第三節(jié)蛋白質(zhì)和核酸

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

科學視野我國現(xiàn)代取得的成就蛋白質(zhì)屬于天然高分子化合物當前第2頁\共有51頁\編于星期五\22點一、氨基酸的結構與性質(zhì)：1、定義：

分類：

α-氨基酸結構：

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。天然氨基酸是無色晶體，熔點較高，在200~300℃時熔化分解，一般能溶于水而難溶于乙醇、乙醚……氨基羧基當前第3頁\共有51頁\編于星期五\22點2、幾種重要的氨基酸甘氨酸丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸一、氨基酸的結構與性質(zhì)：當前第4頁\共有51頁\編于星期五\22點①、氨基酸的兩性+HCl+NaOH+H2O3、氨基酸的化學性質(zhì)：一、氨基酸的結構與性質(zhì)：當前第5頁\共有51頁\編于星期五\22點R②、成肽反應：+H2O+氨基酸分子之間脫水縮合形成肽鍵的化合物的反應肽鍵3、氨基酸的化學性質(zhì)：一、氨基酸的結構與性質(zhì)：當前第6頁\共有51頁\編于星期五\22點多種氨基酸分子按不同的排列順序以肽鍵相互結合，可以形成千百萬種具有不同的理化性質(zhì)和生理活性的多肽鏈。相對分子量在10000以上的，并具有一定空間結構的多肽，稱為蛋白質(zhì)。②、成肽反應：3、氨基酸的化學性質(zhì)：一、氨基酸的結構與性質(zhì)：當前第7頁\共有51頁\編于星期五\22點知識拓展NHOOCH2CHOHCHOCH2HNHΔNNOOHH課堂練習:1、寫出甘氨酸與鹽酸、氫氧化鉀的反應方程式。2、如果很多甘氨酸相互反應，會形成怎樣的化合物？當前第8頁\共有51頁\編于星期五\22點二、蛋白質(zhì)的結構與性質(zhì)組成元素：組成基本結構單元：相對分子質(zhì)量：蛋白質(zhì)人體內(nèi)所具有的蛋白質(zhì)種類達到了10萬種以上。C、H、O、N、S(P)等氨基酸幾萬----幾千萬1、蛋白質(zhì)的結構：當前第9頁\共有51頁\編于星期五\22點蛋白質(zhì)的結構任何一種蛋白質(zhì)分子在天然狀態(tài)下均具有獨特而穩(wěn)定的結構，這是蛋白質(zhì)分子結構中最顯著的特征：蛋白質(zhì)的一級結構：蛋白質(zhì)的二級結構：蛋白質(zhì)的三級結構：蛋白質(zhì)的四級結構：自學探究二、蛋白質(zhì)的結構與性質(zhì)1、蛋白質(zhì)的結構：當前第10頁\共有51頁\編于星期五\22點

一級結構：指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。蛋白質(zhì)的一級結構決定其空間結構。三級結構：是整個多肽鏈的三維構象，它是在二級結構的基礎上，多肽鏈進一步折疊卷曲形成復雜的。二級結構：是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結構。二、蛋白質(zhì)的結構與性質(zhì)1、蛋白質(zhì)的結構：當前第11頁\共有51頁\編于星期五\22點二、蛋白質(zhì)的結構與性質(zhì)1、蛋白質(zhì)的結構：當前第12頁\共有51頁\編于星期五\22點

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)的結構與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當前第13頁\共有51頁\編于星期五\22點實驗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，觀察實驗現(xiàn)象。③、蛋白質(zhì)膠體的鹽析：二、蛋白質(zhì)的結構與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當前第14頁\共有51頁\編于星期五\22點

向蛋白質(zhì)溶液中加入(NH4)2SO4溶液時，會使蛋白質(zhì)從溶液沉淀出來，加水后沉淀又溶解。鹽析的應用：報告實驗結果:分析得出結論：

向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機鹽溶液后，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)當前第15頁\共有51頁\編于星期五\22點實驗4-3：分別取四支試管。加入2mL雞蛋白溶液，編好號。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)的結構與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當前第16頁\共有51頁\編于星期五\22點

