蛋白质核酸课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1、你知道组成蛋白质的主要元素有哪些,吗？,蛋白质是由C、H、O、N、S、P等元素组成。相对分子质量很大，一万到几千万，是天然的高分子。,2、你是如何理解氨基酸与蛋白质关系的？,蛋白质在一定条件下水解生成氨基酸；氨基酸通过肽键相互连接成蛋白质。,氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元,一、氨基酸的结构与性质,1、定义,从结构上看，氨基酸是羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基取代的化合物,2、,-氨基酸的结构简式可表示为,RCHCOOH,NH,2,分子结构中含有两种官能团即：,氨基,和,羧基,3、几种重要的氨基酸,(1)甘氨酸,（,氨基乙酸）,(2)丙氨酸,（,-,氨基丙酸）,CH,2,COOH,NH,2,CH,3,CHCOOH,NH,2,性 质,（1）具有两性：碱性和酸性,除甘氨酸外，其余都是手性分子，且都是L型。,氨基酸有哪些重要的化学性质？,（2）成肽（缩合）反应,L-丙氨酸,D-丙氨酸,6：化学性质,（1）两性,RCHCOOH,NH,2,H,OH,H,OH,RCHCOOH,NH,3,RCHCOO,NH,2,负离子,正离子,(强碱中),(强酸中),酸性,碱性,CH,2,-COO,-,+H,2,O,NH,2,CH,2,-COOH+OH,-,NH,2,CH,2,-COOH,NH,3,+,CH,2,-COOHH,+,NH,2,RCH,COO,NH,3,两性离子,(内盐中),利用这一差异，可以通过控制溶液PH值来分离氨基酸及多肽或蛋白质。,（2）成肽（缩合）反应,2NH,2,CH,2,COOH,肽键,RCHCOO,NH,3,当溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在时，氨基酸在水中的溶解度最小，可以形成晶体析出,。,不同的氨基酸出现这种情况的pH值各不相同。,氨基酸在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键的化合物，叫做成肽反应。,成肽的两个氨基酸分子（可以相同，也可以不同）,成肽反应是分子间脱水反应，属于,反应。,取代,两个氨基酸分子,脱,去,一个,水分子而形成,二肽,多个氨基酸分子,脱,去水分子而形成,多肽.,练习1：,甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下，发生缩合反应生成二肽化合物共有（）,A2种 B3种,C4种 D5种,C,H,2,O,H,2,O,H,2,O,蛋白质,多肽,水解,水解,两个,氨基酸可以结合成为,一个,二肽分子。结合中失去,一个,H,2,O分子，得到,一个,肽键。这样由于可以结合无数的氨基酸分子，所以蛋白质分子很大。,氨基酸的,成肽,反应,课堂强调,(2)氨基酸的缩合反应也可能成环，试写出下列反应的产物：,NH,2,CH,2,COOH的分子间脱水：,NH,2,CH,2,CH,2,CH,2,CH,2,COOH的分子内脱水：,H,2,C-CO-,OH,+,H,-HN,NH-,H,+,HO,-OC-CH,2,浓硫酸,O=C,C=O,NH,CH,2,CH,2,NH,+2H,2,O,CH,2,CH,2,CO,OH,CH,2,CH,2,NH,H,浓硫酸,H,2,C,C=O,CH,2,CH,2,CH,2,NH,+H,2,O,(1)二个氨基酸缩合生成二肽，三个氨基酸缩合生成三肽，多个氨基酸缩合生成多肽，n个氨基酸缩合生成蛋白质。,练习2、当含有下述结构片段的蛋白质在胃中水解时，不可能产生的氨基酸是(),D,氨基丙酸,B.,氨基丁酸,C.,甘氨酸,D.,氨基丁酸,练习4、,已知,-NH,2,连在苯环上显碱性，,-C-NH,2,连在苯环上显中性，现有有机物,C,7,H,7,O,2,N,，分子结构中有一个苯环和两个取代基，且两取代基在苯环上处于相对位置，请写出符合下列要求的结构简式。,O,(1),该有机物只具有酸性,(2),该有机物只具有碱性,(3),该有机物具有两性,(4),该有机物既无酸性又无碱性,HO,CNH,2,O,H,2,N,-C-OH,O,H,2,N,-O-C-H,O,O,2,N,CH,3,1：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。,二、蛋白质的结构和性质,2、蛋白质的组成,（1）蛋白质是由,C、H、O、N、S,等元素组成,（2）蛋白质的相对分子质量很大，从几万到几千万，是,天然高分子化合物,（3）,天然蛋白质,的结构复杂，种类繁多，但水解的最终产物都是,-氨基酸,3：自然界中的蛋白质,（1）：,动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛、发、蹄、角等含蛋白质较多,（2）：植物的各种器官，尤其是种子含蛋白质最多（例如麦粒中含18%）,大豆，花生，谷物。,（3）：,酶、蚕丝、激素、血红蛋白、细菌、病毒、抗体、阿胶中也含有蛋白质,一切重要的生命现象和生理机能都与蛋白质密切相关。,是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。,4、蛋白质的性质,（1）蛋白质溶液具有胶体的性质,有些蛋白质能溶于水，由于蛋白质分子直径相对很大。已达到胶体微粒的大小，故蛋白质溶液具有丁达尔效应等胶体的性质,（2）蛋白质具有两性,蛋白质的结构含有NH,2,和COOH，故有两性，它能分别与酸、碱反应，生成盐,【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；,下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是（）,NaHCO,3,;(NH,4,),2,S;Al(OH),3,;,NH,4,Cl；H,2,N-CH,2,-COOH;CH,3,-COOH,A.B.C.D.,D,练习1：,水解原理：,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-氨基酸,O,H,H,N,CH2,C,O,H,N,CH,2,C,OH,HO,H,(结构中含有,肽键,),（3）水解反应,在,酸,、,碱,或,酶,的作用下，蛋白质能发生水解反应,|,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（）,NCHCNCHC,H,R,O,H,R,O,(A),(B),(C),(D),C,练习2：,在适宜条件下完全水解得到4种产物，它们的结构简式为,，,。,练习3,、已知有机化合物:,CH,3,-C-O,-NH-C-CH,2,-CH,3,O,-C-O-,O,O,HO-,-NH,2,CH,3,-C-OH,O,HO-C-CH,2,-CH,3,O,-C-OH,OH,O,（4）盐析,在试管中加入鸡蛋清溶液2ml，慢慢滴入饱和的(NH,4,),2,SO,4,溶液，观察试管中有无沉淀产生。,在有沉淀的试管中加入蒸馏水，试管中的沉淀能否溶解?,现象：,有沉淀生成,现象：,沉淀消失,在蛋白质溶液中加入浓的无机轻金属盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)，可以降低蛋白质的溶解度，从而析出蛋白质，这种作用称为盐析。