●備資料
一、蛋白質(zhì)的變性是物理變化還是化學(xué)變化
蛋白質(zhì)的變性是蛋白質(zhì)的一條重要性質(zhì)。這條性質(zhì)在日常生活、醫(yī)療、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有著重要的用途。那么，蛋白質(zhì)的變性是物理變化還是化學(xué)變化呢？在此做一簡單的討論。
判斷一個(gè)變化是物理變化還是化學(xué)變化的依據(jù)就是看在這個(gè)變化中有無新物質(zhì)生成。在物理變化過程中因無新物質(zhì)生成，也就沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成；在化學(xué)變化中因有新物質(zhì)的生成，所以一定有化學(xué)鍵的斷裂和生成。因此，判斷蛋白質(zhì)的變性是物理變化還是化學(xué)變化，一定要從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)上分析，看在變化過程中有無化學(xué)鍵的斷裂和生成。
蛋白質(zhì)是由α—氨基酸通過肽鍵構(gòu)成的高分子化合物，在蛋白質(zhì)分子中各氨基酸的結(jié)合順序稱為一級(jí)結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的同一多肽鏈中的氨基和酰基之間可以形成氫鏈，使得這一多肽鏈具有一定的構(gòu)象，這些稱為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)；多肽鏈之間又可互相扭曲折疊起構(gòu)成特定形狀的排列稱為三級(jí)結(jié)構(gòu)，三級(jí)結(jié)構(gòu)是與二硫鍵、氫鍵等聯(lián)系著的。
變性作用是蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響，改變其分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的作用。一般認(rèn)為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)有了改變或遭到破壞，都是變性的結(jié)果。能使蛋白質(zhì)變性的化學(xué)方法有加強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、尿素、乙醇、丙酮等；能使蛋白質(zhì)變性的物理方法有加熱、紫外線照射、劇烈振蕩等。
重金屬鹽使蛋白質(zhì)變性，是因?yàn)橹亟饘訇栯x子可以和蛋白質(zhì)中游離的羧基形成不溶性的鹽，在變性過程中有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此是一個(gè)化學(xué)變化。
強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使蛋白質(zhì)變性，是因?yàn)閺?qiáng)酸、強(qiáng)堿可以使蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂。也可以和游離的氨基或羧基形成鹽，在變化過程中也有化學(xué)鍵的斷裂和生成，因此，可以看作是一個(gè)化學(xué)變化。
尿素、乙醇、丙酮等，它們可以提供自己的羥基或羰基上的氫或氧去形成氫鍵，從而破壞了蛋白質(zhì)中原有的氫鍵，使蛋白質(zhì)變性。但氫鍵不是化學(xué)鍵，因此在變化過程中沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成，所以是一個(gè)物理變化。
加熱、紫外線照射、劇烈振蕩等物理方法使蛋白質(zhì)變性，主要是破壞了蛋白質(zhì)分子中的氫鍵，在變化過程中也沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成，沒有新物質(zhì)生成，因此是物理變化。否則，雞蛋煮熟后就不是蛋白質(zhì)了。
從以上分析可以看出，蛋白質(zhì)的變性既有物理變化，也有化學(xué)變化。但蛋白質(zhì)的變性是很復(fù)雜的，要判斷變性是物理變化還是化學(xué)變化，要視具體情況而定。如果有化學(xué)鍵的斷裂和生成就是化學(xué)變化；如果沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成就是物理變化。
