选修5 蛋白质和核酸.ppt
苏教版高中化学选修五《有机化学基础》《氨基酸蛋白质核酸》学案-新版
专题5 生命活动的物质基础第二单元氨基酸蛋白质核酸课前预习情景导入1.蛋白质的水解产物是氨基酸，天然蛋白质的水解产物都是α-氨基酸。
鸡蛋白溶液、大豆蛋白溶液中，加入浓的Na2SO4溶液时会有沉淀析出，再继续加入蒸馏水后，沉淀又溶解，又构成蛋白质溶液。
但加入甲醛或加热时，也能析出沉淀，再继续加入蒸馏水后，沉淀不能继续溶解。
这些都是蛋白质的特性。
酶是一类具有催化作用的蛋白质，在人类的生命中起着举足轻重的作用，是天然的最有效的生物催化剂。
在生命活动中，新陈代谢以及与遗传信息传递和表达有关的所有化学变化都是在酶的催化作用下进行的。
2.核酸有两种类型即脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，基因全部由核酸组成，基因控制着生物从诞生到死亡的全部代谢过程，基因指导着蛋白质、酶、激素及一切生理活性物质的合成、分解，控制着生物体的生长、发育、繁殖、复制，同时自身也处于不断地代谢中。
基因的代谢实际上就是核酸的代谢，核酸的代谢决定了整个生命过程的兴衰。
人类基因组拥有大约32亿对碱基，不同人的基因组中碱基对序列的99.9%都是一样的，只有不到千分之一的序列有所不同。
知识预览一、氨基酸1.蛋白质是构成生命的基础物质，它是由多种不同的________构成的，而核酸对蛋白质的生物合成又起着决定的作用。
因此，研究这些基本的生命物质的结构和性质，有助于揭示生命现象的本质。
2.蛋白质是由氨基酸构成的，迄今人类在自然界已发现数百种________，但是从蛋白质水解得到的氨基酸，最常见的大约有________，并且绝大多数是________，除甘氨酸外，α-氨基酸都是________，构成天然蛋白质的α-氨基酸都是________。
3.由于氨基酸的系统命名通常比较烦琐，实际使用较多的是其俗名。
在表示多肽和蛋白质结构时，普便使用的是氨基酸的缩写，通常情况下，氨基酸的英文缩写取其英文名称前三个字母，中文缩写则将其俗名中的“氨酸”省略。
人教版高中生物选修一专题五《DNA和蛋白质技术》知识点归纳
专题五ＤＮＡ和蛋白质技术课题一ＤＮＡ的粗提取与鉴定一、提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？1.DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精。
①DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点？要使DNA溶解，需要使用什么浓度？要使DNA析出，又需要使用什么浓度？在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。
②在溶解细胞中的DNA时，人们通常选用2mol/LNaCl溶液；将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释NaCl溶液。
酒精是一种常用有机溶剂，但DNA却不能溶于酒精（特别是95％冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。
2.从理论上分析，预冷的乙醇溶液具有以下优点。
一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子运动，易于形成沉淀析出；三是低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。
3.采用DNA不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？将DNA和蛋白质进一步分离。
4.提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。
利用该原理时，应选用怎样的酶和怎样的温度值？蛋白酶，因为酶具有专一性，蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。
温度值为60～80℃，因为该温度值蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。
补充：DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋，其温度在80℃以上，如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。
5.洗涤剂在提取DNA中有何作用？洗涤剂将细胞膜上的蛋白质，从而瓦解细胞膜。
