蛋白質(zhì)和核酸(人教版)選修

1、2021/3/231沒有蛋白質(zhì)沒有蛋白質(zhì)就沒有生命就沒有生命2021/3/2321、什么是蛋白質(zhì)、什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是由許多是由許多氨基酸氨基酸通過通過肽鍵肽鍵相連相連形成的大分子含氮有機化合物。形成的大分子含氮有機化合物。CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽鍵舉例：舉例：2021/3/2332、蛋白質(zhì)的生物學重要性、蛋白質(zhì)的生物學重要性（1）. 蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分 蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機分子蛋白質(zhì)是細

2、胞內(nèi)最豐富的有機分子,占人體干重的占人體干重的45,某些組織含量更高某些組織含量更高,例例如脾、肺及橫紋肌等高達如脾、肺及橫紋肌等高達80。分布廣分布廣:含量高含量高: 所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)所有器官、組織都含有蛋白質(zhì);細細胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。2021/3/234 蛋白質(zhì)占干重蛋白質(zhì)占干重 人體中（中年人）人體中（中年人） 人體人體 45% 水水55% 細菌細菌 50%80% 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)19% 真菌真菌 14%52% 脂肪脂肪19% 酵母菌酵母菌 14%50% 糖類糖類1% 白地菌白地菌50% 無機鹽無機鹽7%2021/3/2351）作為生物催化劑）作為生

3、物催化劑2）代謝調(diào)節(jié)作用）代謝調(diào)節(jié)作用3）免疫保護作用）免疫保護作用4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲5）運動與支持作用）運動與支持作用6）參與細胞間信息傳遞）參與細胞間信息傳遞（2）蛋白質(zhì)具有重要的生物學功能）蛋白質(zhì)具有重要的生物學功能（3）氧化供能）氧化供能2021/3/2362021/3/2371掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),了解蛋白質(zhì)了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu),了解核酸和酶的基本知識。了解核酸和酶的基本知識。2 進一步理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的理念。進一步理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的理念。知識與技能知識與技能2021/3/238 1充分利用的圖片充分利用的圖片,模型模型,多媒體等教學手段

4、多媒體等教學手段,增減知識的直觀性。增減知識的直觀性。 2通過討論與交流通過討論與交流,啟發(fā)學生的思維啟發(fā)學生的思維,逐步養(yǎng)逐步養(yǎng)成良好的學習習慣和學習方法。成良好的學習習慣和學習方法。過程與方法過程與方法 2021/3/239 1激發(fā)學生學習化學、探究化學原理激發(fā)學生學習化學、探究化學原理的興趣的興趣 。 2強化理論與實際的聯(lián)系強化理論與實際的聯(lián)系,使學生能使學生能夠?qū)W以致用。夠?qū)W以致用。 3. 增強學生的民族自豪感。增強學生的民族自豪感。情感態(tài)度與價值觀情感態(tài)度與價值觀2021/3/23101氨基酸的性質(zhì)。氨基酸的性質(zhì)。2蛋白質(zhì)的性質(zhì)。蛋白質(zhì)的性質(zhì)。 蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)的組成2021/3/

5、2311一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)一、氨基酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)H2NCH2COOHCOOHCH3CH3COOHCH2CH3COOHCHNH2CH2CH2COOHCH2COOHCHNH2（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)2021/3/23121、羧酸、羧酸分子中烴基上的氫原子分子中烴基上的氫原子 被氨基取代后形成被氨基取代后形成氨基酸氨基酸2、官能團、官能團: 羧基（羧基（COOH） 氨基（氨基（NH2)結(jié)論：結(jié)論：2021/3/23133、氨基酸氨基酸: R CH COOHNH2R CH COO-NH+3舉例：舉例：CH2COOHNH2-氨基乙酸氨基乙酸CH3COOHCHNH2-氨基丙酸氨基丙酸202

6、1/3/23144、氨基酸的分類、氨基酸的分類 依據(jù)烴基不同依據(jù)烴基不同脂肪族脂肪族:（亮、蛋等）（亮、蛋等） 芳香族芳香族:（酪、苯）（酪、苯）雜雜 環(huán)環(huán):（色、脯和組）（色、脯和組）依據(jù)含氨基和羧基數(shù)目不同依據(jù)含氨基和羧基數(shù)目不同中性中性:一氨基一羧基一氨基一羧基(甘甘 丙丙 纈纈 亮亮 等等)酸性酸性:一氨基二羧基一氨基二羧基(天門冬、谷氨酸天門冬、谷氨酸 )堿性堿性:二氨基一羧基二氨基一羧基(精、賴、組氨酸精、賴、組氨酸 )2021/3/2315依據(jù)氨基和羧基的相對位置依據(jù)氨基和羧基的相對位置氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸CH3COOHCHNH2CH3CHNH2CH2COOHNH

