高一生物 2.2生命活動的主要承擔著-蛋白質課件.ppt

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1、Biology 知 識 回 顧 組 成 細 胞 的 元 素主 要 元 素 ： （ 占 97 以 上 ）礦 質 元 素 ： 除 C、 H、 O外 的 元 素（ 含 量 占 生 物 體 總 重 量 萬 分 之 一 以 上 的 元 素 ） （ 含 量 占 生 物 體 總 重 量 萬 分 之 一 以 下 的 元 素 ） 知 識 回 顧 組 成 細 胞 的 化 合 物組 成 細 胞的 化 合 物 無 機 化 合 物有 機 化 合 物 水無 機 鹽糖 類 ： C、 H、 O脂 質 ： C、 H、 O、 N（ P）蛋 白 質 ： C、 H、 O、 N（ S、 Fe）核 酸 ： C、 H、 O、 N、 P 知

2、 識 回 顧 檢 測 生 物 組 織 中 的 某 些 化 合 物u還 原 糖 (葡 萄 糖 、 麥 芽 糖 、 果 糖 等 ) 試 劑 色 沉 淀 （ ） 。u脂 肪 染 液 色 。u蛋 白 質 試 劑 色 。u淀 粉 色 。藍斐 林 磚 紅蘇丹 ( ) 橘 黃 (紅 )雙 縮 脲 紫碘 液 水 浴 5 第 二 節(jié) 生 命 活 動 的 主 要 承 擔 者 蛋 白 質第 二 章 組 成 細 胞 的 分 子 2015年 中 國 重 大 科 學 研 究 成 果 施 一 公 教 授 的這 項 “ 突 破 性 ”科 學 成 果 是 什么 呢 ？ 為 什 么同 行 專 家 給 予這 么 高 的 評 價呢

3、？ 2015年 中 國 重 大 科 學 研 究 成 果 3.6埃 的 酵 母 剪 接 體 結 構 （ Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution） 和 前 體 信 使 RNA剪 接 的 結構 基 礎 （ Structural Basis of Pre-mRNA Splicing）生 命 活 動 的 主要 承 擔 者 蛋 白 質 ！ 蛋 白 質 細 胞 中 含 量 最 多 的 有 機 物 是 蛋 白 質 蛋 白 質 為 生 物 體 的 生 長 發(fā) 育 以 及 受 損 細 胞的 修 復 更 新 提 供 原 料 富 含 蛋

4、白 質 的 食 物 有 奶 、 蛋 、 魚 、 肉 等 蛋 白 質 也 能 分 解 ， 為 生 命 活 動 提 供 能 量 食 物 中 的 蛋 白 質 要 經 過 胃 液 和 腸 液 中 的 消化 酶 消 化 成 為 氨 基 酸 ， 然 后 主 要 由 小 腸 吸收 進 入 血 液 9 組 成 蛋 白 質 的 基 本 單 位 氨 基 酸 氨 基 酸 及 其 種 類 構 成 蛋 白 質 的 天 然 氨 基 酸 有 20種甘 氨 酸 半 胱 氨 酸賴 氨 酸 天 冬 氨 酸 注 意觀 察 ，看 看它 們有 什么 異同 氨 基 酸 結 構 特 點 各 種 氨 基 酸 共 有 的 元 素 是 ， 其

5、中 半 胱氨 酸 還 含 有 元 素 。 由 此 推 知 ,蛋 白 質 的 結 構 中 ，一 定 含 有 四 種 元 素 ， 可 能 含 有 元 素 ,還 可 能 含 有 等 微 量 元 素 ， 如 血 紅 蛋 白 。 觀 察 各 種 氨 基 酸 的 分 子 結 構 會 發(fā) 現 ： 每 種 氨 基 酸分 子 至 少 都 含 有 一 個 (-NH2)和 一 個 (-COOH)， 并 且 都 有 一 個 和 一 個 連 接 在 個 碳 原 子 上 。 這 個 碳 原 子 還 連 接 一 個 H 和 一 個側 鏈 基 團 ， 這 個 側 鏈 基 團 用 表 示 。 各 種 氨 基 酸之 間 的 區(qū)

