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1、第三节蛋白质和核酸组成细胞的基础物质组成细胞的基础物质动物体的肌肉、皮肤、动物体的肌肉、皮肤、毛、发、蹄、角等毛、发、蹄、角等存在：存在：植物的各种器官也含蛋白质植物的各种器官也含蛋白质一.蛋白质的存在和组成蛋白质广泛存在于生物体内，蛋白质广泛存在于生物体内，蛋白质是生命的基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。蛋白质是一切生命的基础，而蛋白质是一切生命的基础，而氨基酸氨基酸则是组成则是组成蛋白质的蛋白质的基本结构单元基本结构单元。 二、氨基酸的结构与性质二、氨基酸的结构与性质羧酸分子里羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取烃基上的氢原子被氨基取代代后的生成物叫氨基酸。
2、后的生成物叫氨基酸。 1 1. . 氨基酸：氨基酸：3 3. . 天然蛋白质的氨基酸都是天然蛋白质的氨基酸都是-氨基酸氨基酸，即氨基，即氨基 在羧基的在羧基的碳位上。碳位上。-氨基酸的结构通式：氨基酸的结构通式：2 2. . 氨基酸的物理性质：氨基酸的物理性质：无色晶体，熔点较高，在无色晶体，熔点较高，在2003000C时熔化时熔化分解。一般能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。分解。一般能溶于水，难溶于乙醇、乙醚。4 4. . 几种常见的几种常见的-氨基酸：氨基酸：(1) (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
3、）氨基丙酸）（-氨基乙酸）氨基乙酸）（2-氨基氨基-1,5-戊二酸）戊二酸）除甘氨酸外，氨基酸均含有手性碳，有对映异构。除甘氨酸外，氨基酸均含有手性碳，有对映异构。(1)(1)酸性酸性 (2)(2)碱性碱性5. 氨基酸的化学性质氨基酸的化学性质1. 1. 显酸、碱显酸、碱两性两性NH2CH2COOH+NaOHNH2CH2COONa+H2O NH2CH2COOH+HCl NH3CH2COOH Cl 2. 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，同），在酸或碱的存在下加热，通过一分子通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，的
4、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 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）成肽反应是分子间脱水反应，属于 取代反应。取代反应。二肽H2OH2OH2O蛋白质蛋白质多肽多肽 两个氨基酸可以结合两个氨基酸可以结合成为一个二肽分子。成为一个二肽分子。结合中失去一个结合
5、中失去一个H2O分子，得到一个肽键。分子，得到一个肽键。 这样由于可以结合无这样由于可以结合无数的氨基酸分子，所数的氨基酸分子，所以蛋白质分子很大。以蛋白质分子很大。氨基酸的氨基酸的成肽成肽反应反应氨基酸二肽多多肽肽链链蛋白质M1万万成肽反应成肽反应蛋蛋白白质质属属于于天天然然高高分分子子化化合合物物 1965年年我国科技工我国科技工作者作者成功合成了具有成功合成了具有生物活性的生物活性的结晶结晶牛胰岛素牛胰岛素。这是科学。这是科学史上的一大成就，可史上的一大成就，可以说是科学史上又一以说是科学史上又一“丰碑丰碑”。在认识生在认识生命现象揭开生命奥秘命现象揭开生命奥秘的伟大历程中，做出的伟大历
6、程中，做出了重要贡献。了重要贡献。 科学视野科学视野我国现代取得的成就 1.1.组成蛋白质的元素主要有：组成蛋白质的元素主要有：C、H、O、N、S等等w（蛋白质）（蛋白质）=w（N）6.256.25三.蛋白质的结构和性质有些蛋白质含有有些蛋白质含有P，少量蛋白质还含有微量，少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等，人体内所具有的蛋白质种类等，人体内所具有的蛋白质种类达到达到10万种以上。万种以上。一级结构：2.2.蛋白质的结构蛋白质的结构蛋白质分子中各种氨蛋白质分子中各种氨基酸的基酸的连接方式和排连接方式和排列顺序列顺序叫蛋白质的一叫蛋白质的一级结构。级结构。蛋白质的生蛋白质的生物活性首先
7、取决于蛋物活性首先取决于蛋白质的一级结构。白质的一级结构。一级结构一级结构二级结构：二级结构：多肽链卷曲盘旋和折叠的空多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构称为蛋白质的二级结间结构称为蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构主要构。蛋白质的二级结构主要依靠肽链中氨基酸残基亚氨依靠肽链中氨基酸残基亚氨基上的氢原子与羰基上的氧基上的氢原子与羰基上的氧原子之间的氢键而实现。原子之间的氢键而实现。二二级级结结构构三级结构：三级结构：四四级级结结构构四级结构：四级结构： 蛋白质分子中蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基的立体排布、亚基间的相互作亚基间的相互作用与布局称为蛋用与布局称为蛋白质的四级结构。白质的四级结构。具具
8、有有三三级级结结构构的的多多肽肽链链叫叫亚亚基基(3)(3)、蛋白质的结构、蛋白质的结构下列物质中既能与盐酸反应，又能与下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOHNaOH溶液溶液反应的是反应的是 ( )NaHCO3 ; (NH4)2S ; Al(OH)3 ; 蛋白质蛋白质H2N-CH2-COOH ; CH3-COOH ； NH4ClA. B. C. D.性质性质1:1:具有两性具有两性D3.蛋白质的性质蛋白质的性质【注意】【注意】形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的，在多肽的两端必然存在着自由的氨基与羧基，的，在多肽的两端必然存在着自由的氨基与羧基，因因
9、此蛋白质也具有两性。此蛋白质也具有两性。【小结】【小结】既能与酸反应又能与碱反应的物质既能与酸反应又能与碱反应的物质 （两性）（两性）(1)多元弱酸的酸式盐；如NaHCO3、NaHSO3、NaHS等(2)弱酸的铵盐；如(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S等(3)具两性的物质； 如Al、Al2O3、Al(OH)3等 (4)具有双官能团的某些有机物；如氨基酸、蛋白质等实验：实验：鸡蛋白溶液鸡蛋白溶液蛋白质凝聚蛋白质凝聚蛋白质蛋白质重新溶解盐析是一个盐析是一个可逆可逆的过程，故不影响蛋白质的性质的过程，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
