蛋白质和核酸幻灯片(-67页-)

第三节 蛋白质和核酸,学习目标,掌握氨基酸的组成、结构特点和主要化 学性质,学习重点 氨基酸的结构特点和性质,L -丙氨酸 D-丙氨酸,蛋白质的存在,动物蛋白质,植物蛋白质,自然界中的蛋白质,动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、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多（例如麦粒中含18%）,酶、蚕丝、激素、血红蛋白、细菌、抗体、病毒中也含有蛋白质,一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关。,蛋白质属于天然高分子化合物,1965年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白质结晶牛胰岛素。,你认识哪些常见的氨基酸？,(1) 甘氨酸（-氨基乙酸）Glycine,(2) 丙氨酸（-氨基丙酸）Alanine,-氨基酸分子中氨基连接在离羧基最近的碳原子上。,(3) 谷氨酸 （-氨基戊二酸）Glu,(4) 苯丙氨酸 （-氨基苯丙酸）Phe,迄今人类在自然界已发现数百种氨基酸，但是从蛋白质水解得到的氨基酸，最常见的大约有20种。,中文名称 英文名称 三字母缩写 单字母 甘氨酸 Glycine Gly G 丙氨酸 Alanine Ala A 缬氨酸 Valine Val V 亮氨酸 Leucine Leu L 异亮氨酸 Isoleucine Ile I 脯氨酸 Proline Pro P 苯丙氨酸 Phenylalanine Phe F 酪氨酸 Tyrosine Tyr Y 色氨酸 Tryptophan Trp W 丝氨酸 Serine Ser S 苏氨酸 Threonine Thr T 半胱氨酸 Cystine Cys C 蛋氨酸 Methionine Met M 天冬酰胺 Asparagine Asn N 谷氨酰胺 Glutamine Gln Q 天冬氨酸 Aspartic acid Asp D 谷氨酸 Glutamic acid Glu E 赖氨酸 Lysine Lys K 精氨酸 Arginine Arg R 组氨酸 Histidine His H,一、氨基酸的结构与性质,1、定义,从结构上说，氨基酸是羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代的化合物,2、-氨基酸的结构简式可表示为,分子结构中含有两种官能团即：-氨基和羧基,上述氨基酸在结构上有何相似之处？不同之处？,都是-氨基酸，R-基不相同,天然的氨基酸都是 色晶体,熔点较 ,在2000C-3000C熔化时分解。它们能溶于 或 溶液中,除少数外一般都 溶于水,而难溶于乙醇、乙醚。,3、物理性质,无,高,强酸,强碱,能,性 质： （1）两性：酸性和碱性,设问：从氨基酸的结构分析， 氨基酸可能具有怎样的化学性质？,4、氨基酸的化学性质,两性,含有氨基 能与酸反应,含有羧基 能与碱反应,盐酸氨基乙酸,（这种盐具有酸性）,氨基乙酸钠,(这种盐具有碱性),4、氨基酸的化学性质,（1）两性,负离子,正离子,酸性,碱性,下列物质中既能与盐酸反应，又能NaOH溶液反应的是 NaHCO3 ; (NH4)2S ; Al(OH)3 ; NH4Cl；H2N-CH2-COOH ; CH3-COOH A. B. C. D.,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,R,(2) 成肽反应：,+ H2O,+,氨基酸分子之间脱水缩合形成肽键的化合物的反应,肽键,（酸脱羟基，氨脱氢）,1. 氨基酸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，叫做成肽反应。,3.成肽的两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同）,2.成肽反应是分子间脱水反应，属于 反应。,取代,4.两个氨基酸分子脱去一个水分子而形成二肽, 多个氨基酸分子脱去水分子而形成多肽.,蛋白质,多肽,氨基酸的成肽反应,讨论：将甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应，有几种链状二肽生成？,1、在一个分子中同时含有羟基、羧基时，分子间能发生酯化反应，生成多种酯类产物。,2、氨基乙酸发生类似的化学反应生成的产物有哪些？,链酯，环酯，聚酯,蛋白质的分子图象,二、蛋白质的结构与性质,蛋白质是含氮生物高分子化合物，有C、H、0、N、S等元素，还有一些微量元素，构成的种类有10万种以上。 天然蛋白质的结构独特而稳定，按照氨基酸的连接方式分为：一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。,1、蛋白质的结构,一级结构：蛋白质中各种氨基酸的连接方式和排列顺序， 肽键是一级结构的主键。,二级结构：多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构,三级结构：二级结构 的肽链进一步盘曲折 叠形成亚基。,蛋白质的一级结构、 二级结构、 三级结构,蛋白质的四级结构：亚基的立体排布、 亚基间的相互作用与布局,2019/4/20,蛋白质的空间结构,2、蛋白质的性质,(1)溶解性：有些蛋白质（如鸡蛋清） 能溶解在水里形成溶液。,(2)水解:,(3)两性：,生成不同的氨基酸,与氨基酸的性质相似,加入浓的无机轻金属盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)，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。,（4）盐析,向蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4溶液时，会使蛋白质从溶液沉淀出来，加水后沉淀又溶解。,现象,盐析的特征,可逆,盐析的用途,分离提纯蛋白质,盐析的过程是物理变化,（4）盐析,分别取三支试管。