高中化學 《蛋白質和核酸》課件 新人教版選修5

1、新課標人教版課件系列高中化學選修選修5 54.3蛋白質和核酸教學目標教學目標 知識與能力知識與能力 、了解氨基酸的結構特點及性質；了解肽鍵及多肽；了解蛋白質的組成；初步掌握蛋白質的重要性質和檢驗方法；了解蛋白質的用途。、通過學生動手實驗培養(yǎng)操作技能與觀察能力，使之正確進行實驗分析，從而加深對概念的理解，并抽象形成規(guī)律性認識。、培養(yǎng)學生通過觀察實驗現象，進行分析、推理，得出結論的思維能力。情感態(tài)度與價值觀：情感態(tài)度與價值觀： 通過學生實驗，使學生的科學態(tài)度、思想情趣得到陶冶；通過結晶牛胰島素的成功合成激發(fā)學生愛國主義思想感情，民族自豪感?？茖W方法：科學方法：觀察方法和科學抽象的方法。 教學重點教

2、學重點：蛋白質的化學性質和酶的特性。 教學難點教學難點：肽鍵的形成。蛋白質的存在蛋白質的存在 主要的存在于生物體內，肌肉，發(fā)，皮膚，角蹄，主要的存在于生物體內，肌肉，發(fā)，皮膚，角蹄，酶，激素，抗體，病毒；在植物中也很豐富，比酶，激素，抗體，病毒；在植物中也很豐富，比如大豆，花生，谷物。如大豆，花生，谷物。 是生命的基礎，沒有蛋白質就沒有生命。是生命的基礎，沒有蛋白質就沒有生命。組成蛋白質的氨基酸幾乎都是-氨基酸，即氨基在羧基的位上位上- -氨基酸的結構通式：H2N- CH- COOHR 幾乎一切生命活動過程都與蛋白質幾乎一切生命活動過程都與蛋白質有關，沒有蛋白質就沒有生命。蛋有關，沒有蛋白質就

3、沒有生命。蛋白質的相對分子質量很大，可以達白質的相對分子質量很大，可以達到上千萬。但是如此大的高分子化到上千萬。但是如此大的高分子化合物，也是由基本結構單元構成的，合物，也是由基本結構單元構成的，就是氨基酸就是氨基酸 ，要認識蛋白質，必，要認識蛋白質，必須首先認識氨基酸。須首先認識氨基酸。一、氨基酸一、氨基酸-氨基酸是構建蛋白質的基石物質，首先來學習氨基酸。氨基酸是構建蛋白質的基石物質，首先來學習氨基酸。賴氨酸的結構簡式賴氨酸的結構簡式 氨基氨基羧基羧基什么叫氨基酸？什么叫氨基酸？ 羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物叫氨基羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。酸。 H

4、2NCH2CHCOOHNH2CH2CH2CH21、幾種常見的氨基酸：、幾種常見的氨基酸：(1) 甘氨酸（甘氨酸（- -氨基乙酸）(2) 丙氨酸（丙氨酸（- -氨基丙酸）CH2COOHNH2CH3CHCOOHNH2一、氨基酸一、氨基酸羧酸分羧酸分子里烴子里烴基上的基上的氫原子氫原子被氨基被氨基取代后取代后的生成的生成物叫氨物叫氨基酸。基酸。 (3) 谷氨酸谷氨酸 （- -氨基戊二酸） HOOC(CH2)2CHCOOHNH2(4) 苯丙氨酸苯丙氨酸 （- -氨基-苯基丙酸） -CH2-CH-COOHNH2結 構：含有一個-NH2及-COOH性 質： 具有兩性：堿性和酸性羧酸分羧酸分子里烴子里烴基上

5、的基上的氫原子氫原子被氨基被氨基取代后取代后的生成的生成物叫氨物叫氨基酸?；帷?酸性酸性 堿性堿性CH2-COOHNH3+CH2-COO- + H2ONH2CH2-COOH + OH-NH2CH2-COOH + H+NH22、氨基酸的性質、氨基酸的性質性質1:顯酸、堿兩性NH2CH2COOH+NaOHNH2CH2COO-Na+H2O NH2CH2COOH+HClCl-+NH3CH2COOH 性質性質2.成肽反應成肽反應2NH2CH2COOH肽鍵肽鍵H2NCH2COOHNHCH2CO+H2O兩個氨基酸分子（可以相同，也可以不同），兩個氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或堿的存在下加熱，通

