高中化學(xué)選修五：4.3蛋白質(zhì)和核酸

第四章生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)

第三節(jié)蛋白質(zhì)和核酸03二月2023蛋白質(zhì)和核酸

蛋白質(zhì)和核酸都是天然高分子化合物，是生命物質(zhì)基礎(chǔ)。從最簡單的病毒、細(xì)菌等微生物直至高等生物，一切生命過程都與蛋白質(zhì)密切相關(guān)。它不僅是細(xì)胞、肌體、毛發(fā)等的重要組成成分，而且有多種生物學(xué)功能，例如機(jī)體內(nèi)起催化作用的酶、調(diào)節(jié)新陳代謝的激素以及發(fā)生免疫反應(yīng)的抗體均為蛋白質(zhì)?？傊畮缀跻磺猩顒?dòng)過程都與蛋白質(zhì)有關(guān)。沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。zxxkw1965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”。在認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象揭開生命奧秘的偉大歷程中，做出了重要貢獻(xiàn)。

科學(xué)視野我國現(xiàn)代取得的成就世界第一只克隆羊：多利世界首只克隆狗zxxkw

氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，要認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)必須首先認(rèn)識(shí)氨基酸。氨基酸與人體健康資料卡片：各種生物體中發(fā)現(xiàn)的氨基酸已有180多種，但常見的構(gòu)成動(dòng)植物體蛋白質(zhì)的氨基酸只有約20種，人體必需但又不能自身合成的有8種，需要從食物中獲得，這些氨基酸就稱為必需氨基酸。

它們分別是：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。

一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)NH2HOOC-CH2-CH2-CH-COOHCH3-CH-COOHNH2—CH2-CH-COOHNH2丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸ααα1、氨基酸的結(jié)構(gòu)：定義：羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代的化合物稱為氨基酸zxxkwR-CH-COOHNH2α-氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式：氨基（-NH2）、羧基都是氨基酸的官能團(tuán)，組成蛋白質(zhì)的天然氨基酸幾乎都是α-氨基酸。2、氨基酸的物理性質(zhì)：天然氨基酸均為無色晶體，熔點(diǎn)較高，在200~300℃熔化時(shí)分解，能溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液中，除少數(shù)外一般都能溶于水，而難溶于乙醇、乙醚這樣的有機(jī)溶劑。3、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)⑴酸性：R-CH-COONa+H2ONH2R-CH-COOH+NaOHNH2因此，氨基酸易溶于強(qiáng)堿?！局R(shí)回顧】:

NH3+HCl

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

NH2R-CH-COOHNH3+因此，氨基酸具有兩性。⑵堿性：R-CH-COO-+2H2ONH2NH4++OH-==NH3·

H2OR-CH-COOH+2OH-

NH3+3、氨基酸的成肽反應(yīng)：（酸脫羥基，氨脫氫）

R-CH-COOH+NH2R

OHONH2—CH—C—N—CH

—C—OH+H2O根據(jù)肽鏈中氨基酸分子數(shù)的多少叫二肽、三肽、多肽相對分子質(zhì)量在10000以上的多肽，稱為蛋白質(zhì)。

CH-COOHH-N-R

＇

H(肽鍵)R

＇

練習(xí):1.由甘氨酸和丙氨酸形成的二肽可能有幾種？寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)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)、元素組成二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)蛋白質(zhì)含量的常用測定方法：定氮法三聚氰胺(二)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)中各種氨基酸的連接方式和排列順序，肽鍵是一級(jí)結(jié)構(gòu)的主鍵。二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)：二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈進(jìn)一步盤曲折疊形成亞基。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：亞基的立體排布、亞基間的相互作用與布局(三)、蛋白質(zhì)的性質(zhì)1、有兩性2、水解：在酸、堿、酶的作用下逐步水解，最終得到各種氨基酸。3、鹽析：較大濃度的無機(jī)鹽，能使蛋白質(zhì)的溶解度減小而從溶液中析出。鹽析是一個(gè)可逆過程，因此可用于蛋白質(zhì)的分離提純。

實(shí)驗(yàn)4-2在盛有雞蛋白溶液的試管里，緩慢地加入2ml飽和的(NH4)2SO4和Na2SO4溶液，觀察沉淀的析出。然后把少量的帶有沉淀的液體加入蒸餾水的試管里，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(4)鹽析向蛋白質(zhì)溶液中加入(NH4)2SO4溶液時(shí)，會(huì)使蛋白質(zhì)從溶液沉淀出來，加水后沉淀又溶解。鹽析的應(yīng)用鹽析向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機(jī)鹽溶液后，可使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出。（可逆的物理變化）采用多次鹽析的方法可以分離或提純蛋白質(zhì)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)4-3

分別取兩支試管。加入2mL雞蛋白溶液，1．向第一支試管中加入幾滴醋酸鉛溶液；2．將第四支試管放在酒精燈上加熱。最后分別向四支試管中加適量的水，震蕩觀察現(xiàn)象(5)蛋白質(zhì)變性：zxxkw學(xué).科.網(wǎng)蛋白質(zhì)均凝結(jié)，加入適量清水后，凝結(jié)的蛋白質(zhì)不再溶解。

在某些物理因素或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象。歸納總結(jié)現(xiàn)象：蛋白質(zhì)變性：(不可逆化學(xué)變化)變性因素物理因素：化學(xué)因素：加熱、加壓、攪拌、紫外線照射、超聲波等強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬三氯乙酸乙醇、醛、丙酮等

(1)為什么誤食重金屬鹽類時(shí),可以喝大量的牛奶、蛋清或豆?jié){來解毒？(2)為什么醫(yī)院用高溫蒸煮,照射紫外線,噴灑苯酚溶液,在傷口處涂抹酒精的方法來殺菌?(3)為什么生物實(shí)驗(yàn)室用甲醛溶液保存標(biāo)本?(4)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？春天為什么要在樹木的枝干上涂抹石灰漿?思考交流實(shí)驗(yàn)4-4

用試管取2mL雞蛋白溶液；滴加幾滴濃硝酸，微熱。觀察并記錄現(xiàn)象。(6)顏色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)均能發(fā)生這個(gè)反應(yīng)。如皮膚，指甲等。現(xiàn)象：歸納總結(jié)雞蛋白溶液遇濃硝酸加熱顏色變黃總結(jié)：

灼燒蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生燒焦的羽毛味(7)灼燒：四、蛋白質(zhì)的用途（1）食物（人類必須的營養(yǎng)物質(zhì)）（2）工業(yè)原料動(dòng)物的毛、蠶絲(紡織原料)動(dòng)物的皮(皮革)動(dòng)物的骨、皮、蹄(動(dòng)物膠)牛奶中的酪素(酪素塑料)zxxkw五、蛋白質(zhì)的存在動(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。六、酶自學(xué)探究—生物催化劑1、什么是酶2、酶催化作用具有的特點(diǎn)一類由細(xì)胞產(chǎn)生的，對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的蛋白質(zhì)。（1）條件溫和，不需加熱。（2）具有高度的專一性。（3）具有高效催化作用。中國催化劑之父閔恩澤自學(xué)探究七、核酸1、一類含磷的生物高分子化合物，相對分子量可達(dá)十幾萬至幾百萬。2、核酸在生物體的生長、繁殖、遺傳、變異等生命現(xiàn)象中起著決定性的作用。3、具有酸性4、分類：（1）脫氧核糖核酸（DNA）：生物遺傳信息的載體；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）核糖核酸（RNA）：根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成?！揪毩?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

CC3、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（）Czxxkw4、為鑒別某白色紡織品的成分是