1、第四章生命中的基础第四章生命中的基础有机化学物质有机化学物质第三节第三节 蛋白质与核酸蛋白质与核酸蛋白质是一切生命的基础，而氨基酸则是组成蛋白质是一切生命的基础，而氨基酸则是组成蛋白质的基本结构单元。蛋白质的基本结构单元。说说你知道的哪些是含蛋白质的物质说说你知道的哪些是含蛋白质的物质?蛋白质广泛存在于生物体内，蛋白质是生命的基蛋白质广泛存在于生物体内，蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。础，没有蛋白质就没有生命。一、氨基酸的结构与性质：一、氨基酸的结构与性质：1 1、氨基酸的概念：、氨基酸的概念：羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代后的生成物。物
2、。说明：说明：-NH2叫氨基，可以看成NH3失一个H原子后得到的，是个碱性基。氨基的电子式：-氨基酸：离羧基最近的碳原子上的氢原子叫氢原子，次近的碳原子上的氢原子叫氢原子。羧酸分子里的氢原子被氨基取代的生成物叫-氨基酸。-氨基酸是构成蛋白质的基石。天然蛋白质水氨基酸是构成蛋白质的基石。天然蛋白质水解得到的氨基酸绝大部分是解得到的氨基酸绝大部分是-氨基酸。氨基酸。如：甘氨酸（-氨基乙酸）的结构简式为：2、氨基酸的结构、氨基酸的结构氨基氨基羧基羧基 特点：既含有氨基特点：既含有氨基(-NH2)，又含有羧基，又含有羧基 (-COOH)，属于取代羧酸属于取代羧酸注意：与同碳原子数的硝基化合物存在同分注
3、意：与同碳原子数的硝基化合物存在同分异构现象，如异构现象，如 与与CH3CH2NO2互为同分异互为同分异构体。构体。3、几种重要的氨基酸几种重要的氨基酸甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸谷氨酸4、氨基酸的物理性质：、氨基酸的物理性质：天然氨基酸都是无色晶体，熔点高，在2003000C熔化时分解，易溶于水，它们能溶于强酸强碱溶液中，除少数外一般都能溶于水，难溶于乙醇乙醚。5、氨基酸的性质、氨基酸的性质1）、氨基酸的两性：）、氨基酸的两性：（氨基酸结构中含有氨基酸结构中含有官能团官能团-COOH-COOH和和-NH-NH2 2，既有酸性又有碱性，既有酸性又有碱性）+HCl+NaOH+H
4、2O说明：说明：a a、所学过的既能跟酸反应又能跟碱反应的物质：、所学过的既能跟酸反应又能跟碱反应的物质：AlAl、AlAl2 2O O3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、(NH(NH4 4)2 2COCO3 3、NHNH4 4HCOHCO3 3、NaHCONaHCO3 3等。等。b b、分子内部中和，生成内盐：、分子内部中和，生成内盐：由于该性质使氨基酸具有较高的熔沸点，易溶于水，难溶于非极性由于该性质使氨基酸具有较高的熔沸点，易溶于水，难溶于非极性溶剂，具有类似离子晶体的某些性质。溶剂，具有类似离子晶体的某些性质。2）、成肽反应：）、成肽反应：一个氨基酸分子中的羧基可以跟另一个氨基一个
5、氨基酸分子中的羧基可以跟另一个氨基酸分子中的氨基反应，按羧基脱羟基、氨基脱酸分子中的氨基反应，按羧基脱羟基、氨基脱氢的反应原理，脱去一个水分子而形成酰胺基氢的反应原理，脱去一个水分子而形成酰胺基（），即肽键，此反应），即肽键，此反应称为成肽反应。称为成肽反应。R+H2O+肽键肽键蛋白质是多肽形成高分子化合物两个氨基酸彼此之间脱去一个分子水得到的产物叫二肽。多个氨基酸分子彼此脱水生成的化合物叫多肽。+H2O+肽键多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键相互结合，可以形成千百万种具有不同的相互结合，可以形成千百万种具有不同的理化性质和生理活性的多肽链。相对分子理化性
6、质和生理活性的多肽链。相对分子量在量在10 000以上的，并具有一定空间结构以上的，并具有一定空间结构的多肽，称为蛋白质。的多肽，称为蛋白质。氨基酸二肽多肽链多肽链蛋白质M1万万成肽反应成肽反应作业作业根据下列化合物的结构分析回答：根据下列化合物的结构分析回答：（1）该化合物有）该化合物有 个氨基和个氨基和 个羧基。个羧基。（2）该化合物是由）该化合物是由 个氨基酸失去个氨基酸失去 分子分子水而形成的。这样的反应叫做水而形成的。这样的反应叫做 反应。反应。（3）该化合物中肽键编号是）该化合物中肽键编号是 该化合物是该化合物是 肽。肽。2232成成肽成肽3、5三肽三肽二、蛋白质的结构与性质：二、