6.当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用什么指示剂进行鉴定？在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色。
原理总结：通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA，可以从细胞中提取和提纯DNA；再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来，达到提纯的目的；最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。
二、实验材料的选取不同生物的组织中DNA含量不同。
高二化学选修ppt课件
象，如
和
。
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名师解惑
一、同分异构体的书写 同分异构体的书写技巧一般采用“减链法”，可概括为 “两注意四句话”。 两注意：一是有序性，即从某一种形式开始排列、依次 进行，防止遗漏；二是等效法，即位置相同的碳原子上的氢 被取代时会得到相同的物质，不要误认为是两种或三种。 四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到 边，苯环排布对、邻、间。 (1)以烷烃C6H14为例，写出所有同分异构体。(烷烃只有 碳链异构)
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书写结构简式时要注意：①表示原子间形成单键的“—
”可以省略； ②C＝C、C≡C中的“＝”、“≡”不能省略，
但
是
醛基(
)、羧基(
)则可进一步简写
为—CHO、—COOH。
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典例导析
知识点1：有机化合物中碳原子的成键特点
例1 大多数有机物分子中的碳原子与碳原子或碳原子
与其他原子相结合的化学键是( )
N
CH2CHN2 CH2 N
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知识点2：有机物同分异构体的书写
例2 分子式为C10H14的有机物是苯的同系物，其苯环上 只有一个侧链，写出这些同系物的结构简式。
解析 题目要求是写苯的同系物，苯环上只有一个侧链,
可知为—C4H9,它有—CH2CH2CH2CH3、
、
、
四种烃基，由此可
得同系物结构简式。
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解析 (1)官能团属于基，而基不一定是官能团，容易判 断②⑤⑥是官能团，要注意的是烷基、苯环都不是官能团。
(2)—C2H5是基，根据“基与基之间能直接结合成共价分 子”的原则可知：能跟—C2H5结合生成有机物分子的微粒有 ②⑤⑥⑨。
(3)C2H5＋带正电荷，根据“带异性电荷的微粒相互吸引 结合成化合物”的原则可知：能跟C2H5＋结合生成有机物分 子的微粒有①③④。
【苏教版】高中化学选修五：5.2《氨基酸、蛋白质、核酸》教学案
1．羧酸中的官能团是什么？它能否与NaOH溶液发生反应？提示：羧酸中的官能团为－COOH，它能与NaOH溶液发生反应生成－COONa。
2．蛋白质是由哪些元素组成的？蛋白质能否发生水解反应？淀粉、油脂、蛋白质是否都是天然高分子化合物？提示：蛋白质的组成元素除C、H、O外，还含有N、S、P等；蛋白质能发生水解反应；淀粉、蛋白质是天然高分子化合物，油脂不属于高分子化合物。
3．如何鉴别蚕丝和人造丝？提示：蚕丝为蛋白质，人造丝属于纤维素，可以用灼烧的方法鉴别蚕丝和人造丝。
[新知探究]探究1什么是氨基？α氨基酸的结构通式是怎样的？提示：氨基是指氨分子(NH3)中去掉一个氢原子后剩余的部分(－NH2)。
α氨基酸的结构通式为。
探究2甘氨酸(α氨基乙酸)具有两性，你能写出甘氨酸与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式吗？探究3有两种氨基酸，分别是甘氨酸和丙氨酸，两分子氨基酸之间脱水能形成几种二肽？试写出它们的结构简式。
提示：甘氨酸两分子脱水形成二肽，；丙氨酸两分子脱水形成二肽：；甘氨酸与丙氨酸分子间脱水形成两种二肽：，共形成四种二肽。
[必记结论]1．组成和结构(1)组成：氨基酸可看作是羧酸分子中烃基上的H被氨基取代后的产物。
(2)结构：α氨基酸的结构简式可表示为，αC为手性碳原子。
其官能团为－COOH和－NH2。
(3)常见的氨基酸：2．氨基酸的化学性质(1)两性：氨基酸分子中既含有氨基(显碱性)，又含有羧基(显酸性)，因此，氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。
