内容正文:
化 学
医药卫生类
高等教育出版社
专题八 蛋白质 核酸
情境与问题
你知道吗?新冠病毒中也含有蛋白质,我们今天好好研究研究!
核心素养发展目标
(1)认识氨基酸、多肽和蛋白质的结构,认识蛋白质中的氢键,了解氢键的作用及其对蛋白质性质的影响。理解简单变化与复杂结构的关系。
(2)认识氨基酸排列顺序和方式,以及由此形成的空间结构构成的千变万化的蛋白质世界。理解物质性质的变化源于结构的变化。
(3)观察并记录实验现象,总结蛋白质性质。培养实验探究与创新意识的化学学科核心素养。
(4)了解我国科学家在合成结晶牛胰岛素中的巨大贡献,学习科学家坚持不懈、勇于攀登的科学精神。
(5)认识核酸的碱基排列顺序是核酸遗传密码表达的方式和蛋白质合成的模板。理解生理意义源于结构。
(6)了解核酸的生理意义及其在医药领域的应用,了解新技术的应用对人类健康的影响.
提升社会责任感。
是生命的基础,没有蛋白质就没有生命
是构成细胞的基本物质
蛋白质
一、蛋白质
1.蛋白质
蛋白质是构成细胞的基本物质,存在于各类生物体内。蛋白质是一类非常复杂的天然有机高分子,由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成,有的能溶于水,如鸡蛋清等,有的则难溶于水,如丝、毛等。
(1)蛋白质的空间结构包括二、三、四级结构,二级结构有α-螺旋结构和β-折叠结构等几种类型。
2.蛋白质的空间结构
(2)氢键是维持蛋白质空间结构的主要副键,其他副键还有盐键、二硫键、酯键等
蛋白质是一类非常复杂的天然有机高分子。由C、H、O、N、S等元素组成,相对分子质量几万~几千万
肽键
-COOH 羧基
-NH2 氨基
H2O
水解
3.蛋白质的化学性质
蛋白质
多肽
氨基酸(最终产物)
酸、碱或酶
水解
聚合
(1)蛋白质的水解
蛋白质的性质除水解反应、盐析、变性、颜色反应以外,还有以下重要性质
(2) 两性
蛋白质分子中存在显酸性的羧基和显碱性的氨基,属于两性化合物,都能形成两性离子
P
COOH
NH2
P
COO-
NH3+
H+
H+
OH-
OH-
P
COOH
NH3+
P
COO-
NH2
当蛋白质分子均以两性离子形式存在时的溶液pH称为蛋白质的等电点,用p表示。当溶液pH=p时,蛋白质容易聚集成较大的聚集体而析出。利用此性质可以分离不同的蛋白质。
(3)等电点
蛋白质在溶液中的存在形式的判断。蛋白质分子在溶液中的存在形式,决定于溶液的pH及其等电点(pI)之间的相对大小。通常有3种情况,见表T8-1-1。
表 T 8-1-1
pH与pI的关系 pH<pI pH=pI pH>pI
蛋白质 以阳离子形式存在 以两性离子形式存在 以阴离子形式存在
在外电场作用下,向阴极移动 在外电场作用下,不移动 在外电场作用下,向阳极移动
记忆规律 在“酸性”(pH<pI)条件下,蛋白质的存在形式为阳离子--与H相同
在“中性”(pH=pI)条件下,蛋白质以内盐形式存在,电中性
在“破性”(pH>pI)条件下,蛋白质的存在形式为阴离子--与OH-相同
蛋白质的性质探究
可用蛋白质的变性原理进行杀毒
(4)盐析:当向蛋白质溶液中加入浓的轻金属盐溶液(钠盐,铵盐等)使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用称为盐析
盐析是可逆的物理变化
某些条件下蛋白质溶解度下降失去生理活性
蛋白质的变性是不可逆的化学变化
某些条件
物理因素:
化学因素:
加热、加压、搅拌、震荡、紫外线、超声波等
①强酸、强碱
②重金属盐(醋酸铅、硫酸铜等)
③某些有机物(甲酸、酒精、苯酚等)
(5)变性:
(6)灼烧:蛋白质被灼烧时,会产生类似烧焦羽毛的气味
课后兴趣实验:
取一小段儿毛线和棉线,在火上点燃,注意观察灼烧后状态,气味。
(7)显色反应:很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色。
可用于蛋白质的鉴别
可用于蛋白质的鉴别
牛乳乳清蛋白的 pI=4.12,若将其置于pH=7.4的缓冲溶液中,下列说法正确的是( )
A.以阳离子存在,在电场中向阳极移动
B.以阳离子存在,在电场中向阴极移动
C.以阴离子存在,在电场中向阳极移动
D.以阴离子存在,在电场中向阴极移动
典例剖析
C
氨基
氨基酸
蛋白质
多肽
氨基酸
继续水解
水解
酸、碱或酶催化
羧基的相邻碳为α-位,组成蛋白质的天然氨基酸几乎都是α-氨基酸
羧基
NH2
R — CH — COOH
水解
4.蛋白质与氨基酸
观察甘氨酸和苯丙氨酸的结构简式,辨认其中的官能团,并说明其结构的共同点。
甘氨酸: 苯丙氨酸:
氨基酸的官能团:氨基(—NH2)、羧基(—COOH)。两个官能团连在同一个碳原子上。
1.误服重