7、蛋白质的结构与性质：（蛋白质是由多种氨基酸结合而成的含氮生物高分子化物）1 1、存在：、存在：动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁及毛、发、蹄、角等，或存在于植物的种子里。2 2、蛋白质组成和结构：、蛋白质组成和结构：蛋白质的成分里含有碳、氢、氧、氮、硫等元素；蛋白质是由不同氨基酸按不同排列顺序相互结合而构成的高分子化合物；蛋白质分子中含有未缩合的羧基（-COOH）和氨基（-NH2）；蛋白质溶液是一种胶体；酶是一种蛋白质。2、蛋白质的结构、蛋白质的结构蛋白质蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序 肽键肽键是蛋白质一级结构的基本结构键。是蛋白质一级结构的基本结构键
8、。2、蛋白质的结构、蛋白质的结构多肽链卷曲多肽链卷曲盘旋和折叠盘旋和折叠的空间结构的空间结构蛋白质在二级蛋白质在二级结构基础上进结构基础上进一步盘曲折叠一步盘曲折叠而形成而形成 三维结构三维结构2、蛋白质的结构、蛋白质的结构每个具有三级结构的多肽链称为亚基亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局2 2、蛋白质的结构、蛋白质的结构3、蛋白质的化学性质、蛋白质的化学性质（1 1）两性）两性:形成蛋白质形成蛋白质的多肽是由的多肽是由多个氨基酸多个氨基酸脱水形成的，脱水形成的，在多肽链的在多肽链的两端必然存两端必然存在着自由的在着自由的氨基与羧基氨基与羧基.（2 2）水解）水解-在酸或碱或酶的作用下在酸或
9、碱或酶的作用下蛋白质蛋白质 多肽多肽 二肽二肽 氨基酸氨基酸 在盛有鸡蛋白溶液在盛有鸡蛋白溶液的试管里，缓慢地加入的试管里，缓慢地加入2ml饱和的（饱和的（NH4）2SO4溶液，观察沉淀的析出。溶液，观察沉淀的析出。然后把少量的带有沉淀然后把少量的带有沉淀的液体加入盛有的液体加入盛有2ml蒸蒸馏水的试管里，观察实馏水的试管里，观察实验现象验现象 向蛋白质溶液中加入向蛋白质溶液中加入(NH4)2 2SO4溶液时，溶液时，会使蛋白质从溶液沉淀出来，加水后沉淀又会使蛋白质从溶液沉淀出来，加水后沉淀又溶解。溶解。盐析的盐析的应用应用：现象现象:分析得出结论：分析得出结论：向蛋白质溶液中加入某些向蛋白质
10、溶液中加入某些浓的浓的无机盐溶无机盐溶液后，可使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这液后，可使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫做种作用叫做盐析盐析.盐析盐析是可逆是可逆的（物理变化）的（物理变化）采用多次采用多次盐析盐析的方法可以的方法可以分离或提纯蛋白质分离或提纯蛋白质 实验实验4-3：分别取四支试管。加入分别取四支试管。加入2mL鸡蛋白溶液，编鸡蛋白溶液，编好号。好号。1向第一支试管中加入几滴醋酸铅溶液；向第一支试管中加入几滴醋酸铅溶液；2向第二支试管中加入几滴硫酸铜溶液；向第二支试管中加入几滴硫酸铜溶液；3向第三支试管中加入几滴甲醛溶液；向第三支试管中加入几滴甲醛溶液；4将第四支试管放在酒精
11、灯上加热。将第四支试管放在酒精灯上加热。最后分别向四最后分别向四支支试管中加适量的水，震荡观察现试管中加适量的水，震荡观察现象象 蛋白质均凝结，加入适量清水后，凝蛋白质均凝结，加入适量清水后，凝结的蛋白质不再溶解。结的蛋白质不再溶解。现象现象:分析得出结论：分析得出结论：向蛋白质溶液中加入重金属盐、醛或向蛋白质溶液中加入重金属盐、醛或加热均会使蛋白质凝结成沉淀。此过程加热均会使蛋白质凝结成沉淀。此过程不可不可逆（化学变化）逆（化学变化）。蛋白质的这种彻底改变性质的变化叫蛋白质的这种彻底改变性质的变化叫蛋蛋白质的变性白质的变性 紫外线、紫外线、X射线、强酸、强碱、铜、汞、射线、强酸、强碱、铜、汞
12、、铅等重金属盐类，以及甲醛、酒精、苯甲酸铅等重金属盐类，以及甲醛、酒精、苯甲酸等均能使蛋白质变性。等均能使蛋白质变性。【学与问学与问】：(1)(1)为什么误食重金属盐类时为什么误食重金属盐类时,可以喝大量的牛奶、可以喝大量的牛奶、蛋清或豆浆来解毒？蛋清或豆浆来解毒？(2)(2)为什么在农业上用波尔多液（由硫酸铜、生石灰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？春天为什么要在树木的和水制成）来消灭病虫害？春天为什么要在树木的枝干上涂抹石灰浆枝干上涂抹石灰浆?实验实验4-44-4 1用试管取用试管取2mL鸡蛋白溶鸡蛋白溶液；液；2滴加几滴滴加几滴浓硝酸，微热浓硝酸，微热（5