,盐析的特征,可逆过程，,故不影响蛋白质的性质,蛋白质溶液,蛋白质沉淀,无机轻金属盐,水,盐析的用途,盐析的过程,利用多次盐析的方法分离、提纯蛋白质。,物理变化,实验：,鸡蛋白溶液,加热,蛋白质凝结,加水,不再溶解,鸡蛋白溶液,蛋白质凝结,加水,不再溶解,结论：,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,乙酸铅,（5）变性,在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。物理因素包括：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等；化学因素包括：强酸、强碱、强氧化剂、重金属盐、有机物等。,由蛋白质变性引起的蛋白质凝结是不可逆的，是化学变化,蛋白质变性凝结后丧失可溶性，还失去生理活性,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”，BaSO,4,为何不会中毒？能否改服BaCO,3,？,盐析,变性,变化条件,变化性质,变化过程,用 途,浓的无机盐溶液,受热、紫外线、酸、碱、,重金属盐和某些有机物,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,分离提纯,杀菌消毒,概念对比,（6）颜色反应,在盛有2mL鸡蛋清溶液的试管中，滴入数滴浓硝酸，微热，观察现象。,现象：开始有白色沉淀，加热沉淀变黄色。,含有苯基的蛋白质和浓HNO,3,作用显黄色，称为“黄蛋白”反应,应用：,用于鉴别蛋白质的存在,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,FeCl,3,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,概念对比,用于区别合成纤维与蛋白质(如真丝、蚕丝、纯毛、毛线等),归纳：,检验蛋白质的方法,(1)燃烧；(2)颜色反应。,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(),滴加浓HNO,3,滴加浓硫酸,滴加酒精,灼烧,A.B.C.D.,C,（7）:灼烧产生烧焦羽毛气味,【练习】,1、,下列过程中，不可逆的是（）,A.蛋白质的盐析 B.酯的水解,C.蛋白质的变性 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.CuSO,4,溶液,C.饱和Na,2,SO,4,溶液 D.浓硫酸,C,C,3、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,5：蛋白质的结构,思考：,为什么蛋白质数目众多，结构复杂？,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？,具有三级结构的多肽链叫亚基,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 88）,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 88）,-,螺旋结构和-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。,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 88）,（教材P 88）,一级结构,二级结构,三级结构,蛋白质的结构,桑格(英国生物化学家）,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。,（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）折叠片中氢键的排列,螺旋(helix)-二级结构元件,.,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,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,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，另两个是链基，四级结构近似椭球形状。,佩鲁茨,肯德鲁,英国生物化学家,英国分子生物学家,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。,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】91,1、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？,三:神奇的蛋白质酶,1、酶的概念,（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,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。,理解：,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10,7,-10,13,倍）,3、影响酶作用的因素：,（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）,4、,酶的应用,：,（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。,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,C,【课堂练习】,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,核酸与蛋白质一样，是一切生物机体不可缺少的组成部分。,核酸是现代生物化学、分子生物学和医学的重要基础之一。,【自主学习】P 91,1、核酸的概念？,2、核酸的分类和分布？,3、核酸的功能？,4、核酸的化学组成和水解的产物？,四、核酸,1、核酸的概念,核酸是一类含磷的高分子化合物，,是由其结构单体核苷酸通过3,5-磷酸二酯键聚合而成的长链，继而形成具有复杂三维结构的大分子化合物。,（1）核酸的分类,根据核酸的化学组成，分为两类:,核糖核酸（简写为：RNA）,脱氧核糖核酸（简写为：DNA）,2、核酸分类和分布,（2）核酸的主要分布,DNA：主要分布在真核细胞的细胞核中。,RNA：主要分布在真核细胞的细胞质中。,（1）DNA是主要遗传物质，是遗传信息的载体。DNA同时还指挥着蛋白质的合成、细胞的分裂和制造新的细胞。,（2）RNA在蛋白质生物合成中起重要作用。根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成。,3、核酸的重要功能,核酸的组成：,磷酸,核酸,核苷酸,戊糖,核苷,碱基,4,、核酸的化学组成,核酸的元素组成:,C、H、O、N、P,其中P在各种核酸中的含量比较恒定：,RNA平均含磷量8.9%,DNA平均含磷量9.1%,核酸的基本单元，核苷酸一个接一个形成的聚核苷酸链就是核酸,核酸在稀盐酸中可以逐步水解，水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基。所以核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的。,核酸水解,再见,走进化学的世界，,你会发现这里很精彩!,