6、別 在 于 的 不 同 。C、H、O、NSC、H、O、N S、PFe 氨 基 羧 基氨 基 羧 基同 一 RR基 氨 基 酸 結 構 通 式 CH C OHO羧 基NHH氨 基 R側 鏈 基 團側 鏈 基 團 決 定 氨 基 酸 的 種 類 每 個 氨 基 酸 至 少 含 有 一 個 氨 基 和 一 個 羧 基賴 氨 酸 天 冬 氨 酸觀 察 天 冬 氨 酸 和 賴 氨 酸 的 結 構 ， 分 析 為 什 么 說 每 個氨 基 酸 “ 至 少 ” 含 有 一 個 氨 基 和 一 個 羧 基 ？可 以 看 到 ， 天 冬 氨 酸 的 R基 中 含 有 羧 基 ， 賴 氨 酸 的R基 中 含 有

7、氨 基 ， 因 此 氨 基 酸 的 R基 中 也 可 能 含 有氨 基 或 羧 基 ， 所 以 說 每 個 氨 基 酸 至 少 含 有 一 個 氨 基和 一 個 羧 基 。 組 成 蛋 白 質 的 氨 基 酸 的 判 斷 標 準 數 量 標 準 ： 至 少 含 有 一 個 氨 基 （ -NH2） 和 一 個 羧 基 （ -COOH） 位 置 標 準 ： 一 個 氨 基 （ -NH2） 和 一個 羧 基 （ -COOH） 連 接 在 同 一 個碳 原 子 上 必 需 氨 基 酸 人 體 細 胞 不 能 合 成 ， 必 須 從 外 界 環(huán) 境 中直 接 獲 取 的 氨 基 酸 成 人 有 8種 ，

8、 嬰 兒 有 9種 （ 多 一 種 是 組 氨酸 ） 成 人 8種 必 需 氨 基 酸 是 ： 甲 硫 氨 酸 （ 蛋氨 酸 ） ， 纈 氨 酸 ， 賴 氨 酸 ， 異 亮 氨 酸 ，苯 丙 氨 酸 ， 亮 氨 酸 ， 色 氨 酸 ， 蘇 氨 酸記 憶 口 訣 ： 甲 攜 來 一 本 亮 色 書 氨 基 酸 如 何 形 成結 構 復 雜 的 蛋 白質 呢 ？ 水H2O氨 基 酸 的 結 合 方 式 脫 水 縮 合CH C OHONHH R1 H NH OHOCCHR2 水H2O氨 基 酸 的 結 合 方 式 脫 水 縮 合CH CONHH R1 NH OHOCCHR2 H CH C OHONH

9、R3二 肽 三 肽肽 ： 氨 基 酸 脫 水 縮 合 所 形 成 的 化 合 物 。 肽 以組 成 的 來 命 名 ， 如 含 有 7個 氨 基 酸的 多 肽 稱 為 七 肽 。肽 鏈 ： 多 肽 所 呈 的 鏈 狀 結 構 氨 基 酸 的 結 合 方 式 脫 水 縮 合 該 反 應 過 程 具 有 以 下 特 點 ： (1) 基 團 未 參 與 反 應 。 (2)第 一 個 氨 基 酸 分 子 的 (基 團 )脫 去 ， 第二 個 氨 基 酸 分 子 的 (基 團 )脫 去 ， 兩 氨 基 酸 的 脫 去部 分 結 合 形 成 。 兩 個 氨 基 酸 之 間 新 形 成 的 化 學 鍵 稱作

