4.2.1蛋白質(zhì)課件-高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修3

第四章生物大分子4.2.1蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)一類極為重要的生物大分子，是生命活動(dòng)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。它不僅是細(xì)胞的重要成分，而且具有多種生物學(xué)功能。人體內(nèi)起催化作用的大多數(shù)的酶一些調(diào)節(jié)代謝的激素發(fā)生免疫反應(yīng)的抗體從最簡(jiǎn)單的病毒、細(xì)菌等微生物至人類，生物體內(nèi)的絕大多數(shù)生命過(guò)程都與蛋白質(zhì)密切相關(guān)，可以說(shuō)沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命。蠶吃的是桑葉，為什么卻能吐絲呢？神奇生物——蠶寶寶桑葉中只有10%~15%是植物蛋白蠶絲中98%以上是動(dòng)物蛋白游離的氨基酸蛋白酶絲腺細(xì)胞一、氨基酸1.定義：-CH2-COOHH2N甘氨酸(氨基乙酸)丙氨酸(2-氨基丙酸)谷氨酸(2-氨基戊二酸)CH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHHS半胱氨酸(2-氨基-3-硫基丙酸)HOOC-(CH2)2-CH-COOHNH2

CH3-CH-COOHNH2苯丙氨酸(2-氨基-3-苯基丙酸)羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代得到的化合物。2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①氨基酸分子中含有氨基和羧基，屬于取代羧酸。RCHNH2OCOH②氨基和羧基連在同一個(gè)碳上，屬于α-氨基酸。α③天然氨基酸大多數(shù)是α-氨基酸，組成蛋白質(zhì)的氨基酸主要是α-氨基酸④α-氨基酸除甘氨酸外，一般均含有連接4個(gè)不同原子或原子團(tuán)

的手性碳原子，具有對(duì)映異構(gòu)體。α-碳為手性碳原子人體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的常見(jiàn)氨基酸有21種，其中有8種是人體不能合成的，需要從食物中攝取，這8種氨基酸稱為必需氨基酸，肉、蛋、魚(yú)、奶、豆類食物是人體必需氨基酸的主要來(lái)源。賴氨酸色氨酸苯丙氨酸蛋氨酸蘇氨酸異亮氨酸亮氨酸纈氨酸8種必需氨基酸3.物理性質(zhì)

天然氨基酸均為無(wú)色晶體，熔點(diǎn)較高，在200~3000C時(shí)熔化分解,一般能溶于水而難溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。RCHNH2OCOH羧基氨基如何解釋氨基酸能溶于水？親水性基團(tuán)疏水性基團(tuán)很長(zhǎng)的烴基以及苯基都會(huì)使其水溶性降低。這些基團(tuán)能夠與水分子形成氫鍵，從而增加氨基酸的水溶性。RCHNH2OCOH羧基酸性取代反應(yīng)氨基堿性氨基酸是兩性化合物那為什么天然氨基酸均為無(wú)色晶體，熔點(diǎn)較高呢？試從結(jié)構(gòu)出發(fā)，進(jìn)行分析。內(nèi)鹽中性條件RCH+NH3OCO－取代反應(yīng)還原性4.化學(xué)性質(zhì)（1）氨基酸具有兩性R?CH?COOHNH2+HClR?CH?COOHNH3Cl①與酸反應(yīng)②與堿反應(yīng)R?CH?COOHNH2+NaOHR?CH?COONa

NH2+H2O“味精大王”

吳韻初味精的化學(xué)成分：谷氨酸單鈉鹽P117思考在味精的生產(chǎn)過(guò)程中，谷氨酸的中和為什么要嚴(yán)格控制溶液的pH?HOOC-(CH2)2-CH-COOHNH2谷氨酸

