物质有哪些？答案：答案：(1)金属：金属：Al等等(2)两性化合

7、物：两性化合物：Al2O3、Al(OH)3等等(3)弱酸铵盐：弱酸铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S等等(4)多元弱酸酸式盐：多元弱酸酸式盐：NaHCO3、NaHS、NaHSO3、 NH4HSO3等等(5)氨基酸、蛋白质：氨基酸、蛋白质：3某蛋白质的结构片段如下：某蛋白质的结构片段如下：它水解后产生几种氨基酸？分别写出它们的结构简式它水解后产生几种氨基酸？分别写出它们的结构简式分析：分析：该蛋白质的结构片段中含有肽键该蛋白质的结构片段中含有肽键( )其其水解时的断键部位为水解时的断键部位为 ，其中，其中OH接接 形成形成COOH，H接接 形成形成NH2.4临床上解救临

8、床上解救Cu2、Pb2、Hg2等重金属盐中毒的病人等重金属盐中毒的病人时，要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或时，要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等为什么？豆浆等为什么？分析：分析：生鸡蛋、牛奶、豆浆中含有大量蛋白质，能破坏生鸡蛋、牛奶、豆浆中含有大量蛋白质，能破坏Cu2、Pb2、Hg2等重金属盐而保护人体中的蛋白等重金属盐而保护人体中的蛋白质质答案：答案：Cu2、Pb2、Hg2等重金属盐可以使蛋白质变等重金属盐可以使蛋白质变性，对于此类重金属盐中毒的病人，让其服用大量含蛋性，对于此类重金属盐中毒的病人，让其服用大量含蛋白质丰富的物质是让这些重金属盐作用于这些外来蛋白白

9、质丰富的物质是让这些重金属盐作用于这些外来蛋白质上，而避免其大量攻击人体组成中的蛋白质质上，而避免其大量攻击人体组成中的蛋白质5为什么使用加酶洗衣粉时，水温不宜过高？为什么使用加酶洗衣粉时，水温不宜过高？分析：分析：酶是一类由细胞产生的，对生物体内的化学酶是一类由细胞产生的，对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质当水温过高时，会使反应具有催化作用的蛋白质当水温过高时，会使蛋白质变性而失去酶的催化作用蛋白质变性而失去酶的催化作用答案：答案：水温过高会使酶失去催化作用水温过高会使酶失去催化作用要点一氨基酸缩合反应的规律要点一氨基酸缩合反应的规律1两分子间缩合两分子间缩合2分子间或分子内缩合成环分

10、子间或分子内缩合成环3缩聚成多肽或蛋白质缩聚成多肽或蛋白质 氨基酸缩合机理为：氨基酸缩合机理为： 脱去脱去一分子水后形成肽键一分子水后形成肽键( )，肽键可简写为，肽键可简写为“CONH”，不能写为，不能写为“CNHO”例例1A、B两种有机物，分子式都是两种有机物，分子式都是C9H11O2N.(1)化合物化合物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示，分子是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示，分子结构中不存在结构中不存在CH3，化合物，化合物A的结构简式为的结构简式为_(2)化合物化合物B是某种分子式为是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产的芳香烃一硝化后的唯一产物物(硝基连在苯环上硝

11、基连在苯环上)化合物化合物B的结构简式为的结构简式为_(3)两分子两分子A可形成具有六元环的物质可形成具有六元环的物质C，则，则C的结构简式为的结构简式为 _解析解析(1)蛋白质水解产物是蛋白质水解产物是氨基酸，由分子式氨基酸，由分子式C9H11O2N和和氨基酸的概念可知氨基酸的概念可知A的结构简式为的结构简式为 (2)题目中提示化合物题目中提示化合物B是某种分子式为是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝的芳香烃一硝化后的唯一产物化后的唯一产物(硝基连在苯环上硝基连在苯环上)，则原芳香烃只能是，则原芳香烃只能是1,3,5三甲基苯三甲基苯(3)A分子中的分子中的NH2和和COOH可脱水形成可脱水形

12、成 ， 从而把两分子从而把两分子A结合成环状，其结构简式为：结合成环状，其结构简式为：1(2011福建双十中学月考福建双十中学月考)据最近的美国据最近的美国农业研究农业研究杂志报道，美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病杂志报道，美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有病毒感染者的免疫力，对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效已知半胱氨酸的结构简式为奇效已知半胱氨酸的结构简式为 ，则下列说法不正确的是，则下列说法不正确的是. .A半胱氨酸属于半胱氨酸属于氨基酸氨基酸B半胱氨酸是一种两性化合物半胱氨酸是一种两性化合物C两分子半胱氨酸脱水形成的二肽的结构简式为：两分子半胱氨

13、酸脱水形成的二肽的结构简式为：D 与与NaOH溶液加热时溶液加热时 可放出一种碱性气体可放出一种碱性气体解析：解析：由题给结构可知，氨基在羧基的邻位碳上，是由题给结构可知，氨基在羧基的邻位碳上，是氨氨基酸；氨基为碱性基团，而羧基为酸性基团，所以是一种基酸；氨基为碱性基团，而羧基为酸性基团，所以是一种两性化合物；两分子的半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与两性化合物；两分子的半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基反应的结果，形成的二肽结构应为羧基反应的结果，形成的二肽结构应为 ，C不正不正确因该物质是氨基酸的铵盐，电离生成的确因该物质是氨基酸的铵盐，电离生成的NH 与与OH反反应会放出氨气应会放出氨气+

