1.3 细胞中的蛋白质和核酸（第一课时）教学课件-2024--2025学年高二上学期生物学苏教版（2019）必修一

第三节 细胞中的蛋白质和核酸 （第一课时） 第一章 细胞的分子组成 教学目标 生命观念 理解蛋白质结构的多样性决定功能的多样性，认同结构决定功能。 科学思维 观察多种氨基酸，归纳出不同的氨基酸结构上的共性和差异。 新课导入 细胞中含量最多的有机化合物是什么？你能说出一些生物体内的蛋白质吗？ 01 细胞的功能主要由蛋白质完成 积极思维 细胞中的蛋白质分子是怎样组成的呢? 事实: 1.人胰岛素分子由两条链组成，相对分子质量为5807.69(图1-3-1)。 2.1955 年，英国科学家桑格(F. Sanger，1918-2013)测定了牛胰岛素的氨基酸序列，证明了蛋白质具有一定的结构。这开辟了人类认识蛋白质分子化学结构的新途径。桑格因此而获得1958年诺贝尔化学奖。 3.1965 年，中国科学家首先采用化学方法人工合成了有生物活性的结晶牛胰岛素。这是世界上首次人工合成蛋白质，在生命科学史上具有划时代的意义。 1.概括 与大多数蛋白质分子相比，人胰岛素是一种相对分子质量较小的蛋白质分子。数一数，人胰岛素分子由多少个氨基酸分子组成? 2.推测 蛋白质分子的基本组成单位是什么? 人胰岛素分子由51个氨基酸分子组成。 蛋白质分子的基本组成单位是氨基酸。 氨基酸及其种类 甘氨酸 甲硫氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 观察五种氨基酸的结构思考：氨基酸的组成元素是哪些？ 一定含有 C 、 H 、 O 、 N ，多数含有 S。 甲硫氨酸 甘氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 1. 每种氨基酸至少有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 2. 这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）。 3. 氨基酸之间的区别在于R基不同。 氨基酸结构的共同特点 氨基酸及其种类 氨基酸及其种类 氨基 R基 C原子 羧基 H原子 （1）至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，同时与一个碳原子相连。 （2）碳原子还分别与一个氢原子和一个可变的R基相连。 共性 差别 （3）R基的不同决定氨基酸种类不同。 正确 错误（举例） 氨基 NH2或—NH3 羧基 COOH 肽键 CO—NH O || —C—OH O || C—OH —NH2 —COOH —CO—NH— 氨基、羧基及肽键的写法和多肽的命名 氨基酸及其种类 氨基酸及其种类 必须氨基酸 非必须氨基酸 甲硫氨酸 缬氨酸 赖氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 色氨酸 苏氨酸 人体细胞不能合成的，必须从食物中获取。 人体细胞能够合成的。 口诀：甲携来一本亮色书 氨基酸 判断： （1）必需氨基酸是指人必需的氨基酸（ ） （2）非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸（ ） × × 共12种 成人共8种， 婴儿有9种 （多了组氨酸） 食物 蛋白质含量 营养价值 鲜奶类 (1.5-3.8)% 主要含酪蛋白和丰富的赖氨酸，但白蛋白含量较低 禽肉类 (12-22)% 必需氨基酸比值接近肉、蛋类。 鱼肉类 (15-20)% 氨基酸比较丰富但色氨酸含量较低。 五谷类 (7-16)% 必需氨基酸不平衡，一般缺乏赖氨酸，亮氨酸过高，氨基酸利用率低 注：评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量 均衡膳食，不挑食 氨基酸及其种类 蛋白质的形成 ＋ ＋ 脱水缩合 二肽 肽键 H2O 蛋白质的形成 H2O ＋ ＋ 三肽 肽键 肽键 脱水缩合 蛋白质的形成 氨基酸 肽链 肽链盘曲 一条肽链进一步盘曲、折叠成珠蛋白 两种珠蛋白组成血红蛋白分子 血红蛋白分子 兔的红细胞 蛋白质的相关计算 （1）肽键数=失去水分子数 = （2）蛋白质相对分子质量= （3）蛋白质中氨基数= （4）蛋白质中羧基数= （5）环肽中氨基酸数= 氨基酸数-肽链数 氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18 肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数 肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数 肽键数=脱去的水分子数 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱水数 肽链分子量 氨基数 羧基数 1条 m条 N N－1 N－1 aN－18(N－1) 至少1个 至少1个 N N－m N－m aN－18(N－m) 至少m个 至少m个 蛋白质的形成 构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同； 如果以 代表不同的氨基酸， 构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同； 构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同； 蛋白质结构多样性的原因 氨基酸种类不同 氨基酸数量不同 氨基酸的排列顺序不同 肽链的空间结构千差万别 蛋白质的功能 1.