陕西省西安市高二化学 4.3《蛋白质和核酸》课件1 新人教版.ppt

选修5有机化学基础第四章生命中的基础有机化学物质第三节蛋白质与核酸共2课时 蛋白质和核酸 第一课时 世界第一只克隆羊 多利 蛋白质属于天然高分子化合物 1965年我国科技工作者成功合成了具有生物活性的 结晶牛胰岛素 这是科学史上的一大成就 可以说是科学史上又一 丰碑 在认识生命现象揭开生命奥秘的伟大历程中 做出了重要贡献 科学视野 我国现代取得的成就 物理性质 氨基酸的性质无色晶体 熔点较高 能溶于强酸或强碱溶液中 一般能溶于水 难溶于乙醇 乙醚 结构分析 一 氨基酸的结构与性质 1 氨基酸的两性 1 氨基酸的结构 氨基 羧基 2 几种重要的氨基酸 3 氨基酸的性质 几种重要的氨基酸 甘氨酸 丙氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸 氨基酸的性质 1 氨基酸的两性 hcl naoh h2o 两性小结 负离子 正离子 r 2 成肽反应 h2o 氨基酸分子之间脱水缩合形成肽键的化合物的反应 肽键 多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键相互结合 可以形成千百万种具有不同的理化性质和生理活性的多肽链 相对分子量在10000以上的 并具有一定空间结构的多肽 称为蛋白质 知识拓展 课堂练习 1 写出甘氨酸与盐酸 氢氧化钾的反应方程式 2 如果很多甘氨酸相互反应 会形成怎样的化合物 二 蛋白质的结构与性质 组成元素 组成基本结构单元 相对分子质量 蛋白质 人体内所具有的蛋白质种类达到了10万种以上 c h o n s p 等 氨基酸 几万 几千万 蛋白质的结构 任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构 这是蛋白质分子结构中最显著的特征 蛋白质的一级结构 蛋白质的二级结构 蛋白质的三级结构 蛋白质的四级结构 自学探究 一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序 蛋白质的一级结构决定其空间结构 三级结构是整个多肽链的三维构象 它是在二级结构的基础上 多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的 二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构 蛋白质和核酸 第二课时 二 蛋白质的结构与性质 溶解性 有些蛋白质 如鸡蛋清 能溶解在水里形成溶液 1 水解 两性 生成不同的氨基酸 实验4一2 在盛有鸡蛋白溶液的试管里 缓慢地加入2ml饱和的 nh4 2so4溶液 观察沉淀的析出 然后把少量的带有沉淀的液体加入盛有2ml蒸馏水的试管里 观察实验现象 2 盐析 向蛋白质溶液中加入 nh4 2so4溶液时 会使蛋白质从溶液沉淀出来 加水后沉淀又溶解 盐析的应用 报告实验结果 分析得出结论 向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后 可使蛋白质凝聚而从溶液中析出 这种作用叫做盐析 盐析是可逆的 物理变化 采用多次盐析的方法可以分离或提纯蛋白质 实验4 3 分别取四支试管 加入2ml鸡蛋白溶液 编好号 1 向第一支试管中加入几滴醋酸铅溶液 2 向第二支试管中加入几滴硫酸铜溶液 3 向第三支试管中加入几滴甲醛溶液 4 将第四支试管放在酒精灯上加热 最后分别向四支试管中加适量的水 震荡观察现象 3 变性 蛋白质均凝结 加入适量清水后 凝结的蛋白质不再溶解 报告实验结果 分析得出结论 向蛋白质溶液中加入重金属盐 醛或加热均会使蛋白质凝结成沉淀 此过程不可逆 化学变化 蛋白质的这种彻底改变性质的变化叫蛋白质的变性 紫外线 x射线 强酸 强碱 铜 汞 铅等重金属盐类 以及甲醛 酒精 苯甲酸等均能使蛋白质变性 学与问 1 为什么误食重金属盐类时 可以喝大量的牛奶 蛋清或豆浆来解毒 2 为什么在农业上用波尔多液 由硫酸铜 生石灰和水制成 来消灭病虫害 春天为什么要在树木的枝干上涂抹石灰浆 实验4 4 1 用试管取2ml鸡蛋白溶液 2 滴加几滴浓硝酸 微热 4 蛋白质的颜色反应 实验结果报告 鸡蛋白溶液遇浓硝酸加热颜色变黄 含有苯基的蛋白质均能发生这个反应 如皮肤 指甲等 灼烧蛋白质会产生烧焦的羽毛味 现有四种绒线 如何鉴别哪种是纯毛线 哪种是纯棉线 哪种是腈纶线 哪种是半毛线 蛋白质的用途 1 食物 人类必须的营养物质 2 工业原料 