14、+4 4要点二蛋白质盐析和变性的比较要点二蛋白质盐析和变性的比较盐析盐析变性变性概念概念蛋白质溶液中加浓无机蛋白质溶液中加浓无机盐溶液，使蛋白质析出盐溶液，使蛋白质析出蛋白质在某些条件作用蛋白质在某些条件作用下凝聚，丧失生理活性下凝聚，丧失生理活性盐析盐析变性变性变化条件变化条件变化实质变化实质变化过程变化过程用途用途盐析盐析变性变性变化条件变化条件浓无机盐溶液浓无机盐溶液受热、紫外线、强受热、紫外线、强酸、强碱、重金属酸、强碱、重金属盐、某些有机物等盐、某些有机物等变化实质变化实质变化过程变化过程用途用途盐析盐析变性变性变化条件变化条件浓无机盐溶液浓无机盐溶液受热、紫外线、强受热、紫外线、强

15、酸、强碱、重金属酸、强碱、重金属盐、某些有机物等盐、某些有机物等变化实质变化实质物理变化物理变化(溶解度降溶解度降低低)化学变化化学变化变化过程变化过程用途用途盐析盐析变性变性变化条件变化条件浓无机盐溶液浓无机盐溶液受热、紫外线、强受热、紫外线、强酸、强碱、重金属酸、强碱、重金属盐、某些有机物等盐、某些有机物等变化实质变化实质物理变化物理变化(溶解度降溶解度降低低)化学变化化学变化变化过程变化过程可逆可逆不可逆不可逆用途用途盐析盐析变性变性变化条件变化条件浓无机盐溶液浓无机盐溶液受热、紫外线、强受热、紫外线、强酸、强碱、重金属酸、强碱、重金属盐、某些有机物等盐、某些有机物等变化实质变化实质物理

16、变化物理变化(溶解度降溶解度降低低)化学变化化学变化变化过程变化过程可逆可逆不可逆不可逆用途用途分离，提纯分离，提纯杀菌，消毒等杀菌，消毒等(1)稀的盐溶液能促进蛋白质的溶解稀的盐溶液能促进蛋白质的溶解(2)浓的无机盐溶液能使蛋白质发生盐析浓的无机盐溶液能使蛋白质发生盐析(3)盐溶液中含有重金属离子时，不论其浓度大小，均盐溶液中含有重金属离子时，不论其浓度大小，均 能使蛋白质发生变性能使蛋白质发生变性例例2约翰约翰芬思等三位科学家因在蛋白质等大分子研究芬思等三位科学家因在蛋白质等大分子研究领域的杰出贡献获得了诺贝尔化学奖下列有关说法正确领域的杰出贡献获得了诺贝尔化学奖下列有关说法正确的是的是(

17、)A蚕丝、羊毛、棉花的成分都是蛋白质蚕丝、羊毛、棉花的成分都是蛋白质B蛋白质溶液不能产生丁达尔效应蛋白质溶液不能产生丁达尔效应C蛋白质溶液中加入蛋白质溶液中加入CuSO4溶液产生盐析现象溶液产生盐析现象D蛋白质在紫外线的照射下将会失去生理活性蛋白质在紫外线的照射下将会失去生理活性D解析解析蚕丝、羊毛的主要成分是蛋白质，棉花的主要成蚕丝、羊毛的主要成分是蛋白质，棉花的主要成分是纤维素；蛋白质溶液是胶体，能产生丁达尔效应；分是纤维素；蛋白质溶液是胶体，能产生丁达尔效应；CuSO4是重金属盐，其溶液能使蛋白质发生变性；蛋白是重金属盐，其溶液能使蛋白质发生变性；蛋白质在紫外线照射下也会发生变性而失去生

18、理活性质在紫外线照射下也会发生变性而失去生理活性2下列关于蛋白质的叙述中，正确的是下列关于蛋白质的叙述中，正确的是 ()A蛋白质溶液里加入蛋白质溶液里加入(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质溶液可提纯蛋白质B重金属盐使蛋白质变性，所以吞服重金属盐使蛋白质变性，所以吞服“钡餐钡餐”会引起会引起 中毒中毒C温度越高，酶对某些反应的催化效率越高温度越高，酶对某些反应的催化效率越高D任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色A解析：解析：(NH4)2SO4不是重金属盐，加入不是重金属盐，加入(NH4)2SO4溶液，溶液，蛋白质会产生盐析现象，但盐析是一个可逆过程，加水蛋白质会产生盐析现象，但盐析是一个可逆过程，加水后蛋白质又会溶解；后蛋白质又会溶解；BaSO4虽然属于重金属盐，但它既不虽然属于重金属盐，但它既不溶于水，也不溶于酸，吞服后不能被人体所吸收，不会溶于水，也不溶于酸，吞服后不能被人体所吸收，不会引起中毒；酶是一种蛋白质，在高温下发生变性而不再引起中毒；酶是一种蛋白质，在高温下发生变性而不再具有催化活性；不是任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会具有催化活性；不是任何结构的蛋白质遇到浓硝酸都会变成黄色变成黄色 氨基酸缩合后，形成含有肽键的新化合物的种类与氨基酸缩合后，形成含有肽键的新化合物的种