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- 2021-07-05 发布
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SARS病毒的电子图片
SARS病的凶手——冠状病毒, 有自己
的核酸和蛋白质。它进入人体后,借助
人体内的原料合成病毒。当我们人体发
病时,就是它的蛋白质对我们起了作用。
第三节
蛋白质的存在
主要的存在于生物体内,肌肉,发,皮肤,角蹄,酶,激素,抗体,病毒;
在植物中也很丰富,比如大豆,花生,谷物。
是生命的基础,没有蛋白质就没有生命。
组成蛋白质的氨基酸几乎都是α-氨基酸,即氨
基在羧基的α位上
α-氨基酸的结构通式: H2N- CH- COOH
R
几乎一切生命活动过程都与蛋白质有关,没有蛋白质就没有生命。
蛋白质的相对分子质量很大,可以达到上千万。但是如此大的高分
子化合物,也是由基本结构单元构成的,就是氨基酸 ,要认识蛋
白质,必须首先认识氨基酸。
一、氨基酸
α-氨基酸是构建蛋白质的基石物质,首先来
学习氨基酸。
赖氨酸的结构简式
氨基 羧基
αβ
什么叫氨基酸?
羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代
后的生成物叫氨基酸。
H2N CH2 CH C
O
OH
NH2
CH2 CH2 CH2
1、几种常见的氨基酸:
(1) 甘氨酸(α-氨基乙酸)
(2) 丙氨酸(α-氨基丙酸)
CH2—COOH
NH2
CH3—CH—COOH
NH2
一、氨基酸
羧酸分
子里烃
基上的
氢原子
被氨基
取代后
的生成
物叫氨
基酸。
(3) 谷氨酸 (α-氨基戊二酸)
HOOC—(CH2)2—CH—COOH
NH2
(4) 苯丙氨酸 (α-氨基-β-苯基丙酸)
-CH2-CH-COOH
NH2
●结 构:含有一个-NH2及-COOH
●性 质: 具有两性:碱性和酸性
羧酸分
子里烃
基上的
氢原子
被氨基
取代后
的生成
物叫氨
基酸。
●酸性
●碱性 CH2-COOH
NH3+
CH2-COO- + H2O
NH2
CH2-COOH + OH-
NH2
CH2-COOH + H+
NH2
2、氨基酸的性质
性质1:显酸、碱两性
NH2CH2COOH+NaOH→NH2CH2COO-Na++H2O
NH2CH2COOH+HCl→Cl-+NH3CH2COOH
性质2.成肽反应
H2N CH2 C
O
OHNHCH2 C
O
+ H2O
2NH2CH2COOH→
肽键
两个氨基酸分子(可以相同,也可以不同),
在酸或碱的存在下加热,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
成含有肽键的化合物,成为成肽反应。
肽键
●两个氨基酸分子消去水分子而形成二肽,
多个氨基酸分子消去水分子而形成多肽.
●多肽的性质: 因肽键的存在, 多肽能进行水解
OH
H—N—CH2—C—OH
OH
H—N—CH2—C—
OH
—N—CH2—C—OH
成肽反应是分子间脱水反应,属于取代反应
OH
H—N—CH2—C—OH +
二、蛋白质的结构与性质
蛋白质分子中含有C、
O、H、N、S等元素。
1965年我国科技工作
者成功合成了具有生
物活性的——结晶牛
胰岛素。这是科学史
上的一大成就,可以
说是科学史上又一
“丰碑”。
相对分子质量大于10000,具有一
定空间结构的多肽叫蛋白质
阅读与交流(P.88)
组成元素为:C、H、O、N及S、P和少量
的Cu、Fe、Zn等而种类达十万种以上。
取决于组成多肽链的氨基酸种类、数
目及排列顺序和其特定的空间结构。即蛋
白质的结构。
1、组成蛋白质的元素主要有哪些?人体内的蛋白
质有多少种?
2、各种蛋白质的特殊功能和活性主要取决于什么?
3、什么是蛋白质的一级、二级、三级和四级结构?
