第三节蛋白质和核酸

1、第四章第三节蛋白质与核酸1一、氨基酸的结构与性质一、氨基酸的结构与性质 1 氨基酸定义氨基酸定义 羧酸分子里烃基上的氢原子被羧酸分子里烃基上的氢原子被取代后取代后的生成物称为的生成物称为 NH2CH2COOHCH如：如： 2 氨基酸的结构：氨基酸的结构： 氨气分子氨气分子(NH3)去掉一个氢原子后的部分去掉一个氢原子后的部分 。2(3)氨基酸：氨基酸： -羧酸分子里的羧酸分子里的被氨基取代的生被氨基取代的生成物成物 分子通式：分子通式： NH2COOHRCHNH2COOHCH3CH3(4)常见的常见的氨基酸氨基酸(熟记熟记-名称和结构简式名称和结构简式) 氨基乙酸氨基乙酸() 氨基丙酸氨基丙酸

2、 () NH2CH2COOHNH2COOHCH3CH4氨基氨基1，5戊二酸戊二酸() 氨基苯丙酸氨基苯丙酸() NH2CH2COOHHOOCCHCH2NH2CH2COOHCH53 氨基酸的物理性质：氨基酸的物理性质： -天然的氨基酸均为无色晶体，熔点较高，天然的氨基酸均为无色晶体，熔点较高，在在200300熔化时分解。熔化时分解。，而，而难溶于乙醇、乙醚。难溶于乙醇、乙醚。 (1)氨基酸的两性氨基酸的两性 因含有酸性基团因含有酸性基团-羧基羧基(一一COOH)和和碱性基团碱性基团-氨基氨基(一一NH2)，故氨基酸，故氨基酸能与碱反应生成盐，又能与酸反应生能与碱反应生成盐，又能与酸反应生成盐成盐

3、 ，氨基酸是两性化合物。氨基酸是两性化合物。4 氨基酸的化学性质：氨基酸的化学性质： 6NH2CH2C OHO+ HClNH3+Cl-CH2C OHONH2CH2C OHO+NH2CH2C O-Na+ONaOH+H2O如：如： (2)成肽反应成肽反应 RCH C OHO+ H2OH2NNHR1CH C OHOHRCH COH2NNHR1CH C OHO氨基酸氨基酸 7-在一定条件下，两个氨基酸分子通过在一定条件下，两个氨基酸分子通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水（分子水（酸脱羟基氨脱氢酸脱羟基氨脱氢），缩合形成含），缩合形成含有有肽键肽键的化合物

4、的反应，称为的化合物的反应，称为 。其中其中 a.肽键肽键 CONHOHRCH COH2NNHR1CH CONHR2CH C OHORCH COH2NNHR1CH CO1个肽键个肽键2个肽键个肽键8b.多肽多肽 两个氨基酸分子脱水后形成二肽；两个氨基酸分子脱水后形成二肽；二肽继续与其他氨基酸脱水形成三肽、二肽继续与其他氨基酸脱水形成三肽、四肽，乃至长链的多肽。四肽，乃至长链的多肽。 OHRCH COH2NNHR1CH CONHR2CH CONHRnCH CO1个肽键个肽键1个肽键个肽键多个肽键多个肽键9【思考思考】将甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽将甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应

5、，有几种二肽生成？写出有关反应方程反应，有几种二肽生成？写出有关反应方程式式 4种种 CH2C OHO+ H2OH2NNHC OHOHCOH2NNHC OHOCH2CH2CH2CH C OHO+H2OH2NNHCH C OHOHCH COH2NNHCH C OHOCH3CH3CH3CH3C OHO+ H2OH2NNHCH C OHOHCOH2NNHCH C OHOCH3CH3CH2CH2CH2CH C OHO+H2OH2NNHC OHOHCOH2NNHC OHOCH3CH2CHCH310 二、蛋白质的结构与性质二、蛋白质的结构与性质 1、组成和结构、组成和结构 (1)蛋白质是由多种氨基酸结合而

6、成的天然蛋白质是由多种氨基酸结合而成的天然高分子化合物高分子化合物 11(2)组成：组成：-由由C、H、O、N、S等元素组成。等元素组成。 少量少量蛋白质蛋白质还含有微量的还含有微量的Fe、Cu、Zn、Mn等等元素元素 (3)蛋白质的结构蛋白质的结构-天然蛋白质的结构独特而稳定，天然蛋白质的结构独特而稳定，按照氨基酸的连接方式分为：按照氨基酸的连接方式分为：一级一级结构、结构、二级二级结构、结构、三级三级结构、结构、四级四级结构。结构。 12【蛋白质的结构蛋白质的结构】 1 1、一级一级结结构：构： 蛋白蛋白质分子中质分子中各种氨基各种氨基酸的连接酸的连接方式和排方式和排列顺序叫列顺序叫蛋白质