6、過一分子的氨基在酸或堿的存在下加熱，通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水，縮合形與另一分子的羧基間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵的化合物，成為成肽反應。成含有肽鍵的化合物，成為成肽反應。肽鍵肽鍵 兩個氨基酸分子消去水分子而形成二肽, 多個氨基酸分子消去水分子而形成多肽.多肽的性質: 因肽鍵的存在, 多肽能進行水解O OHHHNCH2COH OOHHHNCH2CO OHHNCH2COH成肽反應是分子間脫水反應，屬于取代反應OOHHHNCH2COH +二、蛋白質的結構與性質二、蛋白質的結構與性質 蛋白質分子中含有蛋白質分子中含有C、O、H、N、S等元素。等元素。1965年我國科技工作年我

7、國科技工作者成功合成了具有生者成功合成了具有生物活性的物活性的結晶牛結晶牛胰島素。這是科學史胰島素。這是科學史上的一大成就，可以上的一大成就，可以說是科學史上又一說是科學史上又一“豐碑豐碑”。 相對分子質量大于相對分子質量大于10000，具有一定空間結構的多肽叫蛋白質，具有一定空間結構的多肽叫蛋白質閱讀與交流（閱讀與交流（P.88) 組成元素為：組成元素為：C、H、O、N及及S、P和少量的和少量的Cu、Fe、Zn等而等而種類達十萬種以上。種類達十萬種以上。 取決于組成多肽鏈的氨基酸種類、數目及排列順序和其取決于組成多肽鏈的氨基酸種類、數目及排列順序和其特定的空間結構。即蛋白質的結構。特定的空間

8、結構。即蛋白質的結構。1、組成蛋白質的元素主要有哪些？人體內的蛋白質有多少種？、組成蛋白質的元素主要有哪些？人體內的蛋白質有多少種？2、各種蛋白質的特殊功能和活性主要取決于什么？、各種蛋白質的特殊功能和活性主要取決于什么？3、什么是蛋白質的一級、二級、三級和四級結構？、什么是蛋白質的一級、二級、三級和四級結構？具有三級結構的多肽鏈叫亞基具有三級結構的多肽鏈叫亞基1、蛋白質的結構、蛋白質的結構一級結構：一級結構：二級結構：二級結構：三級結構：三級結構：四級結構：四級結構： 蛋白質分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序叫蛋白蛋白質分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序叫蛋白質的一級結構。質的一級結構。

9、 多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結構稱為蛋白質的二級結多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結構稱為蛋白質的二級結構。構。 蛋白質分子在二級結構的基礎上進一步盤曲折疊形成的蛋白質分子在二級結構的基礎上進一步盤曲折疊形成的三維結構。三維結構。 蛋白質分子中亞基的立體排布、亞基間的相互作用與布蛋白質分子中亞基的立體排布、亞基間的相互作用與布局稱為蛋白質的四級結構局稱為蛋白質的四級結構一級一級 二級二級 三級結構三級結構蛋白質的結構蛋白質的結構蛋白質的分子圖象蛋白質的分子圖象2、蛋白質的化學性質、蛋白質的化學性質下列物質中既能與鹽酸反應，又能與下列物質中既能與鹽酸反應，又能與NaOH溶溶液反應的是液反應的是NaHC

10、O3 ; (NH4)2S ; Al(OH)3 ; NH4Cl；H2N-CH2-COOH ; CH3-COOHA. B. C. D.【小結【小結】既能與酸反應又能與堿反應的物質既能與酸反應又能與堿反應的物質(1)多元弱酸的酸式鹽； (2)弱酸的銨鹽；(3)具兩性的物質； (4)氨基酸和蛋白質；D性質性質1:1:具有兩性具有兩性水解原理：水解原理：注意：不同的蛋白質水解最終生成各種氨基酸， 但只有天然蛋白質水解均生成-氨基酸OOHHHNCH2CO OHHNCH2COHHOHOHH性質性質2:2:能夠水解能夠水解( (結構中含有結構中含有肽鍵肽鍵) )1、下圖表示蛋白質分子結構的一部分、下圖表示蛋白

