1.3 细胞中的蛋白质和核酸 第1课时（教学课件）生物苏教版2019必修1

第三节 细胞中的蛋白质和核酸 （第1课时） 高中生物学 第一章 细胞的分子组成 苏教版 2019 目录 探究新知 一、氨基酸及其种类 二、蛋白质的形成过程 三、蛋白质的结构、功能多样性 四、检测生物组织中的蛋白质 课堂小结 04 课堂练习 情境导入 02 03 素养目标 01 05 学习目标 核心素养 素养目标 1.说出氨基酸的结构特点， 氨基酸形成蛋白质的过程。 2.说出蛋白质的结构和功能。 3.尝试设计蛋白质的鉴定实验。 1.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。（生命观念） 2.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。（ 科学思维） 3.能用简单的实验器具，按照实验步骤进行实验，掌握科学探究方法。（科学探究） 4.理解蛋白质是生命活动的主要承担者，关注身体健康。（社会责任） 情境导入 思考 肉类、蛋类、奶类中含有丰富的蛋白质， 那细胞中的蛋白质分子是怎样组成的呢？ 一、氨基酸及其种类 积极思维 ◆1. 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.推测蛋白质的基本组成单位 是什么？ 细胞中的蛋白质分子是怎样组成的呢? 下图为人胰岛素分子示意图，人胰岛素分子由两条链组成,相对分子质量为5807.69。 30个氨基酸 21个氨基酸 基本单位是氨基酸 51个氨基酸 氨基酸的组成元素 1 资料1 观察以下组成蛋白质氨基酸结构图，分析氨基酸由什么元素组成？ ◆氨基酸组成元素： 。 氨基酸结构有什么特点呢？ 一、氨基酸及其种类 甘氨酸 甲硫氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 C H O N（有的含S） ◆蛋白质组成元素： 。 C H O N（有的含S） 资料2 氨基酸的结构通式 2 一、氨基酸及其种类 甘氨酸 甲硫氨酸 天冬氨酸 赖氨酸 以上这几种氨基酸的结构有哪些相同点和不同点？ 共同结构： 不同结构： 侧链基团（R基）：—R 氨基:—NH2 氢原子:—H 羧基:—COOH 中心碳原子: 氨基酸的结构通式 2 一、氨基酸及其种类 C H NH2 COOH R 氨基 羧基 R基：决定氨基酸的种类 氨基酸的结构通式 丙氨酸的结构式 CH3 丙氨酸的R基为( ) —CH3 至少都含有一个氨基(－NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连接。这个碳原子还分别与一个氢原子、一个侧链基团（R）相连接。 ◆ 典例应用 一、氨基酸及其种类 1.判断下列分子是不是构成蛋白质的氨基酸？如果不是为什么？ 无氨基 无羧基 氨基和羧基未连在同一个碳原子上 氨基酸的种类有多少种呢？ 氨基酸的种类 3 种类 一、氨基酸及其种类 非必需氨基酸： 必需氨基酸： 组成生物的 20种氨基酸 人体不能自身合成，必须从外界环境获取的氨基酸。 (共12种) 成人共8种，婴儿有9种（多了组氨酸） 人体可自身合成的氨基酸。 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。 那么20种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？ 肽键 C H R1 NH2 OH C O H2O C H COOH R2 H N H 脱水缩合 氨基和羧基 羧基 二、蛋白质的形成过程 氨基酸形成蛋白质的过程 1 二肽 两个 一分子 -NH-CO-或-CO-NH- 肽键 肽键 1.肽键：连接两个氨基酸分子的化学键： 。 2.二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物。 水中氢来自： 。 水中氧来自： 。 3.生成一个肽键，脱去（ ）水 三肽、多肽和肽链 2 ◆三肽（多肽）： 。 ◆肽链： 。 二、蛋白质的形成过程 C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O C H COOH R2 H N 肽键 三肽 肽键 三肽 由三个或多个氨基酸分子缩合而成的化合物 多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链 典例应用 2.下列有关如图所示多肽的叙述中，正确的是(　　) A．由5个氨基酸缩合而成 B．有游离的氨基和羧基各1个 C．有4种不同的侧链基团 D．形成过程中失去了3分子水 D 二、蛋白质的形成过程 蛋白质的结构层次 3 二、蛋白质的形成过程 氨基酸 肽链(一条或多条) 脱水缩合 盘曲折叠 蛋白质 蛋白质的相关计算 二、蛋白质的形成过程 ◆1.氨基数和羧基数 一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 一 一 1.蛋白质中至少含有的游离的氨基数目或羧基数目=肽链的条数。 游离氨基(羧基)数=肽链数+R基上的氨基(羧基)数 m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 m m 蛋白质的相关计算 二、蛋白质的形成过程 ◆2.肽键数和水分子数 氨基酸 肽键 肽链数为2时：肽键数 = 脱去水分子个数=氨基酸数-2 2.肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数 肽键数= 脱去水分子个数 =5-1 肽键数= 脱去水分子个数 =6-1 肽链数为1时 如果是环肽呢？ ◆肽键数= 脱水数 =氨基酸数 蛋白质的相关计算 二、蛋白质的形成过程 ◆3.蛋白质相对分子质量 ＝氨基酸的分子质量总和－水分子的分子质量总和 ＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－18×失去水分子数 例：已知图中每个氨基酸平均分子量是128，图中多肽的分子量多少? 