动物的毛 蚕丝纺织原料动物的皮皮革动物的骨 皮 蹄动物胶牛奶中的酪素酪素塑料 三 酶 自学探究 生物催化剂 1 什么是酶 2 酶催化作用具有的特点 一类由细胞产生的 对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质 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 自学探究 四 核酸 1 一类含磷的生物高分子化合物 相对分子量可达十几万至几百万 2 核酸在生物体的生长 繁殖 遗传 变异等生命现象中起着决定性的作用 3 具有酸性 4 分类 1 脱氧核糖核酸 dna 生物遗传信息的载体 还指挥着蛋白质的合成 细胞的分裂和制造新的细胞 2 核糖核酸 rna 根据dna提供的信息控制体内蛋白质的合成 1 组成和结构 1 组成氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的h被取代后的产物 2 结构 氨基酸的结构简式可表示为 其官能团为 和 氨基 氨基 nh2 羧基 cooh 3 常见的氨基酸 h2n ch2 cooh 2 氨基酸的性质 1 物理性质 2 化学性质 两性氨基酸分子中含有酸性官能团和碱性官能团 因此具有两性 可与反应生成盐 大多数能溶 能溶 难溶 cooh nh2 酸 碱 a 与盐酸的反应 b 与氢氧化钠反应 成肽反应两个氨基酸分子 在的存在下加热 通过一分子的和另一分子的间脱去 缩合成含有 的化合物 例如 nh2 cooh 一分子水 肽键 酸或碱 氨基酸的反应规律1 氨基酸的两性氨基酸分子中含有酸性官能团 cooh和碱性官能团 nh2 氨基酸分子中的氨基能结合h 能与酸反应 而羧基能电离出h 能与碱反应 2 氨基酸缩合 1 两分子间缩合 2 分子间或分子内缩合成环 3 缩聚成多肽或蛋白质 1 甘氨酸和丙氨酸混合 在一定条件下发生缩合反应生成二肽的化合物共有 a 4种b 3种c 2种d 1种解析 甘氨酸与丙氨酸混合反应生成二肽的方式有 甘氨酸与甘氨酸反应生成二肽 丙氨酸与丙氨酸反应生成二肽 其中甘氨酸与丙氨酸能以两种方式反应生成二肽 故生成的二肽共有4种 答案 a 1 组成 蛋白质中含有及少量 有的还含有元素 少量的还含有微量等元素 属于 其水溶液具有的性质 2 性质 1 两性 蛋白质的结构中含有和 因此 是 c h o n s p fe cu zn mn 天然有机高分子化合物 胶体 nh2 cooh 既能与酸反应又能与碱反应 两性分子 2 水解 蛋白质在的作用下 水解生成相对分子质量较小的 最终水解得到 天然蛋白质水解的最终产物都是 酸 碱或酶 多肽化合物 各种氨基酸 氨基酸 多肽 氨基酸 3 盐析概念 向蛋白质溶液中加入大量的 如 溶液等 使蛋白质的降低而从溶液中析出 特点 盐析属于 是的过程 只是改变了 并未改变 应用 多次盐析和溶解可以 4 变性概念 在某些物理因素或化学因素的影响下 蛋白质的发生改变的现象 nacl 浓盐溶液 nh4 2so4 溶解度 物理变化 可逆 蛋白质的溶解度 蛋白质的活性 分离 提纯蛋白质 理化性质和生理功能 影响因素 物理因素 加压 搅拌 振荡 照射 超等 化学因素 丙酮等特点 变性会使蛋白质的结构发生变化 使其失去 在水中 是过程 5 颜色反应分子中含有的蛋白质遇浓硝酸呈 6 蛋白质灼烧 加热 紫外线 声波 强酸 强碱 重金属盐 乙醇 福尔马林 活性 生理 不能重新溶解 不可逆 苯环 黄色 有烧焦的羽毛味 焰色反应 显色反应 颜色反应的比较 2 要使蛋白质从水溶液中析出而又不改变蛋白质的主要性质 应向其中加入 a 饱和na2so4溶液b 浓naoh溶液c 少量nacld 浓bacl2溶液解析 蛋白质发生盐析的条件是加入较多量的轻金属盐 a项合格 c项少量nacl能促进蛋白质的溶解 b d两项因使蛋白质变性而不合格 答案 a 1 概念是一类由细胞产生的 对生物体内的化学反应具有催化作用的有机物 其中大多数是 2 催化特点 1 2 具有高度的 3 具有作用 蛋白质 条件温和 不需加热 专一性 高效催化 3 下列关于蛋白质的叙述中不正确的是 双选 a 蚕丝 病毒 酶的主要成分都是蛋白质b 蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液 蛋白质会析出 再加水也不溶解c 重金属盐会使蛋白质变性 所以吞服 钡餐 会使人中毒d 浓硝酸溅在皮肤上能使皮肤呈黄色 这是由于蛋白质和浓硝酸发生了颜色反应 解析 蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液有蛋白质析出 这是蛋白质的盐析过程 再加入水时蛋白质仍能溶解 可溶性重金属盐会使蛋白质变性 而 钡餐 的主要成分baso4既不溶于水也不溶于酸 吞服时不会使人中毒 答案 bc 1 概念核酸是一类含磷的生物高分子化合物 2 分类 4 经过全球科研人员的通力合作 终于正式确认 sars 是一种冠状病毒变异 该病毒的遗传物质是rna 下列有关 sars 病毒的叙述中错误的是 a sars 的主要传播途径是间接接触传播b sars 病毒是一种动物病毒c sars 病毒可于体外生存数小时 靠寄生在活细胞内生活d sars 病毒只有蛋白质没有核酸 解析 世界上的生物一般都含有生命物质蛋白质和核酸 少数生物只含有核酸 但是不存在只含有蛋白质不含有核酸的生物 故选d 答案 d 根据最近的美国 农业研究 杂志报道 美国科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病病毒感染者的免疫力 对控制艾滋病病毒的蔓延有奇效 已知半胱氨酸的结构简式为 则下列说法不正确的是 a 半胱氨酸属于 氨基酸b 半胱氨酸是一种两性化合物 c 两分子半胱氨酸脱水形成的二肽的结构简式为 由题目给出的半胱氨酸的结构简式可知 氨基在羧基邻位碳原子上 所以属于 氨基酸 因为氨基为碱性基团 羧基为酸性基团 所以半胱氨酸是一种两性化合物 两分子半胱氨酸脱水形成二肽应是氨基与羧基反应的结果因为是氨基酸的铵盐 电离生成的铵根离子与氢氧根离子反应会放出氨气 答案 c 1 下列物质中与甘氨酸互为同分异构体的是 a c2h5ono2b c2h5no2 解析 相同碳原子数的氨基酸与硝基化合物互为同分异构体 甘氨酸的结构简式为 与其互为同分异构体的是c2h5no2 故选b 答案 b 2011 杭州高二质检 在下列物质中 k2so4 hcho mgso4 hg no3 2 nh4cl koh 能使蛋白质变性的是 能使蛋白质溶液中蛋白质发生盐析的是 思路指引 解决本题要注意以下两点 1 蛋白质变性的内涵及条件 2 蛋白质盐析的内涵及条件 hg no3 2是重金属盐 koh为强碱 都会使蛋白质变性 k2so4 mgso4是轻金属盐 nh4cl是铵盐 不会使蛋白质变性 但可以降低蛋白质的溶解度 可使蛋白质发生盐析 答案 渗析 盐析和变性三者的比较 2 含有下列结构片段的蛋白质在胃中水解时 不可能产生的氨基酸是 答案 c 1 关于氨基酸的下列叙述中 不正确的是 a 氨基酸都是晶体 一般能溶于水b 氨基酸都不能发生水解反应c 氨基酸是两性化合物 能与酸 碱反应生成盐d 天然蛋白质水解最终可以得到 氨基酸 氨基酸等多种氨基酸 解析 氨基酸熔点较高 室温下均为晶体 一般能溶于水而难溶于乙醇 乙醚 氨基酸是两性化合物 能与酸 碱反应生成盐 氨基酸分子间能发生成肽反应 但氨基酸都不能发生水解反应 天然蛋白质水解的最终产物是多种 氨基酸 答案 d 2 下列说法中 正确的是 双选 a 氨基酸既能与强酸反应又能与强碱反应b 任何结构的蛋白质遇浓硝酸 微热 都能变成黄色c 温度越高 酶对某些反应的催化效率越高d 核酸水解的最终产物是磷酸 戊糖和碱基解析 含苯环结构的蛋白质遇浓硝酸会变黄色 温度高时 酶会变性 使其催化效率降低 答案 ad 3 把 蔗糖 麦芽糖 淀粉 纤维素 油脂 酶 蛋白质 在酸存在的条件下分别进行水解 其水解的最终产物只有1种的有 a b c d 解析 麦芽糖 淀粉 纤维素水解的最终产物都是葡萄糖 蔗糖水解得到葡萄糖和果糖 蛋白质水解最终得到多种 氨基酸 油脂水解得到多种高级脂肪酸和甘油 答案 b 4 l 多巴是一种有机物 分子式为c9h11o4n 它可用于帕金森综合症的治疗 其结构简式为 这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果 下列关于l 多巴的叙述不正确的是 a 它属于 氨基酸 既具有酸性 又具有碱性b 它能与fe2 so4 3溶液发生显色反应 c 它可以两分子间缩合形成分子式为c18h18o6n2的化合物 该化合物中有3个六元环d 它既与酸反应又与碱反应 等物质的量的l 多巴最多消耗naoh与hcl的物质的量之比为1 1解析 此分子中既含 nh2 又含羧基 且 nh2连在 位上 属于 氨基酸 故a项正确 结构中含酚羟基 遇到fe3 发生显色反应 b项正确 两分子间发生缩合反应 可形成环状有机物 分子式为c18h18o6n2 c项正确 等物质的量的此分子 最多消耗naoh与hcl物质的量之比为3 1 d项错误