10、的方法分离、提纯蛋白质。饱和硫酸钠饱和硫酸钠水水性质性质2:2:盐析盐析【要求】【要求】浓浓的的可溶性可溶性非重金属盐溶液非重金属盐溶液实验：实验：鸡蛋白溶液加加 热热蛋白质凝结加水加水不再溶解鸡蛋白溶液蛋白质凝结加水加水不再溶解应用：应用：消毒原理消毒原理醋酸铅醋酸铅性质性质3:3:变性变性条件：条件：紫外线，紫外线，X光，强酸碱，重金属盐、有机物等光，强酸碱，重金属盐、有机物等结果：结果：蛋白质失去原有的可溶性而凝结，同时丧蛋白质失去原有的可溶性而凝结，同时丧 失了生理活性。这种过程是失了生理活性。这种过程是不可逆不可逆的的盐析变性变化条件变化性质变化过程用 途 浓的轻金属盐浓的轻金属盐溶
11、液溶液受热、紫外线、酸、碱、受热、紫外线、酸、碱、重金属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【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）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灰和水制成）来消灭病虫害？春天为什么要在树木的枝干上涂抹石灰浆
12、的枝干上涂抹石灰浆? ?（3）钡盐也属于重金属盐，医院在做胃透视时要服）钡盐也属于重金属盐，医院在做胃透视时要服 用用“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？不能。不能。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在在胃酸的作用下会溶解，重金属离子胃酸的作用下会溶解，重金属离子Ba2+会使人体会使人体蛋白蛋白质变性而中毒质变性而中毒。实验：实验：（1 1）鸡蛋白溶液）鸡蛋白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用于鉴别蛋白质的存在性质性质4: 4: 颜色反应颜色反应【现象】【现象】鸡蛋白溶液遇浓硝酸会有
13、白色沉淀产生，鸡蛋白溶液遇浓硝酸会有白色沉淀产生，微热沉淀颜色变黄。微热沉淀颜色变黄。注：注：含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。如皮含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。如皮肤，指甲等。肤，指甲等。颜色反应与金属的焰色反应颜色反应与金属的焰色反应 颜色反应颜色反应: : 一般指有明显颜色变化的化学一般指有明显颜色变化的化学 反应反应, ,如苯酚与如苯酚与FeClFeCl3 3溶液呈紫色溶液呈紫色; ;碘与淀粉呈碘与淀粉呈蓝色；某些蛋白质与浓硝酸呈黄色。蓝色；某些蛋白质与浓硝酸呈黄色。 焰色反应焰色反应: : 是指某些金属及其化合物在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。灼烧时能使
14、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颜色反应和焰色反应都可用于物质的检验概念对比概念对比H2OH2OH2O蛋白质蛋白质多肽多肽水解水解水解水解蛋白质的水解反应蛋白质的水解反应水解原理：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但只有天然蛋白质水解均生成-氨基酸氨基酸HOHOH H( (结构中含有结构中含有肽键肽键) )性质性质5:5:能够水解能够水解O OH HHNCH2COOH HNCH2COH|能发生水解反应的有机物能发生水解反应的有机物(1)卤代烃的水解(碱性条件)；(2)酯的水解(酸性
15、或碱性条件)；(3)油脂的水解(酸、碱或酶)；(4)二糖或多糖的水解(酸或酶)；(5)蛋白质的水解(酸、碱或酶)。性质性质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、蚕丝、如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等纯毛、毛线等) )归纳：检验蛋白质的方法归纳：检验蛋白质的方法(1)1)燃烧；燃烧； (2)(2)颜色反应。颜色反应。 小结小结蛋白质的性质蛋白质的性质 1.具有两性具有两性2.盐析盐析可逆可逆过程过程, 可分离可分离, 提纯蛋白质提纯蛋白质3.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4.颜色反应颜色反应检
16、验检验某些蛋白质某些蛋白质6.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 5.能够水解能够水解 蛋白质蛋白质H H2 2O O酸，碱或酶酸，碱或酶氨基酸氨基酸【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 CC四.酶 生物催化剂生物催化剂1 1. .什么是酶什么是酶2 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，对生物体内的一类由细胞产生的，对生物体内的化
17、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 1）条件温和，不需加热。）条件温和，不需加热。（2 2）具有高度的专一性。）具有高度的专一性。（3 3）具有高效催化作用。）具有高效催化作用。3.影响酶作用的因素：影响酶作用的因素：（1）酶作用要求适宜的温度酶作用要求适宜的温度（2）酶作用要求适宜的酶作用要求适宜的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
18、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；（4）酶还可用于疾病的诊断。）酶还可用于疾病的诊断。1.核酸的概念核酸是一类含磷的生物高分子化合物，一般由几千到几十万个原子组成，相对分子质量达十几万至几百万。最早由细胞中分离得到且具有酸性而得名。五五.核酸核酸 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 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。合成、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 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%