10、 ， 可 表 示 為 。 新 形 成 的 化 合 物 叫做 。 (3)若 不 考 慮 R基 團 ， 該 二 肽 分 子 中 還 含 有 個 游 離 的 氨 基和 _個 游 離 的 羧 基 ， 分 別 位 于 肽 鏈 的 兩 端 。一 個 氨 基 酸 分 子 的 和 另 一 個 氨 基 酸 分 子 的 相 連 接 ， 同 時 脫 去 一 分 子 ， 這 種 結 合 方 式 ，叫 做 。 羧 基 （ -COOH）氨 基 （ -NH2） 水R 羧 基 羥 基 （ -OH）氨 基 H水肽 鍵 -NH-CO-二 肽 11 關 于 脫 水 縮 合 的 計 算 規(guī) 律 (1)若 3個 氨 基 酸 分 子 脫

11、 水 縮 合 形 成 一 條 肽 鏈 ， 會 脫去 分 子 水 ， 形 成 個 肽 鍵 ， 產 物 是 。 (2)若 m個 氨 基 酸 分 子 形 成 1條 肽 鏈 ， 會 脫 去 分子 水 ， 形 成 個 肽 鍵 ， 產 物 是 。 (3)若 m個 氨 基 酸 分 子 形 成 2條 肽 鏈 ， 會 脫 去 分子 水 ， 形 成 個 肽 鍵 。 (4)若 m個 氨 基 酸 分 子 形 成 n條 肽 鏈 ， 會 脫 去 分子 水 ， 形 成 個 肽 鍵 。2 2 三 肽 m-1m-1 多 肽 m-2m-2 m-nm-n 關 于 脫 水 縮 合 的 計 算 規(guī) 律(5)假 設 氨 基 酸 的 平

12、均 分 子 量 為 a， 則 m個 氨 基 酸 分子 形 成 n條 肽 鏈 時 ， 所 形 成 肽 鏈 的 分 子 量 為 多 少 ？(6)m個 氨 基 酸 分 子 脫 水 縮 合 形 成 的 1條 肽 鏈 至 少 含有 個 游 離 的 氨 基 和 個 游 離 的 羧 基 ； m個 氨 基 酸脫 水 縮 合 形 成 n條 肽 鏈 構 成 的 蛋 白 質 中 ， 至 少 含 有 個 游 離 的 氨 基 和 個 游 離 的 羧 基 。ma m-n（ ）18-1 1n n 二 硫 鍵H CCH2C OHONH HSH CCH2C OHONH HSHH半 胱 氨 酸 部 分 氨 基 酸 形 成 蛋 白

13、質 的 過 程 中 ， 要 形 成二 硫 鍵 “ SS”，它 是 由 2個 “ SH”脫氫 形 成 的 。 如 果 計 算分 子 量 題 目 要 求 考 慮二 硫 鍵 ， 注 意 每 個 二硫 鍵 形 成 時 ， 分 子 量減 少 2。 肽 鏈 相 關 計 算 小 結已 知 形 成 肽 鏈 的 氨 基 酸 數 為 n， 肽 鏈 數 為 m， 氨 基 酸的 平 均 相 對 分 子 量 為 a， 則 ：肽 鍵 數 n m脫 去 的 水 分 子 數 n m蛋 白 質 平 均 分 子 量 na 18(n m)游 離 的 氨 基 數 m游 離 的 羧 基 數 mN原 子 數 nO原 子 數 n m 蛋

14、白 質 的 形 成 過 程 結 合 課 本 P21圖 示 ， 嘗 試 概括 蛋 白 質 形 成 的 過 程 。氨 基 酸 二 肽 多 肽盤 曲 折 疊蛋 白 質具 有 一 定 空 間 結 構多 肽 和 蛋 白 質 有 什 么 區(qū) 別 ？ 多 肽 與 蛋 白 質 的 區(qū) 別 多 肽 中 殘 基 數 較 蛋 白 質 少 ， 一 般 少 于 50個， 而 蛋 白 質 大 多 由 100個 以 上 殘 基 組 成 多 肽 一 般 沒 有 嚴 密 并 相 對 穩(wěn) 定 的 空 間 結 構， 即 其 空 間 結 構 比 較 易 變 具 有 可 塑 性 ， 而蛋 白 質 分 子 則 具 有 相 對 嚴 密 、

