人教版選修5-《蛋白質(zhì)和核酸》課件(完整版).ppt

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1、4.3蛋白質(zhì)和核酸,蛋白質(zhì)的存在,主要的存在于生物體內(nèi)，肌肉，發(fā)，皮膚，角蹄，酶，激素，抗體，病毒；在植物中也很豐富，比如大豆，花生，谷物。 是生命的基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。,組成蛋白質(zhì)的氨基酸幾乎都是-氨基酸，即氨基在羧基的位上,-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：,幾乎一切生命活動(dòng)過程都與蛋白質(zhì)有關(guān)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量很大，可以達(dá)到上千萬。但是如此大的高分子化合物，也是由基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的，就是氨基酸 ，要認(rèn)識蛋白質(zhì)，必須首先認(rèn)識氨基酸。,一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：,1、氨基酸的概念： 羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物。 -NH2叫氨基，可以看成NH3失一個(gè)H原子后得

2、到的，是個(gè)堿性基。氨基的電子式： -氨基酸：離羧基最近的碳原子上的氫原子叫氫原子，次近的碳原子上的氫原子叫氫原子。羧酸分子里的氫原子被氨基取代的生成物叫-氨基酸。-氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基石。天然蛋白質(zhì)水解得到的氨基酸絕大部分是-氨基酸。如：甘氨酸（-氨基乙酸）的結(jié)構(gòu)簡式為：,一、氨基酸,-氨基酸是構(gòu)建蛋白質(zhì)的基石物質(zhì)，首先來學(xué)習(xí)氨基酸。,賴氨酸的結(jié)構(gòu)簡式,什么叫氨基酸？,羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。,2、氨基酸的結(jié)構(gòu)：,-氨基酸通式： 特點(diǎn)：既含有氨基(-NH2)，又含有羧基 (-COOH)注意：與同碳原子數(shù)的硝基化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，如 與CH3CH2NO2互為同

3、分異構(gòu)體。,3、幾種常見的氨基酸,4、氨基酸的物理性質(zhì)：,天然氨基酸都是無色晶體，熔點(diǎn)高，在2003000C熔化時(shí)分解，易溶于水，它們能溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中，除少數(shù)外一般都能溶于水，難溶于乙醇乙醚。,酸性,堿性,5、氨基酸的性質(zhì),(1),NH2CH2COOH+NaOHNH2CH2COO-Na+H2O,NH2CH2COOH+HClCl-+NH3CH2COOH,既有酸性又有堿性（氨基酸結(jié)構(gòu)中含有官能團(tuán)-COOH和-NH2）,說明：a、所學(xué)過的既能跟酸反應(yīng)又能跟堿反應(yīng)的物質(zhì)： Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。b、分子內(nèi)部中和，生成內(nèi)鹽：由于該性質(zhì)使

4、氨基酸具有較高的熔沸點(diǎn)，易溶于水，難溶于非極性溶劑，具有類似離子晶體的某些性質(zhì)。,（2）成肽反應(yīng)：,一個(gè)氨基酸分子中的羧基可以跟另一個(gè)氨基酸分子中的氨基反應(yīng)，按羧基脫羥基、氨基脫氫的反應(yīng)原理，脫去一個(gè)水分子而形成酰胺基（ ）， 即肽鍵，此反應(yīng)稱為成肽反應(yīng)。,a.甘氨酸縮合成二肽：,二肽：由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物,多肽：由三個(gè)或三個(gè)以上氨基酸分子縮合而成的，含多個(gè)肽鍵的化合物稱為多肽。,小結(jié)：氨基酸 多肽 蛋白質(zhì),氨基和羧基的縮聚反應(yīng)： 氨基酸分子中氨基上H原子能與另一氨基酸分子羧基上的羥基結(jié)合成水脫去，發(fā)生縮聚反應(yīng)，形成高分子化合物。如：,b、分子間或分子內(nèi)縮水成環(huán),二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與