11、質分子結構的一部分,圖中圖中(A)、(B)、(C)、(D)標出分子中不同的鍵。標出分子中不同的鍵。當蛋白質發(fā)生水解反應時，斷裂的鍵是當蛋白質發(fā)生水解反應時，斷裂的鍵是（ ）NCHCNCHCHROHRO(A)(B) (C)(D)C【課堂練習【課堂練習】在適宜條件下完全水解得到4種產物，它們的結構簡式為 ， 。2、已知有機化合物:CH3-C-O-NH-C-CH2-CH3O-C-O-OOHO-NH2CH3-C-OH,OHO-C-CH2-CH3O-C-OH,-C-OH,OHOHO實驗：實驗：雞蛋白溶液蛋白質凝聚蛋白質重新溶解結論：結論：1、蛋白質溶液中加濃的無機鹽溶液、蛋白質溶液中加濃的無機鹽溶液如如

12、Na2SO4、(NH4)2SO4等等,可使蛋白質的溶解度減小可使蛋白質的溶解度減小, 而從溶液而從溶液中析出中析出-鹽析鹽析2、鹽析是一個可逆的過程，故不影響蛋白質的性質應用：應用：利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質。濃無機鹽濃無機鹽水水性質性質3:鹽析鹽析實驗：實驗：雞蛋白溶液加加 熱熱蛋白質凝結加水加水不再溶解雞蛋白溶液蛋白質凝結加水加水不再溶解結論：結論： 在熱、酸、堿、重金屬鹽、甲醛、酒精、紫外線等作用下，蛋白質失去原有的可溶性而凝結，同時喪失了生理活性。這種過程是不可逆的。應用：應用：消毒原理乙酸鉛乙酸鉛性質性質4:變性變性 學學 與與 問問1、為什么醫(yī)院里用高溫蒸煮、照射紫外線、噴

13、灑苯、為什么醫(yī)院里用高溫蒸煮、照射紫外線、噴灑苯酚溶液、在傷口處涂抹酒精溶液等方法來消毒殺菌？酚溶液、在傷口處涂抹酒精溶液等方法來消毒殺菌？2、為什么生物實驗室用甲醛溶液（福爾馬林）保存、為什么生物實驗室用甲醛溶液（福爾馬林）保存動物標本？動物標本？3、為什么在農業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰、為什么在農業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來消滅病蟲害？和水制成）來消滅病蟲害？4、鋇鹽也屬于重金屬鹽，醫(yī)院在做胃透視時要服用、鋇鹽也屬于重金屬鹽，醫(yī)院在做胃透視時要服用“鋇餐鋇餐”BaSO4為何不會中毒？能否改服為何不會中毒？能否改服BaCO3？鹽析鹽析變性變性變化條件變化條件變化性質變化

14、性質變化過程變化過程用用 途途 濃的無機鹽溶液受熱、紫外線、酸、堿、重金屬鹽和某些有機物 物理變化(溶解度降低) 化學變化(蛋白質性質改變)可逆不可逆分離提純殺菌消毒概念對比概念對比實驗：實驗：雞蛋白溶液濃硝酸濃硝酸變成黃色結論：結論： 蛋白質可以跟許多試劑發(fā)生特殊的顏色反應。如某些蛋白質跟濃硝酸作用會產生黃色，稱“黃蛋白反應”應用：應用：用于鑒別蛋白質的存在性質性質5: 顏色反應顏色反應 用于區(qū)別合成纖維與蛋白質(如真絲、蠶絲、純毛、毛線等)歸納：歸納：檢驗蛋白質的方法 (1)燃燒；(2)顏色反應。 鑒別織物成分是蠶絲還是鑒別織物成分是蠶絲還是“人造絲人造絲”，在，在如下各方法中正確的是如下

15、各方法中正確的是( )滴加濃滴加濃HNO3, 滴加濃硫酸滴加濃硫酸, 滴加酒精滴加酒精, 灼燒灼燒 A. B. C. D. C性質性質6:6:燃燒產生燒焦羽毛氣味燃燒產生燒焦羽毛氣味顏色反應與金屬的焰色反應顏色反應與金屬的焰色反應 顏色反應顏色反應: : 一般指有明顯顏色變化的化學反應,如苯酚與FeCl3溶液呈紫色;碘與淀粉呈藍色；某些蛋白質與濃硝酸呈黃色。 焰色反應焰色反應: : 是指某些金屬及其化合物在灼燒時能使火焰體現出一定的顏色。顏色反應和焰色反應都可用于物質的檢驗概念對比概念對比1.1.當含有下述結構片段的蛋白質在胃中水解時，不當含有下述結構片段的蛋白質在胃中水解時，不可能產生的氨基

