高中化学第四章生命中的基础有机化学物质4.3蛋白质和核酸课件新人教版选修5.ppt

第三节蛋白质和核酸,阅读思考,自主检测,任务一、阅读教材第86页到第87页,思考回答下列问题,自主学习“氨基酸的结构与性质”。1.什么是氨基酸?氨基酸分子的结构有何特点?提示羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物称为氨基酸。氨基酸分子中含有氨基和羧基,属于取代羧酸。,阅读思考,自主检测,2.如何表示-氨基酸?写出教材第86页所列举的常见-氨基酸的结构简式和名称。,阅读思考,自主检测,3.氨基酸为什么显两性?写出能证明氨基酸具有两性的化学方程式。,阅读思考,自主检测,4.什么是氨基酸的成肽反应?写出氨基酸生成二肽反应的化学方程式。提示两个氨基酸分子(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,缩合形成含有肽键()的化合物,称为成肽反应。例如:,阅读思考,自主检测,任务二、阅读教材第88页到第91页,思考回答下列问题,自主学习“蛋白质的结构与性质”。1.蛋白质的组成元素有哪些?提示蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成,有些蛋白质含有P,少量蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。2.蛋白质为什么具有两性?除此之外,蛋白质还有哪些重要的性质?提示蛋白质分子中含有氨基和羧基。除此之外,蛋白质还可发生水解、盐析、变性、颜色反应等。3.蛋白质水解的条件是什么?水解产物是什么?提示蛋白质在酸、碱或酶的作用下,水解成相对分子质量较小的肽类化合物,最终逐步水解得到各种氨基酸。,阅读思考,自主检测,4.什么是蛋白质的盐析?盐析有何特点?什么是蛋白质的变性?使蛋白质变性的因素有哪些?变性有何特点?举例说明,什么时候可以利用蛋白质的变性?什么时候需要防止蛋白质的变性?提示少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)能促进蛋白质溶解。当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时,反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用称为盐析。盐析是可逆的。在某些物理因素或化学因素的影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象,称为蛋白质的变性。物理因素包括:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等;化学因素包括:强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。,阅读思考,自主检测,蛋白质的变性是一个不可逆过程,变性后的蛋白质在水中不能重新溶解,同时也会失去原有的生理活性。在日常生活中有时需要将蛋白质变性。例如,食物中的蛋白质变性后,酶才能发挥作用将其蛋白质消化,以利于人体吸收,食物加热烹调的过程实际上就是蛋白质的变性过程;用乙醇(质量分数75%)、碘酒等消毒剂灭菌消毒也是让细菌、病毒蛋白质变性死亡。有时也注意要防止蛋白质变性。例如,疫苗等生物制剂要冷冻保藏;登高山时防晒护目是防止强紫外线引起皮肤和眼睛蛋白质被灼伤变性。,阅读思考,自主检测,5.什么是蛋白质的颜色反应?什么样的蛋白质能发生颜色反应?提示蛋白质溶液中加入浓硝酸会有白色沉淀产生,加热,沉淀变黄色。含有苯基的蛋白质均能发生颜色反应。,阅读思考,自主检测,任务三、阅读教材第91页到第92页,思考回答下列问题,自主学习“酶、核酸”。1.酶在人体内有哪些重要作用?酶的催化作用有何特点?提示酶对于许多有机化学反应和生物体内进行的复杂的反应具有很强的催化作用,酶的催化作用具有以下特点:(1)条件温和、不需加热。在接近体温和接近中性的条件下,酶就可以起催化作用。在3050酶的活性最强,超过适宜的温度时,酶将失去活性。(2)具有高度的专一性。例如,蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应,淀粉酶只对淀粉起催化作用,如同一把钥匙开一把锁一样。(3)具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率,比普通的催化剂高1071013倍。,阅读思考,自主检测,2.根据核酸的组成,核酸分为哪两种?DNA和RNA在人体内有何作用?提示根据其组成,核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。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作用。DNA大量存在于细胞核中,是生物体遗传信息的载体。在DNA分子中四种碱基的排列顺序即为生物体的遗传密码;生物种类间的差异,也是由于四种碱基的排列的序列不同而产生的。