5、性質(zhì)：,（蛋白質(zhì)是由多種氨基酸結(jié)合而成的含氮生物高分子化物） 1、相對分子質(zhì)量大于10000，具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽叫蛋白質(zhì) 2、存在： 動(dòng)物的肌肉、皮膚、血液、乳汁及毛、發(fā)、蹄、角等，或存在于植物的種子里。,3、蛋白質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)： 蛋白質(zhì)的成分里含有碳、氫、氧、氮、硫等元素；蛋白質(zhì)是由不同氨基酸按不同排列順序相互結(jié)合而構(gòu)成的高分子化合物；蛋白質(zhì)分子中含有未縮合的羧基（-COOH）和氨基（-NH2）；蛋白質(zhì)溶液是一種膠體；酶是一種蛋白質(zhì)。,結(jié)晶牛胰島素,一級 二級 三級結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)的分子圖象,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：,一級結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu),a、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)分子

6、中各種氨基酸的連接方式和排列順序。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)；b、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結(jié)構(gòu)；c、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)分子在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤曲折疊形成的三維結(jié)構(gòu)；（具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為亞基）d、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指亞基的立體排布、亞基間相互作用與布局。,4、蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),下列物質(zhì)中既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的是NaHCO3 ; (NH4)2S ; Al(OH)3 ; NH4Cl；H2N-CH2-COOH ; CH3-COOH A. B. C. D.,【小結(jié)】既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì),(1)多元弱酸的酸式鹽； (2)弱酸的銨鹽；

7、(3)具兩性的物質(zhì)； (4)氨基酸和蛋白質(zhì)；,D,性質(zhì)1:具有兩性,水解原理：,注意：不同的蛋白質(zhì)水解最終生成各種氨基酸， 但只有天然蛋白質(zhì)水解均生成-氨基酸,O,HNCH2C,H,NCH2COH,性質(zhì)2:能夠水解(結(jié)構(gòu)中含有肽鍵),1、下圖表示蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分,圖中(A)、(B)、(C)、(D)標(biāo)出分子中不同的鍵。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)，斷裂的鍵是（ ）,C,【課堂練習(xí)】,在適宜條件下完全水解得到4種產(chǎn)物，它們的結(jié)構(gòu)簡式為 ， 。,2、已知有機(jī)化合物:,一定條件下使蛋白質(zhì)凝結(jié)為固體析出,一定條件下，蛋白質(zhì)失去生理活性、溶解性降低,保持生理活性,失去生理活性,加鹽析出、加水溶解 可逆,變

8、性后、加水不溶解 不可逆,滴加(CH3COO)2Pb溶液,溶液,實(shí)驗(yàn)：,雞蛋白溶液,蛋白質(zhì)凝聚,蛋白質(zhì)重新溶解,1、蛋白質(zhì)溶液中加濃的無機(jī)鹽溶液如Na2SO4、(NH4)2SO4等,可使蛋白質(zhì)的溶解度減小, 而從溶液中析出-鹽析,2、鹽析是一個(gè)可逆的過程，故不影響蛋白質(zhì)的性質(zhì),利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質(zhì)。,濃無機(jī)鹽,水,性質(zhì)3:鹽析,第二組,思考討論： （1）你提倡用直發(fā)器加熱的方法拉直頭發(fā)嗎？ 加熱使蛋白質(zhì)變性在生活中最常見，試舉例說明。 （2）為什么動(dòng)物的皮經(jīng)過藥劑鞣制后，才能夠成為加工皮革的原料。,實(shí)驗(yàn)：,雞蛋白溶液,加 熱,蛋白質(zhì)凝結(jié),加水,不再溶解,雞蛋白溶液,蛋白質(zhì)凝結(jié),加

9、水,不再溶解,結(jié)論：,在熱、酸、堿、重金屬鹽、甲醛、酒精、紫外線等作用下，蛋白質(zhì)失去原有的可溶性而凝結(jié)，同時(shí)喪失了生理活性。這種過程是不可逆的。,應(yīng)用：,消毒原理,乙酸鉛,性質(zhì)4:變性,學(xué) 與 問 1、為什么醫(yī)院里用高溫蒸煮、照射紫外線、噴灑苯酚溶液、在傷口處涂抹酒精溶液等方法來消毒殺菌？ 2、為什么生物實(shí)驗(yàn)室用甲醛溶液（福爾馬林）保存動(dòng)物標(biāo)本？ 3、為什么在農(nóng)業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來消滅病蟲害？,4、鋇鹽也屬于重金屬鹽，醫(yī)院在做胃透視時(shí)要服用“鋇餐”BaSO4為何不會(huì)中毒？能否改服BaCO3？,濃的無機(jī)鹽溶液,受熱、紫外線、酸、堿、 重金屬鹽和某些有機(jī)物,物理變化 (溶解

