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專題5 生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ),第二單元 氨基酸 蛋白質(zhì) 核酸,氨基酸簡(jiǎn)介,,氨基酸是構(gòu)建生物機(jī)體的眾多生物活性大分子之一，是構(gòu)建細(xì)胞、修復(fù)組織的基礎(chǔ)材料。氨基酸被人體用于制造抗體蛋白以對(duì)抗細(xì)菌和病毒的侵染，制造血紅蛋白以傳送氧氣，制造酶和激素以維持和調(diào)節(jié)新陳代謝；氨基酸是制造精卵細(xì)胞的主體物質(zhì)，是合成神經(jīng)介質(zhì)的不可缺少的前提物質(zhì)；氨基酸能夠?yàn)闄C(jī)體和大腦活動(dòng)提供能源，氨基酸是一切生命之元。,顯微鏡下的氨基酸分子,氨基酸球棍模型與比例模型,已知的基本氨基酸有二十種，其中賴氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸8種氨基酸，人體不能自己制造，我們稱之為必須氨基酸，需要由食物提供。此外，人體合成精氨酸、組氨酸的力不足于滿足自身的需要，需要從食物中攝取一部分，我們稱之為半必須氨基酸。其余的十種氨基酸人體能夠自己制造，我們稱之為非必須氨基酸。,氨 基 酸,氨基酸是羧酸分子中的烴基上的氫 原子被氨基取代生成的化合物。,例,1.定義：,,,2.α-氨基酸的通式:,氨基酸中氨基與氨氣的化學(xué)性質(zhì)比較接近，都具有一定的堿性，而羧基具有一定的酸性，它們相互作用，使氨基酸成為帶有正離子和負(fù)離子的兩性離子，成為內(nèi)鹽，因此具有類似離子晶體的某些性質(zhì)。,例,常見的氨基酸均為無色晶體，易溶于水，熔點(diǎn)較高，不易揮發(fā)，難溶于有機(jī)溶劑。,3.物理性質(zhì)：,4.化學(xué)性質(zhì)：,（1）兩性：,a.與酸反應(yīng)：,b.與堿反應(yīng)：,(2)縮合 縮聚,氨基酸的氨基和羧基可以發(fā)生象酯化反應(yīng)那樣的脫水反應(yīng)，形成肽鍵。2個(gè)氨基酸縮合形成二肽，3個(gè)氨基酸縮合形成三肽，多肽一般由4個(gè)~50個(gè)氨基酸形成，而蛋白質(zhì)一般由50個(gè)以上氨基酸形成。,二肽的形成：,肽 鍵,,,肽鍵,蛋白質(zhì)廣泛存在于生物體內(nèi)，是組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)。動(dòng)物的肌肉、皮膚、血液、乳汁以及發(fā)、毛、蹄、角等都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的。蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體的物質(zhì)基礎(chǔ)，它約占人體里除水分外剩余質(zhì)量的一半。在生物新陳代謝中起催化作用的酶，起調(diào)節(jié)作用的激素，運(yùn)輸氧氣的血紅蛋白，以及引起疾病的細(xì)菌、病毒，抵抗疾病的抗體等，都是蛋白質(zhì)。所以說，蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命.,,蛋白質(zhì)簡(jiǎn)介,顯微鏡下的蛋白質(zhì)分子,結(jié)晶牛胰島素,蛋白質(zhì)的組成：,蛋白質(zhì)是一類非常復(fù)雜的化合物，由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量很大，從幾萬到幾千萬。因此，蛋白質(zhì)屬于天然有機(jī)高分子化合物。它是由多種氨基酸按不同的順序相互結(jié)合而成的高分子有機(jī)化合物，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣。蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下能發(fā)生水解，水解的最終產(chǎn)物是氨基酸，因此，我們說氨基酸是蛋白質(zhì)的基石。,蛋白質(zhì)的組成,蛋白質(zhì)的性質(zhì),蛋白質(zhì)分子中存在著氨基和羧基，因此它與氨基酸一樣，具有兩性。,1.溶解性,2.具有兩性,有的蛋白質(zhì)溶于水，如雞蛋清；有的蛋白質(zhì)難溶與水，如絲、毛等。蛋白質(zhì)溶于水或其他溶劑形成的溶液是高分子溶液，它的分子較大，已經(jīng)接近或等于膠粒的大小，故有丁達(dá)爾現(xiàn)象。,,向蛋白質(zhì)溶液中加入濃的無機(jī)鹽溶液，能夠破壞蛋白質(zhì)溶解的膠體結(jié)構(gòu)而降低蛋白質(zhì)的溶解性，使蛋白質(zhì)變?yōu)槌恋矶龀觥＃ㄗⅲ合〉臒o機(jī)鹽溶液增大蛋白質(zhì)的溶解度。） 析出的蛋白質(zhì)仍然有原來的活性，加水后仍能溶解，所以說鹽析是個(gè)可逆的過程，是物理變化。,3鹽析,【實(shí)驗(yàn)1】在盛有雞蛋清溶液的試管里，緩慢加入飽和(NH4)2SO4溶液，觀察沉淀的析出。然后把少量帶有沉淀的液體加入到盛有蒸餾水的試管里，觀察沉淀是否溶解。,應(yīng)用：分離、提純蛋白質(zhì)。,5.水解 蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下能發(fā)生水解，水解的最終產(chǎn)物是多種氨基酸。天然蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物是多種α-氨基酸。,4.變性,蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化凝聚成固體物質(zhì)而析出。 蛋白質(zhì)在加熱、紫外線、X射線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽以及一些有機(jī)化合物如甲醛、酒精等的作用下，均能使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，變性是個(gè)不可逆的過程，屬于化學(xué)變化。蛋白質(zhì)變性后失去了原來的可溶性，同時(shí)也失去了生理活性。