第三節(jié)蛋白質(zhì)和核酸

世界第一只克隆羊：多利當(dāng)前第1頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)1965年我國(guó)科技工作者成功合成了具有生物活性的——結(jié)晶牛胰島素。這是科學(xué)史上的一大成就，可以說(shuō)是科學(xué)史上又一“豐碑”。在認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象揭開(kāi)生命奧秘的偉大歷程中，做出了重要貢獻(xiàn)。

科學(xué)視野我國(guó)現(xiàn)代取得的成就蛋白質(zhì)屬于天然高分子化合物當(dāng)前第2頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：1、定義：

分類(lèi)：

α-氨基酸結(jié)構(gòu)：

物理性質(zhì)：羧酸分子中的烴基上的氫原子被-NH2（氨基）取代所得的一類(lèi)化合物?？煞譃棣?氨基酸、β-氨基酸、…等；組成天然蛋白質(zhì)的都是α-氨基酸。天然氨基酸是無(wú)色晶體，熔點(diǎn)較高，在200~300℃時(shí)熔化分解，一般能溶于水而難溶于乙醇、乙醚……氨基羧基當(dāng)前第3頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)2、幾種重要的氨基酸甘氨酸丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：當(dāng)前第4頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)①、氨基酸的兩性+HCl+NaOH+H2O3、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)：一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：當(dāng)前第5頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)R②、成肽反應(yīng)：+H2O+氨基酸分子之間脫水縮合形成肽鍵的化合物的反應(yīng)肽鍵3、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)：一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：當(dāng)前第6頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)多種氨基酸分子按不同的排列順序以肽鍵相互結(jié)合，可以形成千百萬(wàn)種具有不同的理化性質(zhì)和生理活性的多肽鏈。相對(duì)分子量在10000以上的，并具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽，稱(chēng)為蛋白質(zhì)。②、成肽反應(yīng)：3、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)：一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：當(dāng)前第7頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)知識(shí)拓展NHOOCH2CHOHCHOCH2HNHΔNNOOHH課堂練習(xí):1、寫(xiě)出甘氨酸與鹽酸、氫氧化鉀的反應(yīng)方程式。2、如果很多甘氨酸相互反應(yīng)，會(huì)形成怎樣的化合物？當(dāng)前第8頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)組成元素：組成基本結(jié)構(gòu)單元：相對(duì)分子質(zhì)量：蛋白質(zhì)人體內(nèi)所具有的蛋白質(zhì)種類(lèi)達(dá)到了10萬(wàn)種以上。C、H、O、N、S(P)等氨基酸幾萬(wàn)----幾千萬(wàn)1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：當(dāng)前第9頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)任何一種蛋白質(zhì)分子在天然狀態(tài)下均具有獨(dú)特而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中最顯著的特征：蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：自學(xué)探究二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：當(dāng)前第10頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)

一級(jí)結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)：是整個(gè)多肽鏈的三維構(gòu)象，它是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復(fù)雜的。二級(jí)結(jié)構(gòu)：是指多肽鏈骨架盤(pán)繞折疊所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu)。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：當(dāng)前第11頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：當(dāng)前第12頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)

溶解性：有些蛋白質(zhì)（如雞蛋清）能溶解在水里形成膠體。②、水解:①、蛋白質(zhì)的兩性：生成不同的氨基酸二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當(dāng)前第13頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)實(shí)驗(yàn)4一2

在盛有雞蛋白溶液的試管里，緩慢地加入2ml飽和的（NH4）2SO4溶液，觀察沉淀的析出。然后把少量的帶有沉淀的液體加入盛有2ml蒸餾水的試管里，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。③、蛋白質(zhì)膠體的鹽析：二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當(dāng)前第14頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)

向蛋白質(zhì)溶液中加入(NH4)2SO4溶液時(shí)，會(huì)使蛋白質(zhì)從溶液沉淀出來(lái)，加水后沉淀又溶解。鹽析的應(yīng)用：報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果:分析得出結(jié)論：

