第四章 生命中的有机化学物质第3节蛋白质和核酸学习目标 1.通过阅读和回忆生物知识,了解氨基酸、蛋白质的组成、结构特点。2.通过分析氨基酸的结构,讨论氨基酸的主要化学性质。3.通过演示,总结蛋白质的性质。4.认识蛋白质、酶、核酸等物质与人体健康的关系,体会化学学科在生命科学发展中所起的重要作用。基础知识梳理一、氨基酸1.氨基酸的分子结构氨基酸可看作是羧酸分子中被取代后的产物,天然蛋白质水解产生的氨基酸均为,其通式可写为。2.常见的氨基酸甘氨酸(氨基乙酸),结构简式为;丙氨酸(-氨基丙酸),结构简式为;谷氨酸(-氨基戊二酸),结构简式为。3.氨基酸的性质(1)物理性质:大多数能溶于水,能溶于强酸或强碱溶液,难溶于有机溶剂乙醇、乙醚。(2)化学性质两性:在氨基酸分子中,是酸性基团,是碱性基团。因此,氨基酸是化合物,能与酸、碱反应生成盐。甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式为成肽反应: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一分子水,缩合形成含有肽键()的化合物。例如:+ 。二、蛋白质的组成和性质1.组成蛋白质含有等元素,属于化合物。蛋白质分子直径很大,其溶液具有胶体的某些性质。2.性质(1)两性形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的,在多肽链的两端存在着自由的氨基与羧基,因此蛋白质既能与酸反应,又能与反应。(2)水解蛋白质在酸、碱或酶的作用下水解生成肽类化合物,最终水解生成多种。天然蛋白质水解的最终产物都是。(3)变性概念:在某些物理因素或化学因素的影响下,蛋白质的和发生改变的现象。影响因素:物理因素:、加压、搅拌、振荡、照射、超声波等;化学因素:、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,在水中重新溶解,是过程。(4)盐析向蛋白质溶液中加入某些,可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出的过程叫盐析。盐析只改变了蛋白质的,而没有改变其,该过程是的。多次盐析和溶解可以分离、提纯蛋白质。(5)颜色反应分子中含有的蛋白质与浓HNO3作用时呈色。3.酶(1)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。(2)酶催化反应的特点催化效率(比一般催化剂高1071013倍)。具有高度的。反应条件温和、不需要加热一般是在常温常压和接近中性的条件下进行的。三、核酸核酸是一类含磷的生物化合物。我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白质。基础交流1.氨基酸分子中共同含有的官能团有哪些?2.临床上解救Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属盐中毒的病人时,要求病人服用大量含蛋白质丰富的生鸡蛋、牛奶或豆浆等,为什么?3.所有的蛋白质均能与浓HNO3发生颜色反应吗?4.为什么在使用加酶洗衣粉时,水温不宜过高?重点探究探究1:氨基酸的结构与性质羧基与氨基可以发生像酯化反应那样的脱水反应,形成肽键。多个氨基酸结合成多肽时,能够形成的异构体的种类十分繁多,如:10种氨基酸形成的十肽,理论上超过1010种,20种氨基酸形成的十肽,理论上超过1013种。(1)写出两个丙氨酸分子反应生成二肽的化学方程式,并指出反应类型。(2)甘氨酸和丙氨酸的混合物在一定条件下可以发生反应生成链状二肽,试写出生成的所有二肽的结构简式。(3)十肽中肽键的数目是多少?你认为多肽具有的主要化学性质有哪些?(4)请分析如下多肽属于几肽,形成该多肽的氨基酸有哪些。探究拓展1.写出与过量NaOH反应的化学方程式。2.氨基酸为什么呈两性?在所学过的物质中有哪些物质既能跟酸反应又能跟碱反应?探究2:蛋白质的性质在澄清的蛋白质溶液中加入以下几种物质:(1)加入大量饱和食盐水,现象为,此过程叫作。(2)加入甲醛溶液,现象为,此过程称为蛋白质的。(3)加热煮沸,现象为,此过程称为蛋白质的。3.盐析与变性有什么区别?4.如何鉴别蛋白质?知识应用与拓展1.下列关于生物体内氨基酸的叙述中错误的是()。A.构成蛋白质的氨基酸的结构通式是B.人体内所有氨基酸均可以相互转化C.两个氨基酸通过脱水缩合可形成二肽D.人体内氨基酸分解代谢的最终产物是CO2、H2O和尿素2.蛋白质溶液分别做如下处理仍不失去生理活性的是()。A.高温加热B.紫外线照射C.加食盐水D.加NaOH溶液3.下列过程中不属于化学变化的是()。A.在蛋白质溶液中,加入饱和硫酸铵溶液,有沉淀析出B.皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色C.在蛋白质溶液中加入硫酸铜溶液,有沉淀析出D.用稀释的福尔马林溶液(0.1%0.5%)浸泡植物种子 4.蛋白质是构成生命的基础物质,而氨基酸又是构成蛋白质的基石。(1)最简单的氨基酸的结构简式是;该氨基酸形成的二肽的结构简式是;将该氨基酸溶于酸性溶液形成的微粒的结构简式是;将该氨基酸溶于碱性溶液形成的微粒的结构简式是。(2)在下列物质中:K2SO4HCHOMgSO4Hg(NO3)2NH4ClKOH,能使蛋白质变性的是;能使蛋白质发生盐析的是。思维导图