化学课

咳咳，在正式上课之前，请同学们先看一道题，复习一下上一节学的糖类…… 通过学习生物同学们都知道，蛋白质是生命活动的主要承担者，也是生物体内一类极为重要的生物大分子。蛋白质不仅是细胞的重要成分，而且具有多种生物学功能，例如，人体内起催化作用的大多数酶，一些调节代谢的激素和发生免疫反应的抗体等均为蛋白质。小到病毒、细菌等微生物，大到植物动物直至人类，生物体内绝大多数生命过程都与蛋白质密切相关，可以说，没有蛋白质就没有生命，我们知道生物大分子是由许多单体连接而成的多聚体，而氨基酸就是组成蛋白质的基本结构单位，要认识蛋白质，必须首先认识氨基酸。 那么问题来了，什么是氨基酸呢？我们先不慌看书本上的定义，先盯着氨基酸这三个字来看，氨基不用多说了就是氨基，那在有机化学中具有什么官能团的物质会被称为酸呢？唉，没错，就是羧基。通过之前的学习，同学们应该知道，羧酸是由烃基与羧基相连而构成的有机化合物，而当羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代后，就得到了氨基酸。所以氨基酸分子中含有羧基和氨基两种官能团，属于取代羧酸。再补充一个小知识点，有的氨基酸与硝基化合物互为同分异构体，比如说甘氨酸和硝基乙烷。 还是通过生物的学习，我们知道组成人体蛋白质的氨基酸有二十一种，其中有八种是人体细胞不能合成的，它们分别是甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸和苏氨酸这些氨基酸必须通过食物供给，因此被称为必需氨基酸，另外是十三种是非必需氨基酸。注意这个需字别写错了！当然这里的八种必需氨基酸和13种非必需氨基酸，是对于一般成年人而言的，你像婴儿自身就不能合成组氨酸。在评价各种食物的营养价值时，应该注重其中必需氨基酸的种类和含量，为了人体的健康，应注意合理膳食，科学营养，保持人体必需氨基酸的摄取。 虽然氨基酸的种类有很多，但组成蛋白质的氨基酸主要是阿尔法氨基酸，那么什么是阿尔法氨基酸呢？我们以羧基为定位基团，将与羧基直接相连的碳原子，叫做阿尔法碳原子，当氨基连接在阿尔法碳原子上，形成的氨基酸就叫做阿尔法氨基酸。还记得生物课上，当生物老师说这个也是氨基酸的时候，同学们都愣了，啊？不是说氨基和羧基要链接在同一个碳原子上吗？现在同学们应该明白了那讲的是阿尔法氨基酸。那这个叫啥？我们看这个是阿尔法碳原子，接着这个是贝塔碳原子，氨基连接在贝塔碳原子上，所以它属于贝塔氨基酸。以此类推，还有伽马氨基酸等等。书上给的这几种常见氨基酸都是阿尔法氨基酸。对于阿尔法氨基酸而言，除了甘氨酸阿尔法位的碳原子上连有两个相同氢原子外，一般其他阿尔法氨基酸的阿尔法碳原子上都连接了四个不同的原子，或原子团，我们将这种连接了四个不同原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子，这样的分子具有对映异构体。 介绍完氨基酸的结构特点，我们来看一下物理性质，天然氨基酸均为无色晶体，熔点较高，多在200到300摄氏度熔化时分解，注意是火字旁的那个熔字。一般能溶于水而难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。同学们能不能从结构角度来解释一下氨基酸溶于水的原因？诶，这根本难不倒同学们嘛，很简单，氨基和羧基都是亲水基团嘛，所以氨基酸一般能溶于水。 接着我们看113页最上方的思考与讨论，根据以上氨基酸结构简式中所含有的官能团推测氨基酸可能具有哪些化学性质。这也难不倒同学们。我们看氨基酸分子中，既含有羧基又含有氨基，而羧基→酸性基团，提供氢离子，具有酸性能与碱反应生成盐，氨基→碱性基团，结合氢离子，具有碱性能与酸反应生成盐，因此氨基酸是两性化合物。比如说，甘氨酸可以和盐酸反应生成甘氨酸盐酸盐，也可以和氢氧化钠反应生成甘氨酸钠和水。 接着同学们看到书本右侧的信息搜索，味精是一种常见的调味剂，其化学成分主要是谷氨酸单钠盐。但我们知道谷氨酸是有两个羧基的，这里再补充一个知识点，谷氨酸二钠是没有鲜味的。 氨基酸另一个重要性质是可以发生成肽反应 1.生成二肽：两个氨基酸分子可以相同也可以不同，例子我就不举了，毕竟又是我们的生物课上学过的，哦，应该说是复习过的，而且生物老师的PPT动画也非常的生动形象，我就不多说了，好吧。 2.生成多肽：由两个氨基酸分子缩合后形成的含有肽键的化合物称为二肽。二肽还可以继续与其他氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽，以致生成长链的多肽。书上给了一种多肽的写法，其实我们还可以这样写…… 3.分子间成环，时间不多了就不让大家动手写了，我快速地演示一遍。 4.分子内成环 好接着我们再讲回多肽，多肽常呈链链状，所以也叫肽链，无论肽链有多长，在链的两端，一端有游离的氨基，称为氨基端，一端有游离的羧基，称为羧基端，因此多肽也具有两性。肽链能盘区、折叠还可以相互结合在一起，就形成了我们熟悉的蛋白质。一般把相对分子质量在1万以上，并具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。好接下来，有请姬二赛同学为我们讲解蛋白质的相关知识。