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(共36張PPT)
第四章 生物大分子
第二節 蛋白質
環節一：聯系生活，認識生活中的蛋白質
胰島素是由胰腺分泌的一種激素，具有調節體內糖類、蛋白質和脂肪代謝等功能。胰島素是最先被確定的氨基酸序列的蛋白質。
中國科學家于1965年首先合成了結晶牛胰島素。他們根據胰島素的一級結構，將氨基酸按照一定順序，通過縮合反應分別合成了兩條肽鏈，并使它們結合在一起，完成了復雜而艱巨的化學全合成工作，有力地推動了生命科學的發展。
環節一：聯系生活，認識生活中的蛋白質
蛋白質是生物體內一類極為重要的生物大分子，是生命活動的主要物質基礎。它不僅是細胞的重要成分，而且具有多種生物學功能。
人體內起催化作用的大多數酶、一些調節代謝的激素和發生免疫反應的抗體等均為蛋白質。
可以說沒有蛋白質就沒有生命。
蛋白質的存在與作用
含蛋白質的食物
疫苗
桑蠶絲
蠶絲圍巾
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構單元——氨基酸
氨基酸在人體內通過代謝可以發揮下列一些作用：合成組織蛋白質、變成酸、激素、抗體、肌酸等含氨物質、轉變為碳水化合物和脂肪等。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構單元——氨基酸
定義：羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代的化合物稱為氨基酸。
氨基酸分子中含有氨基和羧基，屬于取代羧酸。
自然界中存在的氨基酸
為了人體的健康，應注意合理膳食、科學營養，保證人體必需氨基酸的攝取
組成蛋白質的最小結構單元是氨基酸
組成生物體內
人體內不能合成
一般只有20種
8種氨基酸
幾百種
必需氨基酸
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
氨基酸的物理性質
天然氨基酸均為無色晶體，熔點較高，在200~3000C時熔化分解
一般能溶于水而難溶于乙醇、乙醚等有機溶劑
蛋白質的結構單元——氨基酸
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
俗名 結構簡式 命名
甘氨酸
丙氨酸
谷氨酸
苯丙氨酸
半胱氨酸
CH2—COOH
H2N—
氨基乙酸
2-氨基丙酸
2-氨基戊二酸
2-氨基-3-苯基丙酸
2-氨基-3-巰基丙酸
CH3—CH—COOH
NH2
HOOC—(CH2)2—CH—COOH
NH2
蛋白質的結構單元——氨基酸
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
組成天然蛋白質的氨基酸主要是α-氨基酸，即氨基在羧基的α-位上
R–CH—COOH
NH2
顯堿性
顯酸性
蛋白質具有兩性
α-氨基酸除甘氨酸外,一般均含有連接4個不同原子或原子團的手性碳原子,具有對映異構體。
蛋白質的結構單元——氨基酸
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
酸性基團
堿性基團
CH2—COOH + NaOH
NH2
CH2—COONa + H2O
NH2
CH2COOH+HCl CH2COOH
NH2
NH3Cl
R–CH—COOH
NH2
兩性
蛋白質的結構單元——氨基酸
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構單元——氨基酸
一定條件
+
肽鍵
+ H2O
二肽
肽鍵是一種酰胺基
成肽反應
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構單元——氨基酸
成肽反應
兩分子氨基酸
縮合
二肽
三肽
縮合
+氨基酸
縮合
+氨基酸
四肽
縮合
+氨基酸
多肽
· · · · · ·
呈鏈狀
肽鏈
相互結合形成
盤曲、折疊
蛋白質
Mr>10000
具有一定的空間結構
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的組成
組成主要元素：
C、H、O、N、S 等
有些蛋白質還含有：
人體內所具有的蛋白質種類達到了10萬種以上
P、Fe、Zn、Cu等
存在：
蛋白質主要存在于生物體內，如肌肉、毛發、皮膚、角、酶、
抗體、病毒等；在植物中也很豐富，如大豆、花生、谷物。
蛋白質是由多種氨基酸通過肽鍵等相互連接形成的一類生物大分子， 蛋白質屬于天然有機高分子化合物。
定義：
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構
決定
決定
多肽鏈的氨基酸種類、數目及排列順序
特定的空間結構
各種蛋白質在生物體內所具有的不同功能
一級
結構
二級
結構
三級
結構
四級
結構
蛋白質
的結構
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構
一級結構
蛋白質分子中氨基酸單體的排列順序稱為蛋白質的一級結構。
一級結構是蛋白質高級結構的基礎，對蛋白質的性質和功能起著決定性作用。
例如：血紅蛋白分子中的谷氨酸會因遺傳因素變成纈氨酸，這一微小差別會導致紅細胞的形態由正常的圓餅狀變為異常的鐮刀狀，使人患鐮狀紅細胞貧血。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構
二級結構
肽鍵中的氧原子與氫原子之間存在氫鍵，會使肽鏈盤繞或折疊成特定的空間結構，形成蛋白質的二級結構。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構
三級結構
肽鏈在二級結構基礎上還會進一步盤曲折疊，形成更復雜的三級結構。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的結構
多個具有特定三級結構的多肽鏈通過非共價鍵相互作用(如氫鍵等)排列組裝，形成蛋白質的四級結構。
四級結構
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
兩性
蛋白質的多肽是由多個氨基酸縮合形成的，在多肽鏈的兩端必然存在著自由的氨基與羧基，同時側鏈中也往往存在酸性或堿性基團。
蛋白質與氨基酸類似，也是兩性分子，既能與酸反應，又能與堿反應。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
水解反應
