高中化学选修五第四章第三节 蛋白质和核酸

1、第三节 蛋白质和核酸1.1.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。2.2.了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。3.3.了解蛋白质的组成、结构和性质。了解蛋白质的组成、结构和性质。4.4.认识人工合成多肽、蛋白质、核酸的意义，体会化认识人工合成多肽、蛋白质、核酸的意义，体会化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。学科学在生命科学发展中所起的重要作用。说说你知道说说你知道的哪些是含的哪些是含蛋白质的物蛋白质的物质质? ?蛋白质广泛存在于生物体内，蛋白质是生命的基础，蛋白质广泛存在于生物体内，蛋白质是生命的基础，没有蛋

2、白质就没有生命。没有蛋白质就没有生命。1.1.定义：定义：羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物称为氨基酸。物称为氨基酸。2.2.结构特点：结构特点：含有氨基和羧基两种官能团，属于取代羧酸含有氨基和羧基两种官能团，属于取代羧酸3.3.物理性质：物理性质：天然的氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在天然的氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在200200300300时熔化分解，能溶于强酸或强碱时熔化分解，能溶于强酸或强碱中，大多能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。中，大多能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。一、氨基酸的结构和性质一、氨基酸的结构和性质天然蛋白质是由多种天然蛋白质是由多

3、种- -氨基酸组成的，天然蛋白质水氨基酸组成的，天然蛋白质水解得到的大都是解得到的大都是-氨基酸。氨基酸。4.4.几种常见的氨基酸几种常见的氨基酸甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸谷氨酸谷氨酸CHCH2 2COOHCOOHNHNH2 2CHCH3 3CHCOOHCHCOOHNHNH2 2HOOC(CHHOOC(CH2 2) )2 2CHCOOHCHCOOHNHNH2 2(1)(1)两性：既能与酸反应又能与碱反应两性：既能与酸反应又能与碱反应与氢氧化钠的反应与氢氧化钠的反应: :NHNH2 2CHCH2 2COOH+NaOHNHCOOH+NaOHNH2 2CHCH2 2COONa+HCOONa+H2 2O

4、 O试写出与盐酸反应的化学方程式试写出与盐酸反应的化学方程式 NHNH2 2CHCH2 2COOH+HClClNHCOOH+HClClNH3 3CHCH2 2COOHCOOH思考：思考：氨基酸含有氨基和羧基两种官能团，推测其性质。氨基酸含有氨基和羧基两种官能团，推测其性质。5.5.氨基酸的化学性质氨基酸的化学性质（2 2）成肽反应）成肽反应 2NH2NH2 2CHCH2 2COOHNHCOOHNH2 2CHCH2 2CONHCHCONHCH2 2COOH+HCOOH+H2 2O O 书写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式。书写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式。CHCH3 3COOH+CC

5、OOH+C2 2H H2 2OH CHOH CH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+H+H2 2O O书写出两个氨基乙酸分子脱水的方程式。书写出两个氨基乙酸分子脱水的方程式。 浓硫酸浓硫酸+ H+ H2 2O O+肽键肽键成肽反应的反应位置和反应方式（可类比酯化反应）成肽反应的反应位置和反应方式（可类比酯化反应）氨基酸氨基酸二二 肽肽多肽链多肽链蛋白质蛋白质M Mr r11万万成肽反应成肽反应成肽反应成肽反应水解反应水解反应多种氨基酸分子按不同的排列顺多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键相互结合，可以形成千序以肽键相互结合，可以形成千百万种具有不同的理化性质和生百万种具有不同的理化性质和

6、生理活性的多肽链。理活性的多肽链。相对分子量在相对分子量在1000010000以上的，并具有一定以上的，并具有一定空间结构的多肽，称空间结构的多肽，称为蛋白质。为蛋白质。1.1.下列关于氨基酸的说法中不正确的是（下列关于氨基酸的说法中不正确的是（ ）A A氨基酸是羧酸的取代酸，氨基取代了羧酸烃基上的氢氨基酸是羧酸的取代酸，氨基取代了羧酸烃基上的氢B B天然的氨基酸均为无色晶体，且多为天然的氨基酸均为无色晶体，且多为-氨基酸氨基酸C C氨基酸不能溶解于水、乙醇、乙醚等溶剂中氨基酸不能溶解于水、乙醇、乙醚等溶剂中D D氨基酸是两性化合物，能够溶解于强酸和强碱中氨基酸是两性化合物，能够溶解于强酸和强

