化學(xué)：4-3-1《蛋白質(zhì)和核酸》課件（莒南）（人教版選修5）

歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 SARS病毒的電子圖片 SARS病的兇手 冠狀病毒 有自己的核酸和蛋白質(zhì) 它進(jìn)入人體后 借助人體內(nèi)的原料合成病毒 當(dāng)我們?nèi)梭w發(fā)病時(shí) 就是它的蛋白質(zhì)對(duì)我們起了作用 蛋白質(zhì)和核酸 第三節(jié) 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(duì)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(shí)蛋白質(zhì) 必須首先認(rèn)識(shí)氨基酸 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(jiǎn)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 1 幾種常見的氨基酸 1 甘氨酸 氨基乙酸 2 丙氨酸 氨基丙酸 一 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 3 谷氨酸 氨基戊二酸 4 苯丙氨酸 氨基 苯基丙酸 結(jié)構(gòu) 含有一個(gè) NH2及 COOH 性質(zhì) 具有兩性 堿性和酸性 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 酸性 堿性 2 氨基酸的性質(zhì) 性質(zhì)1 顯酸 堿兩性 NH2CH2COOH NaOH NH2CH2COO Na H2O NH2CH2COOH HCl Cl NH3CH2COOH 性質(zhì)2 成肽反應(yīng) 2NH2CH2COOH 兩個(gè)氨基酸分子 可以相同 也可以不同 在酸或堿的存在下加熱 通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水 縮合形成含有肽鍵的化合物 成為成肽反應(yīng) 兩個(gè)氨基酸分子消去水分子而形成二肽 多個(gè)氨基酸分子消去水分子而形成多肽 多肽的性質(zhì) 因肽鍵的存在 多肽能進(jìn)行水解 成肽反應(yīng)是分子間脫水反應(yīng) 屬于取代反應(yīng) 二 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子中含有C O H N S等元素 1965年我國科技工作者成功合成了具有生物活性的 結(jié)晶牛胰島素 這是科學(xué)史上的一大成就 可以說是科學(xué)史上又一 豐碑 相對(duì)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) 閱讀與交流 P 88 組成元素為 C H O N及S P和少量的Cu Fe Zn等而種類達(dá)十萬種以上 取決于組成多肽鏈的氨基酸種類 數(shù)目及排列順序和其特定的空間結(jié)構(gòu) 即蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 1 組成蛋白質(zhì)的元素主要有哪些 人體內(nèi)的蛋白質(zhì)有多少種 2 各種蛋白質(zhì)的特殊功能和活性主要取決于什么 3 什么是蛋白質(zhì)的一級(jí) 二級(jí) 三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu) 具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈叫亞基 1 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu) 四級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序叫蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu) 多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)分子在二級(jí)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) 蛋白質(zhì)分子中亞基的立體排布 亞基間的相互作用與布局稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 一級(jí)二級(jí)三級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的分子圖象 2 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 COOHA 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 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 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(jiǎn)式為 2 已知有機(jī)化合物 實(shí)驗(yàn) 雞蛋白溶液 蛋白質(zhì)凝聚 蛋白質(zhì)重新溶解 結(jié)論 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) 應(yīng)用 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 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(duì)比 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) 如某些蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用會(huì)產(chǎn)生黃色 稱 黃蛋白反應(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(duì)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意圖中 1 A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 2 F和G的名稱分別為 3 生成H的化學(xué)方程式為 H2N CH2 COOCH3 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(duì)位置 請(qǐng)寫出符合下列要求的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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 n 1 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 資料卡片 三 酶 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 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 1 酶的概念 1 酶的來源 活細(xì)胞產(chǎn)生的 2 酶的功能 具有生物催化作用反應(yīng)結(jié)束后 酶本身保持不變 3 酶的類別 是蛋白質(zhì) 酶是一類由活細(xì)胞產(chǎn)生的對(duì)生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的蛋白質(zhì) 理解 2 酶的催化特點(diǎn) 1 條件溫和 不需加熱 在接近體溫和接近中性的條件下 2 具有高度的專一性 每種酶只催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng) 3 具有高效催化作用 相當(dāng)于無機(jī)催化劑的107 1013倍 3 影響酶作用的因素 1 酶作用要求適宜的溫度 2 酶作用要求適宜的pH 在接近體溫和接近中性的條件下 4 酶的應(yīng)用 1 淀粉酶應(yīng)用于食品 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(zhǎng)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(jiǎn)寫為 RNA 脫氧核糖核酸 簡(jiǎn)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 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 磷酸核酸 核苷酸 戊糖核苷 堿基 核酸的組成 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 核酸的基本單元 核苷酸一個(gè)接一個(gè)形成的聚核苷酸鏈就是核酸 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(jí)脂肪酸和甘油 氨基和羧基 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)需要我們共同努力 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全