1、備課資料一、蛋白質(zhì)的變性是物理變化還是化學(xué)變化蛋白質(zhì)的變性是蛋白質(zhì)的一條重要性質(zhì)。這條性質(zhì)在日常生活、醫(yī)療、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有著重要的用途。那么，蛋白質(zhì)的變性是物理變化還是化學(xué)變化呢？在此做一簡單的討論。判斷一個變化是物理變化還是化學(xué)變化的依據(jù)就是看在這個變化中有無新物質(zhì)生成。在物理變化過程中因無新物質(zhì)生成，也就沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成；在化學(xué)變化中因有新物質(zhì)的生成，所以一定有化學(xué)鍵的斷裂和生成。因此，判斷蛋白質(zhì)的變性是物理變化還是化學(xué)變化，一定要從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)上分析，看在變化過程中有無化學(xué)鍵的斷裂和生成。蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵構(gòu)成的高分子化合物，在蛋白質(zhì)分子中各氨基酸的結(jié)合順序稱為一級結(jié)構(gòu)；蛋

2、白質(zhì)的同一多肽鏈中的氨基和?；g可以形成氫鏈，使得這一多肽鏈具有一定的構(gòu)象，這些稱為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)；多肽鏈之間又可互相扭曲折疊起來構(gòu)成特定形狀的排列稱為三級結(jié)構(gòu)，三級結(jié)構(gòu)是與二硫鍵、氫鍵等聯(lián)系著的。變性作用是蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響，改變其分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的作用。一般認(rèn)為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)有了改變或遭到破壞，都是變性的結(jié)果。能使蛋白質(zhì)變性的化學(xué)方法有加強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、尿素、乙醇、丙酮等；能使蛋白質(zhì)變性的物理方法有加熱、紫外線照射、劇烈振蕩等。重金屬鹽使蛋白質(zhì)變性，是因為重金屬陽離子可以和蛋白質(zhì)中游離的羧基形成不溶性的鹽，在變性過程中有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此是一個化學(xué)變

3、化。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使蛋白質(zhì)變性，是因為強(qiáng)酸、強(qiáng)堿可以使蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂。也可以和游離的氨基或羧基形成鹽，在變化過程中也有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此，可以看作是一個化學(xué)變化。尿素、乙醇、丙酮等，它們可以提供自己的羥基或羰基上的氫或氧去形成氫鍵，從而破壞了蛋白質(zhì)中原有的氫鍵，使蛋白質(zhì)變性。但氫鍵不是化學(xué)鍵，因此在變化過程中沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成，所以是一個物理變化。加熱、紫外線照射、劇烈振蕩等物理方法使蛋白質(zhì)變性，主要是破壞了蛋白質(zhì)分子中的氫鍵，在變化過程中也沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成，沒有新物質(zhì)生成，因此是物理變化。否則，雞蛋煮熟后就不是蛋白質(zhì)了。從以上分析可以看出，蛋白質(zhì)的變性既有物理變化，也有化學(xué)變

4、化。但蛋白質(zhì)的變性是很復(fù)雜的，要判斷變性是物理變化還是化學(xué)變化，要視具體情況而定。如果有化學(xué)鍵的斷裂和生成就是化學(xué)變化；如果沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成就是物理變化。 (文/楊國明，載中學(xué)化學(xué)2000年第4期)二、蛋白質(zhì)鹽析實驗成功的關(guān)鍵(1)試劑配制要求蛋白質(zhì)的配制。取一個鮮雞蛋的蛋白置于裝有50 mL蒸餾水的燒杯中，用玻璃棒攪拌，讓雞蛋白充分溶解，再用雙層紗布過濾雞蛋白液，濾液待用。對電解質(zhì)的要求。做蛋白質(zhì)鹽析實驗時，要保持蛋白質(zhì)的活性，因此選用的電解質(zhì)必須是一些輕金屬鹽、銨鹽等。經(jīng)過實驗，能使雞蛋白從其水溶液中沉淀析出來，且現(xiàn)象又明顯，對電解質(zhì)溶液有兩方面的要求：a.電解質(zhì)溶液比較濃，最好達(dá)到

5、飽和；b.電解質(zhì)溶液pH在13之間。實驗得出：a.對Al(NO3)3、Al2(SO4)3、AlCl3等鹽的飽和溶液直接用于實驗即可，現(xiàn)象明顯。b.(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4NO3、K2SO4、KCl、KNO3、Na2SO4、NaNO3、NaCl、MgSO4、MgCl2、Mg(NO3)2、Ca(NO3)2、CaCl2等鹽的飽和溶液，應(yīng)用對應(yīng)的酸把pH調(diào)到13之間，實驗現(xiàn)象同樣很明顯。(2)操作過程及實驗效果取3 mL4 mL雞蛋白液于試管中，用滴管取上述電解質(zhì)中的一種，沿試管壁慢慢加入1 mL2 mL，不要振蕩，很快就可以看到試管中有白色沉淀析出。在該試管中，加入少量蒸餾水，振蕩，溶

6、液又變回原狀，白色絮狀物質(zhì)又溶解。再滴入電解質(zhì)溶液，還可以形成沉淀，這樣就可以反復(fù)做二、三次。 (文/黎茂堅，載中學(xué)化學(xué)2001年第5期)三、關(guān)于蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)是由氨基酸首尾相連而成的肽鏈組成的。肽鏈具有一定的空間結(jié)構(gòu)，它可以形成螺旋形，也可以是折疊形等。在蛋白質(zhì)中既包括肽鍵，也包括氫鍵、二硫鍵，以及由帶電荷的羧基和氨基之間相互作用的鹽橋。蛋白質(zhì)的這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定，受到物理因素(如加熱、紫外線等)和化學(xué)因素(如酒精、重金屬鹽等)的作用，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生或多或少的改變，性質(zhì)也會改變，這種作用稱為蛋白質(zhì)的變性。加熱可使蛋白質(zhì)分子熱騷動增加，使其氫鍵和鹽橋等破壞，有規(guī)則的空間構(gòu)型松散，藏于空間構(gòu)