128x3-18x2=348 蛋白质都是按上述方式构成的多肽链，为什么会有那么多种类的蛋白质呢？ 三、蛋白质的结构、功能多样性 蛋白质结构多样性的原因 1 ◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎ 种类不同： 数目不同: ◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇-◇-◇ 排列顺序不同: ◇-◇-◎-◎- ◇-◇-◎-◎- ◎-◎- ◇-◇ -◎-◇-◇-◎- 数目不同、空间结构不同 肽链 ①氨基酸 蛋白质结构多样性 蛋白质种类多样性 蛋白质功能多样性 三、蛋白质的结构、功能多样性 蛋白质的功能 2 ◆（1）结构蛋白 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。 ◆（2）运动作用 肌肉中的一些蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关。 三、蛋白质的结构、功能多样性 蛋白质的功能 2 ◆（3）催化作用 各种生物化学反应几乎都需要酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。 如蔗糖酶可以将蔗糖分解成果糖和葡萄糖。 酶 胃蛋白质酶结晶 三、蛋白质的结构、功能多样性 蛋白质的功能 2 ◆（4）运输作用 血红蛋白运输氧;脂蛋白随血流将脂肪从肝脏运输到身体其他部位。 血红蛋白示意图 载体蛋白示意图 三、蛋白质的结构、功能多样性 蛋白质的功能 2 ◆（5）防御作用 抗体是一类具有免疫功能的蛋白质;凝血因子是一类能保护受伤血管的蛋白质。 ◆（6）调控作用 生长激素属于蛋白质,能调节人体的生长发育。胰岛素可以降低血浆中葡萄糖的浓度，使血糖浓度维持稳定。 胰岛素分子 小结 三、蛋白质的结构、功能多样性 ①结构功能：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物 质，称为结构蛋白。例如肌肉纤维。 ②催化功能：起生物催化作用，如绝大多数酶。 ③运输功能：运输功能，如血红蛋白能运输氧。 ⑥调控功能：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。 ⑤防御功能：免疫过程中产生的抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 ④运动功能：肌肉中的一些蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关。 一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 蛋白质的鉴定 原理 试剂 取材 步骤 ◆ ◆ ◆ 四、检测生物组织中的蛋白质 蛋白质+双缩脲试剂 紫色化合物 NaOH CuSO4 0.1g/ml的 ； 0.01g/ml的 。 双缩脲试剂 豆浆滤液或蛋清稀释液 组织样液2mL 0.1g/ml的NaOH溶液2mL 0.01g/ml的CuSO4溶液4滴 摇匀后变成紫色 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。 ◆ 斐林试剂与双缩脲试剂比较 四、检测生物组织中的蛋白质 斐林试剂 双缩脲试剂 甲液 乙液 A液 B液 成分 鉴定物质 添加顺序 反应条件 反应现象 甲液、乙液混合均匀 现配现用 先加A液再加B液 50—65℃水浴 不需加热即可反应 砖红色 紫色 还原性糖 蛋白质 0.1g/ml NaOH 0.05g/ml CuSO4 0.1g/ml NaOH 0.01g/ml CuSO4 拓展应用 在化学因素或物理因素（如高温、强酸、强碱和重金属盐等）的作用下，蛋白质的空间结构发生改变，导致蛋白质的生物活性丧失。 蛋白质的变性 注：1.蛋白质变性只是空间结构遭到破坏，其肽键不会断裂。因此变性的蛋白质也可以和双缩脲试剂发生紫色反应。 2.蛋白质变性是化学变化，是化学现象。 3.蛋白质的变性是不可逆的。 课堂小结 思维导图 核心知识 1.蛋白质是生命活动的主要承担者。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 2.每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连接。 3.氨基酸分子通过脱水缩合的方式连接成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 4.碱性条件下，双缩脲试剂中的Cu2＋与肽键形成紫色的复杂化合物。 课堂练习 1. 下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是(　　) A．牛胰岛素含有50个肽键 B．牛胰岛素中至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH C．牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸 D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 B + 2H 课堂练习 2.迁徙的鸟类，长途跋涉不迷路与其体内的磁受体蛋白(MagR)有关，MagR复合物能感应到微弱的地球磁场，并沿着地球磁场方向排列。下列叙述不正确的是 （ ） A.MagR蛋白的元素组成至少有4种 B.MagR蛋白经高温处理后也能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应 C.MagR蛋白可能由21种氨基酸组成 D.MagR结构的特异性主要体现在氨基酸的种类、数量、排列顺序及氨基 酸的空间结构上 D 苏教版 2019 谢谢您的聆听 $$