化學：4-3-1《蛋白質和核酸》課件（人教版選修5）

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1、 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 。 它 進 入 人 體 后 ，借 助 人 體 內 的 原 料 合 成 病 毒 。 當 我 們人 體 發(fā) 病 時 ， 就 是 它 的 蛋 白 質 對 我 們起 了 作 用 。 第 三 節(jié) 蛋 白 質 的 存 在 主 要 的 存 在 于 生 物 體 內 ， 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 ， 沒 有 蛋 白 質 就 沒 有 生

2、 命 。組 成 蛋 白 質 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 構 通 式 ： H2N- CH- COOHR 幾 乎 一 切 生 命 活 動 過 程 都 與 蛋 白 質 有 關 ，沒 有 蛋 白 質 就 沒 有 生 命 。 蛋 白 質 的 相 對分 子 質 量 很 大 ， 可 以 達 到 上 千 萬 。 但 是如 此 大 的 高 分 子 化 合 物 ， 也 是 由 基 本 結構 單 元 構 成 的 ， 就 是 氨 基 酸 ， 要 認 識蛋 白 質 ， 必 須 首 先 認 識 氨 基 酸 。 一 、 氨 基 酸-氨 基 酸 是

3、 構 建 蛋 白 質 的 基 石 物 質 ， 首 先 來學 習 氨 基 酸 。賴 氨 酸 的 結 構 簡 式 氨 基 羧 基什 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 。 H2N CH2 CH CO OHNH2CH2 CH2 CH2 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 ）CH2COOHNH2CH3CHCOOHNH 2 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

4、酸 。 (3) 谷 氨 酸 （ -氨 基 戊 二 酸 ） HOOC(CH2)2CHCOOHNH2(4) 苯 丙 氨 酸 （ -氨 基 - -苯 基 丙 酸 ） -CH2-CH-COOHNH2 結 構 ： 含 有 一 個 -NH2及 -COOH 性 質 ： 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 CH2-COOHNH3+CH2-COO- + H2ONH2CH2-COOH + OH-NH2CH2-COOH + H+NH22、 氨 基 酸 的 性 質性 質 1:顯 酸 、 堿 兩 性NH2CH

5、2COOH+NaOHNH2CH2COO-Na+H2O NH2CH2COOH+HClCl-+NH3CH2COOH 性 質 2.成 肽 反 應2NH2CH2COOH肽 鍵 H2N CH2 CO OHNHCH2 CO +H2O兩 個 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 。 肽 鍵 兩 個 氨 基 酸 分 子 消 去 水 分 子 而 形 成 二 肽 , 多 個

6、 氨 基 酸 分 子 消 去 水 分 子 而 形 成 多 肽 . 多 肽 的 性 質 : 因 肽 鍵 的 存 在 , 多 肽 能 進 行 水 解OHHNCH2COH OHHNCH2C OHNCH2COH成 肽 反 應 是 分 子 間 脫 水 反 應 ， 屬 于 取 代 反 應OHHNCH2COH + 二 、 蛋 白 質 的 結 構 與 性 質 蛋 白 質 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 晶 牛胰 島 素 。 這 是 科 學史 上 的 一 大 成 就 ，可 以 說 是 科 學 史 上

7、又 一 “ 豐 碑 ” 。 相 對 分 子 質 量 大 于 10000， 具 有 一定 空 間 結 構 的 多 肽 叫 蛋 白 質 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 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 構 。 即 蛋白 質 的 結 構 。1、 組 成 蛋 白 質 的 元 素 主 要 有 哪 些 ？ 人 體 內 的 蛋 白質 有 多 少 種 ？2、 各 種 蛋 白 質 的 特 殊

8、功 能 和 活 性 主 要 取 決 于 什 么 ？3、 什 么 是 蛋 白 質 的 一 級 、 二 級 、 三 級 和 四 級 結 構 ？ 具 有 三 級 結 構 的 多 肽 鏈 叫 亞 基1、 蛋 白 質 的 結 構一 級 結 構 ：二 級 結 構 ：三 級 結 構 ：四 級 結 構 ： 蛋 白 質 分 子 中 各 種 氨 基 酸 的 連 接 方 式 和排 列 順 序 叫 蛋 白 質 的 一 級 結 構 。 多 肽 鏈 卷 曲 盤 旋 和 折 疊 的 空 間 結 構 稱 為蛋 白 質 的 二 級 結 構 。 蛋 白 質 分 子 在 二 級 結 構 的 基 礎 上 進 一 步盤 曲 折 疊 形