,應(yīng)用：殺菌消毒、農(nóng)藥等,【實(shí)驗(yàn)2】在盛有雞蛋清溶液的試管里，緩慢加入飽和CuSO4溶液，觀察沉淀的析出。然后把少量帶有沉淀的液體加入到盛有蒸餾水的試管里，觀察沉淀是否溶解。,練 習(xí),向雞蛋清中加入,現(xiàn) 象,,,又加水現(xiàn)象,,,,NH4CL AlCl3 (CH3COO)2Pb CuSO4 Hg(NO3)2 酒精 甲醛 加熱 H2SO4,______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______,______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______,沉淀,溶解,沉淀,溶解,沉淀,溶解,沉淀,不溶解,沉淀,沉淀,沉淀,沉淀,沉淀,不溶解,不溶解,不溶解,不溶解,不溶解,【實(shí)驗(yàn)3】在盛有2 mL雞蛋白溶液的試管里，滴入幾滴濃硝酸，微熱，觀察現(xiàn)象。,a.與濃硝酸作用→黃色,【實(shí)驗(yàn)4】取雞蛋清溶液1毫升與試管中，加1毫升10%的NaOH溶液，再加3~4滴1%的硫酸銅溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象。,,b.與雙縮脲試劑作用→紫玫瑰色,此外，蛋白質(zhì)灼燒時(shí)，產(chǎn)生具有燒焦羽毛的氣味。 以上性質(zhì)均可用與蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)。,蛋白質(zhì)可以與許多試劑發(fā)生特殊的顏色反應(yīng)。,6 顏色反應(yīng),思考：1.人若誤服重金屬鹽類 ，可以服用什么物質(zhì)減輕中毒？ 2.夏天沾有汗?jié)n的衣服為什么不宜用熱水洗滌？ 3.如何區(qū)別一塊布料是人造絲還是真絲?,酶 人體好像一個(gè)復(fù)雜的“化工廠”，在這個(gè)“化工廠”里同時(shí)進(jìn)行著許多互相協(xié)同配合的化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)不能在高溫、高壓、劇毒、強(qiáng)腐蝕條件下進(jìn)行，只能在體溫條件下溫和地進(jìn)行。這些反應(yīng)還要求有較高的速率，而且需要隨著環(huán)境和身體情況的變化而隨時(shí)自動(dòng)地進(jìn)行精密地調(diào)節(jié)。如此苛刻的條件是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？這要靠一類特殊的蛋白質(zhì)——酶的作用。 酶是具有生物活性的蛋白質(zhì)，對(duì)于許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和生物體內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜的反應(yīng)具有很強(qiáng)的催化作用。,3．具有高效性。酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率，比普通催化劑高107～1013倍。,1．條件溫和、不需加熱。在接近體溫和接近中性的條件下，酶就可以起作用。在30℃～50℃之間酶的活性最強(qiáng)，超過適宜的溫度時(shí)，酶將逐漸喪失活性。,酶的特點(diǎn),2．具有專一性。如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)；淀粉酶只對(duì)淀粉起催化作用，如同一把鑰匙開一把鎖那樣。,目前，人們已經(jīng)知道的酶有數(shù)千種。工業(yè)上大量使用的酶多數(shù)是通過微生物發(fā)酵制得的，并且有許多種酶已制成了晶體。酶已得到廣泛的應(yīng)用，如淀粉酶應(yīng)用于食品、發(fā)酵、紡織、制藥等工業(yè)；蛋白酶用于醫(yī)藥、制革等工業(yè)；脂肪酶用于使脂肪水解、羊毛脫脂等。酶還可用于疾病的診斷。,小 結(jié),酶的特點(diǎn)： 1 條件溫和、不需加熱。 2. 高效性 3 . 專一性,氨基酸的性質(zhì)： 1.兩性 2.縮合 縮聚,蛋白質(zhì)的性質(zhì)： 1.溶解性 2.具有兩性 3.鹽析 4.變性 5.水解 6 顏色反應(yīng),核酸與蛋白質(zhì)一樣，是一切生物機(jī)體不可缺少的組成部分。 核酸是現(xiàn)代生物化學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)之一。,【自主學(xué)習(xí)】,1、核酸的概念？ 2、核酸的分類和分布？ 3、核酸的功能？ 4、核酸的化學(xué)組成和水解的產(chǎn)物？,1、核酸的概念,核酸是一類含磷的高分子化合物，是由其結(jié)構(gòu)單體核苷酸通過3′, 5′- 磷酸二酯鍵聚合而成的長(zhǎng)鏈，繼而形成具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的大分子化合物。,（1） 核酸的分類 根據(jù)核酸的化學(xué)組成，分為兩類: 核糖核酸（簡(jiǎn)寫為：RNA） 脫氧核糖核酸（簡(jiǎn)寫為： DNA）,2、核酸分類和分布,（2） 核酸的主要分布 DNA：主要分布在真核細(xì)胞的細(xì)胞核中。 RNA：主要分布在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。,（1） DNA是主要遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的載體。 DNA同時(shí)還指揮著蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂和制造新的細(xì)胞。 （2） RNA在蛋白質(zhì)生物合成中起重要作用。根據(jù)DNA提供的信息控制體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。,3、核酸的重要功能,,4、核酸的化學(xué)組成,核酸的元素組成:C、H、O、N、P 其中P在各種核酸中的含量比較恒定： RNA平均含磷量8.9% DNA平均含磷量9.1%,核酸水解,