pH過(guò)低，中和不完全，產(chǎn)物含游離谷氨酸，影響純度和風(fēng)味。pH過(guò)高，可能生成谷氨酸二鈉(2)成肽反應(yīng)兩個(gè)氨基酸分子（可以相同，也可以不同）在一定條件下，通過(guò)氨基和羧基間縮合脫去水形成含有肽鍵的化合物。+H2N?CH?C?OHROHH?N?CH?C?OHRO′H2N?CH?CROH?N?CH?C?OHRO′H2O+二肽二肽：由兩個(gè)氨基酸分子縮合后形成的含有肽鍵的化合物，二肽中只有一個(gè)肽鍵。酸脫羥基氨脫氫(取代反應(yīng))由于肽中仍含有-NH2和-COOH，肽也有兩性。肽鍵練習(xí)1.桑葉中的氨基酸（尤其是甘氨酸和丙氨酸）是合成絲蛋白的重要原料，若把這兩種氨基酸放在同一容器內(nèi)發(fā)生成肽反應(yīng)，生成的二肽有幾種？二肽還可以繼續(xù)與其他氨基酸分子縮合生成三肽、四肽、五肽，以至生成長(zhǎng)鏈的多肽多肽常呈鏈狀，因此也叫肽鏈。多肽多肽常呈鏈狀，因此也叫肽鏈。肽鏈能盤曲、折疊，還可以相互結(jié)合，形成蛋白質(zhì)。一般把相對(duì)分子質(zhì)量在10000以上，并具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽稱為蛋白質(zhì)。二、蛋白質(zhì)生物大分子主要含有C、H、O、N、S等元素，有些還含有P、Fe、Zn、Cu等元素。人體含有的蛋白質(zhì)種類超過(guò)10萬(wàn)種1.組成元素：蛋白質(zhì)含量的測(cè)定由于生物組織中絕大部分氮元素來(lái)自蛋白質(zhì)，而且各種來(lái)源不同的蛋白質(zhì)的含氮量都比較接近，平均為16%。因此生物樣品中的1g氮元素大致相當(dāng)于6.25g蛋白質(zhì)，由此可以通過(guò)測(cè)定樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算出其中蛋白質(zhì)的含量。各種蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)所具有的不同功能與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。正常紅細(xì)胞鐮刀狀紅細(xì)胞血紅蛋白中的谷氨酸會(huì)因遺傳因素變成纈氨酸，這一微小差別會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞的形態(tài)由正常的圓餅狀變?yōu)楫惓５溺牭稜睿谷嘶肩牋罴?xì)胞貧血。蠶絲蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)包含大量的氨基酸，主要是甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸，這些氨基酸的排列形成β-折疊結(jié)構(gòu)，賦予了蠶絲的優(yōu)異的強(qiáng)度和韌性。多肽是按一定順序排列的鏈狀結(jié)構(gòu)肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上還會(huì)進(jìn)一步盤曲折疊，形成更復(fù)雜的三級(jí)結(jié)構(gòu)由幾條多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵相互作用排列組裝形成蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不僅取決于多肽鏈的氨基酸種類、數(shù)目及排列順序，還與其特定的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。肽鍵中的氧原子與氫原子之間存在氫鍵，會(huì)使肽鏈盤繞或折疊成特定的二級(jí)空間結(jié)構(gòu)2.化學(xué)性質(zhì)：形成蛋白質(zhì)的多肽是由多個(gè)氨基酸縮合形成的，在多肽的兩端必然存在著自由的氨基與羧基，同時(shí)側(cè)鏈中也往往存在酸性或堿性基團(tuán)。（1）兩性：既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)。（2）水解：蛋白質(zhì)多肽氨基酸酶或酸或堿水解酶或酸或堿水解

洗滌絲織品不能用含酶洗衣液大鹿化學(xué)+水渾濁消失+鹽出現(xiàn)渾濁【實(shí)驗(yàn)4-3】在試管中加入2mL飽和(NH4)2SO4溶液，向其中加入幾滴雞蛋清溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象。再繼續(xù)加入蒸餾水，振蕩，觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象：試管內(nèi)產(chǎn)生白色沉淀，加入蒸餾水后沉淀溶解（3）鹽析：少量的某些可溶性鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)能促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解。但當(dāng)這些鹽在蛋白質(zhì)溶液中達(dá)到一定濃度時(shí)，反而會(huì)使蛋白質(zhì)的溶解度降低而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的鹽析。（3）鹽析：①鹽析是一個(gè)可逆的過(guò)程，屬于物理變化過(guò)程。不影響蛋白質(zhì)的性質(zhì)。