7、2CH2COOHCH2CH22021/3/2316（二）氨基酸的性質(zhì)（二）氨基酸的性質(zhì)1、物理性質(zhì)物理性質(zhì): 無色晶體無色晶體,熔點較高熔點較高,約在約在230以上以上, 在水中溶解度不一在水中溶解度不一,一般難溶于乙醇、一般難溶于乙醇、乙醚乙醚,而溶于強酸或強堿溶液中。而溶于強酸或強堿溶液中。2021/3/23172、化學性質(zhì)化學性質(zhì): 探究：探究： 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),由氨基酸的結(jié)構(gòu)由氨基酸的結(jié)構(gòu)推測氨基酸可能具有哪些化學性質(zhì)推測氨基酸可能具有哪些化學性質(zhì)?羧基（羧基（COOH）氨基（氨基（NH2)具有羧酸的性質(zhì)如具有羧酸的性質(zhì)如:酸性酸性具有胺的性質(zhì)如具有胺的性質(zhì)如:堿性堿性結(jié)論：

8、結(jié)論： 由于這兩種官能團的相互影響由于這兩種官能團的相互影響,又顯示出又顯示出一些特殊性質(zhì)。如一些特殊性質(zhì)。如:兩性。兩性。2021/3/2318（1）氨基酸的兩性）氨基酸的兩性 R CHNH2COOH+ HClR CH COOHNH3+Cl-R CH COOHNH2+ NaOHR CHNH2COONa+ H2O與酸反應與酸反應,體現(xiàn)堿性體現(xiàn)堿性與堿反與堿反應應,體現(xiàn)體現(xiàn)酸性酸性2021/3/2319NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽鍵NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHON

9、H2-CH-C-N-CH-COOHHHHO（2）成肽反應）成肽反應舉例：舉例：2021/3/2320歸納概念：歸納概念：肽鍵肽鍵:由一個氨基酸的由一個氨基酸的 -羧基與另一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的 -氨基脫水縮合而形成的化學鍵。氨基脫水縮合而形成的化學鍵。肽肽:由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。兩分子氨基酸縮合形成兩分子氨基酸縮合形成二肽二肽,三分子氨基酸三分子氨基酸縮合則形成縮合則形成三肽三肽由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽寡肽,由更多的氨基酸相連形成的肽稱由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽多肽。2021/3/23

10、21CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽鍵舉例：舉例：多多 肽肽2021/3/2322多多 肽肽 當多肽鏈具有了完整的空間結(jié)構(gòu)后當多肽鏈具有了完整的空間結(jié)構(gòu)后,就就形成了形成了蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)。2021/3/2323蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)牛核糖核酸酶的結(jié)構(gòu)牛核糖核酸酶的結(jié)構(gòu)2021/3/2324二、二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 碳碳 50 氫氫 7 氧氧 23 氮氮 16% 硫硫 03 其他其他 微微 量量（一）蛋白質(zhì)的元素組成（一）蛋白質(zhì)的元素組成

11、主要有主要有C、H、O、N和和S。 少量蛋白質(zhì)含有少量少量蛋白質(zhì)含有少量磷磷或金屬元素或金屬元素鐵、銅、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬鋅、錳、鈷、鉬,個別蛋白質(zhì)還含有個別蛋白質(zhì)還含有碘碘 。2021/3/2325 各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近,平均為平均為16。 100克樣品中蛋白質(zhì)的含量克樣品中蛋白質(zhì)的含量 ( g % )= 每克樣品含氮克數(shù)每克樣品含氮克數(shù) 6.251001/16% 由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主,因此因此,只要測定生物樣品中的含氮量只要測定生物樣品中的含氮量,就可以根據(jù)以下就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量公式推算出蛋白質(zhì)的

12、大致含量:附附:蛋白質(zhì)元素組成的特點蛋白質(zhì)元素組成的特點2021/3/2326（二）（二）蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)(primary structure)二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)(secondary structure)三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)(tertiary structure)四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)(quaternary structure)高級高級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2021/3/23271、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)定義定義蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。的排列順序。主要的化學鍵主要的化學鍵肽鍵肽鍵,有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。有些蛋白

13、質(zhì)還包括二硫鍵。 2021/3/2328附附:牛胰島素的一牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)級結(jié)構(gòu)2021/3/2329蛋白質(zhì)分子中各段肽鏈蛋白質(zhì)分子中各段肽鏈主鏈骨架原子主鏈骨架原子的空間分布狀態(tài)（的空間分布狀態(tài)（主鏈的空間構(gòu)象主鏈的空間構(gòu)象),并不涉并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象 。（1）定義）定義: （2）主要的化學鍵）主要的化學鍵: 氫鍵氫鍵 2、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)2021/3/2330（3）二級結(jié)構(gòu)的幾種類型）二級結(jié)構(gòu)的幾種類型: -螺旋螺旋 ( -helix ) -折疊折疊 ( -pleated sheet ) -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 ( -turn ) 無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲

14、( random coil ) 2021/3/2331 -螺旋螺旋2021/3/2332 -折疊（折疊（ -片層）片層）2021/3/2333 -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角2021/3/23343、 三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu) 只含一個肽鏈只含一個肽鏈的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì),只具三級只具三級結(jié)構(gòu)。如結(jié)構(gòu)。如:肌紅蛋白肌紅蛋白 (Mb) 多肽鏈上所有原子在三維空間的排布。多肽鏈上所有原子在三維空間的排布。定義定義 2021/3/23354、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及相互聯(lián)蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及相互聯(lián)系系,稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈有

15、些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈,每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu),稱為蛋白稱為蛋白質(zhì)的亞基質(zhì)的亞基 。2021/3/2336血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu) 2021/3/2337（三）（三）蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)1. 蛋白質(zhì)的兩性蛋白質(zhì)的兩性2. 蛋白質(zhì)的水解反應蛋白質(zhì)的水解反應蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 氨基酸氨基酸酶酶3. 蛋白質(zhì)的鹽析蛋白質(zhì)的鹽析2021/3/2338 鹽析鹽析:加入大量的電解質(zhì)加入大量的電解質(zhì),去掉蛋白質(zhì)的電去掉蛋白質(zhì)的電荷和水化膜荷和水化膜,使其沉淀析出的現(xiàn)象稱鹽析。使其沉淀析出的現(xiàn)象稱鹽析?？偨Y(jié)：總結(jié)：特點特點:可逆過程可逆過程4、蛋白質(zhì)的變

16、性、蛋白質(zhì)的變性 定義定義:在某些物理或化學因素的作用下在某些物理或化學因素的作用下,蛋白蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)、生物功能部分或全部改變。質(zhì)的理化性質(zhì)、生物功能部分或全部改變。2021/3/2339物理因素物理因素:加熱、加壓、劇烈攪拌、振蕩、加熱、加壓、劇烈攪拌、振蕩、紫外線、超聲波等。紫外線、超聲波等?；瘜W因素化學因素:強酸、強堿、重金屬鹽、有機溶劑、強酸、強堿、重金屬鹽、有機溶劑、表面活性劑等。表面活性劑等。變性因素變性因素:實際應用實際應用: 殺菌消毒、臨床化驗、試劑存貯等。殺菌消毒、臨床化驗、試劑存貯等。特特 點點: 不可逆過程不可逆過程2021/3/23405、蛋白質(zhì)的顏色反應、蛋白質(zhì)的

17、顏色反應蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)HNO3 黃色黃色 有些含有苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸的蛋有些含有苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸的蛋白質(zhì)白質(zhì),遇濃硝酸會顯遇濃硝酸會顯白色白色,加熱之后加熱之后變黃色變黃色,放冷之放冷之后后,加濃氨水加濃氨水,變橙色變橙色。稱為黃蛋白反應。這是殘稱為黃蛋白反應。這是殘基中的苯環(huán)被硝化的緣故?；械谋江h(huán)被硝化的緣故。 2021/3/2341視頻視頻:蛋白質(zhì)黃蛋白反應蛋白質(zhì)黃蛋白反應2021/3/2342三、酶三、酶1、酶酶: 由活細胞合成的由活細胞合成的,對其特異底物起高效催對其特異底物起高效催化作用的蛋白質(zhì)化作用的蛋白質(zhì),使機體內(nèi)催化各種代謝反應最使機體內(nèi)催化各種代謝反應最主要的催

18、化劑。主要的催化劑。2、酶與一般催化劑的共同點、酶與一般催化劑的共同點: 在反應前后沒有質(zhì)和量的變化在反應前后沒有質(zhì)和量的變化;只能催化只能催化熱力學允許的化學反應熱力學允許的化學反應;只能加速可逆反應的只能加速可逆反應的進程進程,而不改變反應的平衡點。而不改變反應的平衡點。2021/3/23432021/3/23443、酶促反應的特點、酶促反應的特點酶促反應具有極高的效率酶促反應具有極高的效率 酶促反應具有高度的特異性酶促反應具有高度的特異性酶促反應的可調(diào)節(jié)性酶促反應的可調(diào)節(jié)性2021/3/2345ATTCGGTAACGATTAGAA2021/3/2346四、核酸四、核酸以以核苷酸核苷酸為基本組成單位為基本組成單位,通過通過3 5磷磷酸