人教版化学选修五课件-第四章第三节-蛋白质和核酸ppt.ppt
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1、自然界中的蛋白质自然界中的蛋白质动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛、发、蹄、角等含蛋白质较多毛、发、蹄、角等含蛋白质较多植物的各种器官,尤其是种子含蛋白质最植物的各种器官,尤其是种子含蛋白质最多(例如麦粒中含多(例如麦粒中含18%)酶、蚕丝、激素、血红蛋白、细菌、病毒、酶、蚕丝、激素、血红蛋白、细菌、病毒、抗体、阿胶中也含有蛋白质抗体、阿胶中也含有蛋白质一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关密切相关一、氨基酸的结构与性质一、氨基酸的结构与性质 1、定义、定义从结构上说,氨基酸是羧酸分子里烃基从结构上说,氨基酸是羧酸分子里
2、烃基上的氢原子被氨基取代的化合物上的氢原子被氨基取代的化合物2、-氨基酸的氨基酸的结构简式可表示为结构简式可表示为RCHCOOH NH2分子结构中含有两种官能团即:分子结构中含有两种官能团即: -氨基和羧基氨基和羧基3 3、常见的氨基酸?、常见的氨基酸?(1) 甘氨酸甘氨酸(- -氨基乙酸)(2) 丙氨酸丙氨酸(- -氨基丙酸)CH2COOHNH2CH3CHCOOHNH2(3) 谷氨酸谷氨酸 (- -氨基戊二酸) HOOC(CH2)2CHCOOHNH2(4) 苯丙氨酸苯丙氨酸 (- -氨基-苯基丙酸) -CH2-CH-COOHNH2 迄今人类在自然界已发现数百迄今人类在自然界已发现数百种氨基酸
3、,但是从蛋白质水解得到种氨基酸,但是从蛋白质水解得到的氨基酸,最常见的大约有的氨基酸,最常见的大约有20种。种。天然的氨基酸都是天然的氨基酸都是无无色晶体色晶体,熔点较熔点较高高,在在2000C-3000C熔化时分解。它们能溶于熔化时分解。它们能溶于 强酸强酸 或或 强碱强碱溶溶液中液中,除少数外一般都除少数外一般都 能能 溶于水溶于水,而而 难难 溶于乙醇、溶于乙醇、乙醚。乙醚。3、物理性质、物理性质(2 2)成肽(缩合)反应)成肽(缩合)反应H2NCH2COOHNHCH2CO+H2O肽键肽键CH2CNOOHHHCH2CNOOHHH+ 氨基酸在酸或碱的存在下加热,通过一分子的氨基与氨基酸在酸
4、或碱的存在下加热,通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合形成含有肽键的化另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合形成含有肽键的化合物,叫做成肽反应。合物,叫做成肽反应。 两个氨基酸分子脱脱去一个水分子而形成二肽, 多个氨基酸分子脱脱去水分子而形成多肽.H2OH2OH2OCH2CNOHCH2CNOHCH2CNOHCH2CNOHCH2CNOOHHHCH2CNOOHHHCH2CNOOHHHCH2CNOOHHH蛋白质蛋白质多肽多肽水解水解水解水解氨基酸的氨基酸的成肽成肽反应反应二、蛋白质的结构和性质二、蛋白质的结构和性质1、蛋白质的组成、蛋白质的组成(1)蛋白质是由)蛋白质是由C、H、O、N、
5、S等元素组成等元素组成(2)蛋白质的相对分子质量很大,从几万到几)蛋白质的相对分子质量很大,从几万到几千万,是天然高分子化合物千万,是天然高分子化合物(3)天然蛋白质的结构复杂,种类繁多,但水)天然蛋白质的结构复杂,种类繁多,但水解的最终产物都是解的最终产物都是-氨基酸氨基酸2、蛋白质的结构、蛋白质的结构任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构,这是蛋白质分子结构中最显著而稳定的结构,这是蛋白质分子结构中最显著的特征的特征一级结构:一级结构:2蛋白质的结构蛋白质的结构 蛋白质分子中蛋白质分子中各种氨基酸的连各种氨基酸的连接方式和排列顺接方式和