15、 比 較 穩(wěn) 定 的空 間 結 構 ， 這 也 是 蛋 白 質 發(fā) 揮 生 理 功 能 的基 礎 多 肽 僅 是 多 個 氨 基 酸 的 集 合 體 ， 蛋 白 質 還結 合 其 他 物 質 （ 如 Fe） 一 般 多 肽 無 生 物 活 性 ， 蛋 白 質 有 生 物 活 性 蛋 白 質 的 水 解 、 鹽 析 和 變 性 水 解 ： 蛋 白 質 或 者 多 肽 中 肽 鍵 斷 裂 ， 分 解 為 氨 基酸 的 過 程 稱 為 水 解 ， 和 脫 水 縮 合 的 過 程 相 反 ， 這個 過 程 需 要 蛋 白 酶 或 者 肽 酶 的 催 化 。 鹽 析 ： 指 蛋 白 質 溶 液 中 加

16、入 無 機 鹽 類 而 使 蛋 白 質質 溶 解 度 降 低 而 析 出 的 過 程 。 變 性 ： 在 一 些 理 化 因 素 （ 如 高 溫 、 強 酸 、 強 堿 、重 金 屬 鹽 等 ） 的 影 響 下 ， 蛋 白 質 的 空 間 結 構 被 破壞 或 改 變 ， 導 致 蛋 白 質 變 性 ， 其 生 物 活 性 消 失 ，但 肽 鍵 沒 有 被 破 壞 。 蛋 白 質 變 性 是 一 個 不 可 逆 的過 程 ！ 小 結參 與 脫 水 縮 合 的 分 別 是 兩 個 氨 基 酸 中 與 中 心 碳原 子 相 連 的 氨 基 和 羧 基 ， 而 不 是 R基 中 的 氨 基 和羧 基

17、 。肽 鍵 的 表 達 式 以 下 幾 種 都 可 以 ： CONH、 NHCO， 不 能 忽 略 其 中 的 “ ”。蛋 白 質 的 結 構 層 次 C、 H、 O、 N等 元 素 氨 基 酸 二 肽 三 肽 多 肽 蛋 白 質 1條 或 幾 條 生 物 界 中 的 蛋 白 質 高 達1010 1012種 ， 20種 氨 基酸 是 如 何 形 成 如 此 種 類豐 富 的 蛋 白 質 的 呢 ？ 蛋 白 質 結 構 與 功 能 的 多 樣 性 歸 納 蛋 白 質 結 構 多 樣 性 的 原 因下 圖 中 “ ” 或 者 “ ” 代 表 不 同 的 氨 基 酸 ， 請 閱讀 教 材 P23第

18、一 段 內 容 ， 分 析 各 圖 代 表 的 含 義 ， 歸 納蛋 白 質 結 構 多 樣 性 的 原 因 。 蛋 白 質 結 構 多 樣 性 的 原 因 (1)圖 甲 說 明 ： 不 同 ，構 成 的 肽 鏈 不 同 。 (2)圖 乙 說 明 ： 不 同 ，構 成 的 肽 鏈 不 同 。 (3)圖 丙 說 明 ： 不同 ， 構 成 的 肽 鏈 不 同 。 (4)圖 丁 說 明 ： 不同 ， 構 成 的 蛋 白 質 不 同 。氨 基 酸 的 種 類氨 基 酸 的 數 目氨 基 酸 的 排 列 順 序肽 鏈 的 數 目 和 空 間 結 構 氨 基 酸 的 排 列 與 多 肽 種 類 的 計 算

19、假 若 有 A、 B、 C三 種 氨 基 酸 ， 由 這 三 種 氨 基 酸 組 成多 肽 的 情 況 可 分 為 如 下 兩 種 情 形 分 析 ：(1)每 種 氨 基 酸 都 無 限 的 情 況 下 ，可 形 成 二 肽 的 種 類 為 種 ， 可 形成 三 肽 的 種 類 為 種 。(2)每 種 氨 基 酸 只 有 一 個 的 情 況下 ， 形 成 二 肽 的 種 類 為 種 ，形 成 三 肽 的 種 類 為 種 。 （ 1） 二 肽 ： AA, AB, AC, BA, BB, BC, CA, CB, CC三 肽 ： AAA, AAB, AAC, ABA, ABB, ABC, ACA,

