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1、3 3第四章第四章 生命中的基础有机化学物质生命中的基础有机化学物质8/2/20248/2/2024虎山中学虎山中学 高二化学备课组高二化学备课组蛋白质的存在l生命活动的物质基础，没有蛋白质就没有生命。生命活动的物质基础，没有蛋白质就没有生命。l主要的存在于生物体内主要的存在于生物体内:肌肉肌肉,血液血液,发发,皮肤皮肤,角蹄角蹄,酶酶,激素激素,抗体抗体,病毒病毒,植物种子。植物种子。l蛋白质的相对分子质量很大，可以达到上千万。如蛋白质的相对分子质量很大，可以达到上千万。如此大的高分子化合物也是由氨基酸这个基本结构单此大的高分子化合物也是由氨基酸这个基本结构单元构成的元构成的.一、氨基酸的结
2、构与性质一、氨基酸的结构与性质赖氨酸的结构简式赖氨酸的结构简式 氨基氨基羧基羧基羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基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。取代后的生成物叫氨基酸。 A、氨基酸、氨基酸B、天然蛋白质的氨基酸都是- -氨基酸，即氨基在羧基的碳位上。碳位上。- -氨基酸的结构通式：C、几种常见的、几种常见的-氨基酸：氨基酸：(1) 甘氨酸甘氨酸(2) 丙氨酸丙氨酸(3) 谷氨谷氨酸酸(4) 苯丙氨酸苯丙氨酸（-氨基氨基-苯基丙酸）苯基丙酸）（-氨基丙酸）氨基丙酸）（-氨基乙酸）氨基乙酸）（-氨基戊二酸）氨基戊二酸）D、物理性质、物理性质:色、态、熔点、溶解性。色、态、熔点、
3、溶解性。(1)酸性酸性 (2)碱性碱性E、氨基酸的化学性质、氨基酸的化学性质1、显酸、碱两性NH2CH2COOH+NaOHNH2CH2COONa+H2O NH2CH2COOH+HCl NH3CH2COOH Cl 2.成肽反应成肽反应 两个氨基酸分子（可以相同，也可以不两个氨基酸分子（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，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，称为成肽反应。缩合形成含有肽键的化合物，称为成肽反应。肽键肽键 两个氨基酸分子脱去一个水分子而形成两个氨基酸分子脱去一个
4、水分子而形成二肽二肽, 多个氨基酸分子脱去多水个分子而形成多个氨基酸分子脱去多水个分子而形成多肽多肽.注意注意（1）肽中因肽键的存在肽中因肽键的存在, 可以水解。可以水解。（2 2）成肽反应是分子间脱水反应，属于取代反应。）成肽反应是分子间脱水反应，属于取代反应。二肽二、蛋白质的结构与性质4 4、19651965年我国科技工作者成功合成了具有年我国科技工作者成功合成了具有生物活性的生物活性的结晶牛胰岛素。这是科学结晶牛胰岛素。这是科学史上的一大成就，可以说是科学史上又一史上的一大成就，可以说是科学史上又一“丰碑丰碑”。 1、 相对分子质量大于相对分子质量大于10000，具有一定空间，具有一定空
5、间结构的多肽叫蛋白质。结构的多肽叫蛋白质。2 2、蛋白质分子中含有、蛋白质分子中含有C C、O O、H H、N N、S S等元素等元素, ,有些有些蛋白质含有蛋白质含有P,P,少量蛋白质还含有微量少量蛋白质还含有微量FeFe、CuCu、ZnZn、MnMn等。等。3 3、人体内所具有的蛋白质种类达到了、人体内所具有的蛋白质种类达到了1010万万种以上。种以上。阅读与交流阅读与交流 取决于组成多肽链的氨基酸种类、数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。即蛋目及排列顺序和其特定的空间结构。即蛋白质的结构。白质的结构。1、各种蛋白质的特殊功能和活性主要取决于什么？、各种蛋白质
6、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？、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具有三级结构的多肽链叫亚基1、蛋白质的结构、蛋白质的结构一级结构：一级结构：二级结构：二级结构：三级结构：三级结构：四级结构：四级结构： 蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和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。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。蛋白质的二级结构。 蛋白质分子在二级结构的基础上进一步蛋白质分子在二级结构的基础上进一步盘曲折叠形成的
7、三维结构。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的相互作用与布局称为蛋白质的四级结构三级结构三级结构蛋白质的结构蛋白质的结构一级一级二级二级蛋蛋白白质质的的分分子子图图象象蛋白质蛋白质四级结构四级结构水解原理：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（2 2）能够水解）能够水解( (结构中含有结构中含有肽键肽键) )HOHOH H5、蛋白质的化学性质、蛋白质的化学性质（1 1）具有两性）具有两性鸡蛋清溶液蛋白清凝聚蛋白质重新溶解结论：结论：A A、蛋白质溶
8、液中加浓的无机盐溶液、蛋白质溶液中加浓的无机盐溶液如如NaNa2 2SOSO4 4、(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4等等, ,可使蛋白质的溶解度减小可使蛋白质的溶解度减小, , 而从溶而从溶液中析出液中析出-盐析盐析. .但少量的盐可以促进蛋白质的但少量的盐可以促进蛋白质的溶解溶解, ,所以加水所以加水重新溶解重新溶解B、盐析是一个可逆的过程，不影响蛋白质的性质、盐析是一个可逆的过程，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。利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。浓浓无机盐无机盐水水(3)
