第3节_生命的基础-蛋白质(1).ppt

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1、【学习目标【学习目标】1.了解蛋白质的组成、结构和用途，掌握蛋白质的性质 2.介绍几种氨基酸的结构和名称, 了解氨基酸的两性（羧基和氨基）3.了解肽键及多肽的初步知识 【教学重点教学重点】 蛋白质的化学性质 【教学难点教学难点】 肽键的形成肌肉血清血红蛋白蛋白激素酶毛发、指甲、角、蹄、蚕丝等蛋白质是生命的基蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就础，没有蛋白质就没有生命。没有生命。生命的基础蛋白质蛋蛋白白质质蛋白质的组成和结构蛋白质的组成和结构氨基酸氨基酸多肽多肽蛋白质的性质蛋白质的性质盐析盐析变性变性颜色反应颜色反应人体必需的氨基酸人体必需的氨基酸调节功能：胰岛素调节糖的代谢调节功能：胰岛素调节糖的

2、代谢催化功能：如淀粉酶、胃蛋白酶的催化作用催化功能：如淀粉酶、胃蛋白酶的催化作用运输功能：如血红蛋白输送氧运输功能：如血红蛋白输送氧传递功能：如叶绿体传递能量传递功能：如叶绿体传递能量光合作用光合作用运动功能：如肌肉的运动运动功能：如肌肉的运动免疫功能：如免疫球蛋白免疫功能：如免疫球蛋白保护功能：如指甲、头发、蹄角等保护功能：如指甲、头发、蹄角等致病功能：如病毒蛋白可致病致病功能：如病毒蛋白可致病毒害功能：如毒蛋白毒害功能：如毒蛋白一切重要的一切重要的生命现象和生命现象和生理机都与生理机都与蛋白质密切蛋白质密切相关。相关。一、蛋白质的组成和结构一、蛋白质的组成和结构蛋白质所含的元素有蛋白质所含

3、的元素有C、H、O、N及其少量的及其少量的S，有的还含，有的还含微量的微量的P、Fe、Zn、Mo等元素。等元素。蛋白质的相对分子质量很蛋白质的相对分子质量很大，通常从几万到几十万，属于天然有机高分子化合物。大，通常从几万到几十万，属于天然有机高分子化合物。1. 氨基酸组成了蛋白质氨基酸组成了蛋白质蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 酶、酸、碱酶、酸、碱水解水解 蛋白质的结构非常复杂，它在酶酶或酸、碱酸、碱的作用下能发生水解，最终生成氨基酸氨基酸。所以说氨基酸是蛋白质的基石。几种氨基酸：几种氨基酸：甘氨酸：甘氨酸：丙氨酸：丙氨酸：谷氨酸：谷氨酸：CH2 COOHNH2CH3 CH COOH NH2HOO

4、C (CH2)2 CH COOH NH2图图1-13 甘氨酸的分子模型甘氨酸的分子模型氨基酸（1） 三种氨基酸分子中都含氨基和羧基三种氨基酸分子中都含氨基和羧基 COOH 羧基羧基 NH2 氨基氨基（2） 由此得出氨基酸的通式：由此得出氨基酸的通式：（3） 氨基酸的性质：氨基酸的性质： 氨基酸分子里含有氨基和羧基，氨基具有碱性，羧基具有酸氨基具有碱性，羧基具有酸性性。因此氨基酸具有两性，与酸和碱都能反应生成盐。CCOOHNH2RH氨基酸是一种至少含有一个氨基和一个羧基的化合物氨基酸是一种至少含有一个氨基和一个羧基的化合物2.2.多肽多肽 R O RH2N CH C OH + H NH CH C

