资源简介

(共34张PPT)
蛋白质
第四章 生物大分子
1.能根据氨基酸、蛋白质的官能团及官能团的转化，认识不同氨基酸、蛋白质及其性质上的差异。
2.理解氨基酸、多肽和蛋白质之间的相互转化关系。
3.认识蛋白质是生命活动的物质基础，是人体的必需营养物质，但是蛋白质的摄入量过多或过少都不利于人体健康，要合理安排饮食，注意营养搭配。
从最简单的病毒、细菌等微生物直至人类，生物体内的绝大多数生命过程都与蛋白质密切相关，可以说没有蛋白质就没有生命。氨基酸是组成蛋白质的基本结构单位，要认识蛋白质，必须首先认识氨基酸。
-CH2-COOH
H2N
观察常见的氨基酸的结构，思考并总结其结构特点？
甘氨酸(氨基乙酸)
CH3-CH-COOH
NH2
丙氨酸(2-氨基丙酸)
HOOC—(CH2)2—CH—COOH
NH2
谷氨酸(2-氨基戊二酸)
一、氨基酸
结构特点
官能团
从结构上看，氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的化合物
R
CH
NH2
O
C
OH
分子中既含有—COOH(羧基)又含有—NH2(氨基)
1.氨基酸的分子结构
一、氨基酸
1.氨基酸的分子结构
结构：
官能团：
R—CH—COOH
NH2
α
当R不是H时，（即除甘氨酸外），α-碳为手性碳原子
α-氨基酸
氨基（—NH2）
羧基（—COOH）
天然氨基酸大多数是α-氨基酸，组成蛋白质的氨基酸主要是α-氨基酸。
α-氨基酸除甘氨酸外，都有手性碳原子，具有对映异构体。
一、氨基酸
组成人体内蛋白质的氨基酸有21种，其中8种必须通过食物供给，称为必需氨基酸。
赖氨酸 色氨酸
苯丙氨酸 蛋氨酸
苏氨酸 异亮氨酸
亮氨酸 缬氨酸
一、氨基酸
亲水性
基团
天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，多在 200~300 ℃ 熔化时分解。一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
NH2
R
C
O
C
OH
H
这些基团能够与水分子形成氢键，从而增加氨基酸的水溶性
疏水性
基团
亲油
基团
亲脂
基团
很长的烃基以及苯基都会使其水溶性降低的
2.氨基酸的物理性质
① 氨基酸的两性：能与酸碱反应
3.氨基酸的化学性质
CH2-COOH + NaOH
NH2
CH2-COONa + H2O
NH2
CH2COOH+HCl CH2COOH
NH2
NH3Cl
CH2—COOH + H＋
NH2
CH2—COOH
NH3＋
CH2—COOH + OH
NH2
CH2—COO + H2O
NH2
【思考】氨基酸有两性，自身会不会发生反应？
酸性
碱性
下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是 ( )
①NaHCO3 ; ②(NH4)2S ; ③Al(OH)3 ;
④NH4Cl； ⑤H2N-CH2-COOH ; ⑥CH3COOH
A.①②③ B.①②④⑤ C.⑤⑥ D.①②③⑤
小结：既能与酸反应又能与碱反应的物质
(1)多元弱酸的酸式盐； (2)弱酸的铵盐；
(3)具两性的物质； (4)氨基酸和蛋白质；
D
② 成肽反应
3.氨基酸的化学性质
+ H2O
二肽
+
氨基酸
氨基酸
肽键或酰胺键
三肽
氨基酸分子（可以相同，也可以不同）之间在一定条件下，通过氨基和羧基间缩合脱去水形成含有肽键的化合物
② 成肽反应
3.氨基酸的化学性质
多肽
多肽常呈链状，因此也叫肽链。肽链能盘曲、折叠，还可以相互结合，形成蛋白质。一般把相对分子质量在10000以上，并具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。
二肽有一个肽键
三肽有两个肽键
四肽有三个肽键
n肽有(n-1)个肽键
注意：①由于肽中仍含有-NH2和-COOH，肽也有两性。
②肽键可简写为 -CONH-，不能写成 -CNHO-。
多肽的性质： 因肽键的存在， 多肽能进行水解
拓展：缩聚反应
单体通过分子间的相互缩合而生成成高分子化合物,同时有小分子(如H2O、NH3等)生成的反应叫缩合聚合反应。