(2)成肽反应：概念：两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键()的化合物，称为成肽反应。
[成功体验]1．关于氨基酸的下列叙述中，不正确的是()A．氨基酸都是晶体，一般能溶于水B．氨基酸都不能发生水解反应C．氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐D．天然蛋白质水解最终可以得到α氨基酸、β氨基酸等多种氨基酸解析：选D氨基酸熔点较高，室温下均为晶体，一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚；氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐；氨基酸分子间能发生成肽反应，但氨基酸都不能发生水解反应；天然蛋白质水解的最终产物是多种α氨基酸。
高中生物《蛋白质和核酸》教学设计 新人教版选修5-新人教版高二选修5生物教案
蛋白质和核酸(1) 氨基：氨气分子(NH3)去掉一个氢原子后的部分。
氨基的电子式：(2) α—氨基酸（向学生介绍α、β位）：羧酸分子里的α氢原子被氨基取代的生成物。
(3) α—氨基酸是构成蛋白质的基石。
[板书] 2、氨基酸的结构：α—氨基酸通式既含有氨基(—NH2)又含有羧基(—COOH)。
[板书] 3、几种常见的氨基酸：[展示] 名称俗称结构简式氨基乙酸甘氨酸α—氨基丙酸丙氨酸α—氨基苯丙酸苯丙氨酸α—氨基戊二酸谷氨酸[板书]4、氨基酸的性质：(1)物理性质:天然的氨基酸均为无色晶体,熔点较高,在200-300℃熔化时分解.它们能溶于强酸或强碱溶液中,除少数外一般都能溶于水,而难溶于乙醇、乙醚。
(2)化学性质：①氨基酸的两性与酸反应：与碱反应：[指出]结论：氨基酸具有两性。
[思考]在所学过的物质中有哪些物质既能跟酸反应又能跟碱反应？[学生回答]Al、Al2O3、Al(OH)3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NaHCO3等。
[板书] ②成肽反应：二个氨基酸分子（可以相同，也可以不同），在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含有肽键的化合物，称为成肽反应。
二肽氨基酸氨基酸二肽[类比]酯化反应，加深对这两类物质相关性质的认识。
[板书] 肽键[思考]将甘氨酸和丙氨酸放在同一容器内发生成肽反应，有几种二肽生成？写出有关反应方程式。
[答案]四种[板书] 多肽多种氨基酸分子按不同的排列顺序以肽键相互结合，可以形成千百万种具有不同的理化性质和生理活性的多肽链。
相对分子质量在10000以上的，并具有一定空间结构的多肽，称为蛋白质。
【过渡】学习了氨基酸的有关性质，而氨基酸→多肽→蛋白质，下面我们学习蛋白质的结构和性质。
[板书]二、蛋白质的组成和结构：[板书]1．蛋白质是由多种氨基酸结合而成的含氮生物高分子化合物。
[提问]蛋白质的基本组成单位是什么?[学生回答]氨基酸。
高中生物苏教版选修三课件第一章第三节蛋白质工程
(4)治癌酶的改造：癌症的基因治疗分两个方面：药物作用于 癌细胞，特异性地抑制或杀死癌细胞；药物保护正常细胞免受化 学药物的侵害，可以提高化学治疗的剂量。通过改造治疗癌症的 酶，能够达到更好的治疗效果。
(5)嵌合抗体和人缘化抗体：通过蛋白质工程对抗体进行改 造，增强机体的免疫力。
以对概念的比较分析为依据，考查基 因工程和蛋白质工程的异同
蛋白质工程的应用
1．提高酶的热稳定性 方法一：将酶分子中的天__门__冬__酰__胺__和_谷__氨__酰__胺__转变为其他 氨基酸。 方法二：在蛋白质分子中引入_二__硫__键__。
2．生物工程制药 (1)实例1：鼠源杂交瘤抗体的改造。 ①改造方法：在_基__因__水平上对抗体进行重组，产生人恒定区 和鼠可变区嵌合抗体。 ②结果：对人体的不良反应_减__少__。 (2)实例2：对t-PA的改造。 ①t-PA功能：溶解_血__栓__块__，医治心肌梗死等疾病。 ②改造方法：将t-PA分子中的天门冬酰胺替换为_谷__氨__酰__胺__。 ③结果：t-PA在_血__液__循__环__中停留时间_大__大__延__长__，疗效更加 显著。
改善蛋白质的性质和功能
1．对天然蛋白质进行改造，是通过直接对蛋白质分子进行 操作来实现的吗？
提示：不是，由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构 进行设计改造，最终必须通过改造基因来完成。