5、OOH R O RH2N CH C NH CH COOH + H2O肽键的结构简式：肽键的结构简式：CONH氨基酸既能与酸反应，又能与碱反应，氨基酸既能与酸反应，又能与碱反应，氨基酸分子之间也能互相反应。一分子氨基酸分子之间也能互相反应。一分子中的氨基与另一分子中的羧基之间中的氨基与另一分子中的羧基之间消去消去水分子水分子，经，经缩合反应缩合反应而生成的产物叫而生成的产物叫肽。肽。其中的酰胺基结构叫做其中的酰胺基结构叫做肽键。肽键。 由由两分子氨基酸两分子氨基酸消去水分子而形成含有一个肽键的化消去水分子而形成含有一个肽键的化合物是合物是二肽二肽。由多分子氨基酸消去水分子而形成含有多个。由多分子

6、氨基酸消去水分子而形成含有多个肽键的化合物是肽键的化合物是多肽多肽。多肽常呈。多肽常呈链状链状，因此也称，因此也称肽链肽链。多。多肽与蛋白质之间没有严格的界限，一般把相对分子质量小肽与蛋白质之间没有严格的界限，一般把相对分子质量小于于10000的叫多肽。的叫多肽。蛋白质与氨基酸之间的转化：蛋白质与氨基酸之间的转化：蛋白质蛋白质多肽多肽二肽二肽氨基酸氨基酸水解水解缩合缩合水解水解缩合缩合水解水解缩合缩合 氨基酸是蛋白质的基本结构单元，种类很多，组成蛋白质时种类、数量不同，排列次序差异很大，所以构成的蛋白质结构也很复杂。蛋白质的结构蛋白质的结构螺旋状，具有三维空间结构螺旋状，具有三维空间结构蛋白质

7、分子结构的多样性，决蛋白质分子结构的多样性，决定蛋白质分子具有多种重要功定蛋白质分子具有多种重要功能。研究蛋白质的结构和合成，能。研究蛋白质的结构和合成，进一步探索生命现象，这是生进一步探索生命现象，这是生命科学研究的重要课题之一。命科学研究的重要课题之一。一个蛋白质分子可以含有一条或多条肽链，肽链中有很多肽键，一个肽键中的氧原子与另一个肽键中的氨基的氢原子通过氢键连接，形成类似于螺旋状的结构，最后形成具有三维空间结构的蛋白质分子。二二. .蛋白质的性质蛋白质的性质 化学性质化学性质官能团：官能团：NH2（碱性碱性）、）、COOH（酸性酸性）蛋白质是由氨基酸构成的高分子化合物，其中存在氨基和羧

8、基，因此，它具有两性。蛋白质在水中的溶解性不同，有的能溶于水，如鸡蛋白；有的难溶于水，如丝、毛等。（1）水解：）水解：蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 酶、酸、碱酶、酸、碱水解水解 （2）盐析）盐析向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4或或NaNa2 2SOSO4 4等等 后，可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种后，可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫做作用叫做盐析盐析。盐析出来的蛋白质可以重新溶解在水中，。盐析出来的蛋白质可以重新溶解在水中，而而不影响原来蛋白质的性质不影响原来蛋白质的性质。蛋白质的盐析是一个可逆过

9、程蛋白质的盐析是一个可逆过程采用多次盐析的方法，可以采用多次盐析的方法，可以分离和提纯蛋白质分离和提纯蛋白质。在盛有鸡蛋清的试管里，缓慢地加入饱和(NH4)2SO4 或 Na2SO4溶液，观察沉淀析出。然后把少量有沉淀的液体加入到盛有蒸馏水的试管里，观察沉淀是否溶解。实验实验1-2蛋白质在蛋白质在(NH4)2SO4溶液中凝聚析出溶液中凝聚析出,但加水后沉但加水后沉淀又溶解淀又溶解现象：现象：（3 3）变性）变性蛋白质受热到一定温度就会发生蛋白质受热到一定温度就会发生不可逆不可逆的凝固（凝固后的凝固（凝固后不能在水中溶解），这种变化叫做不能在水中溶解），这种变化叫做变性变性。在两支试管中各加入在