(/楊國明，載《中學(xué)化學(xué)》2000年第4期)
二、蛋白質(zhì)鹽析實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵
(1)試劑配制要求
①蛋白質(zhì)的配制。取一個(gè)鮮雞蛋的蛋白置于裝有50 mL蒸餾水的燒杯中，用玻璃棒攪拌，讓雞蛋白充分溶解，再用雙層紗布過濾雞蛋白液，濾液待用。
②對(duì)電解質(zhì)的要求。做蛋白質(zhì)鹽析實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保持蛋白質(zhì)的活性，因此選用的電解質(zhì)必須是一些輕金屬鹽、銨鹽等。
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，能使雞蛋白從其水溶液中沉淀析出，且現(xiàn)象又明顯，對(duì)電解質(zhì)溶液有兩方面的要求：
a.電解質(zhì)溶液比較濃，最好達(dá)到飽和；
b.電解質(zhì)溶液pH在1~3之間。
實(shí)驗(yàn)得出：
a.對(duì)Al(NO3)3、Al2(SO4)3、AlCl3等鹽的飽和溶液直接用于實(shí)驗(yàn)即可，現(xiàn)象明顯。
b.(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4NO3、2SO4、Cl、NO3、Na2SO4、NaNO3、NaCl、gSO4、gCl2、g(NO3)2、Ca(NO3)2、CaCl2等鹽的飽和溶液，應(yīng)用對(duì)應(yīng)的酸把pH調(diào)到1~3之間，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象同樣很明顯。
(2)操作過程及實(shí)驗(yàn)效果
取3 mL~4 mL雞蛋白液于試管中，用滴管取上述電解質(zhì)中的一種，沿試管壁慢慢加入1 mL~2 mL，不要振蕩，很快就可以看到試管中有白色沉淀析出。在該試管中，加入少量蒸餾水，振蕩，溶液又變回原狀，白色絮狀物質(zhì)又溶解。再滴入電解質(zhì)溶液，還可以形成沉淀，這樣就可以反復(fù)做二、三次。 (/黎茂堅(jiān)，載《中學(xué)化學(xué)》2001年第5期)
三、關(guān)于蛋白質(zhì)的變性
蛋白質(zhì)是由氨基酸首尾相連而成的肽鏈組成的。肽鏈具有一定的空間結(jié)構(gòu)，它可以形成螺旋形，也可以是折疊形等。在蛋白質(zhì)中既包括肽鍵，也包括氫鍵、二硫鍵，以及由帶電荷的羧基和氨基之間相互作用的鹽橋。
蛋白質(zhì)的這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定，受到物理因素(如加熱、紫外線等)和化學(xué)因素(如酒精、重金屬鹽等)的作用，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生或多或少的改變，性質(zhì)也會(huì)改變，這種作用稱為蛋白質(zhì)的變性。
加熱可使蛋白質(zhì)分子熱騷動(dòng)增加，使其氫鍵和鹽橋等破壞，有規(guī)則的空間構(gòu)型松散，藏于空間構(gòu)型內(nèi)的疏水基團(tuán)因裸露于外，削弱蛋白質(zhì)的水化作用，結(jié)果使蛋白質(zhì)聚沉凝固。如我們可用加熱的辦法把生雞蛋變成熟雞蛋，同樣可用蒸的辦法使微生物蛋白質(zhì)凝固，例如對(duì)醫(yī)療器械消毒。
醫(yī)生常用酒精殺菌消毒，是因?yàn)榫凭芘c水形成氫鍵，有很強(qiáng)的吸水能力，同時(shí)它還可以影響蛋白質(zhì)中的氫鍵，結(jié)果使菌體蛋白脫水、變性沉淀。菌體蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)菌的主要成分，一旦被破壞，細(xì)菌就失去活力。至于為何用70~75%的酒精而不用95%的酒精，是因?yàn)闈舛雀叩木凭苎杆偈咕w表面的蛋白質(zhì)變性，阻礙酒精滲入細(xì)菌內(nèi)部發(fā)揮作用，結(jié)果細(xì)菌只是暫時(shí)失去活力，但并不死亡。而濃度較低的酒精，使菌體蛋白變性慢，酒精可滲入菌體內(nèi)部發(fā)揮作用，最后殺死細(xì)菌。