9、 成 的 三 維 結 構 。 蛋 白 質 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 的 四 級 結 構 一 級 二 級 三 級 結 構蛋 白 質 的 結 構 蛋白質的分子圖象 2、 蛋 白 質 的 化 學 性 質下 列 物 質 中 既 能 與 鹽 酸 反 應 ， 又 能 與 NaOH溶液 反 應 的 是 NaHCO3 ; (NH4)2S ; Al(OH)3 ; NH4Cl； H2N-CH2-COOH ; CH3-COOHA. B. C. D. 【 小 結 】 既 能 與 酸 反 應 又 能 與 堿 反 應 的 物 質(1)多 元

10、弱 酸 的 酸 式 鹽 ； (2)弱 酸 的 銨 鹽 ；(3)具 兩 性 的 物 質 ； (4)氨 基 酸 和 蛋 白 質 ；D性 質 1:具 有 兩 性 水 解 原 理 ：注 意 ： 不 同 的 蛋 白 質 水 解 最 終 生 成 各 種 氨 基 酸 ， 但 只 有 天 然 蛋 白 質 水 解 均 生 成 -氨 基 酸OHHNCH2C OHNCH2COHHO H性 質 2:能 夠 水 解 (結 構 中 含 有 肽 鍵 ) 1、 下 圖 表 示 蛋 白 質 分 子 結 構 的 一 部 分 ,圖 中(A)、 (B)、 (C)、 (D)標 出 分 子 中 不 同 的 鍵 。當 蛋 白 質 發(fā) 生

11、水 解 反 應 時 ， 斷 裂 的 鍵 是（ ）NCHCNCHCH R O H R O(A) (B) (C) (D)C 【 課 堂 練 習 】 在 適 宜 條 件 下 完 全 水 解 得 到 4種 產 物 ， 它 們 的 結構 簡 式 為 ， 。2、 已 知 有 機 化 合 物 :CH3-C-O -NH-C-CH2-CH3O-C-O-OO HO- -NH2CH3-C-OH,O HO-C-CH2-CH3O-C-OH,OH O 實 驗 ：雞 蛋 白 溶 液 蛋 白 質 凝 聚 蛋 白 質 重 新 溶 解 結 論 ：1、 蛋 白 質 溶 液 中 加 濃 的 無 機 鹽 溶 液 如 Na2SO4、(N

12、H4)2SO4等 ,可 使 蛋 白 質 的 溶 解 度 減 小 , 而 從 溶液 中 析 出 -鹽 析2、 鹽 析 是 一 個 可 逆 的 過 程 ， 故 不 影 響 蛋 白 質 的 性 質 應 用 ： 利 用 多 次 鹽 析 的 方 法 分 離 、 提 純 蛋 白 質 。濃 無 機 鹽 水性 質 3:鹽 析 實 驗 ：雞 蛋 白 溶 液 加 熱 蛋 白 質 凝 結 加 水 不 再 溶 解雞 蛋 白 溶 液 蛋 白 質 凝 結 加 水 不 再 溶 解 結 論 ： 在 熱 、 酸 、 堿 、 重 金 屬 鹽 、 甲 醛 、 酒 精 、 紫 外線 等 作 用 下 ， 蛋 白 質 失 去 原 有 的

13、 可 溶 性 而 凝 結 ，同 時 喪 失 了 生 理 活 性 。 這 種 過 程 是 不 可 逆 的 。 應 用 ： 消 毒 原 理乙 酸 鉛性 質 4:變 性 學 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 驗 室 用 甲 醛 溶 液 （ 福 爾 馬 林 ） 保 存動 物 標 本 ？3、 為 什 么 在 農 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

14、 鹽 也 屬 于 重 金 屬 鹽 ， 醫(yī) 院 在 做 胃 透 視 時 要 服 用“ 鋇 餐 ” BaSO 4為 何 不 會 中 毒 ？ 能 否 改 服 BaCO3？ 鹽 析 變 性變 化 條 件變 化 性 質變 化 過 程用 途 濃 的 無 機 鹽 溶 液 受 熱 、 紫 外 線 、 酸 、 堿 、重 金 屬 鹽 和 某 些 有 機 物 物 理 變 化(溶 解 度 降 低 ) 化 學 變 化(蛋 白 質 性 質 改 變 )可 逆 不 可 逆分 離 提 純 殺 菌 消 毒概 念 對 比 實 驗 ： 雞 蛋 白 溶 液 濃 硝 酸 變 成 黃 色 結 論 ： 蛋 白 質 可 以 跟 許 多 試 劑

