第四章 第三节 第2课时

第2课时 蛋白质 酶 核酸

[学习目标定位] 1.知道蛋白质的组成和结构及其有关性质。2.知道酶催化的特点。3.认识蛋白质、核酸等的意义。

一 蛋白质的结构和性质

1．蛋白质的组成

蛋白质是一类非常重要的含氮生物高分子化合物，其相对分子质量从几万到几千万。它是由C 、H 、O 、N 、S 等元素组成，有些蛋白质中含有P ，少量蛋白质还含有微量Fe 、Cu 、Zn 、Mn 等。 2．蛋白质的结构

(1)任何一种蛋白质分子在天然状态下均具有独特而稳定的结构。

(2)蛋白质分子特定的空间结构：蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序，称为蛋白质的一级结构。多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构，称为蛋白质的二级结构。蛋白质分子在二级结构基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构，称为蛋白质的三级结构，进一步形成蛋白质的四级结构。

(3)蛋白质的性质不仅取决于多肽链氨基酸的种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关。

3．蛋白质的化学性质 (1)蛋白质的特征反应

①颜色反应：取一小块鸡皮，置于蒸发皿中，滴加3～5滴浓硝酸，在酒精灯上微热，观察到的现象是鸡皮遇浓硝酸变黄色。实验结论：浓硝酸可使某些蛋白质显黄色，常用此反应来鉴别蛋白质。

②蘸取少量鸡蛋清或取一根头发，放在酒精灯火焰上灼烧，可闻到烧焦羽毛的特殊气味。常用此反应区分毛料纤维与合成纤维。 (2)蛋白质的两性

形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸发生成肽反应形成的，在多肽链的两端存在着自由的氨基和羧基，侧链中也有酸性或碱性基团，所以蛋白质与氨基酸一样具有两性，能与酸或碱反应。 (3)蛋白质的水解

蛋白质――→酶、酸或碱

水解

多肽――→酶、酸或碱

逐步水解氨基酸 天然蛋白质水解的产物为α­氨基酸，蛋白质水解时，多肽链中的C —N 键断裂，碳原子上连接羟基，形成—COOH ，氮原子上连接氢原子，形成—NH 2。 (4)蛋白质的盐析

①按下列实验操作完成实验：

②实验现象：加入饱和(NH4)2SO4或Na2SO4溶液，试管内蛋白质均产生沉淀，加蒸馏水后沉淀溶解。

③结论：少量的盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等]能促进蛋白质溶解，但当盐溶液浓度较大时，则会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。

④蛋白质的盐析是一个可逆过程，采用多次盐析和溶解可分离提纯蛋白质。

(5)蛋白质的变性

①按下列实验操作完成实验：

实验操作Ⅰ：

实验操作Ⅱ：

②实验现象：加热及加入醋酸铅溶液，Ⅰ、Ⅱ两支试管内蛋白质均产生沉淀；加入蒸馏水后沉淀不溶解。

③结论：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象，称为蛋白质的变性。能使蛋白质变性的因素有：

物理因素：加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等；

化学因素：强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等有机物。

④蛋白质的变性是一个不可逆过程，变性后的蛋白质在水中不溶解，同时也会失去原有的生理活性。利用蛋白质的变性，可用于杀菌消毒，而疫苗等生物制剂的冷冻保存则为了防止变性。

[归纳总结]

蛋白质盐析和变性的不同点

1．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是()

A．蚕丝、羊毛、病毒等主要成分都是蛋白质

B．蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，蛋白质析出，虽再加水，也不溶解

C．重金属盐能使蛋白质凝结

D．浓硝酸溅到皮肤上能使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应

答案 B

解析蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，发生盐析现象，该过程为可逆的，加水，蛋白质又可溶解。

2．下列结构片断的蛋白质在胃中水解时，不可能产生的氨基酸是()

A．

B．

C．

D．

答案 C

解析蛋白质水解时化学键断裂的部位是肽键()中的碳氮键：

然后在羰基的部位补充—OH，氮原子的部位补充氢原子。

二酶和核酸

1．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物，其中绝大多数是蛋白质。酶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，酶的催化作用具有以下特点：

(1)条件温和，不需加热。在接近体温和接近中性的条件下，酶就可以起催化作用。

(2)具有高度的专一性。例如，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。

(3)具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率，比普通的催化剂高107～1013倍。

2．核酸是一类含磷的生物高分子化合物。它在生物体的生长、繁殖、遗传、变异等生命现象中起着决定性的作用。其类别如下表所示：

酶本身所具有的性质可以结合蛋白质的性质来掌握，酶的催化作用要与工业催化剂比较记忆，从而更好地掌握酶的催化特点。

[活学活用]

3．克隆技术的关键是找到一些特殊的酶，这些酶能激活普通体细胞，使之能像生殖细胞一样发育成个体。下列有关酶的叙述中错误的是()

A．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质

B．酶的催化作用具有专一性

C．高温或重金属盐能降低酶的活性

D．酶只有在强酸或强碱的条件下才能发挥作用

答案 D

解析酶是一类具有催化作用的有机物。酶的催化作用具有专一性、高效性及条件温和等特

点。由于大多数酶是蛋白质，所以，高温、重金属盐、强酸、强碱等条件能使酶发生变性而失去催化活性。所以选项中D的描述是错误的。

4．下列说法中不正确的是()

A．组成天然蛋白质的氨基酸几乎都是α­氨基酸

B．利用盐析可以分离和提纯蛋白质

C．DNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板

D．RNA主要存在于细胞核中，它根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成

答案 D

解析RNA主要存在于细胞质中，根据DNA提供的信息控制体内蛋白质的合成；DNA主要存在于细胞核中，它是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板；盐析不改变蛋白质的生理活性，只是蛋白质暂时失去溶解性，利用多次盐析和溶解可分离和提纯蛋白质。

当堂检测

1．下列不属于天然高分子化合物的是()

A．淀粉B．氨基酸

C．纤维素D．蛋白质

答案 B

2．下列变化肯定属于不可逆过程的是()

A．电离B．水解

C．盐析D．蛋白质变性

答案 D

解析蛋白质的变性属于不可逆过程。

3．下列关于蛋白质的说法不正确的是()

A．蛋白质是由多种α­氨基酸加聚而生成的天然高分子化合物

B．通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性

C．浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出，加水后析出的蛋白质又溶解

D．鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法