重金屬鹽能夠破壞蛋白質(zhì)的鹽橋，重金屬離子還能與氫硫基結(jié)合，破壞蛋白質(zhì)的二硫鍵，使蛋白質(zhì)變性。因此，重金屬鹽對(duì)人體是有害的。重金屬鹽中毒后，可服用大量牛奶、蛋清、豆?jié){等高蛋白物質(zhì)，以減少重金屬鹽對(duì)人體蛋白的作用。
人的頭發(fā)也是蛋白質(zhì)，女士燙發(fā)實(shí)際上也是蛋白質(zhì)變性的過程。理發(fā)師經(jīng)常先用還原劑減少和破壞頭發(fā)中的二硫鍵，當(dāng)頭發(fā)卷曲后再施用氧化劑，在不同位置重新形成二硫鍵，以保持卷曲的發(fā)型。
生物體的衰老也與蛋白質(zhì)緩慢變性密切相關(guān)，如陳種子會(huì)失去發(fā)芽能力，人的機(jī)體會(huì)逐漸衰老等。目前科學(xué)工作者積極開展如何防衰老、保青春的研究，實(shí)際也是在研究如何防止蛋白質(zhì)變性。
(/牛蹄，載《中學(xué)生化學(xué)報(bào)》1991年12月16日)
四、為什么用加酶洗衣粉？
加酶洗衣粉是近年市場(chǎng)上出現(xiàn)的新品種。它除了含有洗衣粉中的一般化學(xué)成分外，還含有一種堿性蛋白酶。
人分泌的皮脂中含有蛋白質(zhì)，在易臟的袖、領(lǐng)口等處蛋白質(zhì)含量可高達(dá)10%～30%，這些蛋白質(zhì)與脂質(zhì)絡(luò)合，附著在衣物上比較牢固，由于這種蛋白質(zhì)是變了性的，不溶于水，用普通洗衣粉不容易洗掉，又因它不是油類，所以也不能被洗衣粉中表面活性劑增溶、乳化除去。酶是一種生物催化劑，它存在于動(dòng)、植物的活細(xì)胞內(nèi)。動(dòng)、植物機(jī)體內(nèi)的合成和消化等反應(yīng)由于酶的參加才能順利地進(jìn)行。酶催化具有選擇性。加酶洗衣粉就是利用這個(gè)原理，選擇、培養(yǎng)具有特殊功能的酶配入洗衣粉中。酶的作用大小是以酶的活力衡量的，活力越高所起的作用也就越大，國產(chǎn)酶一般活力在2萬個(gè)單位左右。荷蘭、丹麥所產(chǎn)的酶可高達(dá)30萬個(gè)單位以上。
洗衣粉中的酶應(yīng)該是穩(wěn)定的，最好在常溫下也有較好的活性，荷蘭所生產(chǎn)的堿性蛋白酶在20～70℃時(shí)就具有良好的活性，國產(chǎn)的酶在40～50℃較佳，超過70℃時(shí)活性下降直至全部失效。堿性蛋白酶一般在pH為10的情況下洗滌去污效果最好，這與洗衣粉的性質(zhì)正好相近。
使用加酶洗衣粉時(shí)，最好把要洗的衣服先在水中浸泡一下(0.5～1小時(shí))，用40℃左右的溫水洗滌，其效果尤為明顯。
加酶洗衣粉不適宜存放在高溫、高濕的環(huán)境中，也不適宜久存，因?yàn)槊傅膲勖怯幸欢ǖ臅r(shí)間性的，存放一年以后大部分失效。
●綜合能力訓(xùn)練題
1.用一種化學(xué)試劑鑒別NaAlO2溶液、Na2SiO3溶液、雞蛋白溶液、純堿溶液、蔗糖溶液等五種無色溶液，可用________作化學(xué)試劑。
答案：濃硝酸
2.化合物A是天然蛋白質(zhì)的最終水解產(chǎn)物，化合物B是一種含有醛基的硝酸酯，A、B兩物質(zhì)的分子式都可用CaHbOcNd(且a＋c=b,a－c=d)表示。試回答：
(1)A、B兩物質(zhì)的分子式是________。
(2)光譜測(cè)定顯示A的分子結(jié)構(gòu)中不存在甲基(—CH3)，則A的結(jié)構(gòu)簡式是：________。
(3)光譜測(cè)定顯示為B的烴基部分不存在支鏈，則B的結(jié)構(gòu)簡式是________。
答案：(1)C5H9O4N
3.某有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為75，元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為碳32%、氫6.67%、氮18.79%，其余為氧。
(1)求該有機(jī)物的分子式。
(2)該有機(jī)物與酸發(fā)生酯化反應(yīng)、與無機(jī)酸反應(yīng)生成鹽。寫出該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。
(3)寫出該有機(jī)物的一種同分異構(gòu)體。
答案：(1)C2H5NO2 (2) (3)CH3CH2—NO2
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