7、的蛋白质的一级结构。一级结构。2 2、二级二级结构：结构： 多肽链卷多肽链卷曲盘旋和曲盘旋和折叠而成折叠而成的有规律的有规律的空间结的空间结构称为蛋构称为蛋白质的二白质的二级结构。级结构。3 3、三级三级结构结构 蛋蛋白质分子在二级结构白质分子在二级结构的基础上进一步盘曲的基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构。折叠形成的三维结构。亚基亚基 4 4、四级四级结构结构 亚基亚基的立体排布、亚基间的立体排布、亚基间的相互作用与布局称的相互作用与布局称为四级结构为四级结构蛋白质的蛋白质的13 在盛有鸡蛋白溶液在盛有鸡蛋白溶液的试管里，缓慢地加入的试管里，缓慢地加入2ml饱和的（饱和的（NH4）2SO4溶

8、液，观察沉淀的析出。溶液，观察沉淀的析出。然后把少量的带有沉淀然后把少量的带有沉淀的液体加入盛有的液体加入盛有2ml蒸蒸馏水的试管里，观察实馏水的试管里，观察实验现象验现象 实验实验4 4一一2 2向蛋白质溶液中加入向蛋白质溶液中加入( (NH4) )2 2SO4溶液时，会溶液时，会使蛋白质从溶液沉淀出来，加水后沉淀又溶使蛋白质从溶液沉淀出来，加水后沉淀又溶解。解。142蛋白质的化学性质蛋白质的化学性质 (1) 蛋白质蛋白质盐析盐析 -蛋白质溶液加入某些无机盐的浓溶液，蛋白质溶液加入某些无机盐的浓溶液，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的过程叫的过程叫 。

9、注意注意 a.蛋白质的蛋白质的盐析是一个盐析是一个如：如： Na2SO4 、MgCl4 、NH4Cl 15轻金属轻金属-把密度小于把密度小于4.5g/cm3的金属叫的金属叫轻金属。如：轻金属。如：等、等、重金属重金属-把密度大于把密度大于4.5g/cm3的金属的金属叫重金属。如：叫重金属。如： c 蛋白质经蛋白质经盐析、加水盐析、加水溶解后，溶解后，采用多次盐析和采用多次盐析和溶解，可以溶解，可以蛋白质。蛋白质。 16 实验实验4-3： 分别取四支试管。加入分别取四支试管。加入2mL鸡蛋白溶液，鸡蛋白溶液，编好号。编好号。1向第一支试管中加入几滴向第一支试管中加入几滴醋酸铅醋酸铅溶液；溶液；2

10、向第二支试管中加入几滴向第二支试管中加入几滴硫酸铜硫酸铜溶液；溶液；3向第三支试管中加入几滴向第三支试管中加入几滴甲醛甲醛溶液；溶液；4将第四支试管放在酒精灯上将第四支试管放在酒精灯上加热加热。最后分别向四最后分别向四支支试管中加适量的水，震荡观试管中加适量的水，震荡观察现象察现象报告实验结果报告实验结果: : 蛋白质均凝结，加入适量清水后，凝蛋白质均凝结，加入适量清水后，凝结的蛋白质不再溶解。结的蛋白质不再溶解。 17(2)(2) 蛋白质蛋白质变性变性 18注意注意 a.蛋白质的蛋白质的变性是一个变性是一个 b.b.蛋白质的蛋白质的变性条件变性条件 物理因素：物理因素： -加热、加压、搅拌、

11、振荡、紫外线加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等照射、超声波等 化学因素化学因素 -强强酸、强碱酸、强碱(NaOH)、某、某些有机物些有机物(如：三氯乙酸、乙醇、丙酮、如：三氯乙酸、乙醇、丙酮、苯酚、甲醛苯酚、甲醛) 19重金属盐重金属盐 -(CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2)； (AgNO3)； (CH3COO)2Pb、Pb(NO3)2 )； (Hg(NO3)2) c.蛋白质变性后，加水不能重新溶解，蛋蛋白质变性后，加水不能重新溶解，蛋白质白质了原有的生理活性了原有的生理活性 d.d.应用应用-杀菌消毒杀菌消毒 20学与问学与问P901在临床上解救在临床上解救Cu2+、Pb2

12、+、Hg2+等重金属等重金属盐中毒的病人时，要求病人服用大量含蛋盐中毒的病人时，要求病人服用大量含蛋白质丰富的蛋清、牛奶、豆浆等。为什么？白质丰富的蛋清、牛奶、豆浆等。为什么？2医院中一般使用酒精、蒸煮、高压和紫外医院中一般使用酒精、蒸煮、高压和紫外线等方法进行消毒杀菌。为什么？线等方法进行消毒杀菌。为什么？3松花蛋的腌制原理是什么？松花蛋的腌制原理是什么？ 21(3)颜色反应颜色反应 -蛋白质溶液中加入浓硝酸产生白色沉淀蛋白质溶液中加入浓硝酸产生白色沉淀（？），加热后沉淀变黄，称为蛋白质的（？），加热后沉淀变黄，称为蛋白质的颜色反应颜色反应 。含有苯基的蛋白质均能发生颜。含有苯基的蛋白质均能