催化 绝大多数的酶 2.运输 血红蛋白、脂蛋白 5.调控 生长激素、胰岛素等激素 3.运动 肌动蛋白 4.防御 抗体、凝血因子 蛋白质是生命活动的主要承担者 胰岛素分子 胃蛋白质酶结晶 血红蛋白分子 02 检测生物组织中的蛋白质 实验原理 蛋白质+双缩脲试剂→紫色反应  组成 A液：0.1g/mL NaOH B液：0.01g/mL CuSO4 方法 双缩脲试剂 先加A液后加B液，且B不能过量 不需要加热 NaOH 溶液形成的碱性环境下 ，肽键与Cu2+ 形成紫色的复杂化合物 。 实验过程 选材（配制样液） 加入试剂 观察得出结论 将实验材料稀释（如牛奶、鸡卵清蛋白 、 豆浆或其他生物组织研磨液 ） 实验过程 2mL牛奶 2mL NaOH溶液 3～4 滴 CuSO4溶液 选材（配制样液） 加入试剂 观察得出结论 实验结果 选材（配制样液） 加入试剂 观察得出结论 依据蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，证明组织样液中有蛋白质。 比较归纳 斐林试剂 双缩脲试剂 检测对象 试剂组成 试剂用法 显色原理 检验结果 A液:0.1g/mLNaOH B液:0.01g/mLCuSO4 甲液:0.1g/mLNaOH 乙液:0.05g/mLCuSO4 紫色物质生成 砖红色沉淀 先加A液，再加B液，不需加热 甲液、乙液等量混合，现配现用，需水浴加热 蛋白质 还原性糖 还原性糖可将新配制的Cu(OH)2还原为砖红色Cu2O沉淀 CuSO4在碱性条件下与肽键反应形成紫色络合物 课堂小结 氨基酸 多肽 蛋白质 脱水缩合 盘曲、折叠 C、H、O、N、（S） 结构多样性 功能多样性 决定 鉴定实验 习题检测 1.下列各项与蛋白质结构多样性无关的是（   ） A.氨基酸至少含一个氨基和羧基 B.构成蛋白质的多肽链的数目 C.氨基酸的数目、种类和排列顺序 D.构成蛋白质的多肽的空间结构 答案：C 解析：构成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同，蛋白质则不同；构成蛋白质的多肽链条数不同，蛋白质也不同；构成蛋白质的多肽链的空间结构不同，蛋白质也不同。因此A、B、D三项都是蛋白质结构多样性的原因，只有C项不是。 习题检测 2.下列关于氨基酸的说法正确的是（ ） A.每种蛋白质都由20种氨基酸组成 B.每种氨基酸只由C、H、O、N四种元素构成 C.不同氨基酸之间脱水缩合的方式不同 D.人体细胞中有部分氨基酸不能自身合成 答案：D 解析：组成人体蛋白质的氨基酸种类共有20种，但每种蛋白质不一定都由20种氨基酸组成，A错误；氨基酸主要由C、H、O、N元素组成，有的还有S元素等，B错误；脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接时，脱掉一分子水的过程，氨基酸之间的脱水缩合方式相同，C错误；人体细胞中有部分氨基酸不能自身合成，只能从食物中摄取，称为必需氨基酸，D正确。 习题检测 3.某五十肽中有丙氨酸（R基为—CH3）4个，已知丙氨酸在该多肽链中不会连续出现，现脱掉其中的丙氨酸。下列有关叙述错误的是（ ） A.可能得到4条多肽链和5个氨基酸 B.可能得到5条多肽链和5个氨基酸 C.可能得到5条多肽链和4个氨基酸 D.可能得到3条多肽链和4个氨基酸 答案：B 解析：假设该多肽链的丙氨酸分别位于21、27、35、49位，脱掉其中的丙氨酸，能得到4条多肽链和5个氨基酸，A正确；只有当4个丙氨酸不在前三位和最后三位，且任意2个丙氨酸之间的氨基酸数不小于3时，脱掉丙氨酸后才能得到5条多肽链，而这种情况下，只能得到4个氨基酸，B错误，C正确；假设该多肽链的丙氨酸分别位于1、23、35、50位，脱掉其中的丙氨酸，能得到3条多肽链和4个氨基酸，D正确。 习题检测 4.某多肽化合物M可被水解成1个五肽、2个三肽、3个四肽、4个二肽，下列有关分析错误的是（ ） A.这些短肽中至少共含有10个氨基 B.这些短肽中共含有21个肽键 C.这些短肽中至少共含有62个氧原子 D.多肽化合物M中共含有31个氨基酸 答案：C 解析：多肽化合物M水解后生成10条短肽，每条肽链上至少含有1个氨基，故这些短肽中至少共含有10个氨基，A正确；10个短肽中共含有31个氨基酸，因此所含肽键数为氨基酸数–肽链条数=31–10=21（个），B、D正确；每个氨基酸中至少含有2个氧原子，31个氨基酸至少含有62个氧原子，这些短肽中共含有21个肽键，需脱去21个水分子，则这些短肽中至少含有62-21=41（个）氧原子，C错误。 $$