蛋白质和核酸

第三节蛋白质和核酸2020年3月31日星期二提问:2、如果在一个分子中同时含有羟基、羧基时，能否发生酯化反应呢？怎样发生？3、如果上述羟基酸中的羟基换成氨基后，能否发生类似的化学反应呢？如果能，生成的产物是什么？1、什么叫酯化反应？它的本质是什么？蛋白质是一切生命的基础，而氨基酸则是组成蛋白质的基本结构单元说说你知道的哪些是含蛋白质的物质?蛋白质广泛存在于生物体内，蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命一、氨基酸的结构与性质：1、定义：羧酸分子中的烃基上的氢原子被-NH2（氨基）取代所得的一类化合物。可分为α-氨基酸、β-氨基酸、…等R—CH—C—OHONH23、α-氨基酸结构：2、分类：天然蛋白质水解生成的氨基酸都是α-氨基酸羧基αβH2N—CH2—CH2—CH2—CH2—CH—COOHNH2甘氨酸(α—氨基乙酸)丙氨酸(α—氨基丙酸)谷氨酸(α—氨基戊二酸)几种常见氨基酸苯丙氨酸(α—氨基苯丙酸)想一想：从氨基酸的结构分析，氨基酸可能具有怎样的化学性质？天然氨基酸是无色晶体，熔点较高，在200~300℃时熔化分解，一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚……4、物理性质：R–CH—COOHNH2氨基典型反应羧基典型反应5.氨基酸的化学性质1)氨基酸的两性:羧基显酸性，氨基显碱性如：甘氨酸与HCl,NaOH的反应方程式?CH2-C-OH+HClONH2CH2—C-OH+NaOHNH2OCH2—C-OHNH3ClOCH2—C-ONa+H2ONH2O在所学过的物质中有哪些物质既能跟酸反应又能跟碱反应？Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等2)氨基酸的成肽反应酶或酸或碱根据氨基酸分子数的多少叫二肽、三肽…等两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同），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，缩和形成含有肽键（）的化合物，叫成肽反应。—C—N—OHCHCOOHNR’HHH2N—CHCOH+R—OROHR’OH2N—CH—C—N—CH—C—OH+H2O氨基酸的缩合CH2—COOHNH2CH3—CH—COOHNH2问：由甘氨酸和丙氨酸形成的二肽可能有几种？写出相应的化学反应方程式。CH3CHCOOH+NH2CH2COOHNH2酶或酸或碱CH3OHONH2—CH—C—N—CH2—C—OH+H2O4种作业根据以上化合物的结构分析回答：（1）该化合物有个氨基和个羧基。（2）该化合物是由个氨基酸失去分子水而形成的。这样的反应叫做反应（3）该化合物中肽键编号是该化合物是肽。2232成成肽3、5三肽nCH3CHCOOH+NH2nCH2COOHNH2甘氨酸酶或酸或碱CH3OHOH[NH—CH—C—N—CH2—C]nOH+2nH2O3）蛋白质的形成：丙氨酸相对分子质量大于10000，具有一定空间结构的多肽叫蛋白质氨基酸二肽多肽链蛋白质M1万成肽反应1、蛋白质的组成和存在主要的存在于生物体内，肌肉，发，皮肤，角蹄，酶，激素，抗体，病毒；在植物中也很丰富，比如大豆，花生，谷物。二、蛋白质的结构与性质组成元素仅为：C、H、O、N及S、P和少量的Cu、Fe、Zn等而种类达十万种以上。SARS病毒的电子图片SARS病的凶手——冠状病毒，有自己的核酸和蛋白质。它进入人体后，借助人体内的原料合成病毒。当我们人体发病时，就是它的蛋白质对我们起了作用。2009年的甲型H1N1流感病毒肆虐全球，至今还没有好的办法控制它的漫延。这种病毒也是一种蛋白质。一块块砖头垒成了万里长城氨基酸就是构成蛋白质这个“万里长城”的基石构成蛋白质的氨基酸常见约有20种,其中有8种是人体自身不能合成的必需通过食物摄入称为必需氨基酸组成多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序和其特定的空间结构。2、蛋白质的结构独特而稳定决定了各种蛋白质的特殊功能和活性2、蛋白质的结构蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序肽键是蛋白质一级结构的基本结构键。