15、 發(fā) 生 特 殊 的 顏 色反 應 。 如 某 些 蛋 白 質 跟 濃 硝 酸 作 用 會 產 生 黃 色 ，稱 “ 黃 蛋 白 反 應 ” 應 用 ： 用 于 鑒 別 蛋 白 質 的 存 在性 質 5: 顏 色 反 應 用 于 區(qū) 別 合 成 纖 維 與 蛋 白 質 (如 真 絲 、蠶 絲 、 純 毛 、 毛 線 等 ) 歸 納 ： 檢 驗 蛋 白 質 的 方 法 (1)燃 燒 ； (2)顏 色 反 應 。 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 ,

16、灼 燒 A. B. C. D. C性 質 6:燃 燒 產 生 燒 焦 羽 毛 氣 味 顏 色 反 應 與 金 屬 的 焰 色 反 應 顏 色 反 應 : 一 般 指 有 明 顯 顏 色 變 化 的化 學 反 應 ,如 苯 酚 與 FeCl3溶 液 呈 紫 色 ;碘 與淀 粉 呈 藍 色 ； 某 些 蛋 白 質 與 濃 硝 酸 呈 黃 色 。 焰 色 反 應 : 是 指 某 些 金 屬 及 其 化 合 物在 灼 燒 時 能 使 火 焰 體 現(xiàn) 出 一 定 的 顏 色 。 顏 色 反 應 和 焰 色 反 應 都 可 用 于 物 質 的 檢 驗概 念 對 比 1.當 含 有 下 述 結 構 片 段

17、的 蛋 白 質 在 胃 中 水 解 時 ， 不可 能 產 生 的 氨 基 酸 是 ( )D2.將 甘 氨 酸 和 丙 氨 酸 混 合 起 反 應 生 成 各 種 二 肽 ， 可 能 的 連 結 方 式 有 多 少 種 ？ ( ) A.1種 B.2種 C.3種 D.4種A. 氨 基 丙 酸 B. 氨 基 丁 酸C. 甘 氨 酸 D . 氨 基 丁 酸D 3.已 知 有 機 物 A分 子 中 有 3個 碳 原 子 , 有 關 它 的 某 些 信 息注 明 在 下 面 的 示 意 圖 中 ：(1)A的 結 構 簡 式 為 ；(2)F和 G的 名 稱 分 別 為 ；(3)生 成 H的 化 學 方 程

18、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 物 C7H7O2N， 分 子 結 構 中 有 一個 苯 環(huán) 和 兩 個 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 構 簡 式 。O(1)該 有 機 物 只 具 有 酸 性(2)該 有 機 物 只 具 有 堿 性(3)該 有 機 物 具 有 兩 性(4)該 有 機 物 既 無 酸 性 又 無 堿 性HO

19、C NH2OH2N -O-C-HOH 2N -C-OHOO2N CH3 5. n個 氨 基 酸 分 子 之 間 通 過 縮 聚 (一 個 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 合 成 水 分子 )后 可 得 n肽 ， 過 程 中 形 成 了 (n 1)個 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 多 肽 是 肽

20、 。 (2)該 多 肽 水 解 后 有 個 谷 氨 酸 分 子 。(3)該 多 肽 水 解 后 有 個 苯 丙 氨 酸 。十 43 CH3-CH-COOH:丙 氨 酸 ， b個 C3H7NO2NH2CH2-CH-COOH:苯 丙 氨 酸 ， c個 C9H11NO2NH2HOOC-(CH2)2-CH-COOH :谷 氨 酸 ， d個 C5H9NO4NH22a+3b+9c+5d=55-“C”5a+7b+11c+9d-9 2=70-“H”2(a+b+c+2d)-9=19-“O”a+b+c+d=10-“N” a=1b=2c=3d=4CH2-COOH:甘 氨 酸 ， a個 C2H5NO2NH2 【 資

21、料 卡 片 】 三 、 酶 生 物 體 、 植 物 無 時 無 刻 都 在 進 行 著 化 學 反 應 ，并 且 這 些 反 應 在 生 物 體 存 在 的 條 件 下 溫 和 地 進行 ， 而 且 會 隨 著 環(huán) 境 、 身 體 的 情 況 而 隨 時 自 動 、精 確 的 改 變 ， 是 什 么 讓 這 些 反 應 可 以 實 現(xiàn) 的 ？【 自 主 學 習 】 P91-921、 酶 的 概 念 （ 來 源 、 功 能 和 類 別 ） ？2、 酶 的 催 化 作 用 特 點 ？3、 影 響 酶 作 用 的 因 素 ？4、 酶 的 應 用 ？ 1、 酶 的 概 念 （ 1） 酶 的 來 源 ：