20、ACB, ACC, BAA, BAB, BAC, BBA, BBB, BBC, BCA, BCB, BCC, CAA, CAB, CAC, CBA, CBB, CBC, CCA, CCB, CCC927 66 小 結 歸 納氨基酸 多肽鏈 蛋白質脫 水 縮 合 盤 曲 、 折 疊種 類 、數 目 排 列 順序 空 間 結構蛋 白 質 結 構 多 樣 性 蛋 白 質 的 功 能 結 構 物 質羽 毛 、 肌 肉 、 頭 發(fā) 、 蛛絲 等 的 成 分 主 要 是 蛋 白質 。 這 說 明 ： 有 些 蛋 白質 是 構 成 細 胞 和 生 物 體的 重 要 物 質 ， 稱 為 結 構蛋 白 。 蛋

21、白 質 的 功 能 催 化 作 用 細 胞 內 的 化 學 反 應 離 不 開 酶 的 催 化 。 絕 大 多 數 酶 都 是 蛋 白質 。 這 說 明 ： 有 些 蛋 白 質 具 有 催 化 作 用 。 淀 粉 酶 的 三 維 結 構 蛋 白 質 的 功 能 運 輸 載 體 紅 細 胞 內 的 血 紅 蛋 白 (如 圖 )具 有 運 輸 氧 的 功 能 。這 說 明 ： 有 些 蛋 白 質 具 有 運 輸 載 體 的 功 能 。 蛋 白 質 的 功 能 信 息 傳 遞 和 調 節(jié) 動 物 體 的 內 分 泌 細 胞 能 分 泌 激 素 ， 如 胰 島 素 (圖 中 央 淺 色區(qū) 域 的 部

22、分 細 胞 分 泌 胰 島 素 )， 大 多 數 激 素 屬 于 蛋 白 質 ，它 們 通 過 向 靶 細 胞 傳 達 信 息 ， 起 到 調 節(jié) 機 體 生 命 活 動 的 作用 。 這 說 明 ： 有 些 蛋 白 質 具 有 信 息 傳 遞 和 調 節(jié) 功 能 。 蛋 白 質 的 功 能 免 疫 人 體 內 的 抗 體 (如 圖 )是 蛋 白 質 。 抗 體 是 活 躍 在 血液 中 的 一 支 “ 突 擊 隊 ” ， 具 有 保 衛(wèi) 機 體 免 受 細 菌和 病 毒 的 侵 害 ， 提 高 機 體 抵 抗 力 的 作 用 。 這 說 明： 有 些 蛋 白 質 具 有 免 疫 作 用 。

23、蛋 白 質 的 作 用 提 供 能 量每 克 蛋 白 質 在 體 內 氧 化 分 解 可 產 生 17.9 kJ(4.3 kcal)能 量 。 一 般 成 人 每 日 約 有 18%的 能 量 來 自 蛋 白 質 ，但 糖 與 脂 肪 可 以 代 替 蛋 白 質 提 供 能 量 。 這 說 明 蛋 白質 也 能 為 生 命 活 動 提 供 能 量 。 小 結 歸 納 本 節(jié) 小 結序 號 功 能 舉 例1 結 構 物 質 肌 肉 、 頭 發(fā)2 催 化 酶3 運 輸 血 紅 蛋 白4 調 節(jié) 激 素5 免 疫 抗 體6 能 量 氧 化 分 解 蛋 白 質 功 能 的 多 樣 性決定蛋 白 質 結

