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高一化学蛋白质和氨基酸


专题3 有机化合物的获得与应用

第二单元 食品中的有机化合物

第五课时 蛋白质和氨基酸

抗“非典”最前沿领军人物 钟 南 山
中国工程院院士、广州医学院呼吸疾 病研究所所长

SARS病毒的电子图片

SARS的凶手——冠状病毒, 有自己的 核酸和蛋白质。它进入人体后,借助人 体内的原料合成病毒。当我们人体发病 时,就是它的蛋白质对我们起了作用。

人工合成牛胰岛素结晶

蛋白质简介
蛋白质广泛存在于生物体内, 是组成细胞的基础物质。动物的肌 肉、皮肤、血液、乳汁以及发、毛、 蹄、角等都是由蛋白质构成的。蛋 显微镜下的 白质是构成人体的物质基础,它约 蛋白质分子 占人体里除水分外剩余质量的一半。 在生物新陈代谢中起催化作用的酶, 起调节作用的激素,运输氧气的血 红蛋白,以及引起疾病的细菌、病 毒,抵抗疾病的抗体等,都是蛋白 质。所以说,蛋白质是生命的基础, 结晶牛胰岛素 没有蛋白质就没有生命。

五、蛋白质和氨基酸
蛋白质是一类非常复杂的化合 1、蛋白质的组成 物,由碳、氢、氧、氮、硫等 元素组成。蛋白质的相对分子 组成元素 质量分数 质量很大,从几万到几千万。 53% C 因此,蛋白质属于天然有机高 7% H 分子化合物。它是由多种氨基 23% O 酸按不同的顺序相互结合而成 16% N 的高分子有机化合物,其结构 复杂多样。蛋白质在酸、碱或 1% S 酶的作用下能发生水解,水解 其他元素 微量 的最终产物是氨基酸,因此, 我们说氨基酸是蛋白质的基石。

【实验探究 】:蛋白质的化学性质
试管 编号

往装有蛋白质的试管中 添加的试剂或操作

现象 白色 沉淀 白色 沉淀 沉淀

继续往试管滴加 入水后的现象 沉淀溶解

1
2 3

饱和(NH4)2SO4 溶液
加稀H2SO4,再加蒸 馏水 加CuSO4溶液,再 加蒸馏水

沉淀不溶解
沉淀不溶解 沉淀不溶解 沉淀不溶解

4
5

加甲醛溶液,再加 蒸馏水
加热,再加蒸馏水

白色 沉淀
白色 沉淀

五、蛋白质和氨基酸
2、蛋白质的性质 (1)盐析: (2)变性: (3)颜色反应
【思考、讨论】

1、误服重金属盐怎么解毒? 2、为什么医院用高温、照射紫外线、 喷洒苯酚和酒精溶液消毒? 3、为什么用甲醛可以保存动物标本?

盐析与变性的对比
盐析
相同点

变性

加入某种物质后有沉淀生成

不 同 点

条件 加入某些浓的盐溶液, 强酸、强碱、重 不同 如: Na2SO4、 金属盐、甲醛、 加热、紫外线等 (NH4)2SO4等

复原

可逆,加水溶解
分离、提纯蛋白质

不可逆
杀菌、消毒、 防中毒

用途

五、蛋白质和氨基酸
思考: 如何检验毛织品(蛋白质)与棉织品? 现象:羊毛线能连续燃烧,燃烧时有 烧焦羽毛的臭味,灰烬呈卷曲状为 黑褐色结晶,用手指可碾成粉末; 棉线连续燃烧无气味,烧后成灰。 2、蛋白质的化学性质 (2)蛋白质的水解反应
水解的最终产物为氨基酸

氨基酸简介
氨基酸是构建生物机体的众多 生物活性大分子之一,是构建 细胞、修复组织的基础材料。 氨基酸被人体用于制造抗体蛋 白以对抗细菌和病毒的侵染, 显微镜下的氨基酸分子 制造血红蛋白以传送氧气,制 造酶和激素以维持和调节新陈 代谢;氨基酸是制造精卵细胞 的主体物质,是合成神经介质 的不可缺少的前提物质;氨基 酸能够为机体和大脑活动提供 氨基酸球棍模型与 能源,氨基酸是一切生命之源。 比例模型

五、蛋白质和氨基酸
氨基酸简介
已知的基本氨基酸有二十种,其中赖氨 酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、 蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸8种氨基酸,人体 不能自己制造,我们称之为必需氨基酸,需 要由食物提供。此外,人体合成精氨酸、组 氨酸的力不足于满足自身的需要,需要从食 物中摄取一部分,我们称之为半必需氨基酸。 其余的十种氨基酸人体能够自己制造,我们 称之为非必需氨基酸。

3、氨基酸

羧酸分子里烃基 (1)几种常见的氨基酸: 上的氢原子被氨 基取代后的生成 甘氨酸(氨基乙酸) 物叫氨基酸。 CH2—COOH 丙氨酸(α-氨基丙酸)
NH2 CH3—CH—COOH