小结:缩聚反应：由同种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为n-1;由两种不同单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为2n-1。
[ ]n
R O R′ O
－HN－CH－C－NH－CH－C－
＝
＝
　 R O R′ O
H－HN－CH－C－OH + H－NH－CH－C－OH
＝
＝
H
OH
多肽
两个不同的氨基酸共聚：
n
n
+ (2n-1)H2O
H2N－CH2－COOH
甘氨酸
NH2
CH3－CH－COOH
丙氨酸
同种氨基酸间脱水成肽：
CH2
CO
H2N
CH2
COOH
NH
CH
NH2
CO
CH3
CH
CH3
COOH
NH
不同氨基酸间脱水成肽：
CH2
CO
H2N
CH
CH3
COOH
NH
CH
NH2
CO
CH3
CH2
COOH
NH
4种
甘氨酸与丙氨酸混合物脱水成肽，可以生成几种二肽？
氨基酸遇茚三酮试剂，溶液变为紫色
-----反应灵敏，常用于氨基酸的检测。
③显色反应
生活中常见的蛋白质
蚕丝
鸡蛋
羊排
豆浆
烤鱼
牛奶
二、蛋白质
蛋白质是由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子，是一般细胞中含量最多的有机分子。蛋白质中主要含有C、H、O、N、S等元素，有些蛋白质还含有 P、Fe、Zn、Cu 等元素。人体含有的蛋白质种类超过 10 万种,属于天然有机高分子化合物，其溶液具有胶体的某些性质
蛋白质含量的测定
由于生物组织中绝大部分氮元素来自蛋白质，而且各种来源不同的蛋白质的含氮量都比较接近，平均为16%。因此生物样品中的1g氮元素大致相当于6.25 g蛋白质，由此可以通过测定样品中氮元素的质量分数计算出其中蛋白质的含量。
二、蛋白质
1.蛋白质的结构
蛋白质分子中氨基酸单体的排列顺序对蛋白质的性质和功能起着决定性作用
一级结构
肽键中的氧原子与氢原子之间存在氢键，会使肽链盘绕或折叠成特定的空间结构
二级结构
二、蛋白质
1.蛋白质的结构
肽链在二级结构基础上还会进一步盘曲折叠，形成更复杂的三级结构
三级
结构
四级
结构
多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如氢键等)排列组装，形成蛋白质的四级结构
二、蛋白质
2.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缩合形成的，在多肽的两端必然存在着自由的氨基与羧基，同时侧链中也往往存在酸性或碱性基团。故蛋白质与氨基酸一样也是两性分子
含有羧基或氨基
二、蛋白质
2.蛋白质的化学性质
②水解
HO
H
O
H
H—N—CH2—C—
O
H
—N—CH2—C—OH
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多肽化合物,最终水解得到氨基酸。天然蛋白质水解的最终产物都是α-氨基酸。
酱油的鲜味就是蛋白质分解产生的氨基酸的味道。其中谷氨酸的鲜味最大。
蛋白质
二氧化碳、水和尿素等
氧化
多肽
氨基酸
重新组合
肌肉、皮肤、毛发、血液和激素等
酶、酸或碱
水解
酶、酸或碱
逐步水解
蛋白质在人体中的消化过程
③盐析
大鹿
化学
少量的某些可溶性盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)能促进蛋白质的溶解。但当这些盐在蛋白质溶液中达到一定浓度时，反而会使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的现象称为蛋白质的盐析
+水
浑浊消失
+盐
出现浑浊
注意：盐析是物理变化，是可逆过程，可用于分离提纯蛋白质
轻金属
④变性
在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。
鸡蛋清溶液
滴加AgNO3溶液
振荡
类似加热
滴加蒸馏水
振荡
产生白色沉淀
沉淀不溶解
蛋白质的变性是一个化学过程，变性后的蛋白质在水中溶解度下降，同时也会失去生理活性。蛋白质变性是不可逆的。
④变性