13、）、蛋白质的颜色反应）、蛋白质的颜色反应 实验现象 鸡蛋白溶液遇浓硝酸加热颜鸡蛋白溶液遇浓硝酸加热颜色变黄色变黄.含有苯基的蛋白质均能发生含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。如皮肤，指甲等。这个反应。如皮肤，指甲等。（6）灼烧时有烧焦羽毛的气味）灼烧时有烧焦羽毛的气味问问:怎样鉴别丝织品和棉织品怎样鉴别丝织品和棉织品?蛋白质的燃烧蛋白质的燃烧（组成元素（组成元素C、H、O、N、S、P等）等）一般生成一般生成CO2、H2O、N2、SO2、P2O5等物质。等物质。二、蛋白质的性质（小结）二、蛋白质的性质（小结）1、具有两性、具有两性2、水解（酸、碱或酶作用下）、水解（酸、碱或酶作用下）3、盐析、盐析
14、 注意：（注意：（1）可逆）可逆 （2）物理变化）物理变化4.变性变性 注意：（注意：（1）条件）条件 （2）不可逆）不可逆5.颜色反应颜色反应 可用于检验蛋白质！可用于检验蛋白质！6、灼烧、灼烧蛋白质的用途蛋白质的用途（1）食物（人类必须的营养物质）食物（人类必须的营养物质）（2）工业原料）工业原料动物的毛、蚕丝动物的毛、蚕丝 纺织原料纺织原料动物的皮动物的皮 皮革皮革动物的骨、皮、蹄动物的骨、皮、蹄 动物胶动物胶牛奶中的酪素牛奶中的酪素 酪素塑料酪素塑料 三、酶三、酶自学探究自学探究生物催化剂生物催化剂1、什么是酶、什么是酶2、酶催化作用具有的特点、酶催化作用具有的特点一类由细胞产生的，对
15、生物体内的一类由细胞产生的，对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。化学反应具有催化作用的蛋白质。（1）条件温和，不需加热。）条件温和，不需加热。（2）具有高度的专一性。）具有高度的专一性。（3）具有高效催化作用。）具有高效催化作用。3、酶的种类及应用、酶的种类及应用 目前，人们已经知道的酶有数千种。工业上大量使用的酶多数是通过微生物发酵制得的，并且有许多种酶已制成了晶体。酶已得到广泛的应用，如淀粉酶用于食品、发酵、纺织、制药等工业；蛋白酶用于医药、制革等工业；脂肪酶用于使脂肪水解、羊毛脱脂等。酶还用于疾病的诊断。自学探究自学探究四、核酸四、核酸1、一类含磷的生物高分子化合物，、一类含磷的生
16、物高分子化合物，相对分子量可达十几万至几百万。相对分子量可达十几万至几百万。2、核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、核酸在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性的作用。变异等生命现象中起着决定性的作用。3、具有酸性、具有酸性4、分类：、分类：（1）脱氧核糖核酸（）脱氧核糖核酸（DNA）：生物遗传信）：生物遗传信 息息 的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂的载体；还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。和制造新的细胞。（2）核糖核酸（）核糖核酸（RNA）：根据）：根据DNA提供的信息提供的信息控制体内蛋白质的合成。控制体内蛋白质的合成。2生活中的一些问题常涉及到化学知识，生
17、活中的一些问题常涉及到化学知识，下列叙述不正确的是（下列叙述不正确的是（）（A）糯米中的淀粉一经水解反应，就酿造）糯米中的淀粉一经水解反应，就酿造成酒成酒（B）福尔马林是一种良好的杀菌剂，但不）福尔马林是一种良好的杀菌剂，但不可用作消毒饮用水可用作消毒饮用水（C）棉花和人造丝的成份都是纤维素）棉花和人造丝的成份都是纤维素（D）室内装饰材料中缓慢放出的甲醛、甲）室内装饰材料中缓慢放出的甲醛、甲苯等有机物会污染空气苯等有机物会污染空气 AC3、蛋白质、淀粉、脂肪是三种重要的营养、蛋白质、淀粉、脂肪是三种重要的营养物质，其中物质，其中_不是高分子化合物，这不是高分子化合物，这三种物质水解的最终产物分
