新课标苏教版选修五 有机化学基础 专题五 生命活动的物质基础 第二单元 氨基酸 蛋白质 核酸 二、蛋白质

蛋白质是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子。 （一）蛋白质的概念 蛋白质是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子。 思考： 蛋白质与多肽的区别？ （二）蛋白质的存在 主要的存在于生物体内，肌肉，发，皮肤，角蹄，酶，激素，抗体，病毒；在植物中也很丰富，比如大豆，花生，谷物。 是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。

（三）蛋白质的性质 思考： 蛋白质能否溶于水？ 蛋白质溶于水形成溶液还是胶体？ 蛋白质是由氨基酸缩聚而成，哪它是否也有两性？ 蛋白质还有什么性质？ 如何提纯蛋白质？ 如何检验蛋白质？ 福尔马林防腐的原理？ 为什么重金属中毒的病人能利用鸡蛋清解毒？还有别的办法吗？

性质1:具有两性 D 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 ; ⑥CH3-COOH 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；

性质2:能够水解 (结构中含有肽键) 水解原理： 注意：不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸， O H H—N—CH2—C— —N—CH2—C—OH HO H 注意：不同的蛋白质水解最终生成各种氨基酸， 但只有天然蛋白质水解均生成α-氨基酸

【课堂练习】 1.下图表示蛋白质分子结构的一部分,图中(A)、(B)、(C)、(D)标出分子中不同的键。当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是（ ） C —N—CH—C—N—CH—C— H R O (A) (B) (C) (D)

在适宜条件下完全水解得到4种产物，它们的结构简式为 ， 2. 已知有机化合物: CH3--C--O --NH--C--CH2-CH3 O --C--O-- 在适宜条件下完全水解得到4种产物，它们的结构简式为 ， 。 HO-- --NH2 CH3-C-OH, O HO-C-CH2-CH3 --C-OH, OH

性质3:盐析 ●实验： ●结论： 什么样的盐？ 浓无机盐 水 鸡蛋白溶液 蛋白质凝聚 蛋白质重新溶解 这是为什么？ 1. 蛋白质溶液中加浓的无机盐溶液〔如Na2SO4、(NH4)2SO4等〕,可使蛋白质的溶解度减小, 破坏了蛋白质溶解形成的胶体结构，使蛋白质转变为沉淀而从溶液中析出----盐析。 2. 盐析是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质 ●应用： 利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。

性质4:变性 ●实验： ●结论： ●应用： 加水 加 热 乙酸铅 加水 消毒原理 鸡蛋白溶液 蛋白质凝结 不再溶解 鸡蛋白溶液 蛋白质凝结 在热、强酸、强碱、重金属盐、甲醛、酒精、苯酚溶液、紫外线等作用下，蛋白质失去原有的可溶性而凝结，同时丧失了生理活性。这种过程是不可逆的。 ●应用： 消毒原理

学 与 问 1.为什么医院里用高温蒸煮、照射紫外线、喷洒苯酚溶液、在伤口处涂抹酒精溶液等方法来消毒杀菌？ 学 与 问 1.为什么医院里用高温蒸煮、照射紫外线、喷洒苯酚溶液、在伤口处涂抹酒精溶液等方法来消毒杀菌？ 2.为什么生物实验室用甲醛溶液（福尔马林）保存动物标本？ 3.为什么在农业上用波尔多液（由硫酸铜、生石灰和水制成）来消灭病虫害？ 4.钡盐也属于重金属盐，医院在做胃透视时要服用“钡餐”BaSO4为何不会中毒？能否改服BaCO3？

概念对比 盐析 变性 变化条件 变化性质 变化过程 用 途 受热、紫外线、酸、碱、 浓的无机盐溶液 重金属盐和某些有机物 物理变化 化学变化 用 途 受热、紫外线、酸、碱、 重金属盐和某些有机物 浓的无机盐溶液 物理变化 (溶解度降低) 化学变化 (蛋白质性质改变) 可逆 不可逆 杀菌消毒 分离提纯

性质5: 颜色反应 ●实验： ●结论： ●应用： 用于鉴别蛋白质的存在 双缩脲试剂 （1）鸡蛋白溶液 变成黄色 （2）鸡蛋白溶液 浓硝酸 变成黄色 （2）鸡蛋白溶液 10%NaOH 1%CuSO4 紫玫瑰色溶液 （3）鸡蛋白溶液 0.1%茚三酮 蓝紫色溶液 ●结论： 蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应。 ●应用： 用于鉴别蛋白质的存在

C 性质6:燃烧产生烧焦羽毛气味 ●用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等) ●鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”，在如下各方法中正确的是( ) ①滴加浓HNO3, ②滴加浓硫酸, ③滴加酒精, ④灼烧 A.①③ B.② ④ C. ①④ D. ③④ C ●归纳：检验蛋白质的方法 (1)燃烧；(2)颜色反应。

●焰色反应: 是指某些金属及其化合物在灼烧时能使火焰体现出一定的颜色。 概念对比 颜色反应与金属的焰色反应 ●颜色反应: 一般在溶液中指有明显颜色变化的化学反应,如苯酚与FeCl3溶液呈紫色;碘与淀粉呈蓝色；某些蛋白质与浓硝酸呈黄色。 ●焰色反应: 是指某些金属及其化合物在灼烧时能使火焰体现出一定的颜色。 ●颜色反应和焰色反应都可用于物质的检验

