高中化学选修五：4.3蛋白质和核酸

第四章生命中的基础有机化学物质

第三节蛋白质和核酸03二月2023蛋白质和核酸

蛋白质和核酸都是天然高分子化合物，是生命物质基础。从最简单的病毒、细菌等微生物直至高等生物，一切生命过程都与蛋白质密切相关。它不仅是细胞、肌体、毛发等的重要组成成分，而且有多种生物学功能，例如机体内起催化作用的酶、调节新陈代谢的激素以及发生免疫反应的抗体均为蛋白质。总之几乎一切生命活动过程都与蛋白质有关。没有蛋白质就没有生命。zxxkw1965年我国科技工作者成功合成了具有生物活性的——结晶牛胰岛素。这是科学史上的一大成就，可以说是科学史上又一“丰碑”。在认识生命现象揭开生命奥秘的伟大历程中，做出了重要贡献。

科学视野我国现代取得的成就世界第一只克隆羊：多利世界首只克隆狗zxxkw

氨基酸是组成蛋白质的基本结构单位，要认识蛋白质必须首先认识氨基酸。氨基酸与人体健康资料卡片：各种生物体中发现的氨基酸已有180多种，但常见的构成动植物体蛋白质的氨基酸只有约20种，人体必需但又不能自身合成的有8种，需要从食物中获得，这些氨基酸就称为必需氨基酸。

它们分别是：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。

一、氨基酸的结构和性质NH2HOOC-CH2-CH2-CH-COOHCH3-CH-COOHNH2—CH2-CH-COOHNH2丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸ααα1、氨基酸的结构：定义：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zxxkwR-CH-COOHNH2α-氨基酸的结构简式：氨基（-NH2）、羧基都是氨基酸的官能团，组成蛋白质的天然氨基酸几乎都是α-氨基酸。2、氨基酸的物理性质：天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在200~300℃熔化时分解，能溶于强酸、强碱溶液中，除少数外一般都能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚这样的有机溶剂。3、氨基酸的化学性质⑴酸性：R-CH-COONa+H2ONH2R-CH-COOH+NaOHNH2因此，氨基酸易溶于强碱。【知识回顾】:

NH3+HCl

==NH4ClHHNH+H+==[HNH]+HHR-CH-COOH+H+

NH2R-CH-COOHNH3+因此，氨基酸具有两性。⑵碱性：R-CH-COO-+2H2ONH2NH4++OH-==NH3·

H2OR-CH-COOH+2OH-

NH3+3、氨基酸的成肽反应：（酸脱羟基，氨脱氢）

R-CH-COOH+NH2R

OHONH2—CH—C—N—CH

—C—OH+H2O根据肽链中氨基酸分子数的多少叫二肽、三肽、多肽相对分子质量在10000以上的多肽，称为蛋白质。

CH-COOHH-N-R

＇

H(肽键)R

＇

练习:1.由甘氨酸和丙氨酸形成的二肽可能有几种？写出相应的化学反应方程式。CH3-CH-COOHNH2CH2-COOHNH2

大量元素C50—55%H6----7%O19----24%N15---17%S0----4%

微量元素FeCuMnZnCoMgI(一)、元素组成二、蛋白质的结构与性质蛋白质含量的常用测定方法：定氮法三聚氰胺(二)、蛋白质的结构一级结构：蛋白质中各种氨基酸的连接方式和排列顺序，肽键是一级结构的主键。二级结构：多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构三级结构：二级结构的肽链进一步盘曲折叠形成亚基。蛋白质的四级结构：亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局(三)、蛋白质的性质1、有两性2、水解：在酸、碱、酶的作用下逐步水解，最终得到各种氨基酸。3、盐析：较大浓度的无机盐，能使蛋白质的溶解度减小而从溶液中析出。盐析是一个可逆过程，因此可用于蛋白质的分离提纯。

实验4-2在盛有鸡蛋白溶液的试管里，缓慢地加入2ml饱和的(NH4)2SO4和Na2SO4溶液，观察沉淀的析出。然后把少量的带有沉淀的液体加入蒸馏水的试管里，观察实验现象。(4)盐析向蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4溶液时，会使蛋白质从溶液沉淀出来，加水后沉淀又溶解。盐析的应用盐析向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，可使蛋白质凝聚而从溶液中析出。（可逆的物理变化）采用多次盐析的方法可以分离或提纯蛋白质现象实验4-3

分别取两支试管。加入2mL鸡蛋白溶液，1．向第一支试管中加入几滴醋酸铅溶液；2．将第四支试管放在酒精灯上加热。最后分别向四支试管中加适量的水，震荡观察现象(5)蛋白质变性：zxxkw学.科.网蛋白质均凝结，加入适量清水后，凝结的蛋白质不再溶解。

在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。归纳总结现象：蛋白质变性：(不可逆化学变化)变性因素物理因素：化学因素：加热、加压、搅拌、紫外线照射、超声波等强酸、强碱、重金属三氯乙酸乙醇、醛、丙酮等

(1)为什么误食重金属盐类时,可以喝大量的牛奶、蛋清或豆浆来解毒？(2)为什么医院用高温蒸煮,照射紫外线,喷洒苯酚溶液,在伤口处涂抹酒精的方法来杀菌?(3)为什么生物实验室用甲醛溶液保存标本?(4)为什么在农业上用波尔多液（由硫酸铜、生石灰和水制成）来消灭病虫害？春天为什么要在树木的枝干上涂抹石灰浆?思考交流实验4-4

用试管取2mL鸡蛋白溶液；滴加几滴浓硝酸，微热。观察并记录现象。(6)颜色反应：含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。如皮肤，指甲等。现象：归纳总结鸡蛋白溶液遇浓硝酸加热颜色变黄总结：

灼烧蛋白质会产生烧焦的羽毛味(7)灼烧：四、蛋白质的用途（1）食物（人类必须的营养物质）（2）工业原料动物的毛、蚕丝(纺织原料)动物的皮(皮革)动物的骨、皮、蹄(动物胶)牛奶中的酪素(酪素塑料)zxxkw五、蛋白质的存在动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或存在于植物的种子里。六、酶自学探究—生物催化剂1、什么是酶2、酶催化作用具有的特点一类由细胞产生的，对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。（1）条件温和，不需加热。（2）具有高度的专一性。（3）具有高效催化作用。中国催化剂之父闵恩泽自学探究七、核酸1、一类含磷的生物高分子化合物，相对分子量可达十几万至几百万。2、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。3、具有酸性4、分类：（1）脱氧核糖核酸（DNA）：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。（2）核糖核酸（RNA）：根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。【练习】1、下列过程中，不可逆的是（）

A.蛋白质的盐析B.酯的水解

C.蛋白质白变性D.氯化铁的水解2、欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性

质应加入（）

A.甲醛溶液B.CuSO4溶液

C.饱和Na2SO4溶液D.浓硫酸

CC3、下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解时，断裂的键是（）Czxxkw4、为鉴别某白色纺织品的成分是