2、蛋白质的结构多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构蛋白质在二级结构基础上进一步盘曲折叠而形成三维结构2、蛋白质的结构每个具有三级结构的多肽链称为亚基亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局2、蛋白质的结构蛋白质的分子图象一级结构：蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序叫蛋白质的一级结构多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构称为蛋白质的二级结构蛋白质分子在二级结构的基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构。具有三级结构的多肽链叫亚基蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局2、蛋白质的结构独特而稳定四级结构：三级结构：二级结构：3、蛋白质的化学性质（1）两性:形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的，在多肽链的两端必然存在着自由的氨基与羧基.（2）水解反应:蛋白质→多肽→二肽→氨基酸水解反应的实质是化合物中的正电基团和负电基团分别与水电离产生的OH－、H＋结合，形成两类不同的物质，常见能发生水解反应的物质主要有：1．盐类水解(1)强酸弱碱盐水解呈酸性:如：CuSO4、NH4NO3、FeCl3、Al2(SO4)3(2)强碱弱酸盐水解呈碱性:如：KF、Na2CO3、K2SiO3、NaClO2．卤化物水解生成酸PCl3＋3H2O===H3PO3＋3HClICl＋H2O===HIO＋HCl3．金属氮化物水解生成金属氢氧化物和氨Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑4．金属碳化物水解生成金属氢氧化物和烃CaC2＋2H2O===C2H2↑＋Ca(OH)2Al4C3＋12H2O===3CH4↑＋4Al(OH)35．卤代烃的水解(碱性环境中)CH3CH2Br＋H2O――→NaOH△CH3CH2OH＋HBr6．酯类水解(1)在酸性介质中生成酸和醇：RCOOCH2R′＋H2OH＋△RCOOH＋HOCH2R′(2)在碱性介质中生成盐和醇：RCOOCH2R′＋NaOH――→OH－△RCOONa＋HOCH2R′7．糖类的水解(C6H10O5n淀粉＋nH2O――→催化剂nC6H12O6葡萄糖C12H22O11麦牙糖＋H2O――→催化剂2C6H12O6葡萄糖8．蛋白质的水解蛋白质＋水――→酶氨基酸(1)普通熟鸡蛋蛋黄中感觉不到油腻感,但腌制成咸蛋后,煮熟蛋黄里却有油.(2)煎蛋时,生鸡蛋受热会凝结(3)家用消毒碗柜用紫外线来杀死细菌(4)做实验时不小心手沾到弄HNO3,皮肤会变黄.生活中的问题??浓食盐水,加热,紫外线,浓HNO3,都对蛋白质有作用.用途：分离，提纯蛋白质少量的稀盐溶液可以促进溶解（3）盐析向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时，使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的作用称为盐析现象：均凝结了；但是不再溶解（4）变性失去生理活性条件：加热、紫外线照射、强酸、强碱、重金属盐（含Cu2+、Pb2+、Ba2+、Ag+、Hg2+等）、乙醇、甲醛等此过程不可逆，可使蛋白质的理化性质和生理功能发生改变，失去生理活性加入某种物质后有沉淀生成不可逆可逆，加水即可杀菌、消毒防中毒分离、提纯蛋白质重金属盐、醛、加热或剧烈震动加入某些浓盐溶液，如：Na2SO4,浓食盐水（NH4）2SO4,等相同点复原盐不同用途不同点变性盐析盐析与变性的对比思考题：１、误服重金属怎么解毒？２、为什么衣服有汗渍时，不能用热水洗？３、女士烫发是蛋白质的变性吗？4.为什么医院用高温蒸煮,照射紫外线,喷洒苯酚溶液,在伤口处涂抹酒精的方法来杀菌?5.为什么生物实验室用甲醛溶液保存标本?6.为什么在农业上用波尔多液(由硫酸铜,生石灰和水制成)来消灭害虫?在医院的病房里，常常安放紫外灯，其目的就是杀死空气中的病菌；在一些高级宾馆里，常备有紫外线消毒橱，用于餐具等的消毒；现在各种饮料、啤酒、矿泉水等所用水的消毒，绝大多数都是通过紫外线发生器发出的紫外线，经一定时间的照射来完成的。