6、排列顺序叫蛋白质的一序叫蛋白质的一级结构。级结构。蛋白质蛋白质的生物活性首先的生物活性首先取决于蛋白质的取决于蛋白质的一级结构。一级结构。一级结构一级结构二级结构:二级结构: 多肽链卷曲盘多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结旋和折叠的空间结构称为蛋白质的二构称为蛋白质的二级结构。蛋白质的级结构。蛋白质的二级结构主要依靠二级结构主要依靠肽链中氨基酸残基肽链中氨基酸残基亚氨基上的氢原子亚氨基上的氢原子与羰基上的氧原子与羰基上的氧原子之间的氢键之间的氢键而实现。而实现。二级结构二级结构2)、蛋白质的结构)、蛋白质的结构三级结构:三级结构:蛋白质分子蛋白质分子在二级结构在二级结构的基础上进的基础上进一步盘曲折
7、一步盘曲折叠形成的三叠形成的三维结构。维结构。 三级结构:三级结构:2)、蛋白质的结构)、蛋白质的结构四级结构:四级结构: 蛋白蛋白质分子中质分子中亚基的立亚基的立体排布、体排布、亚基间的亚基间的相互作用相互作用与布局称与布局称为蛋白质为蛋白质的四级结的四级结构。构。具具有有三三级级结结构构的的多多肽肽链链叫叫亚亚基基2)、蛋白质的结构)、蛋白质的结构四级结构四级结构3、蛋白质的性质、蛋白质的性质(1)蛋白质具有胶体的性质)蛋白质具有胶体的性质有些蛋白质能溶于水,由于蛋白质分子直径有些蛋白质能溶于水,由于蛋白质分子直径相对很大。已达到胶体微粒的大小,故蛋白相对很大。已达到胶体微粒的大小,故蛋白
8、质溶液能发生丁达尔效应质溶液能发生丁达尔效应(2)两性)两性蛋白质的结构含有蛋白质的结构含有NH2和和COOH,故有,故有两性,它能分别与酸、碱反应,生成盐两性,它能分别与酸、碱反应,生成盐水解原理:水解原理:注意:不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸, 但只有天然蛋白质水解均生成-氨基酸HOHOHH( (结构中含有结构中含有肽键肽键) )OOHHHNCH2CO OHHNCH2COH|(3)水解反应水解反应实验实验4-2鸡蛋清溶液蛋白质凝聚蛋白质重新溶解盐析是一个可逆的过程,故不影响蛋白质的性质盐析是一个可逆的过程,故不影响蛋白质的性质应用:应用:利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。利用多次盐析
9、的方法分离、提纯蛋白质。浓无机盐浓无机盐水水(4)盐析)盐析实验实验4-3鸡蛋清溶 液加加 热热蛋白质凝结加水加水不再溶解鸡蛋清溶液蛋白质凝结加水加水不再溶解变性条件:变性条件: 在加热、加压、搅拌、振荡、紫外线、超声波、强酸、强碱、重金属盐、甲醛、酒精、苯酚溶液、三氯乙酸、丙酮等作用下,蛋白质失去原有的可溶性而凝结,同时丧失了生理活性。这种过程是不可逆的。应用:应用:消毒灭菌醋酸铅醋酸铅(5)变性)变性 学学 与与 问问课本课本9090页页盐析盐析变性变性变化条件变化条件变化性质变化性质变化过程变化过程用用 途途 浓的无机盐溶液浓的无机盐溶液受热、紫外线、酸、碱、受热、紫外线、酸、碱、重金属