16、酸是可能產生的氨基酸是( )( )D2.2.將甘氨酸和丙氨酸混合起反應生成各種二肽，可將甘氨酸和丙氨酸混合起反應生成各種二肽，可 能的連結方式有多少種？能的連結方式有多少種？( )( ) A.1種種 B.2種種 C.3種種 D.4種種A. 氨基丙酸氨基丙酸 B. 氨基丁酸氨基丁酸C. 甘氨酸甘氨酸 D . 氨基丁酸氨基丁酸D3.已知有機物已知有機物A分子中有分子中有3個碳原子個碳原子, , 有關它的某些信息有關它的某些信息注明在下面的示意圖中：注明在下面的示意圖中：(1)A的結構簡式為的結構簡式為 ；(2)F和和G的名稱分別為的名稱分別為 ；(3)生成生成H的化學方程式為的化學方程式為 。H2

17、NCH2COOCH3 F:氯化氨基乙酸, G:氨基乙酸鈉 4、已知已知-NH2連在苯環(huán)上顯堿性，連在苯環(huán)上顯堿性，-C-NH2連在苯環(huán)連在苯環(huán)上顯中性，現有有機物上顯中性，現有有機物C7H7O2N，分子結構中有一，分子結構中有一個苯環(huán)和兩個取代基，且兩取代基在苯環(huán)上處于相個苯環(huán)和兩個取代基，且兩取代基在苯環(huán)上處于相對位置，請寫出符合下列要求的結構簡式。對位置，請寫出符合下列要求的結構簡式。O(1)(1)該有機物只具有酸性(2)(2)該有機物只具有堿性(3)(3)該有機物具有兩性(4)(4)該有機物既無酸性又無堿性HOCNH2O OH2N-O-C-HO OH2N-C-OHO OO2NCH35.

18、n個氨基酸分子之間通過縮聚(一個氨基酸分子中氨基上的氫原子與相鄰氨基酸分子羧基中的羥基結合成水分子)后可得n肽，過程中形成了(n1)個肽鍵。今有一種“多肽”，其分子式為C55H70O19N10，已知將它徹底水解后只得到下列四種氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸。問：(1)這個多肽是 肽。 (2)該多肽水解后有 個谷氨酸分子。(3)該多肽水解后有 個苯丙氨酸。十十 43CH3-CH-COOH:丙氨酸，b個個C3H7NO2NH2CH2-CH-COOH:苯丙氨酸，c個個C9H11NO2NH2HOOC-(CH2)2-CH-COOH :谷氨酸，d個個C5H9NO4NH22a+3b+9c+5d=55

19、-“C”5a+7b+11c+9d-92=70-“H”2(a+b+c+2d)-9=19-“O”a+b+c+d=10-“N”a=1b=2c=3d=4CH2-COOH:甘氨酸，a個個C2H5NO2NH2【資料卡片【資料卡片】三、酶三、酶 生物體、植物無時無刻都在進行著化學反應，并且這生物體、植物無時無刻都在進行著化學反應，并且這些反應在生物體存在的條件下溫和地進行，而且會隨些反應在生物體存在的條件下溫和地進行，而且會隨著環(huán)境、身體的情況而隨時自動、精確的改變，著環(huán)境、身體的情況而隨時自動、精確的改變，是什是什么讓這些反應可以實現的？么讓這些反應可以實現的？【自主學習【自主學習】P91-921、酶的概

20、念（來源、功能和類別）？、酶的概念（來源、功能和類別）？2、酶的催化作用特點？、酶的催化作用特點？3、影響酶作用的因素？、影響酶作用的因素？4、酶的應用？、酶的應用？1、酶的概念、酶的概念 （1）酶的來源：酶的來源： 活細胞產生的活細胞產生的 （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 反應結束后，酶本身保持不變反應結束后，酶本身保持不變 （3）酶的類別：）酶的類別： 是蛋白質是蛋白質酶是一類由活細胞產生的對生物體內的化學反酶是一類由活細胞產生的對生物體內的化學反應具有催化作用的蛋白質。應具有催化作用的蛋白質。理解：理解：2、酶的催化特點：、酶的催化特點：（1）條件溫和，不