向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無(wú)機(jī)鹽溶液后，可使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出，這種作用叫做鹽析.鹽析是可逆的（物理變化）采用多次鹽析的方法可以分離或提純蛋白質(zhì)當(dāng)前第15頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)實(shí)驗(yàn)4-3：分別取四支試管。加入2mL雞蛋白溶液，編好號(hào)。1．向第一支試管中加入幾滴醋酸鉛溶液；2．向第二支試管中加入幾滴硫酸銅溶液；3．向第三支試管中加入幾滴甲醛溶液；4．將第四支試管放在酒精燈上加熱。最后分別向四支試管加適量水，震蕩觀察現(xiàn)象④、蛋白質(zhì)膠體的變性：二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當(dāng)前第16頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)

蛋白質(zhì)均凝結(jié)，加入適量清水后，凝結(jié)的蛋白質(zhì)不再溶解。

報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果:分析得出結(jié)論：

向蛋白質(zhì)溶液中加入重金屬鹽、醛或加熱均會(huì)使蛋白質(zhì)凝結(jié)成沉淀。此過(guò)程不可逆（化學(xué)變化）。

蛋白質(zhì)的這種徹底改變性質(zhì)的變化叫蛋白質(zhì)的變性

紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、銅、汞、鉛等重金屬鹽類(lèi)，以及甲醛、酒精、苯甲酸等均能使蛋白質(zhì)變性。當(dāng)前第17頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)【學(xué)與問(wèn)】：(1)為什么誤食重金屬鹽類(lèi)時(shí),可以喝大量的牛奶、蛋清或豆?jié){來(lái)解毒？(2)為什么在農(nóng)業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來(lái)消滅病蟲(chóng)害？春天為什么要在樹(shù)木的枝干上涂抹石灰漿?當(dāng)前第18頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)實(shí)驗(yàn)4-4

1．用試管取2mL雞蛋白溶液；2．滴加幾滴濃硝酸，微熱⑤、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當(dāng)前第19頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告

雞蛋白溶液遇濃硝酸加熱顏色變黃.

含有苯基的蛋白質(zhì)均能發(fā)生這個(gè)反應(yīng)。如皮膚，指甲等。當(dāng)前第20頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)

灼燒蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生燒焦的羽毛味

現(xiàn)有四種絨線(xiàn)，如何鑒別哪種是純毛線(xiàn)？哪種是純棉線(xiàn)？哪種是腈綸線(xiàn)？哪種是半毛線(xiàn)？⑥、蛋白質(zhì)的灼燒：二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當(dāng)前第21頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)蛋白質(zhì)的用途（1）食物（人類(lèi)必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）（2）工業(yè)原料動(dòng)物的毛、蠶絲：紡織原料動(dòng)物的皮：皮革動(dòng)物的骨、皮、蹄：動(dòng)物膠牛奶中的酪素：酪素塑料二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3、蛋白質(zhì)的用途：當(dāng)前第22頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)三、酶自學(xué)探究—生物催化劑1、什么是酶2、酶催化作用具有的特點(diǎn)一類(lèi)由細(xì)胞產(chǎn)生的，對(duì)生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的蛋白質(zhì)。（1）條件溫和，不需加熱。（2）具有高度的專(zhuān)一性。（3）具有高效催化作用。當(dāng)前第23頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)自學(xué)探究四、核酸1、一類(lèi)含磷的生物高分子化合物，相對(duì)分子量可達(dá)十幾萬(wàn)至幾百萬(wàn)。2、核酸在生物體的生長(zhǎng)、繁殖、遺傳、變異等生命現(xiàn)象中起著決定性的作用。3、具有酸性4、分類(lèi)：（1）脫氧核糖核酸（DNA）：生物遺傳信息的載體；還指揮著蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂和制造新的細(xì)胞。（2）核糖核酸（RNA）：根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。當(dāng)前第24頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)1．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定條件下發(fā)生縮合反應(yīng)生成二肽的化合物共有(

)A．4種B．3種C．2種 D．1種解析：甘氨酸與丙氨酸混合反應(yīng)生成二肽的方式有：甘氨酸與甘氨酸反應(yīng)生成二肽，丙氨酸與丙氨酸反應(yīng)生成二肽，其中甘氨酸與丙氨酸能以?xún)煞N方式反應(yīng)生成二肽，故生成的二肽共有4種。答案：