加入2mL鸡蛋白溶液， 1将第一支试管放在酒精灯上加热； 2向第二支试管中加入几滴硫酸铜溶液； 3将第三支试管加乙醇。 最后分别向三支试管中加适量的水，振荡观察现象,科学探究,蛋白质均凝结，加入适量清水后，凝结的蛋白质不再溶解。,现象：,在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。,（5）蛋白质变性：,(不可逆化学变化),变性因素,物理因素：,化学因素：,加热、加压、搅拌、紫外线照射、超声波等,强酸、强碱、重金属、三氯乙酸 乙醇、醛、丙酮等,【学与问】： (1)为什么误食重金属盐类时, 可以喝大量的牛奶、蛋清或豆浆来解毒？ (2)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枝干上涂抹石灰浆?,一定条件下使蛋白质凝结为固体析出,一定条件下蛋白质失去生理活性、溶解性降低,保持生理活性,失去生理活性,加盐析出、加水溶解 可逆,变性后、加水不溶解 不可逆,实验4-4,1用试管取2mL鸡蛋白溶液； 2滴加几滴浓硝酸，微热,（6）蛋白质的颜色反应,鸡蛋白溶液遇浓硝酸加热颜色变黄. 含有苯基的蛋白质均能发生这个反应。如皮肤，指甲等。,鸡蛋清溶液,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。含有苯基的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,颜色反应,实验及现象,加热,实验：,应用：,（7）燃烧产生烧焦羽毛气味,用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等)。,归纳蛋白质的性质：,3. 盐析：,1. 水溶性：有些可溶，具有胶体的性质；有些难溶。,2. 水解：水解生成氨基酸。,4. 变性,5. 颜色反应,6. 灼烧产生烧焦羽毛的气味,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。,三、核酸,根据核酸的化学组成，分为两类: 核糖核酸（简写为：RNA）细胞质 脱氧核糖核酸（简写为： DNA）细胞核,2、核酸分类,（1） DNA是主要遗传物质，是遗传信息的载体，蛋白质的合成的模板，指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造。 （2） RNA根据DNA提供的信息，参与蛋白质的合成。,3、核酸的重要功能,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%,5、核苷酸中的碱基,碱基,嘌呤碱,嘧啶碱,腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T),尿嘧啶(U),DNA、RNA共有,DNA特有,RNA特有,DNA,RNA,DNA和RNA的异同点,腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧脱氧啶核苷酸,脱氧核糖,核苷酸,核糖,核苷酸,A、G、C、T,A、G、C、U,脱氧核糖,核糖,磷酸,主要在细胞核中,磷酸,主要在细胞质中,腺嘌呤核苷酸 鸟嘌呤核苷酸 胞嘧啶核苷酸 鸟嘧啶核苷酸,2019/4/20,核酸小结,1、一类含磷的生物高分子化合物，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、变异等生命现象中起着决定性的作用。,3、具有酸性,4、分类： （1）脱氧核糖核酸（DNA）：生物遗传信 息 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。 （2）核糖核酸（RNA）：根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。,酶作催化剂时催化效率与温度的关系曲线,37左右,1.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)生成H的化学方程式为 。,H2NCH2COOCH3,2、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。,2019/4/20,例1 A、B两种有机物，分子式都是C9H11O2N. (1)化合物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示，分子结构中不存在CH3，化合物A的结构简式为_ (2)化合物B是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产物(硝基连在苯环上)化合物B的结构简式为_ (3)两分子A可形成具有六元环的物质C，则C的结构简式为_,2019/4/20,解析 (1)蛋白质水解产物是氨基酸，由分子式C9H11O2N和氨基酸的概念可知A的结构简式为 (2)题目中提示化合物B是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的唯一产物(硝基连在苯环上)，则原芳香烃只能是1,3,5三甲基苯,2019/4/20,(3)A分子中的NH2和COOH可脱水形成 ，从而把两分子A结合成环状，其结构简式为：,2019/4/20,2019/4/20,例2 药物多巴是仅含有C、H、O、N 4种元素的有机化合物，其相对分子质量195Mr200，其中O的质量分数为32.49%，N的质量分数为7.11%.经测定，药物多巴具有如下性质和结构特征： .遇FeCl3溶液显紫色；,2019/4/20,.1 mol多巴和含1 mol HCl的盐酸溶液或者和含3 mol NaOH的NaOH溶液均能恰好完全反应； .多巴分子中含有1个苯环，苯环上有2个处于邻位的相同取代基A和另1个不与A处于邻位的取代基； .2分子多巴缩去2分子水，能形成含有3个六元环的有机物,2019/4/20,回答下列问题： (1)多巴的摩尔质量为_ (2)多巴的结构简式_ (3)2