NH2

谷氨酸( α-氨基戊二酸)
HOOC—(CH2)2—CH—COOH
NH2

五、蛋白质和氨基酸 3、氨基酸 (2)蛋白质的形成
氨基酸的氨基和羧基可以发生像酯化反应那样的脱 水反应,形成肽键。2个氨基酸缩合形成二肽,3个 氨基酸缩合形成三肽,多肽一般由4个~50个氨基 酸形成,而蛋白质一般由50个以上氨基酸形成。 二肽的形成

肽 键

五、蛋白质和氨基酸 3、氨基酸
肽键

蛋白质 的形成与水解
缩合 水解 缩合 水解 缩合 水解

氨基酸

二肽

多肽

蛋白质

氨基酸是蛋白质的基石

五、蛋白质和氨基酸
[拓展视野] 特殊蛋白质—酶

酶的特性
温和性:在接近体温和接近中性的条件下,酶 就可以起作用。在30℃~50℃之间酶的活性最 强,超过适宜的温度时,酶将逐渐丧失活性。 专一性:如蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应; 淀粉酶只对淀粉起催化作用,如同一把钥匙开 一把锁那样。 高效性:酶催化的化学反应速率,比普通催化 剂高1010~1014倍。

五、蛋白质和氨基酸
[拓展视野] 特殊蛋白质—酶

人体好像一个复杂的“化工厂”,在这个“化工 厂”里同时进行着许多互相协同配合的化学反应。 这些反应不能在高温、高压、剧毒、强腐蚀条件 下进行,只能在体温条件下温和地进行。这些反 应还要求有较高的速率,而且需要随着环境和身 体情况的变化而随时自动地进行精密地调节。如 此苛刻的条件是怎样实现的呢?这要靠一类特殊 的蛋白质——酶的作用。酶是具有生物活性的蛋 白质,对于许多有机化学反应和生物体内进行的 复杂的反应具有很强的催化作用。

小结:蛋白质的性质
1、具有两性; 2、盐析; 3、变性; 4、颜色反应。 5、水解反应

蛋白质的性质:盐析

1:19

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面还有一大片可以灌溉的肥沃水田呢。所以,即使大量坡地上的所有作物全都颗粒无收,水田里收的粮食也好歹能对付上一阵 子。仅就这一点,已经很让周围全旱地村庄的人们羡慕不已了。总之,这里虽然说不上有多么富庶,但乡民们靠着勤劳耕种, 过着有滋有味、简单而快乐的小日子,倒也自由自在,并不在乎岁月的流逝。事实上,小镇上的多数人家所关心的,只是四季 的交替和庄稼长的好坏;所期盼的,除了能够有一个风调雨顺的好年景之外,再就是家里的老人们都身体硬硬朗朗的,娃儿们 都聪明伶俐,健健康康地快快长大,以及那一个个繁华热闹的“三六九”集市日了。倘若站在高处远远望去,这个小镇连同青 石山、清泉池和一片树林,看起来就像是一只展翅欲飞的凤凰。串联起近千户人家房舍的十字大街是她的身子和双翅;镇子北 面的青石山恰好是她头顶上的漂亮羽冠;青石山西南方向的清泉池,犹如她闪动着的美丽大眼睛;而镇子南面的那一片繁茂的 树林子,就恰似她那异常美丽的凤尾了。此外,在这只凤凰的左翼下,有一条长年流淌的小河;由北至南潺潺而下的清清河水, 更为这只神奇的“展翅凤凰”增添了无限遐想。北街上,有一个北方农村并不多见,但很是像模像样的铁匠铺。铁匠铺的铺面 是五间板房,通红的炉火每日里都在呼呼地燃烧着,丁丁噹噹的打造声常年不断。由于几位师傅们终日里面对着通红的炉火和 炙热的铁块儿,加之干的也都是重体力活儿,所以总是汗流浃背的,即使在冬日里,也几乎只是穿着单衣。虽然这些师傅们黝 黑的脸上经常会有一些横七竖八的黑道道,看起来活像戏里的大花脸,不甚雅观,但他们的手艺却是相当说得过去的。大到铡 刀、铁锹、锄头、菜刀,小到剪刀、锥子、缝衣针,没有他们做不来的。在铁匠铺的旁边,是一个只有三间铺面的石匠铺。铺 子里边,靠墙立着三个宽大结实的木柜,里面摆放着几位石匠师傅的杰作:有各种小巧玲珑的动物、供观赏的小石磨、小石碾、 小石磙。偶尔地,也会有人来铺子里观光,饶有兴致地欣赏一番之后,也许会掏腰包买上一两件石头玩艺儿带给自家的娃儿们 玩,或者放在家里作为观赏品什么的。几位石匠师傅都是小镇周围村里的农民。农忙时,他们就回家种地去了。每逢这个时候, 如果十里八乡的村民们想打一个石磨,一个石碾子,或者打一对儿院门前的石狮子的话,就必须自家准备石材,然后亲自到师 傅家去请师傅,如果与师傅比较熟悉的话,就托人捎个口信儿,师傅就会到主家去打造制作,真正在铺子里做活计的情况并不 多见。农闲了,师傅们就再来铺子里,有活就干活,没活就悠闲地蹲在铺子外面晒太阳、聊闲天,或者一边随心所欲地雕刻一 些石头玩意儿,一边等候顾客的光临。靠近十


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