具有三级结构的多肽链叫亚基
1、蛋白质的结构
一级结构:
二级结构:
三级结构:
四级结构:
蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和
排列顺序叫蛋白质的一级结构。
多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构称为
蛋白质的二级结构。
蛋白质分子在二级结构的基础上进一步
盘曲折叠形成的三维结构。
蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基间
的相互作用与布局称为蛋白质的四级结构
一级 二级 三级结构
蛋白质的结构
蛋
白
质
的
分
子
图
象
2、蛋白质的化学性质
下列物质中既能与盐酸反应,又能与NaOH溶
液反应的是①NaHCO3 ; ②(NH4)2S ; ③Al(OH)3 ;
④NH4Cl;⑤H2N-CH2-COOH ; ⑥CH3-COOH
A.①②③ B.①②④⑤ C.⑤⑥ D.①②③⑤
●【小结】既能与酸反应又能与碱反应的物质
(1)多元弱酸的酸式盐; (2)弱酸的铵盐;
(3)具两性的物质; (4)氨基酸和蛋白质;
D性质1:具有两性
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α-氨基酸
OH
H—N—CH2—C—
OH
—N—CH2—C—OH
HO H
性质2:能够水解(结构中含有肽键)
1、下图表示蛋白质分子结构的一部分,图中
(A)、(B)、(C)、(D)标出分子中不同的键。
当蛋白质发生水解反应时,断裂的键是
( )
—N—CH—C—N—CH—C—
H R O H R O
(A) (B) (C) (D)
C
【课堂练习】
在适宜条件下完全水解得到4种产物,它们的结
构简式为 ,
。
2、已知有机化合物:
CH3--C--O
--NH--C--CH2-CH3
O
--C--O--
O
O
HO-- --NH2
CH3-C-OH,
O
HO-C-CH2-CH3
O
--C-OH,
OH O
●实验:
鸡蛋白溶液 蛋白质凝聚 蛋白质重新溶解
●结论:
1、蛋白质溶液中加浓的无机盐溶液〔如Na2SO4、
(NH4)2SO4等〕,可使蛋白质的溶解度减小, 而从溶
液中析出----盐析
2、盐析是一个可逆的过程,故不影响蛋白质的性质
●应用:利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。
浓无机盐 水
性质3:盐析
●实验:
鸡蛋白溶液 加 热 蛋白质凝结 加水 不再溶解
鸡蛋白溶液 蛋白质凝结 加水 不再溶解
●结论: 在热、酸、碱、重金属盐、甲醛、酒精、紫外
线等作用下,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:消毒原理
乙酸铅
性质4:变性
学 与 问
1、为什么医院里用高温蒸煮、照射紫外线、喷洒苯
酚溶液、在伤口处涂抹酒精溶液等方法来消毒杀菌?
2、为什么生物实验室用甲醛溶液(福尔马林)保存
动物标本?
3、为什么在农业上用波尔多液(由硫酸铜、生石灰
和水制成)来消灭病虫害?
4、钡盐也属于重金属盐,医院在做胃透视时要服用
“钡餐”BaSO4为何不会中毒?能否改服BaCO3?
盐析 变性
变化条件
变化性质
变化过程
用 途
浓的无机盐溶液 受热、紫外线、酸、碱、
重金属盐和某些有机物
物理变化
(溶解度降低)
化学变化
(蛋白质性质改变)
可逆 不可逆
分离提纯 杀菌消毒
概念对比
●实验:鸡蛋白溶液 浓硝酸 变成黄色
●结论: 蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色
反应。如某些蛋白质跟浓硝酸作用会产生黄色,
称“黄蛋白反应”
●应用:用于鉴别蛋白质的存在
性质5: 颜色反应
●用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、
蚕丝、纯毛、毛线等)
●归纳:检验蛋白质的方法
(1)燃烧;(2)颜色反应。
●鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”,在
如下各方法中正确的是( )
①滴加浓HNO3, ②滴加浓硫酸, ③滴加酒精, ④灼烧
A.①③ B.② ④ C. ①④ D. ③④
C
性质6:燃烧产生烧焦羽毛气味
颜色反应与金属的焰色反应
●颜色反应: 一般指有明显颜色变化的
化学反应,如苯酚与FeCl3溶液呈紫色;碘与
淀粉呈蓝色;某些蛋白质与浓硝酸呈黄色。
●焰色反应: 是指某些金属及其化合物
在灼烧时能使火焰体现出一定的颜色。
●颜色反应和焰色反应都可用于物质的检验
概念对比
1.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( )D
2.将甘氨酸和丙氨酸混合起反应生成各种二肽,可
能的连结方式有多少种?( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
A. -氨基丙酸 B. -氨基丁酸
C. 甘氨酸 D . -氨基丁酸
D
① ② ③ ④ ⑤
3.已知有机物A分子中有3个碳原子, 有关它的某些信息
注明在下面的示意图中:
(1)A的结构简式为 ;
(2)F和G的名称分别为 ;
(3)生成H的化学方程式为 。
H2N-CH2-COOCH3
F:氯化氨基乙酸, G:氨基乙酸钠
4、已知-NH2连在苯环上显碱性,-C-NH2连在苯环
上显中性,现有有机物C7H7O2N,分子结构中有一
个苯环和两个取代基,且两取代基在苯环上处于相
对位置,请写出符合下列要求的结构简式。
O
(1)该有机物只具有酸性
(2)该有机物只具有碱性
(3)该有机物具有两性
(4)该有机物既无酸性又无碱性
HO- -C-NH2
O
H2N- --O-C-H
O
H2N- --C--OH
O
O2N- -CH3
5. n个氨基酸分子之间通过缩聚(一个氨基酸分子中氨基
上的氢原子与相邻氨基酸分子羧基中的羟基结合成水分
子)后可得n肽,过程中形成了(n-1)个肽键。今有一种
“多肽”,其分子式为C55H70O19N10,已知将它彻底水
解后只得到下列四种氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨
酸、谷氨酸。问:
(1)这个多肽是 肽。
(2)该多肽水解后有 个谷氨酸分子。
(3)该多肽水解后有 个苯丙氨酸。
十
4
3
CH3-CH-COOH:丙氨酸,b个C3H7NO2
NH2
CH2-CH-COOH:苯丙氨酸,c个C9H11NO2
NH2
HOOC-(CH2)2-CH-COOH :谷氨酸,d个C5H9NO4
NH2
2a+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=1
b=2
c=3
d=4
CH2-COOH:甘氨酸,a个C2H5NO2
NH2
【资料卡片】
三、酶 生物体、植物无时无刻都在进行着化学反应,并且这些反应在生物体存在的条
件下温和地进行,而且会随着环境、身体的情况而随时自动、精确的改变,是
什么让这些反应可以实现的?