13、发生颜色反应。色反应。蛋白质蛋白质 + + 浓硝酸浓硝酸显黄色显黄色应用应用 -用颜色反应可用颜色反应可蛋白质。还有蛋白质。还有什么方法呢？什么方法呢？ 22(4)水解反应水解反应 蛋白质蛋白质水解水解多肽多肽水解水解蛋白质在酸、碱或酶的作用下，水解成相蛋白质在酸、碱或酶的作用下，水解成相对分子质量较小的肽类化合物，最终水解对分子质量较小的肽类化合物，最终水解成各种氨基酸。成各种氨基酸。天然蛋白质的最终水解产物都是天然蛋白质的最终水解产物都是-氨基酸氨基酸23(5)具有两性具有两性 -氨基酸脱水形成肽，而蛋白质的多肽周氨基酸脱水形成肽，而蛋白质的多肽周围都有氨基、羧基等碱性或酸性基团存在，围都

14、有氨基、羧基等碱性或酸性基团存在，所以蛋白质和酸、碱都反应，具有两性。所以蛋白质和酸、碱都反应，具有两性。 科学视野科学视野P90 -人工合成结晶牛胰岛素人工合成结晶牛胰岛素1965年我国科技工作者成功合成了具有生年我国科技工作者成功合成了具有生物活性的物活性的结晶牛胰岛素。这是科学史结晶牛胰岛素。这是科学史上的一大成就，可以说是科学史上又一上的一大成就，可以说是科学史上又一“丰碑丰碑”。 24试试管管编编号号 往装有蛋白质往装有蛋白质的试管中添加的试管中添加的试剂或操作的试剂或操作 实验现象实验现象 继续往试管滴加继续往试管滴加入水后的实验现入水后的实验现象象 1 2 3 4 5 盐析盐析盐

15、析盐析变性变性变性变性颜色反应颜色反应25蛋白质蛋白质盐盐析与变性的对比析与变性的对比 盐析盐析 变性变性 相同点相同点 不不同同点点 盐不同盐不同 复原复原 用途用途 26 -酶酶是一类由细胞产生的、对生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物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质蛋白质 27酶的催化特点酶的催化特点 1.条件温和，不需加热条件温和，不需加热 -在在时酶的活性最强，超过适时酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶会失去活性宜的温度时，酶会失去活性 2.具有高度的专一性具有高度的专一性 -即一种酶只能催化一种反应即一种酶只能催化一种反应 3.具有高效催化作用具有高效催化作

16、用 -酶的催化效率比普通催化剂高酶的催化效率比普通催化剂高1071013倍倍 28 -核酸是一类含磷的高分子核酸是一类含磷的高分子化合物，化合物，DNA就是其组成的，就是其组成的，还有一种是还有一种是RNA（核糖核酸）（核糖核酸），DNA和和RNA互相作用合成互相作用合成蛋白质。蛋白质。 29【堂上练习堂上练习】 1下列过程中，不可逆的是下列过程中，不可逆的是-（ ） A.蛋白质的盐析蛋白质的盐析 B.酯的水解酯的水解 C.蛋白质的变性蛋白质的变性 D.氯化铁的水解氯化铁的水解2欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性欲将蛋白质从水中析出而又不改变它的性质应加入质应加入-（ ） A.甲醛溶液甲醛溶

17、液 B.CuSO4溶液溶液 C.饱和饱和Na2SO4溶液溶液 D.浓硫酸浓硫酸 CC303下列哪种作用不属于蛋白质变性下列哪种作用不属于蛋白质变性-（ ） A、制作豆腐、制作豆腐 B、制作干酪、制作干酪 C、淀粉水解、淀粉水解 D、酒精杀菌、酒精杀菌 4下图表示蛋白质分子结构的一部分，图下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中中A、B、C、D标出分子中不同的键。当标出分子中不同的键。当蛋白质水解反应时，断裂的键是蛋白质水解反应时，断裂的键是-( ) NHCHRCOCONHCHR1ABCDCB31归纳与整理归纳与整理 1氨基酸的结构与性质氨基酸的结构与性质 a一氨基酸一氨基酸结构通式结构通式 官能团官能团 与盐酸反与盐酸反应应 NH2COOHRCHRCHNH2COHO+ HClNH3+Cl-COHOCHR32与与NaOH反反应应 成肽反应成肽反应 常见的氨常见的氨基酸基酸RCHNH2C OHO+NH2C O-Na+ONaOH+H2OCHRRCH C OHO+H2OH2NNHR1C