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蛋白质
1.认识氨基酸和蛋白质的关系，以及它们对人体健康的影响；
2.能列举简单氨基酸的组成、结构、主要的化学性质和典型的检验方法；
3.能辨识蛋白质中的肽键，能判断氨基酸的缩合产物和多肽的水解产物，能通过实验探究蛋白质的主要性质和检验方法；
4.能初步认识核酸的结构特点和生物功能，体会生物大分子的研究的重要意义。
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、氨基酸的组成、结构与性质
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)
一、氨基酸的组成、结构与性质
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、氨基酸的组成、结构与性质
物理性质
固态氨基酸主要以内盐形式存在，熔点较高，不易挥发，难溶于有机溶剂。常见的氨基酸均为无色结晶，熔点在200 ℃以上。
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、氨基酸的组成、结构与性质
化学性质
羧基(—COOH)
氨基(—NH2)
显酸性，能与碱反应
显碱性，能与酸反应
两性
一、氨基酸的组成、结构与性质
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
化学性质
一、氨基酸的组成、结构与性质
显色反应
凡含有—NH2的α 氨基酸遇茚三酮均显紫色反应。该反应非常灵敏，是鉴定氨基酸最简便的方法。人的手汗中含有多种氨基酸，遇茚三酮可起显色反应，在法医学上曾通过该反应检验指纹。
一、氨基酸的组成、结构与性质
成肽反应
+ 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
一、氨基酸的组成、结构与性质
成肽反应
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
二、蛋白质的结构与性质
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。
氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序称为蛋白质的一级结构
结构
二、蛋白质的结构与性质
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、蛋白质的结构与性质
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、蛋白质的结构与性质
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；蛋白质也能和茚三酮反应生成有颜色的产物。但由于其结构上的特殊性，它又有一些自身特有的性质。
含有羧基或氨基
二、蛋白质的结构与性质
实验操作 实验现象 实验结论 类型
① 加入饱和硫酸铵溶液
② 加入饱和硫酸钠溶液 ③ 加热
④加入饱和硫酸铅溶液 ⑤加入浓硝酸并加热
蛋白质溶液
有白色絮状沉淀，加水溶解
浓的盐溶液能使蛋白质溶解度变小析出
物理变化
过程可逆
有白色絮状沉淀，加水溶解
盐析
有白色絮状沉淀，加水不溶解
有白色絮状沉淀，加水不溶解
有白色絮状沉淀，加热后呈黄色
化学变化
过程不可逆
变性
加热或重金属盐等使蛋白质发生性质上的改变而聚沉
显色反应
蛋白质中含有苯环的氨基酸被硝酸硝化
盐析应用：分离和提纯蛋白质
变性应用：杀菌消毒
二、蛋白质的结构与性质
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
二、蛋白质的结构与性质
显色反应
——可用于蛋白质的分析检测
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
二、蛋白质的结构与性质
酶的催化作用
酶的催化机理经历下列四个步骤：反应物与酶结合形成配合物，反应物变成激活状态，产物在酶表面形成，产物从酶的表面释放。
酶分子中真正起催化作用的是酶的活性部位
三、核酸的结构及生物功能
DNA和RNA通过核酸序列编码遗传信息，从而指导蛋白质的合成，并进一步确定生命的形式。
天然的核酸
绝大多数生物体的遗传物质
少数生物体的遗传物质
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
组成中所含戊糖的不同
在生物体内，核酸主要以与蛋白质结合成核蛋白的形式存在于细胞中。
核蛋白水解后能得到核酸，核酸是核蛋白的非蛋白部分。核酸可以进一步水解，得到核苷酸，核苷酸则由碱基、戊糖及磷酸组成。
三、核酸的结构及生物功能
三、核酸的结构及生物功能
两种核酸中的碱基(具有碱性的杂环有机化合物)
①RNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四种。
②DNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种。
三、核酸的结构及生物功能
①DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构。②每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧。③两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。
DNA的双螺旋结构特点
三、核酸的结构及生物功能
RNA主要存在于细胞质中，它们以DNA为模板而形成，将DNA的遗传信息翻译并表达成具有特定功能的蛋白质。
RNA也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。
三、核酸的结构及生物功能
碱基互补配对原则
核
苷
酸
磷酸
形成磷酯键
核苷
戊糖
碱基
聚合缩合
RNA单链
状结构
核酸
水解
缩合
水解
缩合
水解
缩合
DNA双螺
旋结构
多聚核
苷酸链
氢键作用

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