10、度降低),化學(xué)變化 (蛋白質(zhì)性質(zhì)改變),可逆,不可逆,分離提純,殺菌消毒,概念對比,第三組,黃色,滴加濃HNO3，微熱,濃硝酸,實(shí)驗(yàn)：,雞蛋白溶液,濃硝酸,變成黃色,結(jié)論：,蛋白質(zhì)可以跟許多試劑發(fā)生特殊的顏色反應(yīng)。如具有苯環(huán)的蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用黃色的硝基化合物。稱“蛋白黃反應(yīng)”,應(yīng)用：,用于鑒別蛋白質(zhì)的存在,性質(zhì)5: 顏色反應(yīng),用于區(qū)別合成纖維與蛋白質(zhì)(如真絲、蠶絲、純毛、毛線等),歸納：檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的方法 (1)燃燒；(2)顏色反應(yīng)。,鑒別織物成分是蠶絲還是“人造絲”，在如下各方法中正確的是( ) 滴加濃HNO3, 滴加濃硫酸, 滴加酒精, 灼燒 A. B. C. D. ,C,性質(zhì)6:燃燒產(chǎn)生

11、燒焦羽毛氣味,顏色反應(yīng)與金屬的焰色反應(yīng),顏色反應(yīng): 一般指有明顯顏色變化的化學(xué)反應(yīng),如苯酚與FeCl3溶液呈紫色;碘與淀粉呈藍(lán)色；某些蛋白質(zhì)與濃硝酸呈黃色。,焰色反應(yīng): 是指某些金屬及其化合物在灼燒時(shí)能使火焰體現(xiàn)出一定的顏色。,顏色反應(yīng)和焰色反應(yīng)都可用于物質(zhì)的檢驗(yàn),概念對比,1.當(dāng)含有下述結(jié)構(gòu)片段的蛋白質(zhì)在胃中水解時(shí)，不可能產(chǎn)生的氨基酸是( ),D,2.將甘氨酸和丙氨酸混合起反應(yīng)生成各種二肽，可 能的連結(jié)方式有多少種？( ) A.1種 B.2種 C.3種 D.4種,氨基丙酸 B. 氨基丁酸 C. 甘氨酸 D . 氨基丁酸,D,3.已知有機(jī)物A分子中有3個(gè)碳原子, 有關(guān)它的某些信息注明在下面的示

12、意圖中： (1)A的結(jié)構(gòu)簡式為 ； (2)F和G的名稱分別為 ； (3)生成H的化學(xué)方程式為 。,H2NCH2COOCH3,F:氯化氨基乙酸, G:氨基乙酸鈉,4、已知-NH2連在苯環(huán)上顯堿性，-C-NH2連在苯環(huán)上顯中性，現(xiàn)有有機(jī)物C7H7O2N，分子結(jié)構(gòu)中有一個(gè)苯環(huán)和兩個(gè)取代基，且兩取代基在苯環(huán)上處于相對位置，請寫出符合下列要求的結(jié)構(gòu)簡式。,5. n個(gè)氨基酸分子之間通過縮聚(一個(gè)氨基酸分子中氨基上的氫原子與相鄰氨基酸分子羧基中的羥基結(jié)合成水分子)后可得n肽，過程中形成了(n1)個(gè)肽鍵。今有一種“多肽”，其分子式為C55H70O19N10，已知將它徹底水解后只得到下列四種氨基酸：甘氨酸、丙氨

13、酸、苯丙氨酸、谷氨酸。問： (1)這個(gè)多肽是 肽。 (2)該多肽水解后有 個(gè)谷氨酸分子。 (3)該多肽水解后有 個(gè)苯丙氨酸。,十,4,3,5、蛋白質(zhì)的用途,蛋白質(zhì)不僅是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，在工業(yè)上也有廣泛的用途，用于紡織工業(yè)、制革等。白明膠用于照相業(yè)，阿膠是一種藥材。酪素是從牛奶中凝結(jié)出來的蛋白質(zhì)，除用作食品外，還能跟甲醛合成酪素塑料，制生活用品。由蛋白質(zhì)組成的酶也有廣泛的用途。,【資料卡片】,生物體、植物無時(shí)無刻都在進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)，并且這些反應(yīng)在生物體存在的條件下溫和地進(jìn)行，而且會(huì)隨著環(huán)境、身體的情況而隨時(shí)自動(dòng)、精確的改變，是什么讓這些反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)的？,【自主學(xué)習(xí)】P91-92,1、酶的概念