在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的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：加热、加压、振荡、超声波、紫外线和放射线等；
化学因素：强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛等；
甲醛水溶液(福尔马林)浸泡动物标本
酒精消毒
注意：蛋白质变性是化学变化，是不可逆过程，可用于杀菌消毒
盐析 变性
变化条件 浓的轻金属盐溶液 受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐、某些有机化合物
变化实质 物理变化(溶解度降低) 化学变化(蛋白质性质改变)
变化过程 可逆 不可逆
用途 分离提纯蛋白质 杀菌消毒
蛋白质盐析和变性的不同点
思考与讨论
在日常生活中有时需要利用蛋白质变性，如食物加热、消毒等，有时要防止蛋白质变性，如疫苗等生物制剂需低温保存等。
3. 做胃透视时，要服“钡餐”硫酸钡，为何不会中毒？能否改服碳酸钡？
1.因误服铅、汞等重金属盐中毒的患者在急救时，为什么可口服牛奶、蛋清或豆浆？
2.为什么紫外线可用于环境和物品消毒，放射线可用于医疗器械灭菌？
误服重金属盐，可口服牛奶、蛋清或豆浆，其目的是使重金属盐与牛奶等发生变性作用，从而减少人体蛋白质变性。
紫外线用于环境和物品消毒，放射线用于医疗器械消毒，都是利用紫外线或放射线使细菌和病毒中的蛋白发生变性而使其死亡。
⑤显色反应
——可用于蛋白质的分析检测
⑥燃烧产生烧焦羽毛的气味
用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等)
向蛋白质溶液加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热后沉淀变黄色。
含有苯环
鸡蛋清溶液
滴加HNO3溶液
振荡
加热
产生白色沉淀
加热后沉淀变黄色
科学史话：人工合成结晶牛胰岛素
胰岛素是由胰腺分泌的一种激素，具有调节体内糖类、蛋白质和脂肪代谢等功能。胰岛素是最先被确定氨基酸序列的蛋白质，其结构由桑格①等于1955年测定。它由两条肽链组成，分别是由21个氨基酸形成的 A 链和30个氨基酸形成的 B 链，两条链通过二硫键（- S - S -）连接。
烫发的原理
头发主要由角蛋白组成，其中的含硫氨基酸形成的二硫键(-S-S-)是维持头发弹性和形状的一个重要结构。一般烫发时使用的还原剂可以使头发中的二硫键断裂，产生游离的巯基（-SH )。再用一定的工具将头发卷曲或拉直成需要的形状。然后用氧化剂使巯基之间发生反应，生成新的二硫键，使头发的形状得以固定。频繁烫发会对头发造成一定程度的损害。
资料卡片
三、酶
在酶的作用下，生物才能进行新陈代谢，完成消化、呼吸、运动、生长、发育、繁殖等生命活动。
特点
具有高效催化作用
条件温和
具有高度的专一性
一般是普通催化剂的107倍
一般在接近体温和中性的条件下进行，此时酶的活性最高。超过适宜的温度时，酶将失去活性
酶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。
应用:蛋白酶用于医药、制革等工业;淀粉酶用于食品、发酵、纺织等工业;有的酶还可用于疾病的诊断。
(1)蛋白质都是高分子化合物，组成元素只有C、H、O、N(　　)
(2)蛋白质在酶的作用下，可直接水解生成各种氨基酸(　　)
(3)生物体内的酶都是蛋白质(　　)
(4)蛋白质溶液遇到盐就会变性(　　)
(5)蛋白质变性属于化学变化(　　)
(6)向鸡蛋白溶液中加入醋酸铅溶液，生成白色沉淀，加水可重新溶解(　　)
(7)可以通过灼烧的方法鉴别真蚕丝和人造丝(　　)
×
×
×
×
√
×
√
2.诺贝尔化学奖授予将“化学生物学提升为现代最大科学”的三位化学家，利用三人的研究成果，可以迅速地辨识蛋白质，制造出溶液中蛋白质分子的三维空间影像。下列关于蛋白质的说法不正确的是
A.蛋白质在酶的作用下最终水解成氨基酸
B.蚕丝的主要成分是纤维素
C.向蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠溶液，析出蛋白质固体，此过程发生
了物理变化
D.每种蛋白质分子都有特定的四级结构
B

展开更多......

收起↑