21、需加熱）條件溫和，不需加熱（在接近體溫和接近中性的條件下）（在接近體溫和接近中性的條件下）（2）具有高度的專一性）具有高度的專一性（每種酶只催化一種或一類化合物的化學反應）（每種酶只催化一種或一類化合物的化學反應）（3）具有高效催化作用）具有高效催化作用（相當于無機催化劑的（相當于無機催化劑的1071013倍）倍）3、影響酶作用的因素影響酶作用的因素：（1）酶作用要求適宜的溫度酶作用要求適宜的溫度（2）酶作用要求適宜的酶作用要求適宜的pH（在接近體溫和接近中性的條件下）（在接近體溫和接近中性的條件下）4、酶的應用酶的應用：（1）淀粉酶應用于食品、發(fā)酵、紡織、制藥等工業(yè)；）淀粉酶應用于食品、發(fā)酵

22、、紡織、制藥等工業(yè)；（2）蛋白酶應用于醫(yī)藥、制革等工業(yè)；）蛋白酶應用于醫(yī)藥、制革等工業(yè)；（3）脂肪酶應用于脂肪水解、羊毛脫脂等；）脂肪酶應用于脂肪水解、羊毛脫脂等；（1）酶還可用于疾病的診斷。）酶還可用于疾病的診斷。1、酶的正確表述是（、酶的正確表述是（ ） A酶是具有催化能力的一類物質酶是具有催化能力的一類物質 B酶是活細胞產生的特殊蛋白質酶是活細胞產生的特殊蛋白質 C酶是活細胞產生的有催化作用的蛋白質酶是活細胞產生的有催化作用的蛋白質 D酶是活細胞產生的有活性的蛋白質酶是活細胞產生的有活性的蛋白質C【課堂練習【課堂練習】2、一份唾液淀粉酶能催化、一份唾液淀粉酶能催化100萬份淀粉水解，萬份

23、淀粉水解，說明酶具有（說明酶具有（ ）A專一性專一性 B高效性高效性 C多樣性多樣性 D穩(wěn)定性穩(wěn)定性B 核酸與蛋白質一樣，是一切生物機體不可缺少的核酸與蛋白質一樣，是一切生物機體不可缺少的組成部分。組成部分。 核酸是現代生物化學、分子生物學和醫(yī)學的重要核酸是現代生物化學、分子生物學和醫(yī)學的重要基礎之一?；A之一。四、核酸四、核酸【自主學習【自主學習】P92-931、核酸的概念？、核酸的概念？2、核酸的分類和分布？、核酸的分類和分布？3、核酸的功能？、核酸的功能？4、核酸的化學組成和水解的產物？、核酸的化學組成和水解的產物？1、核酸的概念、核酸的概念 核酸是一類含核酸是一類含磷的高分子化磷的高分

24、子化合物，合物，是由其是由其結構單體核苷酸結構單體核苷酸通過通過3, 5- 磷酸磷酸二酯鍵聚合而成二酯鍵聚合而成的長鏈，繼而形的長鏈，繼而形成具有復雜三維成具有復雜三維結構的大分子化結構的大分子化合物。合物。 （1） 核酸的分類核酸的分類 根據核酸的化學組成，分為兩類根據核酸的化學組成，分為兩類: 核糖核酸（簡寫為：核糖核酸（簡寫為：RNA） 脫氧核糖核酸（簡寫為：脫氧核糖核酸（簡寫為： DNA） 2、核酸分類和分布、核酸分類和分布（2） 核酸的主要分布核酸的主要分布 DNA：主要分布在真核細胞的細胞核中。：主要分布在真核細胞的細胞核中。 RNA：主要分布在真核細胞的細胞質中。：主要分布在真核

25、細胞的細胞質中。（1） DNA是主要遺傳物質，是遺傳信息的載是主要遺傳物質，是遺傳信息的載體。體。 DNA同時還指揮著蛋白質的合成、細胞的同時還指揮著蛋白質的合成、細胞的分裂和制造新的細胞。分裂和制造新的細胞。 （2） RNA在蛋白質生物合成中起重要作用。在蛋白質生物合成中起重要作用。根據根據DNA提供的信息控制體內蛋白質的合成。提供的信息控制體內蛋白質的合成。 3、核酸的重要功能、核酸的重要功能 磷酸磷酸 核酸核酸 核苷酸核苷酸 戊糖戊糖 核苷核苷 堿基堿基核酸的組成：核酸的組成：4 4、核酸的化學組成、核酸的化學組成 核酸的元素組成核酸的元素組成:C、H、O、N、P 其中其中P在各種核酸中的含