4.1.2 蛋白质的组成和分类 课件 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第二节　蛋白质 第1课时 蛋白质的组成和分类 第四章 生物大分子 氨基酸是组成蛋白质的基本结构单位。 自然界中存在的氨基酸有上百种，组成人体内蛋白质的氨基酸有 21 种 2 【常见α-氨基酸（构成蛋白质的主要氨基酸）】 【结构特点】 【官能团】 —NH2(氨基) —COOH(羧基) 氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的化合物 【α-氨基酸】 -NH2与-COOH连接在同一个C原子上（α-C） α- 氨基酸除甘氨酸外，一般均含有手性碳原子， 具有对映异构体 甘氨酸 氨基酸的物理性质 天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，多在 200~300 ℃ 熔化时分解。 一般能溶于水，而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 亲水性 基团 NH2 R C O C OH H 这些基团能够与水分子形成氢键， 从而增加氨基酸的水溶性。 疏水性 基团 亲油 基团 很长的烃基以及苯基都会使其水溶性降低 氨基酸的R基通常较短， 因此氨基酸在有机溶剂中溶解性不高 -NH2、-COOH形成氢键， 显著提高了氨基酸的水溶性和熔沸点 4 【思考1】根据氨基酸所含官能团，推测氨基酸可能具有哪些化学性质？ 氨基酸的化学性质 酸性：与碱、盐、活泼金属等反应 酯化：与-OH反应 成肽反应：与-NH2反应 碱性：与酸反应 成肽反应：与-COOH反应 氨基酸属于：两性化合物 既能跟酸反应，又能跟碱反应 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 氨基酸的化学性质 1、氨基酸的两性 + HCl + NaOH + H2O 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 氨基酸的化学性质 2、氨基酸的成肽反应（脱水缩合） + H2O 二肽 + 氨基酸 氨基酸 肽键 两分子 氨基酸 缩合 二肽 三肽 缩合 +氨基酸 四肽 多肽 …… 缩合 +氨基酸 缩合 +氨基酸 呈链状 肽链 盘曲折叠 相互结合 蛋白质 二肽有一个肽键、三肽有两个肽键、四肽有三个肽键、…… n肽有(n-1)个肽键 【缩聚规律】 n个同种氨基酸发生成肽反应生成一个肽链时，会生成(n－1)个水分子和(n－1)个肽键 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 【拓展延申】 氨基酸的成肽反应不一定形成“肽链”，还有可能形成“肽环” 蚕丝 鸡蛋 羊排 豆浆 烤鱼 牛奶 【生活中的常见蛋白质】 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 蛋白质的组成与结构 【元素组成】 蛋白质中主要含有C、H、O、N、S等元素，有些蛋白质还含有 P、Fe、Zn、Cu 等元素。人体含有的蛋白质种类超过 10 万种，属于天然有机高分子化合物 【物理性质特点】 其溶液具有胶体的某些性质（丁达尔效应、不能穿过半透膜、有吸附性……） 【功能结构特点】 各种蛋白质在生物体内所具有的不同功能与蛋白质的结构紧密相关。 蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与特定的空间结构有关。 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 氨基酸 肽链 脱水 缩合 蛋白质 多条 肽链 盘曲折叠 空间结构 肽链 结构多样性 功能多样性 肽键中的H与O间存在氢键 蛋白质的组成与结构 蛋白质的化学性质 1、蛋白质具有两性： 蛋白质是两性分子，既能与酸反应，又能与碱反应 O H H—N—CH2—C— O H —N—CH2—C—… —N—CH2—COOH H -NH2与酸反应 -COOH与碱反应 蛋白质的化学性质 2、水解反应： 在酸、碱、或酶等催化剂的作用下水解，肽键断开，最终产物是氨基酸 + H2O 二肽 肽键 氨基酸1 氨基酸2 + 酱油的鲜味是蛋白质分解产生的氨基酸的味道。其中谷氨酸的鲜味最大。 所以酱油中氨基酸含量高鲜味浓，谷氨酸含量高鲜味浓。 蛋白质的化学性质 3、蛋白质的盐析 蛋白质溶液 +可溶性盐 盐溶液少量： 促进蛋白质溶解 （轻金属盐/铵盐） 盐溶液达到一定浓度： 使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出 加入 (NH4)2SO4 加水 物理变化，可逆 【应用】 多次盐析和溶解，可分离提纯蛋白质 （不同蛋白质在盐溶液中溶解度不同） 蛋白质的化学性质 4、蛋白质的变性 蛋白质的化学性质 4、蛋白质的变性 加水 化学变化，不可逆 产生白色沉淀， 加入蒸馏水后沉淀不溶解 蛋白质 性质、生理功能改变 物理/化学因素 蛋白质 变性影响因素 物理因素： 化学因素： 加热、加压、搅拌、振荡、紫外线和放射线、超声波等 强酸、强碱、重金属盐、乙醇、甲醛、丙酮等 【思考1】因误服铅、汞等重金属盐中毒的患者在急救时，为什么可口服牛奶、蛋清或豆浆？ 加热后的蛋白质发生变性 有利于人体消化吸收 紫外线可用于杀菌消毒 疫苗等生物制剂需要在低温下保存 乙醇、苯酚和碘等消毒： 使微生物蛋白质变性，导致其死亡，达到消毒的目的 【蛋白质变性的应用】 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 加入浓硝酸有白色沉淀，加热后沉淀变黄色 【现象】： 【结论】： 含苯环的蛋白质遇到浓硝酸会有白色沉淀产生，加热沉淀变黄色。 【特征反应】：可用于检验含苯环的蛋白质 蛋白质的化学性质 5、蛋白质的显色反应 蛋白质的化学性质 6、蛋白质的燃烧 一般生成 CO2、H2O、N2、SO2、P2O5等物质 【现象】有烧焦羽毛的气味 【应用】真假羊毛衫、蚕丝被的鉴别 烫发的原理 发卷曲或拉直成需要的形状。然后用氧化剂使巯基之间发生反应，生成新的二硫键，使头发的形状得以固定。频繁烫发会对头发造成一定程度的损害。 头发主要由角蛋白组成，其中的含硫氨基酸形成的二硫键（—S—S—）是维持头发弹性和形状的一个重要结构。一般烫发时使用的还原剂可以使头发中的二硫键断裂，产生游离的巯基（—SH）。再用一定的工具将头 资料卡片 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 重要的蛋白质 —— 酶 酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物，其中绝大多数是蛋白质 特点 高效催化作用： 条件温和： 高度的专一性 一般是普通催化剂的107倍 一般在接近体温和中性的条件，酶的活性最高。 超过适宜的温度时，酶将失去活性 Lavf58.20.100 $$