DNA同时还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。RNA主要存在于细胞质中,根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。,阅读思考,自主检测,1.下列关于氨基酸的叙述中,错误的是()A.天然氨基酸都是晶体,一般都能溶于水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-氨基酸、-氨基酸等多种氨基酸答案:D,阅读思考,自主检测,2.下列关于蛋白质的叙述正确的是()A.加热会使蛋白质变性,因此生吃鸡蛋比熟吃好B.蛋白质溶液能产生丁达尔效应C.鸡蛋清中加入食盐,会使蛋白质变性D.天然蛋白质中仅含C、H、O、N四种元素答案:B3.误食重金属盐会引起中毒,下列措施中不能用来解毒的是()A.服大量鸡蛋清B.服用豆浆C.喝大量牛奶D.喝盐开水答案:D,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,探究问题1.分析讨论甘氨酸和丙氨酸在一定条件下能形成几种二肽?并写出可能形成的二肽的结构简式。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.一般说来用热水溶解洗衣粉后去污效果较好,但是用热水溶解的加酶洗衣粉去污效果反而很差,为什么?提示加酶洗衣粉主要是利用酶的催化作用去污,由于加热可以使蛋白质变性,使酶失去催化作用,因此用热水溶解加酶洗衣粉去污效果较差。3.医院里常用高温、高压的方法对医疗器械进行消毒,给病人注射时常用酒精棉球擦拭皮肤消毒。它们的原理是什么?提示病菌、病毒中都含有蛋白质,高温、高压消毒及酒精消毒,都能使病菌、病毒中的蛋白质变性,使病菌、病毒死亡。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,知识点拨一、氨基酸的结构与性质1.结构(1)定义:羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。(2)官能团:NH2(或氨基)、COOH(或羧基)。(3)-氨基酸:氨基和羧基连在同一个碳原子上的氨基酸。其结构通式为。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(4)常见的氨基酸。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.性质(1)物理性质。(2)化学性质。两性:在氨基酸分子中,羧基是酸性基团,氨基是碱性基团,甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式为,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成肽反应:在酸或碱的存在下加热,氨基酸分子之间通过一个分子的NH2和另一个分子的COOH间脱去一分子水,缩合形成含有肽键()的化合物。例如:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,二、蛋白质的结构与性质1.组成元素主要含有C、H、O、N、S等元素。2.结构,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.性质(1)两性:蛋白质的结构中含有NH2和COOH,因此既能与酸反应又能与碱反应。(2)水解:蛋白质在酸、碱或酶的作用下,水解生成相对分子质量较小的肽类化合物,最终水解得到各种氨基酸。天然蛋白质水解的最终产物都是-氨基酸。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(3)盐析。定义:向蛋白质溶液中加入大量的浓的轻金属盐或铵盐溶液如NaCl、(NH4)2SO4等使蛋白质的溶解度降低,从溶液中析出的过程。特点:盐析属于物理变化,是可逆的过程,只是改变了蛋白质的溶解度,并未改变蛋白质的活性。应用:多次盐析和溶解可以分离提纯蛋白质。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(4)变性。定义:在某些物理因素或化学因素的影响下,蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象。影响因素:物理因素:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等;化学因素:强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。特点:变性会使蛋白质的结构发生变化,使其失去生理活性,在水中不能重新溶解,是不可逆过程。(5)颜色反应:分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。(6)蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,三、酶、核酸1.