A當(dāng)前第25頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)2．要使蛋白質(zhì)從水溶液中析出而又不改變蛋白質(zhì)的主要性質(zhì)，應(yīng)向其中加入(

)A．飽和Na2SO4溶液 B．濃NaOH溶液C．少量NaCl D．濃BaCl2溶液解析：蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析的條件是加入較多量的輕金屬鹽。A項(xiàng)合格，C項(xiàng)少量NaCl能促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解，B、D兩項(xiàng)因使蛋白質(zhì)變性而不合格。答案：

A當(dāng)前第26頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)3．下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中不正確的是(雙選)(

)A．蠶絲、病毒、酶的主要成分都是蛋白質(zhì)B．蛋白質(zhì)溶液中加入飽和硫酸銨溶液，蛋白質(zhì)會(huì)析出，再加水也不溶解C．重金屬鹽會(huì)使蛋白質(zhì)變性，所以吞服“鋇餐”會(huì)使人中毒D．濃硝酸濺在皮膚上能使皮膚呈黃色，這是由于蛋白質(zhì)和濃硝酸發(fā)生了顏色反應(yīng)當(dāng)前第27頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)4．經(jīng)過(guò)全球科研人員的通力合作，終于正式確認(rèn)“SARS”是一種冠狀病毒變異，該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，下列有關(guān)“SARS”病毒的敘述中錯(cuò)誤的是(

)A．“SARS”的主要傳播途徑是間接接觸傳播B．“SARS”病毒是一種動(dòng)物病毒C．“SARS”病毒可于體外生存數(shù)小時(shí)，靠寄生在活細(xì)胞內(nèi)生活D．“SARS”病毒只有蛋白質(zhì)沒(méi)有核酸當(dāng)前第28頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)解析：世界上的生物一般都含有生命物質(zhì)蛋白質(zhì)和核酸，少數(shù)生物只含有核酸，但是不存在只含有蛋白質(zhì)不含有核酸的生物。故選D。答案：

D當(dāng)前第29頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)1．概念核酸是一類(lèi)含磷的生物高分子化合物。2．分類(lèi)當(dāng)前第30頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)

根據(jù)最近的美國(guó)《農(nóng)業(yè)研究》雜志報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能增強(qiáng)艾滋病病毒感染者的免疫力，對(duì)控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，則下列說(shuō)法不正確的是(

)A．半胱氨酸屬于α-氨基酸B．半胱氨酸是一種兩性化合物當(dāng)前第31頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)C．兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為當(dāng)前第32頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)由題目給出的半胱氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，氨基在羧基鄰位碳原子上，所以屬于α-氨基酸；因?yàn)榘被鶠閴A性基團(tuán)，羧基為酸性基團(tuán)，所以半胱氨酸是一種兩性化合物；兩分子半胱氨酸脫水形成二肽應(yīng)是氨基與羧基反應(yīng)的結(jié)果 因?yàn)?/p>

是氨基酸的銨鹽，電離生成的銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)會(huì)放出氨氣。答案：C當(dāng)前第33頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)當(dāng)前第34頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)1．下列物質(zhì)中與甘氨酸互為同分異構(gòu)體的是(

)A．C2H5ONO2

B．C2H5NO2當(dāng)前第35頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)解析：相同碳原子數(shù)的氨基酸與硝基化合物互為同分異構(gòu)體。甘氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，與其互為同分異構(gòu)體的是C2H5NO2。故選B。答案：