9、:盐析盐析实验实验4-4-2 2实验及现象实验及现象A.鸡蛋清溶液鸡蛋清溶液加加 热热蛋白质凝结蛋白质凝结加水加水不再溶解不再溶解B.鸡蛋清溶液鸡蛋清溶液蛋白质凝结蛋白质凝结加水加水不再溶解不再溶解结论：结论： 在加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超在加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等物理因素和强酸、强碱、重金属盐、甲醛、声波等物理因素和强酸、强碱、重金属盐、甲醛、酒精、三氯乙酸、丙酮等化学因素作用下，蛋白质酒精、三氯乙酸、丙酮等化学因素作用下，蛋白质失去原有的物理性质和生理活性的现象，称为蛋白失去原有的物理性质和生理活性的现象，称为蛋白质质变性，变性，这个这个过程是过程是不可逆不
10、可逆的的。应用：应用：消毒原理消毒原理乙酸铅乙酸铅（4）变性）变性实验实验4-3：实验及现象实验及现象 1、为什么医院里用高温蒸煮、照射紫外线、喷洒苯酚溶液、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？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、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）、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？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、钡盐也属于重金属盐，医
11、院在做胃透视时要服用“钡餐钡餐”BaSO4为何不会中毒？能否改服为何不会中毒？能否改服BaCO3？ 采用这些方法使细菌病毒蛋白质变性而死亡采用这些方法使细菌病毒蛋白质变性而死亡达到消毒杀菌达到消毒杀菌的目的。的目的。学与问学与问 甲醛溶液能使甲醛溶液能使动物标本尸体动物标本尸体蛋白质及细菌病毒蛋白质变蛋白质及细菌病毒蛋白质变性而失去生理活性。性而失去生理活性。波尔多液使波尔多液使细菌蛋白质及细菌蛋白质及病虫病虫蛋白质变性而死亡蛋白质变性而死亡达到杀灭的目的。达到杀灭的目的。 BaSO4是一种不溶性的重金属盐，是一种不溶性的重金属盐， BaCO 3在胃酸的作用在胃酸的作用下会溶解，重金属离子下会
12、溶解，重金属离子Ba2+会使人体会使人体蛋白质变性而中毒。蛋白质变性而中毒。所所以不能以不能服用服用BaCO3 。鸡蛋清溶液浓硝酸浓硝酸实验实验4-4变成黄色结论：结论： 蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应。含有颜色反应。含有苯基的蛋白质苯基的蛋白质跟浓硝酸作跟浓硝酸作用会产生黄色用会产生黄色, ,称称“黄蛋白反应黄蛋白反应”应用：应用：用于鉴别蛋白质的存在用于鉴别蛋白质的存在（5） 颜色反应颜色反应实验及现象实验及现象加热加热实验：实验：应用：应用：（6 6）燃烧产生烧焦羽毛气味）燃烧产生烧焦羽毛气味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、
13、如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等蚕丝、纯毛、毛线等)。（1）酶的来源：酶的来源：活细胞产生活细胞产生（2）酶的功能：酶的功能：具有生物催化作用；具有生物催化作用； 反应结束后，酶本身保持不变。反应结束后，酶本身保持不变。 1、概念：、概念：酶是一类由活细胞产生的对生物体内的化学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。反应具有催化作用的蛋白质。三、酶三、酶2、酶的催化特点：、酶的催化特点：（1）条件温和，不需加热。）条件温和，不需加热。在接近体温和接近中性的在接近体温和接近中性的 条件下。条件下。（2）具有高度的专一性。）具有高度的专一性。每种酶只催化一种或一类化每种酶只催化一
14、种或一类化 合物的化学反应。合物的化学反应。（3）具有高效催化作用。）具有高效催化作用。相当于无机催化剂的相当于无机催化剂的 1071013倍倍3、影响酶作用的因素影响酶作用的因素：（1）要有适宜的温度（）要有适宜的温度（2）要有适宜的）要有适宜的pH（在接近体温和接近中性的条件下）在接近体温和接近中性的条件下）4、酶的应用酶的应用：（1）淀粉酶应用于食品、发酵、纺织、制药等工业；）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；）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；）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。
15、）酶还可用于疾病的诊断。1、核酸的概念、核酸的概念l核酸是一类含磷的核酸是一类含磷的高分子化合物，高分子化合物，是是由其结构单体核苷由其结构单体核苷酸通过酸通过3, 5- 磷酸磷酸二酯键聚合而成的二酯键聚合而成的长链，继而形成具长链，继而形成具有复杂三维结构的有复杂三维结构的大分子化合物。大分子化合物。四、核酸四、核酸 根据核酸的化学组成，分为两类根据核酸的化学组成，分为两类: 核糖核酸（简写为：核糖核酸（简写为：RNA）细胞质细胞质 脱氧核糖核酸（简写为：脱氧核糖核酸（简写为： DNA）细胞核细胞核 2、核酸分类和分布、核酸分类和分布（1） DNA是主要遗传物质，是遗传信息的载是主要遗传物质，是遗传信息的载体，蛋白质的合成的模板，指挥着蛋白质的合体，蛋白质的合成的模板，指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造。成、细胞的分裂和制造。（2） RNA根据根据DNA提供的信息，参与蛋白质提供的信息，参与蛋白质的合成。的合成。 3、核酸的重要功能、核酸的重要功能 核酸的组成：核酸的组成：4 4、核酸的化学组成、核酸的化学组成 核酸的元素组成核酸的元素组成:C、H、O、N、P 其中其中P在各种核酸中的含量比较恒定：在各种核酸中的含量比较恒定： RNA平均含磷量平均含磷量8.9% DNA平均含磷量平均含磷量9.1%