【练习】 C C 1.下列过程中，不可逆的是（ ） A.蛋白质的盐析 B.酯的水解 C.蛋白质白变性 D.氯化铁的水解 1.下列过程中，不可逆的是（ ） A.蛋白质的盐析 B.酯的水解 C.蛋白质白变性 D.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 质应加入（ ） A.甲醛溶液 B.CuSO4溶液 C.饱和Na2SO4溶液 D.浓硫酸 C

3. 下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解时，断裂的键是（ ） O NH CH R 1 2 3 A B D

4. 蛋白质、淀粉、脂肪是三种重要的营养物质，其中______不是高分子化合物，这三种物质水解的最终产物分别是 蛋白质→________； 淀粉→_________； 脂肪→______________ ； 在蛋白质水解的最终产物分子中，含有 ___________ 官能团。 脂肪 氨基酸 葡萄糖 高级脂肪酸和甘油 氨基和羧基

（四）蛋白质的结构 思考： 为什么蛋白质数目众多，结构复杂？ 各种蛋白质的特殊功能和活性主要取决于什么？ 蛋白质可能包含一条或多条肽链，不同肽链中所包含的氨基酸数量以及它们的排列方式各不相同，多肽链本身以及多肽链之间还存在空间结构问题。 各种蛋白质的特殊功能和活性主要取决于什么？ 取决于组成多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序和其特定的空间结构。即蛋白质的结构。 什么是蛋白质的一级、二级、三级和四级结构？ 思考：

（四）蛋白质的结构 一级结构： 二级结构： 三级结构： 四级结构： 蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序叫蛋白质的一级结构。蛋白质的生物活性首先取决于蛋白质的一级结构。（教材P 105） 多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构称为蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构主要依靠肽链中氨基酸残基亚氨基上的氢原子与羰基上的氧原子之间的氢键而实现。（教材P 106）α-螺旋结构和ß-折叠结构 蛋白质分子在二级结构的基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构。 具有三级结构的多肽链叫亚基 （教材P 106） 蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基间的相互作用与布局称为蛋白质的四级结构。 （教材P 107）

蛋白质的结构 一级 二级 三级结构

桑格(英国生物化学家） （发现蛋白质的一级结构） 桑格在20世纪40年代测定出牛胰岛素分子中全部氨基酸的排列顺序，并证明了其内部氨基酸的结 合方式，于1958年获得诺贝尔化学奖。这一发现首次揭示了蛋白质结构的奥秘，为人工合成牛胰岛素奠定了基础。 桑格(英国生物化学家） （发现蛋白质的一级结构）

                                                                     平行式和反平行式两种类型

平行（A）和反平行（B）β－折叠片中氢键的排列                                                                     平行（A）和反平行（B）β－折叠片中氢键的排列

美国科学家鲍林提出——氢键理论与蛋白质分子的螺旋结构模型                                                                     α－螺旋(α－helix) ---------二级结构元件.

蛋白质的空间结构

                                                                           蛋白质结构模型

蛋白质的分子图象

血红蛋白由四个具有三级结构的多肽链构成，其中两个是链，另两个是链其四级结构近似椭球形状。

佩鲁茨和肯德鲁 1960年首先测定出血红蛋白分子的原子结构，证实它由约12000个原子组成。他们于1962年获得诺贝尔化学奖。 蛋白质精 密结构的发现，对生物化学和分子生物学的兴起与发展起到了巨大的推动作用。                                                                                                佩鲁茨 　 肯德鲁 英国生物化学家 英国分子生物学家

（五）神奇的蛋白质——酶 生物体、植物无时无刻都在进行着化学反应，并且这些反应在生物体存在的条件下温和地进行，而且会随着环境、身体的情况而随时自动、精确的改变，是什么让这些反应可以实现的？ 【自主学习】P107-108 1.酶的概念（来源、功能和类别）？ 2.酶的催化作用特点？ 3.影响酶作用的因素？ 4.酶的应用？

1. 酶的概念 理解： 酶是一类由活细胞产生的对生物体内的化学反应具有催化作用的蛋白质。 活细胞产生的 （2）酶的功能： 具有生物催化作用 （1）酶的来源： 活细胞产生的 （2）酶的功能： 具有生物催化作用 反应结束后，酶本身保持不变 （3）酶的类别： 是蛋白质

2. 酶的催化特点： （1）条件温和，不需加热 （在接近体温和接近中性的条件下） （2）具有高度的专一性 （每种酶只催化一种或一类化合物的化学反应） （3）具有高效催化作用 （相当于无机催化剂的107~1013倍）

3. 影响酶作用的因素： 4. 酶的应用： （1）酶作用要求适宜的温度 （2）酶作用要求适宜的pH （在接近体温和接近中性的条件下） （1）淀粉酶应用于食品、发酵、纺织、制药等工业； （2）蛋白酶应用于医药、制革等工业； （3）脂肪酶应用于脂肪水解、羊毛脱脂等； （1）酶还可用于疾病的诊断。

【课堂练习】 C B 1. 酶的正确表述是（ ） A．酶是具有催化能力的一类物质 B．酶是活细胞产生的特殊蛋白质 1. 酶的正确表述是（ ） A．酶是具有催化能力的一类物质 B．酶是活细胞产生的特殊蛋白质 C．酶是活细胞产生的有催化作用的蛋白质 D．酶是活细胞产生的有活性的蛋白质 2. 一份唾液淀粉酶能催化100万份淀粉水解，说明酶具有（ ） A．专一性 B．高效性 C．多样性 D．稳定性 B