10、盐和某些有机物重金属盐和某些有机物 物理变化物理变化(溶解度降低溶解度降低) 化学变化化学变化(蛋白质性质改变蛋白质性质改变)可逆可逆不可逆不可逆分离提纯分离提纯杀菌消毒杀菌消毒概念对比概念对比实验:实验: 鸡蛋清溶液鸡蛋清溶液浓硝酸浓硝酸变成黄色变成黄色应用:应用:用于鉴别蛋白质的存在注意:含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。注意:含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。(6)颜色反应)颜色反应 用于区别合成纤维与蛋白质用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等蚕丝、纯毛、毛线等)(7)燃烧产生烧焦羽毛气味)燃烧产生烧焦羽毛气味小结小结蛋白质的性质蛋白质的性质 2.具有两性具有两性
11、3.盐析盐析可逆可逆过程过程, 可分离提纯蛋白质可分离提纯蛋白质4.变性变性不可逆不可逆过程过程, 蛋白质丧失生理活性蛋白质丧失生理活性5.颜色反应颜色反应检验检验某些蛋白质某些蛋白质7.燃烧产生烧焦羽毛气味燃烧产生烧焦羽毛气味检验检验纯毛和化纤品纯毛和化纤品 6.能够水解能够水解 1.具有胶体的性质具有胶体的性质三、酶三、酶-酶也是蛋白质酶也是蛋白质1、酶、酶酶是具有生物活性,对于许多有机化学反应和生物体酶是具有生物活性,对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂化学反应具有很强催化作用的蛋白质。内进行的复杂化学反应具有很强催化作用的蛋白质。2、酶的催化特点、酶的催化特点a.条件温和,不需加热
12、条件温和,不需加热b.具有高度的专一性具有高度的专一性c.具有高效催化作用具有高效催化作用四、核酸四、核酸 核酸是一类含磷核酸是一类含磷的高分子化合物,的高分子化合物,DNA就是其中组就是其中组成,还有一种是成,还有一种是RNA(核糖核(核糖核酸),酸),DNA和和RNA互相作用合互相作用合成蛋白质。成蛋白质。The end【学生分组实验探究【学生分组实验探究 】蛋白质的化学性质】蛋白质的化学性质试管试管编号编号往装有蛋白质的试管往装有蛋白质的试管中添加的试剂或操作中添加的试剂或操作现象现象继续往试管滴加继续往试管滴加入水后的现象入水后的现象1(NH4)2SO4 2Na2SO43(CH3COO
13、)2Pb4CuSO45Hg(NO3)26酒精酒精7甲醛甲醛8加热加热9浓浓HNO3思考思考: :当含有下述结构片段的蛋白质在胃中水解时,当含有下述结构片段的蛋白质在胃中水解时,不可能产生的氨基酸是不可能产生的氨基酸是( )( )DA. 氨基丙酸氨基丙酸 B. 氨基丁酸氨基丁酸C. 甘氨酸甘氨酸 D . 氨基丁酸氨基丁酸(4)盐析)盐析探究实验探究实验在试管中加入鸡蛋清溶液在试管中加入鸡蛋清溶液2mI,慢慢滴入饱和的,慢慢滴入饱和的(NH4)2SO4溶液,观察试管中有无沉淀产生。溶液,观察试管中有无沉淀产生。在有沉淀的试管中加入蒸馏水,试管中的沉淀在有沉淀的试管中加入蒸馏水,试管中的沉淀能否溶解
14、能否溶解?现象:现象:有沉淀生成有沉淀生成现象:现象:沉淀消失沉淀消失加入浓的无机轻金属盐加入浓的无机轻金属盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等化钠等),可以降低蛋白质的溶解度,从而析出,可以降低蛋白质的溶解度,从而析出蛋白质,这种作用称为盐析。蛋白质,这种作用称为盐析。盐析的特征盐析的特征可逆可逆蛋白质溶液蛋白质溶液蛋白质沉淀蛋白质沉淀无机轻金属盐无机轻金属盐 水水盐析的用途盐析的用途分离提纯蛋白质分离提纯蛋白质盐析的过程是物理变化盐析的过程是物理变化探究实验探究实验在两支试管中各加入鸡蛋清溶液在两支试管中各加入鸡蛋清溶液3mL,将一支试管加热,试管中有无沉淀产生将一支试管加热
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