7、型內(nèi)的疏水基團(tuán)因裸露于外，削弱蛋白質(zhì)的水化作用，結(jié)果使蛋白質(zhì)聚沉凝固。如我們可用加熱的辦法把生雞蛋變成熟雞蛋，同樣可用蒸的辦法使微生物蛋白質(zhì)凝固，例如對醫(yī)療器械消毒。醫(yī)生常用酒精殺菌消毒，是因為酒精能與水形成氫鍵，有很強(qiáng)的吸水能力，同時它還可以影響蛋白質(zhì)中的氫鍵，結(jié)果使菌體蛋白脫水、變性沉淀。菌體蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)菌的主要成分，一旦被破壞，細(xì)菌就失去活力。至于為何用7075%的酒精而不用95%的酒精，是因為濃度高的酒精能迅速使菌體表面的蛋白質(zhì)變性，阻礙酒精滲入細(xì)菌內(nèi)部發(fā)揮作用，結(jié)果細(xì)菌只是暫時失去活力，但并不死亡。而濃度較低的酒精，使菌體蛋白變性慢，酒精可滲入菌體內(nèi)部發(fā)揮作用，最后殺死細(xì)菌。重金屬

8、鹽能夠破壞蛋白質(zhì)的鹽橋，重金屬離子還能與氫硫基結(jié)合，破壞蛋白質(zhì)的二硫鍵，使蛋白質(zhì)變性。因此，重金屬鹽對人體是有害的。重金屬鹽中毒后，可服用大量牛奶、蛋清、豆?jié){等高蛋白物質(zhì)，以減少重金屬鹽對人體蛋白的作用。人的頭發(fā)也是蛋白質(zhì)，女士燙發(fā)實際上也是蛋白質(zhì)變性的過程。理發(fā)師經(jīng)常先用還原劑減少和破壞頭發(fā)中的二硫鍵，當(dāng)頭發(fā)卷曲后再施用氧化劑，在不同位置重新形成二硫鍵，以保持卷曲的發(fā)型。生物體的衰老也與蛋白質(zhì)緩慢變性密切相關(guān)，如陳種子會失去發(fā)芽能力，人的機(jī)體會逐漸衰老等。目前科學(xué)工作者積極開展如何防衰老、保青春的研究，實際也是在研究如何防止蛋白質(zhì)變性。(文/牛蹄，載中學(xué)生化學(xué)報1991年12月16日)四、為

9、什么用加酶洗衣粉？加酶洗衣粉是近年來市場上出現(xiàn)的新品種。它除了含有洗衣粉中的一般化學(xué)成分外，還含有一種堿性蛋白酶。人分泌的皮脂中含有蛋白質(zhì)，在易臟的袖、領(lǐng)口等處蛋白質(zhì)含量可高達(dá)10%30%，這些蛋白質(zhì)與脂質(zhì)絡(luò)合，附著在衣物上比較牢固，由于這種蛋白質(zhì)是變了性的，不溶于水，用普通洗衣粉不容易洗掉，又因它不是油類，所以也不能被洗衣粉中表面活性劑增溶、乳化除去。酶是一種生物催化劑，它存在于動、植物的活細(xì)胞內(nèi)。動、植物機(jī)體內(nèi)的合成和消化等反應(yīng)由于酶的參加才能順利地進(jìn)行。酶催化具有選擇性。加酶洗衣粉就是利用這個原理，選擇、培養(yǎng)具有特殊功能的酶配入洗衣粉中。酶的作用大小是以酶的活力來衡量的，活力越高所起的作

10、用也就越大，國產(chǎn)酶一般活力在2萬個單位左右。荷蘭、丹麥所產(chǎn)的酶可高達(dá)30萬個單位以上。洗衣粉中的酶應(yīng)該是穩(wěn)定的，最好在常溫下也有較好的活性，荷蘭所生產(chǎn)的堿性蛋白酶在2070時就具有良好的活性，國產(chǎn)的酶在4050較佳，超過70時活性下降直至全部失效。堿性蛋白酶一般在pH為10的情況下洗滌去污效果最好，這與洗衣粉的性質(zhì)正好相近。使用加酶洗衣粉時，最好把要洗的衣服先在水中浸泡一下(0.51小時)，用40左右的溫水洗滌，其效果尤為明顯。加酶洗衣粉不適宜存放在高溫、高濕的環(huán)境中，也不適宜久存，因為酶的壽命是有一定的時間性的，存放一年以后大部分失效。綜合能力訓(xùn)練題1.用一種化學(xué)試劑鑒別NaAlO2溶液、Na2SiO3溶液、雞蛋白溶液、純堿溶液、蔗糖溶液等五種無色溶液，可用_作化學(xué)試劑。答案：濃硝酸2.化合物A是天然蛋白質(zhì)的最終水解產(chǎn)物，化合物B是一種含有醛基的硝酸酯，A、B兩物質(zhì)的分子式都可用CaHbOcNd(且ac=b,ac=d)表示。試回答：(1)A、B兩物質(zhì)的分子式是_。(2)光譜測定顯示A的分子結(jié)構(gòu)中不存在甲基(CH3)，則A的結(jié)構(gòu)簡式是：_。(3)光譜測定顯示為B的烴基部分不存在支鏈，則B的結(jié)