2.2 蛋白质和核酸是重要的生物大分子（教学课件）生物沪科版2020必修1

蛋白质和核酸是重要的生物大分子 第二节 第二章 细胞的分子组成 高一生物 必修一 细胞中发生的所有生命活动的基础：一系列的化学反应 胰岛素是一种调节血糖浓度的激素蛋白，血红蛋白是高等动物体内负责运载氧气的蛋白质……生物体内的蛋白质种类繁多，功能各异。 核酸能储存与传递遗传信息。蛋白质和核酸是细胞中重要的两类生物大分子。蛋白质和核酸分子由什么组成？它们的功能与结构之间有怎样的关系？ 蛋白质的结构与功能 思考与讨论： 1. 与小组同学交流找到的信息，归纳总结出蛋白质主要有哪些功能。 2. 比较不同蛋白质分子的氨基酸数目与三维空间结构，你能得出哪些结论？ 1. 蛋白质是生命活动的主要承担者 蛋白质的种类、结构和功能具有多样性。生物界的蛋白质种类多1010～1012种。在大多数细胞中，蛋白质占到干重的50%以上。 功能：在生物体内，蛋白质不仅参与细胞的结构组成，还承担着物质、能量和信息的转换与传递等多种多样的生命活动。 实例 图示 蛋白质的功能 动物结缔组织中的胶原蛋白（结构蛋白质） 支持和保护作用（构成生物体结构） 人体中的几种蛋白质及其功能 细胞膜上的转运蛋白 参与水、离子和小分子的运输 各种受体蛋白 参与细胞间信息的传递和转换 细胞中的酶绝大多数是蛋白质（催化作用蛋白质） 催化生物体内的各种化学反应 人体中的几种蛋白质及其功能 免疫球蛋白（抗体）（免疫作用蛋白质） 机体防御系统的重要组成（抵御病毒，细菌的入侵）（免疫功能） 血液中的血红蛋白（运输作用蛋白质） 负责氧气的运输 人体中的几种蛋白质及其功能 胰岛素、生长激素（含量少，长不高，晚上才分泌）等蛋白质（调节功能蛋白质） 调节生命活动（胰岛素调节机体生命活动） 生物体几乎每一项生命活动都需要蛋白质的参与、执行，因此，可以认为蛋白质是生命活动的主要承担者。 氨基酸的结构特点 共同特点：中心碳原子通过四个共价键分别连接一个羧基（— COOH）、一个氨基（— NH2）、一个氢原子（— H）和一个侧链（R 基）。 必需氨基酸与非必需氨基酸 有些氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从食物中获取，称为必需氨基酸（非必需氨基酸：在人体中可以合成的氨基酸） 必需氨基酸：甲硫氨酸，赖氨酸，缬氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸。 构成蛋白质的氨基酸结构特点 ①中心碳原子通过四个共价键分别连接一个羧基（—COOH）、一个氨基（— NH2）、一个氢原子（—H）和一个侧链（R基） ②不同种类氨基酸的区别就在于R基的不同（20种R基），如甘氨酸上的R基是一个氢原子（—H），丙氨酸上的 R 基则是甲基（—CH3）等。每种氨基酸的侧链R基具有独特的化学性质，可分为极性（亲水）和非极性（亲脂）两大类。 构成蛋白质的氨基酸结构特点 脱水缩合的过程 氨基酸通过脱水缩合连接形成肽。一个氨基酸分子的氨基（—NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）脱水缩合，形成肽键。两个氨基酸分子通过肽键连接形成二肽。 常见考点 a．图中产生的H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。 b．一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是1个，位于肽链的一端；其余的位于R基(或侧链基团)上。 3.蛋白质的功能与其结构密切相关 生物体中蛋白质种类繁多的原因 ㈠多个氨基酸分子通过肽键连接，可形成不同长度的肽链。每条肽链的一端是氨基，另一端是羧基。肽链上氨基酸的组成与排列顺序称为该肽链的氨基酸序列。 ㈡不同的蛋白质的氨基酸序列不同。20种常见氨基酸的不同组合可以使每一种蛋白质带有独特的氨基酸序列。理论上，一个由50个氨基酸组成的肽链可能有2050种不同的氨基酸序列。 生物体中蛋白质种类繁多的原因 3. 蛋白质的功能与其结构密切相关 ①蛋白质的空间结构取决于肽链的氨基酸序列。 有些蛋白质只由1条肽链构成，如细胞色素c、T4溶菌酶；有些蛋白质由多条肽链构成，如血红蛋白由4条肽链相互作用形成、胰岛素。 3. 蛋白质的功能与其结构密切相关 ②蛋白质的空间结构与其氨基酸序列密切相关。 乳糖酶的特定结构使它能够识别乳糖分子并与其结合，催化乳糖水解。 3. 蛋白质的功能与其结构密切相关 ③蛋白质的功能与其特定的空间结构紧密相关。 镰状细胞贫血就是因为血红蛋白中一个氨基酸被其他氨基酸替换，使蛋白质在脱氧状态下容易聚集形成纤维，导致红细胞变形、易破裂、堵塞毛细血管，从而造成组织缺血。 蛋白质变性原理 高温、强酸、强碱等一些物理或化学因素