B當(dāng)前第36頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)(2011·杭州高二質(zhì)檢)在下列物質(zhì)中：①K2SO4、②HCHO、③MgSO4、④Hg(NO3)2、⑤NH4Cl、⑥KOH，能使蛋白質(zhì)變性的是________，能使蛋白質(zhì)溶液中蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析的是________。思路指引：解決本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)蛋白質(zhì)變性的內(nèi)涵及條件。(2)蛋白質(zhì)鹽析的內(nèi)涵及條件。當(dāng)前第37頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)Hg(NO3)2是重金屬鹽，KOH為強(qiáng)堿，②④⑥都會(huì)使蛋白質(zhì)變性。K2SO4、MgSO4是輕金屬鹽，NH4Cl是銨鹽，①③⑤不會(huì)使蛋白質(zhì)變性，但可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，可使蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析。答案：②④⑥①③⑤當(dāng)前第38頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)滲析、鹽析和變性三者的比較滲析鹽析變性?xún)?nèi)涵利用半透膜分離膠體粒子與小分子和離子加入無(wú)機(jī)鹽使膠體中的物質(zhì)析出一定條件下，使蛋白質(zhì)凝聚失去原有生理活性條件膠體、半透膜、水濃的鹽溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl溶液等加熱、紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、重金屬鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、乙醇、丙酮等變化物理變化物理變化化學(xué)變化特點(diǎn)可逆，需多次換水可逆，蛋白質(zhì)仍保持原有活性不可逆，蛋白質(zhì)已失去原有活性用途除雜如：除去淀粉溶液膠中的NaNO3雜質(zhì)分離提純蛋白質(zhì)消毒、滅菌如：給果樹(shù)使用波爾多液，保存動(dòng)物標(biāo)本等當(dāng)前第39頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)2．含有下列結(jié)構(gòu)片段的蛋白質(zhì)在胃中水解時(shí)，不可能產(chǎn)生的氨基酸是(

)答案：C當(dāng)前第40頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)當(dāng)前第41頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)1．關(guān)于氨基酸的下列敘述中，不正確的是(

)A．氨基酸都是晶體，一般能溶于水B．氨基酸都不能發(fā)生水解反應(yīng)C．氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應(yīng)生成鹽D．天然蛋白質(zhì)水解最終可以得到α-氨基酸、β-氨基酸等多種氨基酸當(dāng)前第42頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)解析：氨基酸熔點(diǎn)較高，室溫下均為晶體，一般能溶于水而難溶于乙醇、乙醚；氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應(yīng)生成鹽，氨基酸分子間能發(fā)生成肽反應(yīng)，但氨基酸都不能發(fā)生水解反應(yīng)；天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是多種α-氨基酸。答案：D當(dāng)前第43頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)2．下列說(shuō)法中，正確的是(雙選)(

)A．氨基酸既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)B．任何結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸(微熱)都能變成黃色C．溫度越高，酶對(duì)某些反應(yīng)的催化效率越高D．核酸水解的最終產(chǎn)物是磷酸、戊糖和堿基解析：含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸會(huì)變黃色；溫度高時(shí)，酶會(huì)變性，使其催化效率降低。答案：AD當(dāng)前第44頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)3．把①蔗糖②麥芽糖③淀粉④纖維素⑤油脂⑥酶⑦蛋白質(zhì)，在酸存在的條件下分別進(jìn)行水解，其水解的最終產(chǎn)物只有1種的有(

)A．①②③④⑤ B．②③④C．④⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦解析：麥芽糖、淀粉、纖維素水解的最終產(chǎn)物都是葡萄糖；蔗糖水解得到葡萄糖和果糖；蛋白質(zhì)水解最終得到多種α-氨基酸；油脂水解得到多種高級(jí)脂肪酸和甘油。答案：B當(dāng)前第45頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)4．L-多巴是一種有機(jī)物，分子式為C9H11O4N，它可用于帕金森綜合癥的治療，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

，這種藥物的研制是基于獲得2000年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)和獲得2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的研究成果。下列關(guān)于L-多巴的敘述不正確的是(

)A．它屬于α-氨基酸，既具有酸性，又具有堿性B．它能與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)當(dāng)前第46頁(yè)\共有51頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)C．它可以?xún)煞肿娱g縮合形成分子式為C18H18O6N2的化合物，該化合物中有3個(gè)六元環(huán)D．它既與酸反應(yīng)又與堿反應(yīng)，等物質(zhì)的量的L-多巴最多消耗NaOH與HCl的物質(zhì)的量之比為1∶1解析：此分