1、蛋白質和核酸,3,第四章 生命中的基礎有機化學物質,2020年9月2日星期三,蛋白質的存在,生命活動的物質基礎，沒有蛋白質就沒有生命。 主要的存在于生物體內:肌肉,血液,發(fā),皮膚,角蹄,酶,激素,抗體,病毒,植物種子。 蛋白質的相對分子質量很大，可以達到上千萬。如此大的高分子化合物也是由氨基酸這個基本結構單元構成的.,一、氨基酸的結構與性質,賴氨酸的結構簡式,羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代后的生成物叫氨基酸。,A、氨基酸,B、天然蛋白質的氨基酸都是-氨基酸，即氨基在羧基的碳位上。,-氨基酸的結構通式：,C、幾種常見的-氨基酸：,(1) 甘氨酸,(2) 丙氨酸,(3) 谷氨酸,(4) 苯丙氨

2、酸,（-氨基-苯基丙酸）,（-氨基丙酸）,（-氨基乙酸）,（-氨基戊二酸）,D、物理性質:色、態(tài)、熔點、溶解性。,(1)酸性,(2)堿性,E、氨基酸的化學性質,1、顯酸、堿兩性,NH2CH2COOH+NaOHNH2CH2COONa+H2O,NH2CH2COOH+HCl NH3CH2COOH Cl,2.成肽反應,兩個氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或堿的存在下加熱，通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水，縮合形成含有肽鍵的化合物，稱為成肽反應。,肽鍵,兩個氨基酸分子脫去一個水分子而形成二肽, 多個氨基酸分子脫去多水個分子而形成多肽.,注意（1）肽中因肽鍵的存在, 可以水解。,（2

3、）成肽反應是分子間脫水反應，屬于取代反應。,二肽,二、蛋白質的結構與性質,4、1965年我國科技工作者成功合成了具有生物活性的結晶牛胰島素。這是科學史上的一大成就，可以說是科學史上又一“豐碑”。,1、 相對分子質量大于10000，具有一定空間結構的多肽叫蛋白質。,2、蛋白質分子中含有C、O、H、N、S等元素,有些蛋白質含有P,少量蛋白質還含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。,3、人體內所具有的蛋白質種類達到了10萬種以上。,閱讀與交流,取決于組成多肽鏈的氨基酸種類、數(shù)目及排列順序和其特定的空間結構。即蛋白質的結構。,1、各種蛋白質的特殊功能和活性主要取決于什么？,3、什么是蛋白質的一級、二級、三

4、級和四級結構？,具有三級結構的多肽鏈叫亞基,1、蛋白質的結構,一級結構： 二級結構： 三級結構： 四級結構：,蛋白質分子中各種氨基酸的連接方式和排列順序叫蛋白質的一級結構。,多肽鏈卷曲盤旋和折疊的空間結構稱為蛋白質的二級結構。,蛋白質分子在二級結構的基礎上進一步盤曲折疊形成的三維結構。,蛋白質分子中亞基的立體排布、亞基間的相互作用與布局稱為蛋白質的四級結構,三級結構,蛋白質的結構,一級,二級,蛋白質的分子圖象,蛋白質四級結構,水解原理：,注意：不同的蛋白質水解最終生成各種氨基酸， 但只有天然蛋白質水解均生成-氨基酸,（2）能夠水解(結構中含有肽鍵),5、蛋白質的化學性質,（1）具有兩性,雞蛋清

5、溶液,蛋白清凝聚,蛋白質重新溶解,結論：,A、蛋白質溶液中加濃的無機鹽溶液如Na2SO4、(NH4)2SO4等,可使蛋白質的溶解度減小, 而從溶液中析出-鹽析.但少量的鹽可以促進蛋白質的溶解,所以加水重新溶解,B、鹽析是一個可逆的過程，不影響蛋白質的性質,應用：,利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質。,濃無機鹽,水,(3):鹽析,實驗4-2,實驗及現(xiàn)象,A.雞蛋清溶液,加 熱,蛋白質凝結,加水,不再溶解,B.雞蛋清溶液,蛋白質凝結,加水,不再溶解,結論：,在加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波等物理因素和強酸、強堿、重金屬鹽、甲醛、酒精、三氯乙酸、丙酮等化學因素作用下，蛋白質失去原有的物理

6、性質和生理活性的現(xiàn)象，稱為蛋白質變性，這個過程是不可逆的。,應用：,消毒原理,乙酸鉛,（4）變性,實驗4-3：,實驗及現(xiàn)象,1、為什么醫(yī)院里用高溫蒸煮、照射紫外線、噴灑苯酚溶液、在傷口處涂抹酒精溶液等方法來消毒殺菌？ 2、為什么生物實驗室用甲醛溶液（福爾馬林）保存動物標本？ 3、為什么在農業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來消滅病蟲害？,4、鋇鹽也屬于重金屬鹽，醫(yī)院在做胃透視時要服用“鋇餐”BaSO4為何不會中毒？能否改服BaCO3？,采用這些方法使細菌病毒蛋白質變性而死亡達到消毒殺菌的目的。,學與問,甲醛溶液能使動物標本尸體蛋白質及細菌病毒蛋白質變性而失去生理活性。,波爾多液使細菌蛋

7、白質及病蟲蛋白質變性而死亡達到殺滅的目的。,BaSO4是一種不溶性的重金屬鹽， BaCO 3在胃酸的作用下會溶解，重金屬離子Ba2+會使人體蛋白質變性而中毒。所以不能服用BaCO3 。,雞蛋清溶液,濃硝酸,實驗4-4,變成黃色,結論：,蛋白質可以跟許多試劑發(fā)生特殊的顏色反應。含有苯基的蛋白質跟濃硝酸作用會產生黃色,稱“黃蛋白反應”,應用：,用于鑒別蛋白質的存在,（5） 顏色反應,實驗及現(xiàn)象,加熱,實驗：,應用：,（6）燃燒產生燒焦羽毛氣味,用于區(qū)別合成纖維與蛋白質(如真絲、蠶絲、純毛、毛線等)。,（1）酶的來源：活細胞產生 （2）酶的功能：具有生物催化作用； 反應結束后，酶本身保持不變。,1、

8、概念：酶是一類由活細胞產生的對生物體內的化學反應具有催化作用的蛋白質。,三、酶,2、酶的催化特點：,（1）條件溫和，不需加熱。在接近體溫和接近中性的 條件下。 （2）具有高度的專一性。每種酶只催化一種或一類化 合物的化學反應。 （3）具有高效催化作用。相當于無機催化劑的 1071013倍,3、影響酶作用的因素：,（1）要有適宜的溫度（2）要有適宜的pH （在接近體溫和接近中性的條件下）,4、酶的應用：,（1）淀粉酶應用于食品、發(fā)酵、紡織、制藥等工業(yè)； （2）蛋白酶應用于醫(yī)藥、制革等工業(yè)； （3）脂肪酶應用于脂肪水解、羊毛脫脂等； （1）酶還可用于疾病的診斷。,1、核酸的概念,核酸是一類含磷的高分子化合物，是由其結構單體核苷酸通過3, 5- 磷酸二酯鍵聚合而成的長鏈，繼而形成具有復雜三維結構的大分子化合物。,四、核酸,根據(jù)核酸的化學組成，分為兩類: 核糖核酸（簡寫為：RNA）細胞質 脫氧核糖核酸（簡寫為： DNA）細胞核,2、核酸分類和分布,（1） DNA是主要遺傳物質，是遺傳信息的載體，蛋白質的合成的模板，指揮著