7、碱中 2.2.甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下，发生缩合反应甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下，发生缩合反应生成的二肽化合物共有（生成的二肽化合物共有（ ）A A2 2种种 B B3 3种种 C C4 4种种 D D5 5种种C CC C二、蛋白质的组成和性质二、蛋白质的组成和性质1.1.组成和存在组成和存在组成元素仅为：组成元素仅为：C C、H H、O O、N N及及S S、P P和少量的和少量的CuCu、FeFe、ZnZn等，而种类达十万种以上。等，而种类达十万种以上。主要存在于生物体内，肌肉，发，皮肤，角主要存在于生物体内，肌肉，发，皮肤，角, ,蹄，酶，激蹄，酶，激素，抗体，病毒；在植物

8、中也很丰富，比如大豆，花生，素，抗体，病毒；在植物中也很丰富，比如大豆，花生，谷物。谷物。天然蛋白质的结构独特而稳定，按照氨基酸的连接方式天然蛋白质的结构独特而稳定，按照氨基酸的连接方式和空间结构分为：一级结构、二级结构、三级结构、四和空间结构分为：一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。级结构。 一级结构一级结构二级结构二级结构蛋白质分子蛋白质分子中各种氨基中各种氨基酸的连接方酸的连接方式和排列顺式和排列顺序序多肽链卷曲多肽链卷曲盘旋和折叠盘旋和折叠的空间结构的空间结构2.2.结构结构三级结构：蛋白质在二级三级结构：蛋白质在二级结构基础上进一步盘曲折结构基础上进一步盘曲折叠而形成叠而形成 三

9、维结构，每个三维结构，每个具有三级结构的多肽链称具有三级结构的多肽链称为亚基为亚基四级结构：亚基的立体排布、亚基四级结构：亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局间相互作用与布局蛋白质的分子图象蛋白质的分子图象3.3.化学性质化学性质（1 1）两性）两性形成蛋白质的多肽是形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形由多个氨基酸脱水形成的，在多肽链的两成的，在多肽链的两端必然存在着自由的端必然存在着自由的氨基与羧基。氨基与羧基。（2 2）水解）水解蛋白质蛋白质 多肽多肽 二肽二肽 氨基酸氨基酸少量的稀盐溶液能少量的稀盐溶液能促进溶解，盐析过促进溶解，盐析过程可逆，所得固体程可逆，所得固体加水可以重新溶解。加

10、水可以重新溶解。用途：分离，提用途：分离，提纯蛋白质。纯蛋白质。（3 3）盐析）盐析当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时，反而使蛋当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。滴加滴加(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4？再加水再加水？再加水再加水？第第一一组组白色白色白色白色溶解溶解不溶解不溶解滴加滴加(CH(CH3 3COO)COO)2 2PbPb（4 4）变性）变性在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的物理化在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的物理化学性质和生

11、理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。学性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。导致变性的物理因素包括：加热导致变性的物理因素包括：加热 、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等；超声波等；化学因素包括：强酸、强碱、重金属盐、一些有机物等。化学因素包括：强酸、强碱、重金属盐、一些有机物等。不可逆不可逆可逆，加水即可可逆，加水即可杀菌、消毒、防中毒杀菌、消毒、防中毒分离、提纯蛋白质分离、提纯蛋白质重金属盐、醛、加热重金属盐、醛、加热或剧烈震动或剧烈震动加入某些浓盐溶液，加入某些浓盐溶液，如：如： NaNa2 2SOSO4 4、浓食盐浓食盐水水 、(NH(N

12、H4 4) )2 2SOSO4 4等等 相同点相同点复原复原盐盐不不同同用用 途途不不同同点点变性变性盐析盐析盐析与变性的对比盐析与变性的对比加入某种物质后有沉淀生成加入某种物质后有沉淀生成浓浓硝硝酸酸（5 5）颜色反应）颜色反应（6 6）灼烧蛋白质有烧焦羽毛的气味）灼烧蛋白质有烧焦羽毛的气味含有苯基的蛋白质含有苯基的蛋白质溶液中加入浓硝酸溶液中加入浓硝酸会产生白色沉淀，会产生白色沉淀，加热沉淀变黄色加热沉淀变黄色3.3.在蛋白质的一到四级结构中，存在亚基的立体排布、在蛋白质的一到四级结构中，存在亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局的是（亚基间相互作用与布局的是（ ）A A一级结构一级结构 B