紫外线消毒橱（5）颜色反应浓硝酸(含苯环的)（6）灼烧时有烧焦羽毛的气味问:怎样鉴别丝织品和棉织品?蛋白质的燃烧（组成元素C、H、O、N、S、P等）一般生成CO2、H2O、N2、SO2、P2O5等物质。二、蛋白质的性质1、具有两性2、水解（酸、碱或酶作用下）3、盐析（实验4-2）注意：（1）可逆（2）物理变化4.变性（实验4-3）注意：（1）条件（2）不可逆5.颜色反应（实验4-4）可用于检验蛋白质！6、灼烧P.90学与问三.酶•生物体、植物无时无刻都在进行着化学反应，并且这些反应在生物体存在的条件下进行，而且会随着环境、身体的情况而随时自动、精确的改变，是什么让这些反应可以实现的？酶也是蛋白质酶的催化特点：（P91）1.条件温和，不需加热2.具有高度的专一性3.具有高效催化作用核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。四、核酸【自主学习】P92-931、核酸的概念？2、核酸的分类和分布？3、核酸的功能？四、核酸DNA（脱氧核糖核酸）——遗传基因，转录副本，将遗传信息传到子代。(是蛋白质合成的模板)。RNA（核糖核酸）——决定蛋白质的生物合成（合成蛋白质的工厂）。一类含磷的高分子化合物DNA的双螺旋结构世界第一只克隆羊：多利世界第一只克隆羊：多利大家知道我国第一头克隆羊叫什么名字吗？知道她是怎么诞生的吗？我叫阳阳我是阳阳的妈妈我是由妈妈的耳朵细胞培育出来的基因工程－以DNA控制和蛋白质合成技术为核心我国在核酸研究中的成就:1.1981年,我国人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸2.2000年以来我国一直参加了世界人类基因组研究的工作…………•蛋白质的研究进展•对蛋白质的研究现在主要的是采取从分子的角度去考虑，改装，修复，移植等•蛋白质的生产主要采取的方法是生物工程和酶的发酵等•蛋白质的用途主要研究的是药用，食用，工业等方面【练习】1、欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质应加入（）A.甲醛溶液B.CuSO4溶液C.饱和Na2SO4溶液D.浓硫酸E．CuSO4BFF.NaClG．H2SO4H．HCHOCF2、下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解时，断裂的键是（）C3.下列关于蛋白质的叙述中，正确的是()A、蛋白质溶液中加(NH4)2SO4溶液可提纯蛋白质。B、在豆浆中加少量石膏，能使豆浆凝结为豆腐。C、温度越高，酶对某些化学反应的催化效率越高。D、任何结构的蛋白质遇到浓HNO3都会变成黄色。A4．市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解而除去，下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是（）①棉织品②毛织品③晴纶织品④蚕丝织品⑤涤纶织品⑥绵纶织品（A）①②③（B）②④（C）③④⑤（D）③⑤⑥B5．1997年，英国的“克隆羊”备受世界关注。“克隆羊”的关键之一是找到特殊的酶，这些酶能激活普通体细胞使之像生殖细胞一样发育成个体。有关酶的说法中错误的是（）（A）酶是具有催化作用的蛋白质（B）由题可知酶具有选择性和专一性（C）高温或重金属能降低酶的活性（D）酶只有在强酸、强碱条件下才能发挥作用6．生活中的一些问题常涉及到化学知识，下列叙述不正确的是（）（A）糯米中的淀粉一经水解反应，就酿造成酒（B）福尔马林是一种良好的杀菌剂，但不可用作消毒饮用水（C）棉花和人造丝的主要成份都是纤维素（D）室内装饰材料中缓慢放出的甲醛、甲苯等有机物会污染空气DAC7.往蛋白质溶液里加入下列物质会产生沉淀，但再加水稀释，沉淀又溶解的是A．CuSO4B．NaClC．H2SO4D．HCHOB在适宜条件下完全水解得到4种产物，它们的结构简为，。8、已知有机化合物:CH3--C--O--NH--C--CH2-CH3O--C--O--OOCH3-C-OH,OHO-C-CH2-CH3O--C-OHOHOHO----NH29、蛋白质、淀粉、脂肪是三种重要的营养物质，其中______不是高分子化合物，这三种物质水解的最终产物分别是蛋白质→________淀粉→_________；脂肪→；在蛋白质水解的最终产物分子中，含有________