10、两支试管中各加入3ml鸡蛋清溶液，一支加鸡蛋清溶液，一支加热，同时一支加少量热，同时一支加少量Pb(Ac)2溶液，观察现象。溶液，观察现象。把凝结的蛋白和沉淀分别加入到蒸馏水的试管把凝结的蛋白和沉淀分别加入到蒸馏水的试管中，观察是否溶解。中，观察是否溶解。实验实验1-3：现象现象：蛋白质凝固蛋白质凝固, 加水后凝固的沉淀不溶解加水后凝固的沉淀不溶解变变性性条条件件铜、汞、铅等重金属盐铜、汞、铅等重金属盐 加热、紫外线、加热、紫外线、X X射线射线 强酸、强碱强酸、强碱甲醛、酒精、苯甲酸等有机物甲醛、酒精、苯甲酸等有机物资料卡片资料卡片蛋白质变性后有什么特点蛋白质变性后有什么特点 提供一些特殊风

11、味，如提供一些特殊风味，如松花蛋、豆腐、奶酪等松花蛋、豆腐、奶酪等 熟食利于消化吸收熟食利于消化吸收 延长保存期延长保存期 使食物产生香味使食物产生香味（1）高温消毒灭菌：高温消毒灭菌：蛋白质的变性性质在生活中的实际应用蛋白质的变性性质在生活中的实际应用利用加热使蛋白质凝固从而杀死细菌利用加热使蛋白质凝固从而杀死细菌（2）酒精消毒：酒精消毒：酒精渗透到细菌体内，使细菌蛋白质凝固酒精渗透到细菌体内，使细菌蛋白质凝固（3）鲜奶解毒：鲜奶解毒：不慎误食了重金属离不慎误食了重金属离子，应立即喝大量牛子，应立即喝大量牛奶（鸡蛋清）缓解毒奶（鸡蛋清）缓解毒性，以减少人体蛋白性，以减少人体蛋白中毒的程度中毒

12、的程度1. 在生物实验室在用什么试剂保存生物标本在生物实验室在用什么试剂保存生物标本?2.如果不小心割破了手如果不小心割破了手,在伤口处应涂什么药品在伤口处应涂什么药品?3.医院里有哪些消毒方法医院里有哪些消毒方法?4.在农业上用硫酸铜溶液、生石灰和水制成波尔多液，用来在农业上用硫酸铜溶液、生石灰和水制成波尔多液，用来防治病虫害。为什么波尔多液可以防治病虫害防治病虫害。为什么波尔多液可以防治病虫害?福尔马林（福尔马林（35%40%的甲醛溶液）的甲醛溶液）红药水和碘酒等红药水和碘酒等针对不同的污染物采取的消毒方法也不同。如针对不同的污染物采取的消毒方法也不同。如75%的酒精的酒精消毒、碘酒消毒、

13、高温蒸煮消毒、紫外线消毒、强氧化剂消毒、碘酒消毒、高温蒸煮消毒、紫外线消毒、强氧化剂浸泡消毒等，也可以综合使用。浸泡消毒等，也可以综合使用。波尔多液中含有铜盐，铜盐是一种重金属盐，可使蛋白质波尔多液中含有铜盐，铜盐是一种重金属盐，可使蛋白质发生变性，从而杀死各种病菌，防治病虫害。发生变性，从而杀死各种病菌，防治病虫害。红药水：可用荧光黄经溴化后，与乙酸汞作用，再溶于氢氧化钠中，经浓缩、干燥而得 4. 颜色反应颜色反应蛋白质遇浓硝酸会显黄色，这就是蛋白质的颜色反应。5. 灼烧灼烧 蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味。蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味。实验实验1-3：在盛有2ml鸡蛋清溶液的试管里，滴入几滴