18、别是三种物质水解的最终产物分别是蛋白质蛋白质_淀粉淀粉_；脂肪脂肪 ；在蛋白质水；在蛋白质水解的最终产物分子中，含有解的最终产物分子中，含有_官能官能团。团。脂肪脂肪氨基酸葡萄糖葡萄糖高级脂肪酸高级脂肪酸 甘油甘油氨基氨基 羧基羧基41997年，英国的年，英国的“克隆羊克隆羊”备受世界关注。备受世界关注。“克隆羊克隆羊”的关键之一是找到特殊的酶，这的关键之一是找到特殊的酶，这些酶能激活普通体细胞使之像生殖细胞一样些酶能激活普通体细胞使之像生殖细胞一样发育成个体。有关酶的说法中错误的是发育成个体。有关酶的说法中错误的是（）（A）酶是具有催化作用的蛋白质）酶是具有催化作用的蛋白质 （B）由题可知酶
19、具有选择性和专一性）由题可知酶具有选择性和专一性（C）高温或重金属能降低酶的活性）高温或重金属能降低酶的活性 （D）酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥）酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥作用作用D 1甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下发生缩合反应生成二肽的化合物共有()A4种B3种 C2种 D1种 解析：甘氨酸与丙氨酸混合反应生成二肽的方式有：甘氨酸与甘氨酸反应生成二肽，丙氨酸与丙氨酸反应生成二肽，其中甘氨酸与丙氨酸能以两种方式反应生成二肽，故生成的二肽共有4种。答案：A 2要使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质，应向其中加入()A饱和Na2SO4溶液 B浓NaOH溶液 C少量NaCl
20、D浓BaCl2溶液 解析：蛋白质发生盐析的条件是加入较多量的轻金属盐。A项合格，C项少量NaCl能促进蛋白质的溶解，B、D两项因使蛋白质变性而不合格。答案：A 3下列关于蛋白质的叙述中不正确的是(双选)()A蚕丝、病毒、酶的主要成分都是蛋白质 B蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质会析出，再加水也不溶解 C重金属盐会使蛋白质变性，所以吞服“钡餐”会使人中毒 D浓硝酸溅在皮肤上能使皮肤呈黄色，这是由于蛋白质和浓硝酸发生了颜色反应 解析：蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液有蛋白质析出，这是蛋白质的盐析过程，再加入水时蛋白质仍能溶解；可溶性重金属盐会使蛋白质变性，而“钡餐”的主要成分BaSO4既不溶于
21、水也不溶于酸，吞服时不会使人中毒。答案：BC (2011杭州高二质检)在下列物质中：K2SO4、HCHO、MgSO4、Hg(NO3)2、NH4Cl、KOH，能使蛋白质变性的是_，能使蛋白质溶液中蛋白质发生盐析的是_。思路指引：解决本题要注意以下两点：(1)蛋白质变性的内涵及条件。(2)蛋白质盐析的内涵及条件。Hg(NO3)2是重金属盐，KOH为强碱，都会使蛋白质变性。K2SO4、MgSO4是轻金属盐，NH4Cl是铵盐，不会使蛋白质变性，但可以降低蛋白质的溶解度，可使蛋白质发生盐析。答案：1关于氨基酸的下列叙述中，不正确的是()A氨基酸都是晶体，一般能溶于水 B氨基酸都不能发生水解反应 C氨基酸
22、是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐 D天然蛋白质水解最终可以得到氨基酸、氨基酸等多种氨基酸 解析：氨基酸熔点较高，室温下均为晶体，一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚；氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐，氨基酸分子间能发生成肽反应，但氨基酸都不能发生水解反应；天然蛋白质水解的最终产物是多种氨基酸。答案：D 2下列说法中，正确的是(双选)()A氨基酸既能与强酸反应又能与强碱反应 B任何结构的蛋白质遇浓硝酸(微热)都能变成黄色 C温度越高，酶对某些反应的催化效率越高 D核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基 解析：含苯环结构的蛋白质遇浓硝酸会变黄色；温度高时，酶会变性，使其催化效率降低。答案：AD 3把蔗糖麦芽糖淀粉纤维素油脂酶蛋白质，在酸存在的条件下分别进行水解，其水解的最终产物只有1种的有()AB C D 解析：麦芽糖、淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖；蔗糖水解得到葡萄糖和果糖；蛋白质水解最终得到多种氨基酸；油脂水解得到多种高级脂肪酸和甘油。答案：B