【自主学习】P91-92
1、酶的概念(来源、功能和类别)?
2、酶的催化作用特点?
3、影响酶作用的因素?
4、酶的应用?
1、酶的概念
(1)酶的来源:
活细胞产生的
(2)酶的功能:
具有生物催化作用
反应结束后,酶本身保持不变
(3)酶的类别:
是蛋白质
酶是一类由活细胞产生的对生物体内的化学反
应具有催化作用的蛋白质。
理解:
2、酶的催化特点:
(1)条件温和,不需加热
(在接近体温和接近中性的条件下)
(2)具有高度的专一性
(每种酶只催化一种或一类化合物的化学反应)
(3)具有高效催化作用
(相当于无机催化剂的107~1013倍)
3、影响酶作用的因素:
(1)酶作用要求适宜的温度
(2)酶作用要求适宜的pH
(在接近体温和接近中性的条件下)
4、酶的应用:
(1)淀粉酶应用于食品、发酵、纺织、制药等工业;
(2)蛋白酶应用于医药、制革等工业;
(3)脂肪酶应用于脂肪水解、羊毛脱脂等;
(1)酶还可用于疾病的诊断。
1、酶的正确表述是( )
A.酶是具有催化能力的一类物质
B.酶是活细胞产生的特殊蛋白质
C.酶是活细胞产生的有催化作用的蛋白质
D.酶是活细胞产生的有活性的蛋白质
C
【课堂练习】
2、一份唾液淀粉酶能催化100万份淀粉水解,
说明酶具有( )
A.专一性 B.高效性
C.多样性 D.稳定性
B
核酸与蛋白质一样,是一切生物机体不可缺少的
组成部分。
核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要
基础之一。
四、核酸
【自主学习】P92-93
1、核酸的概念?
2、核酸的分类和分布?
3、核酸的功能?
4、核酸的化学组成和水解的产物?
1、核酸的概念
核酸是一类含磷的高分子化合
物,是由其结构单体核苷酸通
过3′, 5′- 磷酸二酯键聚合而成
的长链,继而形成具有复杂三
维结构的大分子化合物。
(1) 核酸的分类
根据核酸的化学组成,分为两类:
核糖核酸(简写为:RNA)
脱氧核糖核酸(简写为: DNA)
2、核酸分类和分布
(2) 核酸的主要分布
DNA:主要分布在真核细胞的细胞核中。
RNA:主要分布在真核细胞的细胞质中。
(1) DNA是主要遗传物质,是遗传信息的载
体。 DNA同时还指挥着蛋白质的合成、细胞的
分裂和制造新的细胞。
(2) RNA在蛋白质生物合成中起重要作用。
根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。
3、核酸的重要功能
磷酸
核酸 → 核苷酸 → 戊糖
核苷 →
碱基
核酸的组成:
4、核酸的化学组成
核酸的元素组成:C、H、O、N、P
其中P在各种核酸中的含量比较恒定:
RNA平均含磷量8.9%
DNA平均含磷量9.1%
核酸的基本单元,核苷酸一个接一
个形成的聚核苷酸链就是核酸
O
H
H
OH
H
OH
OH
H
HOCH2 HOCH2 O
H
H
OH
H
H
OH
H
D-核糖 D-2-脱氧核糖
核酸在烯盐酸中可以逐步
水解水解的最终产物是磷
酸、戊糖和碱基。所以核
酸是由磷酸、戊糖和碱基
通过一定方式结合而成的。
核酸水解
【练习】
1、下列过程中,不可逆的是( )
A.蛋白质的盐析 B.酯的水解
C.蛋白质白变性 D.氯化铁的水解
2、欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性
质应加入( )
A.甲醛溶液 B.CuSO4溶液
C.饱和Na2SO4溶液 D.浓硫酸
C
C
3、下图表示蛋白质分子结构的一部分,
图中A、B、C、D标出了分子中不同的键,
当蛋白质发生水解时,断裂的键是( )
C
O
NH CH C ONH CH
R1 R2 R3
A B C D
C
4、蛋白质、淀粉、脂肪是三种重要的营养
物质,其中______不是高分子化合物,这三
种物质水解的最终产物分别是
蛋白质→________淀粉→_________;
脂肪→_________ ;在蛋白质水解的最
终产物分子中,含有_________官能团。
脂肪
氨基酸 葡萄糖
高级脂肪酸和甘油
氨基和羧基
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