13、 B二级结构二级结构 C C三级结构三级结构 D D四级结构四级结构 4.4.欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质，应加入欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质，应加入 （ ）A A甲醛溶液甲醛溶液 B B饱和饱和NaNa2 2SOSO4 4溶液溶液C C饱和饱和(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4溶液溶液 D D醋酸铅溶液醋酸铅溶液D DBCBC一类由细胞产生的，对生物体内的化学反应具有催化一类由细胞产生的，对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。作用的蛋白质。 （1 1）条件温和，不需加热）条件温和，不需加热（2 2）具有高度的专一性）具有高度的专一性（3 3）具有高效催化作用

14、）具有高效催化作用三、酶三、酶生物催化剂生物催化剂1.1.什么是酶什么是酶2.2.酶催化作用具有的特点酶催化作用具有的特点1.1.一类含磷的生物高分子化合物，一类含磷的生物高分子化合物， 相对分子量可达十几相对分子量可达十几万至几百万。万至几百万。2.2.核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性的作用。起着决定性的作用。3.3.具有酸性具有酸性4.4.分类：分类：（1 1）脱氧核糖核酸）脱氧核糖核酸(DNA)(DNA)：生物遗传信息的载体；还指挥：生物遗传信息的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。（着蛋白质的合

15、成、细胞的分裂和制造新的细胞。（2 2）核）核糖核酸糖核酸(RNA)(RNA)：根据：根据DNADNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。提供的信息控制体内蛋白质的合成。四、核酸四、核酸5.5.现在市场上洗衣粉多为加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入现在市场上洗衣粉多为加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解而除去，下迹及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解而除去，下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是（列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是（ ）A A棉织品棉织品 B B毛织品毛织品 C

16、 C腈纶织品腈纶织品 D D蚕丝织品蚕丝织品 BDBD6. 6. 核酸是一类含磷的生物高分子化合物。下列关于核核酸是一类含磷的生物高分子化合物。下列关于核酸的说法中不正确的是（酸的说法中不正确的是（ ）A A核酸分为脱氧核糖核酸（核酸分为脱氧核糖核酸（DNADNA）和核糖核酸（）和核糖核酸（RNARNA）B BRNARNA主要存在于细胞核中，而主要存在于细胞核中，而DNADNA主要存在于细胞质主要存在于细胞质中中C CDNADNA是生物体遗传信息的载体是生物体遗传信息的载体D D我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸B B生命活动中的物质基础生命活

17、动中的物质基础蛋白质蛋白质核核 酸酸氨基酸氨基酸 酶酶组成、结构、性质组成、结构、性质DNADNA存在作用存在作用RNARNA1 1下列物质不可能是蛋白质的是（下列物质不可能是蛋白质的是（ ）A A酶酶 B B激素激素 C C抗体抗体 D D氨基酸氨基酸 2.2.利用蛋白质的变性可以为我们的日常生活，医疗卫生服利用蛋白质的变性可以为我们的日常生活，医疗卫生服务。下列实例利用了蛋白质的变性的是（务。下列实例利用了蛋白质的变性的是（ ）利用过氧乙酸对环境、物品进行消毒；利用过氧乙酸对环境、物品进行消毒；利用高温、紫利用高温、紫外线对医疗器械进行消毒；外线对医疗器械进行消毒；蒸煮鸡蛋食用；蒸煮鸡蛋食

18、用；松花蛋的松花蛋的腌制；腌制；用蛋白质灌服重金属中毒的病人。用蛋白质灌服重金属中毒的病人。A A全部全部 B B C C D DD DA A3.3.有一种二肽，分子式为有一种二肽，分子式为C C8 8H H1414N N2 2O O5 5，发生水解后得到丙氨，发生水解后得到丙氨酸和另一种氨基酸，则此氨基酸的化学式为（酸和另一种氨基酸，则此氨基酸的化学式为（ ）A.CA.C4 4H H7 7NONO4 4 B.C B.C5 5H H7 7NONO3 3 C.CC.C5 5H H9 9NONO4 4 D.C D.C5 5H H1111NONO5 5C C4.4.生活中一些问题常涉及化学知识，下列叙述不正确的生活中一些问题常涉及化学知识，下列叙述不正确的是（是（ ）A A糯米中的淀粉一经水解反应，就酿造成酒糯米中的淀粉一经水解反应，就酿造成酒B B福尔马林是一种良好的杀菌剂，但不可用作消毒饮福尔马林是一种良好的杀菌剂，但不可用作消毒饮用水用水C C棉花和人造丝的主要成分都是纤维素棉花和人造丝的主要成分都是纤维素D D室内装饰材料中缓慢放出的甲醛、甲苯等有机物会室内装饰材料中缓慢放出的甲醛、甲苯等有机物会污染空气污染空气A AA A5.5.下列关于酶的叙述中，错误的是（下列关于酶的叙述中，错误