14、（來源、功能和類別）？ 2、酶的催化作用特點(diǎn)？ 3、影響酶作用的因素？ 4、酶的應(yīng)用？,三、酶：,1、酶的定義： 酶是一種具有催化作用的蛋白質(zhì)，是一種生物催化劑。對于許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和生物體內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜的新陳代謝反應(yīng)具有很強(qiáng)的催化作用。,（一種特殊的蛋白質(zhì)）,2、酶的催化作用的特點(diǎn)： 條件溫和、不需加熱：在接近體溫和接近中性的條件下，酶就可以起作用。在3050之間酶的活性最強(qiáng)，超過適宜的溫度時(shí)，酶將失去活性；具有高度專一性：如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)；淀粉酶只對淀粉起催化作用；具有高效催化作用：酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率，比普通催化劑高1071013倍。,3、酶的應(yīng)用：,（1）淀粉酶應(yīng)用于食品

15、、發(fā)酵、紡織、制藥等工業(yè)； （2）蛋白酶應(yīng)用于醫(yī)藥、制革等工業(yè)； （3）脂肪酶應(yīng)用于脂肪水解、羊毛脫脂等； （1）酶還可用于疾病的診斷。,1、酶的正確表述是（ ） A酶是具有催化能力的一類物質(zhì) B酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì) C酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的有催化作用的蛋白質(zhì) D酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的有活性的蛋白質(zhì),C,【課堂練習(xí)】,2、一份唾液淀粉酶能催化100萬份淀粉水解，說明酶具有（ ） A專一性 B高效性 C多樣性 D穩(wěn)定性,B,核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機(jī)體不可缺少的組成部分。 核酸是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)之一。,四、核酸,【自主學(xué)習(xí)】P92-93,1、核酸的概念？ 2、核酸的分類和分

16、布？ 3、核酸的功能？ 4、核酸的化學(xué)組成和水解的產(chǎn)物？,1、核酸的概念,核酸是一類含磷的高分子化合物，是由其結(jié)構(gòu)單體核苷酸通過3, 5- 磷酸二酯鍵聚合而成的長鏈，繼而形成具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的大分子化合物。,（1） 核酸的分類 根據(jù)核酸的化學(xué)組成，分為兩類: 核糖核酸（簡寫為：RNA） 脫氧核糖核酸（簡寫為： DNA）,2、核酸分類和分布,（2） 核酸的主要分布 DNA：主要分布在真核細(xì)胞的細(xì)胞核中。 RNA：主要分布在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。,（1） DNA是主要遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的載體。 DNA同時(shí)還指揮著蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂和制造新的細(xì)胞。 （2） RNA在蛋白質(zhì)生物合成中起重要作用。

17、根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。,3、核酸的重要功能,4、核酸的化學(xué)組成,核酸的元素組成:C、H、O、N、P 其中P在各種核酸中的含量比較恒定： RNA平均含磷量8.9% DNA平均含磷量9.1%,核酸在烯鹽酸中可以逐步水解水解的最終產(chǎn)物是磷酸、戊糖和堿基。所以核酸是由磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結(jié)合而成的。,核酸水解,【練習(xí)】,1、下列過程中，不可逆的是（ ） A.蛋白質(zhì)的鹽析 B.酯的水解 C.蛋白質(zhì)白變性 D.氯化鐵的水解 2、欲將蛋白質(zhì)從水中析出而又不改變它的性 質(zhì)應(yīng)加入（ ） A.甲醛溶液 B.CuSO4溶液 C.飽和Na2SO4溶液 D.濃硫酸,C,C,3、下圖表示蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的一部分，圖中A、B、C、D標(biāo)出了分子中不同的鍵，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解時(shí)，斷裂的鍵是（ ）,C,4、蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪是三種重要的營養(yǎng)物質(zhì)，其中_不是高分子化合物，這三種物質(zhì)水解的最終產(chǎn)物分別是蛋白質(zhì)_淀粉_；脂肪_ ；在蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物分子中，含有_官能團(tuán)。,脂肪,氨基酸,葡萄糖,高級脂肪酸和甘油,氨基和羧基,