酶(1)定义: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,其中大多数是蛋白质。(2)催化特点。条件温和、不需加热。具有高度的专一性。具有高效催化作用。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.核酸(1)定义:核酸是一类含磷的生物高分子化合物。(2)分类。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向蛋白质的水解【例题】下列是某蛋白质的结构片段:(1)上述蛋白质结构片段的水解产物中不属于-氨基酸的结构简式为。(2)上述蛋白质结构片段水解后的氨基酸中,某氨基酸碳氢原子数比值最大。该氨基酸与NaOH溶液反应的化学方程式为。该氨基酸两分子缩合形成环状结构物质的分子式为。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,该氨基酸的同分异构体中,属于硝基化合物且苯环上有甲基的同分异构体有种。(3)已知上述蛋白质结构片段的相对分子质量为364,则水解生成的各种氨基酸的相对分子质量之和为。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.蛋白质溶液与盐溶液的反应盐溶液的浓度大小、轻金属盐溶液和重金属盐溶液对蛋白质的影响是不同的:(1)浓的轻金属盐溶液能使蛋白质发生盐析,蛋白质凝结成固体而从溶液中析出,盐析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性,盐析是物理过程,也是可逆的。利用盐析,可分离提纯蛋白质。(2)稀的轻金属盐溶液,不会降低蛋白质在水中的溶解度,反而会促进蛋白质的溶解。(3)重金属盐溶液,不论是浓溶液还是稀溶液,均能使蛋白质变性,变性后的蛋白质不再具有原有的可溶性和生理活性,变性过程是化学过程,变性是不可逆的。加热、紫外线、强酸、强碱、某些有机物也能使蛋白质变性。利用此性质可杀菌、消毒。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,特别提醒蛋白质的水解规律在酸、碱或酶的作用下,肽键断裂,碳原子连接羟基,氮原子连接氢原子。二肽由两个氨基酸分子形成,含一个肽键,n肽分子中含(n-1)个肽键。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验下列关于蛋白质的叙述错误的是()A.浓硝酸溅在皮肤上,使皮肤呈黄色,是由于浓硝酸和蛋白质发生颜色反应B.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质析出,再加水不溶解C.蛋白质水解的最终产物是氨基酸D.高温灭菌的原理是加热后使蛋白质变性,从而使细菌死亡解析:蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液能使蛋白质发生盐析,盐析是可逆的,加水后析出的蛋白质又会溶解。答案:B,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,1.右图是某只含有C、H、O、N的有机物分子的简易球棍模型。下列关于该有机物的说法正确的是()A.分子式为C3H8NO2B.在一定条件下,可以通过聚合反应,生成高分子化合物C.不能和盐酸反应D.不能和NaHCO3溶液反应,生成CO2解析:由该有机物的球棍模型可知其结构简式为,分子式为C3H7NO2,A错误;该有机物为氨基酸,可脱水缩合生成蛋白质,也可和盐酸反应生成盐,与NaHCO3反应生成CO2,B正确,C、D错误。答案:B,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.欲将蛋白质从水溶液中析出而又不改变它的性质,应加入()A.(NH4)2SO4溶液B.酒精溶液C.Pb(NO3)2溶液D.NaOH溶液解析:将蛋白质从水中析出而不改变其性质,应使蛋白质发生盐析,A正确;B、C、D项物质都可使蛋白质发生变性而从溶液中析出,蛋白质的理化性质、生理功能都会发生改变。答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.已知半胱氨酸的结构简式为,则下列说法错误的是()A.半胱氨酸属于-氨基酸B.半胱氨酸能与盐酸反应C.半胱氨酸可与NaOH溶液反应D.两分子半胱氨酸脱水形成的二肽结构简式为,解析:半胱氨酸是-氨基酸,属于两性化合物,能与NaOH反应生成钠盐,A、B、C三项均正确;形成肽键时应是羧基与氨基作用,而不是与巯基(SH)作用,D项错误。答案:D,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,4.(1)从鸡蛋清的溶液中提取蛋白质的方法有和。(2)鉴定一种物质的成分是真丝还是人造丝,可取一小块进行,这是因为。(3)蛋白质溶液中含杂质Cl-,有人用滴加AgNO3溶液的方法除去Cl-,他这样做的错误是。(4)现有淀粉和蛋白质胶体的混合液,要检验其中蛋白