在酸、堿或酶作用下，逐步水解成相對分子質量較小的多肽，最終水解得到氨基酸。
食物中的蛋白質在人體內各種蛋白酶的作用下水解成氨基酸，氨基酸被腸壁吸收進入血液，再在體內重新合成人體所需要的蛋白質。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
鹽析
注意：
①鹽析是一個可逆的過程，屬于物理變化過程。不影響蛋白質的性質。
②應用：利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質。
少量的某些可溶性鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等)能促進蛋白質的溶解。但當這些鹽在蛋白質溶液中達到一定濃度時，反而使蛋白質的溶解度降低而使其從溶液中析出，這種作用稱為鹽析。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
變性
現象：三支試管內均產生白色沉淀，加入蒸餾水后沉淀不溶解。
【實驗4-4】 在三支試管中各加入2 mL雞蛋清溶液，將一支試管加熱，向另兩支試管中分別加入硝酸銀溶液和乙醇，觀察現象。再向試管中加入蒸餾水，觀察產生的沉淀能否溶解。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
變性
概念
影響因素 物理
化學因素
特點
在某些物理或化學因素的影響下，蛋白質的性質和生理功能發生改變的現象
加熱、加壓、攪拌、振蕩、紫外線和放射線、超聲波等
強酸、強堿、重金屬鹽、乙醇、甲醛、丙酮等
變性會使蛋白質的結構發生變化，使其失去原有的生理活性，在水中不能重新溶解，是不可逆過程
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
變性
食物加熱后，其中的蛋白質發生了變性，有利于人體消化吸收。
乙醇、苯酚和碘等作為消毒防腐藥可以使微生物的蛋白質變性，導致其死亡，達到消毒的目的。
紫外線可用于殺菌消毒。有時也要注意防止蛋白質變性。
疫苗等生物制劑需要在低溫下保存。
攀登高山時為防止強紫外線引起皮膚和眼睛的蛋白質變性灼傷，需要防曬護目。
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
因誤服鉛、汞等重金屬鹽中毒的患者在急救時，為什么可口服牛奶、蛋清或豆漿？
為什么紫外線可用于環境和物品消毒，放射線可用于醫療器械滅菌？
誤服重金屬鹽，可口服牛奶、蛋清或豆漿，其目的是吸收重金屬鹽解毒，減少人體蛋白質變性。
紫外線用于環境和物品消毒，放射線用于醫療器械消毒，都是利用紫外線或放射線使蛋白質凝固
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
顏色反應
操作 現象 結論
向盛有2mL雞蛋清溶液的試管中加入5滴濃硝酸，加熱。觀察實驗現象。
向蛋白質溶液加入濃硝酸會有白色沉淀產生，加熱后沉淀變黃色。
含苯壞的蛋白質遇到濃硝酸會有白色沉淀產生，加熱沉淀變黃色
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
顏色反應
向蛋白質溶液加入濃硝酸會有白色沉淀產生，加熱后沉淀變黃色。
可用于蛋白質的分析檢測
固體蛋白質如皮膚、指甲遇濃硝酸變黃色。
含有苯環
其他一些試劑也可以與蛋白質作用，呈現特定顏色
環節二：微觀探析，探究蛋白質的組成與結構
蛋白質的性質
燃燒
灼燒蛋白質時有類似燒焦羽毛的氣味。可用于蛋白質的鑒別。
環節三：實踐應用，認識特殊的蛋白質——酶
酶
酶是一種高效的生物催化劑，生物體新陳代謝過程中的許多化學反應都是在酶的催化作用下進行的。大多數酶屬于蛋白質。
酶催化的主要特點：
需要比較溫和的條件（體溫約為37℃，血液pH約為7）
具有高度的專一性
效率非常高
歸納總理
環節四：歸納整理，練習鞏固
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
1.下列關于氨基酸的敘述中,不正確的是(　　)
A.天然氨基酸都是晶體,一般能溶于水
B.氨基酸都不能發生水解反應
C.氨基酸是兩性化合物,能與酸、堿反應生成鹽
D.氨基酸的官能團有氨基和羥基
D
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
2.天然蛋白質水解得到的α-氨基酸的結構如圖所示
下列有關α-氨基酸的說法中錯誤的是(　　)
A.α-氨基酸既能與酸反應,又能與堿反應
B.α-氨基酸在酸溶液中主要以陽離子形式存在
C.α-氨基酸在堿溶液中主要以陰離子形式存在
D.α-氨基酸難溶于水
D
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
3.下列關于蛋白質的敘述中不正確的是(　　)
A.蠶絲的主要成分是蛋白質
B.蛋白質溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液，蛋白質會析出，再加水重新溶解
C.重金屬鹽會使蛋白質變性，所以吞服“鋇餐”會使人中毒
D.濃硝酸濺在皮膚上使皮膚呈黃色，這是由于蛋白質和濃硝酸發生了顯色反應
C
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
4.下列物質中可以使蛋白質變性的是(　　)
①福爾馬林　 ②酒精　 ③高錳酸鉀溶液　④硫酸銨溶液　
⑤硫酸銅溶液　⑥雙氧水　⑦硝酸
A.除④⑦外 B.除③⑥外
C.①②⑤ D.除④外
B
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
5.市場上有一種加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的堿性蛋白酶，它的催化活性很強，衣服上的汗漬、血跡及人體排出的蛋白質、油漬遇到它，皆能水解而除去。下列衣料不能用加酶洗衣粉洗滌的是(　　)
①棉織品　 ②羊毛織品　 ③腈綸織品　
④蠶絲織品　 ⑤滌綸織品　 ⑥錦綸織品
A.①②③ 　　　B.②④ 　　　C.③④⑤ 　　　D.③⑤⑥
B
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
6.含有下列結構片段的蛋白質在胃液中水解，不可能產生的氨基酸是( )
A. B.
C.NH2—CH2—COOH D.
D
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