蛋白質(zhì)均凝結，加入適量清水后，凝結的蛋白質(zhì)不再溶解。

報告實驗結果:分析得出結論：

向蛋白質(zhì)溶液中加入重金屬鹽、醛或加熱均會使蛋白質(zhì)凝結成沉淀。此過程不可逆（化學變化）。

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、X射線、強酸、強堿、銅、汞、鉛等重金屬鹽類，以及甲醛、酒精、苯甲酸等均能使蛋白質(zhì)變性。當前第17頁\共有51頁\編于星期五\22點【學與問】：(1)為什么誤食重金屬鹽類時,可以喝大量的牛奶、蛋清或豆?jié){來解毒？(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）來消滅病蟲害？春天為什么要在樹木的枝干上涂抹石灰漿?當前第18頁\共有51頁\編于星期五\22點實驗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)的顏色反應二、蛋白質(zhì)的結構與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當前第19頁\共有51頁\編于星期五\22點

實驗結果報告

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)生這個反應。如皮膚，指甲等。當前第20頁\共有51頁\編于星期五\22點

灼燒蛋白質(zhì)會產(chǎn)生燒焦的羽毛味

現(xiàn)有四種絨線，如何鑒別哪種是純毛線？哪種是純棉線？哪種是腈綸線？哪種是半毛線？⑥、蛋白質(zhì)的灼燒：二、蛋白質(zhì)的結構與性質(zhì)2、蛋白質(zhì)的性質(zhì)：當前第21頁\共有51頁\編于星期五\22點蛋白質(zhì)的用途（1）食物（人類必須的營養(yǎng)物質(zhì)）（2）工業(yè)原料動物的毛、蠶絲：紡織原料動物的皮：皮革動物的骨、皮、蹄：動物膠牛奶中的酪素：酪素塑料二、蛋白質(zhì)的結構與性質(zhì)3、蛋白質(zhì)的用途：當前第22頁\共有51頁\編于星期五\22點三、酶自學探究—生物催化劑1、什么是酶2、酶催化作用具有的特點一類由細胞產(chǎn)生的，對生物體內(nèi)的化學反應具有催化作用的蛋白質(zhì)。（1）條件溫和，不需加熱。（2）具有高度的專一性。（3）具有高效催化作用。當前第23頁\共有51頁\編于星期五\22點自學探究四、核酸1、一類含磷的生物高分子化合物，相對分子量可達十幾萬至幾百萬。2、核酸在生物體的生長、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：（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、細胞的分裂和制造新的細胞。（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。當前第24頁\共有51頁\編于星期五\22點1．甘氨酸和丙氨酸混合，在一定條件下發(fā)生縮合反應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生成二肽的方式有：甘氨酸與甘氨酸反應生成二肽，丙氨酸與丙氨酸反應生成二肽，其中甘氨酸與丙氨酸能以兩種方式反應生成二肽，故生成的二肽共有4種。答案：

A當前第25頁\共有51頁\編于星期五\22點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項合格，C項少量NaCl能促進蛋白質(zhì)的溶解，B、D兩項因使蛋白質(zhì)變性而不合格。答案：

A當前第26頁\共有51頁\編于星期五\22點3．下列關于蛋白質(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)會析出，再加水也不溶解C．重金屬鹽會使蛋白質(zhì)變性，所以吞服“鋇餐”會使人中毒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)生了顏色反應當前第27頁\共有51頁\編于星期五\22點4．經(jīng)過全球科研人員的通力合作，終于正式確認“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“SARS”病毒的敘述中錯誤的是(