14、浓硝酸，微热，观察现象现象：现象：鸡蛋清溶液变黄解释：解释：三三. 人体必需的氨基酸人体必需的氨基酸蛋白质是人类必需的营养物质，高中生每天要摄入蛋白质是人类必需的营养物质，高中生每天要摄入80-90g 80-90g 蛋白质，才能满足需要，保证身体健康。蛋白质，才能满足需要，保证身体健康。蛋白质蛋白质多种氨基酸多种氨基酸胃蛋白酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶蛋白质蛋白质（构成、修补组织构成、修补组织）消化吸收，消化吸收，重新结合重新结合尿素尿素（供能，排出体外供能，排出体外）氧化分解氧化分解来源来源食物中的蛋白质食物中的蛋白质植物性蛋白质植物性蛋白质动物性蛋白质动物性蛋白质（鸡、鸭、鱼、肉）（鸡、鸭、

15、鱼、肉）（谷类、豆类、蔬（谷类、豆类、蔬菜，水果、菌类）菜，水果、菌类）谷类中的蛋白质虽然含量较少，谷类中的蛋白质虽然含量较少，但对于以谷类为主食的家庭，但对于以谷类为主食的家庭，仍然是人体所需蛋白质的主要仍然是人体所需蛋白质的主要来源来源H2N(CH2)4CHCOOH NH2CH3CHCH2CHCOOH CH3 NH2CH3CH2CHCHCOOH CH3 NH2CH3CHCHCOOH CH3 NH2CH3CHCHCOOH OH NH2CH2CHCOOH NH2NHCH3SCH2CH2CHCOOH NH2赖氨赖氨酸酸蛋氨蛋氨酸酸亮氨亮氨酸酸异亮异亮氨酸氨酸缬氨缬氨酸酸苏氨苏氨酸酸苯丙苯丙氨酸氨

16、酸色氨色氨酸酸表表1-2 人体必需氨基酸人体必需氨基酸 CH2CHCOOH NH2氨基酸氨基酸必需氨基酸必需氨基酸（人体不能合成，共有（人体不能合成，共有8种只能从食物中获取）种只能从食物中获取）非必需氨基酸非必需氨基酸（人体能合成有人体能合成有12种，无需食物供给种，无需食物供给）传统合理搭配食物：传统合理搭配食物：腊八粥：大米、小米、高粱米、麦、豆、莲子、枣、百合等。腊八粥：大米、小米、高粱米、麦、豆、莲子、枣、百合等。素什锦：豆制品、面筋、黄花、木耳、蘑菇、竹笋等。素什锦：豆制品、面筋、黄花、木耳、蘑菇、竹笋等。不同食物中含有的蛋白质数量和成分不同，营养价值也不不同食物中含有的蛋白质数量

17、和成分不同，营养价值也不同。合理搭配食物，可以使氨基酸相互补充，提高膳食中同。合理搭配食物，可以使氨基酸相互补充，提高膳食中蛋白质的吸收和利用。蛋白质的吸收和利用。图1-19 从面粉中提取蛋白质实践活动实践活动小结：小结：蛋白质蛋白质组成：组成：物性：物性：化性化性：变性：变性：在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作 用下，蛋白质会发生性质上的改变而凝结，不可逆。用下，蛋白质会发生性质上的改变而凝结，不可逆。 盐析：盐析：在蛋白质溶液中加入浓无机盐溶液，在蛋白质溶液中加入浓无机盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，可逆。可逆。颜色反应：颜色反应：（遇（遇HNO3变黄）变黄）灼烧；灼烧；灼烧时有烧焦羽毛的气味灼烧时有烧焦羽毛的气味两性：两性：（首、尾有（首、尾有-NH2和和-COOH）水解：水解：在酸，碱，酶的作用可下发生水解在酸，碱，酶的作用可下发生水解溶解性：溶解性：有的能溶于水，有的不溶于水有的能溶于水，有的不溶于水分子量上万，所含元素分子量上万，所含元素 C C、H H、O O、N N 、S S等等