2．蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？ 提示：基因工程是按照中心法则进行的：基因→表达(转录和 翻译)→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→ 行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工 程却与之相反，一般是先创造出适合人类需求的新基因，然后使 其表达出具有特定结构和功能的蛋白质。蛋白质工程可以创造出 自然界不存在的蛋白质。
氨基酸(正式上课)
三级结构： 蛋白质分子在二级结构的基础上进一步盘
曲折叠形成的三维结构。 具有三级结构的多肽链叫亚基 （教材P 106） 四级结构： 蛋白质分子中亚基的立体排布、亚基间的 相互作用与布局称为蛋白质的四级结构。（教材P 107）
蛋白质的结构
一级
二级
三级结构
桑格在20世纪40年代测定出
牛胰岛素分子中全部氨基酸的
甘氨酸 甘
你认识哪些常见的氨基酸？ CH2—COOH NH2
丙 丙氨酸
CH3—CH—COOH NH2
谷 谷氨酸 HOOC-(CH2)2-CH-COOH
NH2
苯丙氨酸 苯丙
-CH2-CH-COOH
NH2
氨基酸的成肽反应
H H O OH H H O OH H H O OH H H O OH N CH 2 C N CH 2 C N CH 2 C N CH 2 C
NH CH C
4、蛋白质、淀粉、脂肪是三种重要的营养 脂肪 物质，其中______不是高分子化合物，这 三种物质水解的最终产物分别是 氨基酸 蛋白质→________；
葡萄糖 淀粉→_________； 高级脂肪酸和甘油 脂肪→______________ ；
在蛋白质水解的最终产物分子中，含有 氨基和羧基 ___________ 官能团。
• 什么是蛋白质的一级、二级、三级和四 级结构？
（四）蛋白质的结构 一级结构： 蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排
列顺序叫蛋白质的一级结构。蛋白质的生物活性首先取 决于蛋白质的一级结构。（教材P 105） 二级结构： 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。蛋白质的二级结构主要依靠肽链中氨 基酸残基亚氨基上的氢原子与羰基上的氧原子之间的氢 键而实现。（教材P 106）α-螺旋结构和ß -折叠结构
(统编版)2020学年高中化学专题5生命活动的物质基础第二单元氨基酸蛋白质核酸教学案苏教版选修
第二单元氨基酸蛋白质核酸[目标导航] 1.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质。
2.了解二肽、多肽的概念。
3.了解蛋白质的组成、结构和性质。
一、氨基酸的结构和性质1.氨基酸的结构(1)蛋白质是构成生命基础的物质，蛋白质是由氨基酸构成的。
迄今人类在自然界已发现数百种，但是从蛋白质水解得到的氨基酸最常见的大约有20种，并且绝大多数是α氨基酸。
除甘氨酸外，氨基酸都是手性分子。
构成天然蛋白质的氨基酸都是L型的。
(2)结构α氨基酸的结构简式可表示为，其官能团为氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。
2.氨基酸的性质(1)物理性质固态氨基酸主要以内盐的形式存在，熔点较高(填“高”或“低”)，不易(填“易”或“不易”)挥发，难溶于有机溶剂，常见的氨基酸均为无色晶体，熔点在200℃以上。
(2)化学性质①两性氨基酸分子中含有酸性官能团—COOH和碱性官能团—NH2，因此具有两性，可与碱、酸反应生成盐。
a.与盐酸的反应：―→。
b.与氢氧化钠溶液的反应：＋NaOH―→。
c.氨基酸分子中的氨基和羧基相互作用，使氨基酸成为带有正电荷和负电荷的两性离子(称为内盐)。
随着水溶液pH不同，氨基酸分子在溶液中存在的形态也不同，可以发生不同的解离。
通常以两性离子形式存在。
②成肽反应 两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的—NH 2和另一分子的—COOH 间脱去一分子水，缩合成含有肽键()的化合物。
例如：―→。
氨基酸――→脱水二肽或多肽――→脱水蛋白质。
③显色反应氨基酸和茚三酮共热时，能产生紫色化合物，是检测和定量测定氨基酸的重要反应。
议一议1.如何分离提纯氨基酸？答案 当溶液中的氨基酸主要以两性离子的形态存在时，它在水中的溶解度最小，可以结晶析出。
不同的氨基酸出现这种情况的pH 各不相同，利用这一差异可以通过控制溶液的pH 分离氨基酸。
2.多肽分子的名称与其所含肽键个数有什么关系？与形成它的氨基酸分子个数又有什么关系？答案 二肽是由两个氨基酸分子脱去一分子水形成的含有肽键的化合物，分子中有一个肽键；三肽是由三个氨基酸分子脱去两分子水形成的，有两个肽键；n 肽是由n 个氨基酸分子脱去(n －1)个水分子形成的，其中含有(n －1)个肽键。