)A．“SARS”的主要傳播途徑是間接接觸傳播B．“SARS”病毒是一種動物病毒C．“SARS”病毒可于體外生存數(shù)小時，靠寄生在活細胞內(nèi)生活D．“SARS”病毒只有蛋白質(zhì)沒有核酸當前第28頁\共有51頁\編于星期五\22點解析：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當前第29頁\共有51頁\編于星期五\22點1．概念核酸是一類含磷的生物高分子化合物。2．分類當前第30頁\共有51頁\編于星期五\22點

根據(jù)最近的美國《農(nóng)業(yè)研究》雜志報道，美國科學家發(fā)現(xiàn)半胱氨酸能增強艾滋病病毒感染者的免疫力，對控制艾滋病病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的結構簡式為 ，則下列說法不正確的是(

)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前第31頁\共有51頁\編于星期五\22點C．兩分子半胱氨酸脫水形成的二肽的結構簡式為當前第32頁\共有51頁\編于星期五\22點由題目給出的半胱氨酸的結構簡式可知，氨基在羧基鄰位碳原子上，所以屬于α-氨基酸；因為氨基為堿性基團，羧基為酸性基團，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是氨基與羧基反應的結果 因為

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

)A．C2H5ONO2

B．C2H5NO2當前第35頁\共有51頁\編于星期五\22點解析：相同碳原子數(shù)的氨基酸與硝基化合物互為同分異構體。甘氨酸的結構簡式為：，與其互為同分異構體的是C2H5NO2。故選B。答案：

B當前第36頁\共有51頁\編于星期五\22點(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：(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。當前第37頁\共有51頁\編于星期五\22點Hg(NO3)2是重金屬鹽，KOH為強堿，②④⑥都會使蛋白質(zhì)變性。K2SO4、MgSO4是輕金屬鹽，NH4Cl是銨鹽，①③⑤不會使蛋白質(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當前第38頁\共有51頁\編于星期五\22點滲析、鹽析和變性三者的比較滲析鹽析變性內(nèi)涵利用半透膜分離膠體粒子與小分子和離子加入無機鹽使膠體中的物質(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、X射線、重金屬鹽、強酸、強堿、乙醇、丙酮等變化物理變化物理變化化學變化特點可逆，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：給果樹使用波爾多液，保存動物標本等當前第39頁\共有51頁\編于星期五\22點2．含有下列結構片段的蛋白質(zhì)在胃中水解時，不可能產(chǎn)生的氨基酸是(

)答案：C當前第40頁\共有51頁\編于星期五\22點當前第41頁\共有51頁\編于星期五\22點1．關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C．氨基酸是兩性化合物，能與酸、堿反應生成鹽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前第42頁\共有51頁\編于星期五\22點解析：氨基酸熔點較高，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、堿反應生成鹽，氨基酸分子間能發(fā)生成肽反應，但氨基酸都不能發(fā)生水解反應；天然蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是多種α-氨基酸。答案：D當前第43頁\共有51頁\編于星期五\22點2．下列說法中，正確的是(雙選)(

)A．氨基酸既能與強酸反應又能與強堿反應B．任何結構的蛋白質(zhì)遇濃硝酸(微熱)都能變成黃色C．溫度越高，酶對某些反應的催化效率越高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)結構的蛋白質(zhì)遇濃硝酸會變黃色；溫度高時，酶會變性，使其催化效率降低。答案：AD當前第44頁\共有51頁\編于星期五\22點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脂肪酸和甘油。答案：B當前第45頁\共有51頁\編于星期五\22點4．L-多巴是一種有機物，分子式為C9H11O4N，它可用于帕金森綜合癥的治療，其結構簡式為

，這種藥物的研制是基于獲得2000年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎和獲得2001年諾貝爾化學獎的研究成果。下列關于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)生顯色反應當前第46頁\共有51頁\編于星期五\22點C．它可以兩分子間縮合形成分子式為C18H18O6N2的化合物，該化合物中有3個六元環(huán)D．它既與酸反應又與堿反應，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