22、 活 細 胞 產 生 的 （ 2） 酶 的 功 能 ： 具 有 生 物 催 化 作 用 反 應 結 束 后 ， 酶 本 身 保 持 不 變 （ 3） 酶 的 類 別 ： 是 蛋 白 質酶 是 一 類 由 活 細 胞 產 生 的 對 生 物 體 內 的 化 學 反應 具 有 催 化 作 用 的 蛋 白 質 。理 解 ： 2、 酶 的 催 化 特 點 ：（ 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 反 應 ）（ 3） 具 有 高

23、 效 催 化 作 用（ 相 當 于 無 機 催 化 劑 的 1071013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 用 ：（ 1） 淀 粉 酶 應 用 于 食 品 、 發(fā) 酵 、 紡 織 、 制 藥 等 工 業(yè) ；（ 2） 蛋 白 酶 應 用 于 醫(yī) 藥 、 制 革 等 工 業(yè) ；（ 3） 脂 肪 酶 應 用 于 脂 肪 水 解 、 羊 毛 脫 脂 等 ；（ 1） 酶 還 可 用 于 疾 病 的 診 斷 。 1、 酶

24、 的 正 確 表 述 是 （ ） A 酶 是 具 有 催 化 能 力 的 一 類 物 質 B 酶 是 活 細 胞 產 生 的 特 殊 蛋 白 質 C 酶 是 活 細 胞 產 生 的 有 催 化 作 用 的 蛋 白 質 D 酶 是 活 細 胞 產 生 的 有 活 性 的 蛋 白 質C【 課 堂 練 習 】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 一 樣 ， 是 一 切 生 物 機 體 不 可 缺 少 的組 成 部 分 。 核 酸 是 現(xiàn) 代 生

25、物 化 學 、 分 子 生 物 學 和 醫(yī) 學 的 重 要基 礎 之 一 。四 、 核 酸【 自 主 學 習 】 P92-931、 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 組 成 和 水 解 的 產 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 構 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 雜三 維 結 構 的 大 分子 化 合 物 。 （ 1） 核 酸 的 分 類 根 據(jù) 核 酸 的 化

26、 學 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 胞 的 細 胞 核 中 。 RNA： 主 要 分 布 在 真 核 細 胞 的 細 胞 質 中 。 （ 1） DNA是 主 要 遺 傳 物 質 ， 是 遺 傳 信 息 的 載體 。 DNA同 時 還 指 揮 著 蛋 白 質 的 合 成 、 細 胞 的分 裂 和 制 造 新 的 細 胞 。 （ 2） RNA在 蛋 白 質 生 物 合 成 中 起 重 要

27、 作 用 。根 據(jù) DNA提 供 的 信 息 控 制 體 內 蛋 白 質 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 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 接 一個 形 成 的 聚 核 苷 酸 鏈 就 是 核 酸 OH HOH HOHOHHHOCH2 HOCH2 OH HOH

28、HH OHHD-核糖 D-2-脫氧核糖 核 酸 在 烯 鹽 酸 中 可 以 逐 步水 解 水 解 的 最 終 產 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 合 而 成 的 。核 酸 水 解 【 練 習 】1、 下 列 過 程 中 ， 不 可 逆 的 是 （ ） A.蛋 白 質 的 鹽 析 B.酯 的 水 解 C.蛋 白 質 白 變 性 D.氯 化 鐵 的 水 解2、 欲 將 蛋 白 質 從 水 中 析 出 而 又 不 改 變 它 的 性 質 應 加 入 （ ） A.甲 醛 溶 液 B.CuSO4溶 液 C.飽 和

29、Na2SO4溶 液 D.濃 硫 酸 CC 3、 下 圖 表 示 蛋 白 質 分 子 結 構 的 一 部 分 ，圖 中 A、 B、 C、 D標 出 了 分 子 中 不 同 的 鍵 ，當 蛋 白 質 發(fā) 生 水 解 時 ， 斷 裂 的 鍵 是 （ ） CONH CH C ONH CHR1 R2 R3A B C D C 4、 蛋 白 質 、 淀 粉 、 脂 肪 是 三 種 重 要 的 營 養(yǎng)物 質 ， 其 中 _不 是 高 分 子 化 合 物 ， 這三 種 物 質 水 解 的 最 終 產 物 分 別 是蛋 白 質 _淀 粉 _；脂 肪 _ ； 在 蛋 白 質 水 解 的 最終 產 物 分 子 中 ， 含 有 _官 能 團 。脂 肪氨 基 酸 葡 萄 糖高 級 脂 肪 酸 和 甘 油氨 基 和 羧 基