②應(yīng)用：利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質(zhì)。注意：【實(shí)驗(yàn)4-4】在三支試管中加入2mL雞蛋清溶液，將一支試管加熱，向兩支試管中分別加入硝酸銀溶液和乙醇，觀察現(xiàn)象。再向試管中加入蒸餾水，觀察產(chǎn)生的沉淀能否溶解。現(xiàn)象：三支試管內(nèi)均產(chǎn)生白色沉淀，加入蒸餾水后沉淀不溶解。（4）變性：（4）變性：在某些物理或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。是不可逆的。物理因素：加熱、加壓、攪拌、振蕩、超聲波、紫外線和放射線等?；瘜W(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛、高錳酸鉀、雙氧水等。注意：①蛋白質(zhì)的變性是化學(xué)變化，不可逆過(guò)程（析出的蛋白質(zhì)加水不能溶解）②應(yīng)用：殺菌、消毒蛋白質(zhì)變性在日常生活中的應(yīng)用加熱后的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，有利于人體消化吸收乙醇、苯酚和碘等消毒使微生物蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致其死亡紫外線可用于殺菌消毒疫苗等生物制劑需要在低溫下保存討論1：因誤服鉛、汞等重金屬鹽中毒的患者在急救時(shí)，為什么可口服牛奶、

蛋清或豆?jié){？討論2：為什么紫外線可用于環(huán)境和物品消毒，放射線可用于醫(yī)療器械滅菌？（5）顯色反應(yīng)：【實(shí)驗(yàn)4-5】向盛有2mL雞蛋清的試管中加入5滴濃硝酸，加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象：加入濃硝酸有白色沉淀，加熱后沉淀變黃色（5）顯色反應(yīng)：含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸均會(huì)有白色沉淀產(chǎn)生，加熱后沉淀變黃色。這一特征反應(yīng)，可用于檢驗(yàn)含苯環(huán)的蛋白質(zhì)。（6）燃燒：有燒焦羽毛的氣味應(yīng)用：真假羊毛衫、蠶絲被的鑒別人們對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能的研究，為蛋白質(zhì)的合成和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。胰島素是由胰腺分泌的一種激素，具有調(diào)節(jié)體內(nèi)糖類、蛋白質(zhì)和脂肪代謝等功能。胰島素是最先被確定氨基酸序列的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)由桑格①等于1955年測(cè)定。它由兩條肽鏈組成，分別是由21個(gè)氨基酸形成的A鏈和30個(gè)氨基酸形成的B鏈，兩條鏈通過(guò)二硫鍵（-S-S-）連接。科學(xué)史話：人工合成結(jié)晶牛胰島素人工合成結(jié)晶年胰島素有力地推動(dòng)了生命科學(xué)的發(fā)展，是人類在探索生命奧秘征途中邁出的重要一步。

頭發(fā)主要由角蛋白組成，其中的含硫氨基酸形成的二硫鍵(-S-S-)是維持頭發(fā)彈性和形狀的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)。一般燙發(fā)時(shí)使用的還原劑可以使頭發(fā)中的二硫鍵斷裂，產(chǎn)生游離的巰基（-SH)。再用一定的工具將頭發(fā)卷曲或拉直成需要的形狀。然后用氧化劑使巰基之間發(fā)生反應(yīng)，生成新的二硫鍵，使頭發(fā)的形狀得以固定。頻繁燙發(fā)會(huì)對(duì)頭發(fā)造成一定程度的損害。資料卡片燙發(fā)的原理還原劑氧化劑練習(xí)2.化學(xué)燙發(fā)巧妙利用了頭發(fā)中蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)頭發(fā)的“定型”，其變化過(guò)程示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是（

）A.藥劑A具有還原性B.①→②過(guò)程若有2molS-S鍵斷裂，則轉(zhuǎn)移電子4molC.②→③過(guò)程若藥劑B是H2O2，其還原產(chǎn)物為O2D.化學(xué)燙發(fā)通過(guò)改變頭發(fā)中某些蛋白質(zhì)中S