24、 構 的 多 樣 性氨 基 酸 的 種 類氨 基 酸 的 數 量氨 基 酸 的 排 列 順 序蛋 白 質 的 空 間 結 構 課 堂 檢 測1、 （ 2013江 蘇 卷 ） 下 面 關 于 蛋 白 質 分 子 結 構 與 功能 的 敘 述 ， 錯 誤 的 是 （ ）A. 不 同 蛋 白 質 含 有 的 氨 基 酸 數 量 不 盡 相 同B. 有 些 結 構 不 同 的 蛋 白 具 有 相 似 的 功 能C. 組 成 蛋 白 質 的 氨 基 酸 可 按 不 同 的 排 列 順 序 脫 水 縮合D. 組 成 蛋 白 質 的 氨 基 酸 之 間 可 按 不 同 的 方 式 脫 水 縮合 D 課 堂

25、檢 測2、 （ 2015福 建 卷 ） 人 體 內 含 有 多 種 多 樣 的蛋 白 質 ， 每 種 蛋 白 質 （ ） 都 含 有 20種 氨 基 酸 都 是 在 細 胞 內 發(fā) 揮 作 用C. 都 具 有 一 定 的 空 間 結 構 D. 都 能 催 化 生 物 化 學 反 應C 課 堂 檢 測3、 （ 2013上 海 卷 ） 某 蛋 白 質 由 124個 氨 基 酸組 成 ， 其 中 有 8個 SH， 在 肽 鏈 形 成 如 圖空 間 結 構 時 ， 生 成 4個 二 硫 鍵 （ SS） ， 若 氨 基 酸 的 平 均 分 子 量 為 125， 則 該 蛋白 質 的 分 子 量 約 為

26、（ ） 13278 13286C. 13294D. 15500 A -S-S- -S-S-S-S-SS- 課 堂 檢 測4、 人 體 的 肌 肉 主 要 由 蛋 白 質 組 成 。 同 樣 是 肌肉 ， 心 肌 具 有 自 動 收 縮 的 特 性 ， 平 滑 肌 有 較強 的 舒 張 性 ， 骨 骼 肌 能 夠 強 有 力 的 收 縮 ， 這些 區(qū) 別 說 明 構 成 他 們 的 蛋 白 質 有 區(qū) 別 ， 這 些區(qū) 別 可 能 是 ( )A 所 含 氨 基 酸 的 數 目 不 同B 所 含 氨 基 酸 的 種 類 不 同C 所 含 氨 基 酸 的 排 列 順 序 不 同D 所 含 氨 基 酸

27、 的 種 類 、 數 目 、 排 列 順 序 和 肽鏈 的 空 間 結 構 不 同D 課 堂 檢 測5、 下 列 物 質 中 有 的 是 構 成 蛋 白 質 的 氨 基 酸 ，有 的 不 是 ， 以 下 所 有 的 氨 基 酸 分 子 中 ， 經 縮合 反 應 形 成 的 物 質 可 能 是 ( ) NH2CH2COOH NH2CH2CH2OH NH2CH(COOH)(CH2)2COOH NH2CH2CH2COOHA 二 肽 B 三 肽C 四 肽 D 蛋 白 質A 課 堂 檢 測6、 如 圖 所 示 的 幾 種 符 號 代 表 不 同 種 類 的 氨 基 酸 ， 請 據 圖 完成 有 關 問

28、題 。(3)如 果 上 述 肽 鏈 原 長 度 不 變 ， 改 變 其 中 的 ， 就 可 改 變 該 肽鏈 的 性 質 。(4)若 兩 個 蛋 白 質 分 子 均 由 兩 條 (2)中 的 肽 鏈 構 成 ， 那 么 這 兩 個 蛋 白 質 分 子 的 功 能 是 否 一 定 相 同 ？ _，原 因 是 _。(1)它 們 結 構 的 差 別 在 于 的不 同 。(2)7種 氨 基 酸 通 過 _的方 式 形 成 一 條 肽 鏈 。 此 過 程 可 形成 個 肽 鍵 ， 脫 去 個 水 分 子 ，相 對 分 子 質 量 減 少 了 _。R基脫 水 縮 合6 6 108氨 基 酸 排 列 順 序不 一 定 相 同分 別 由 相 同 的 兩 條 肽 鏈 經 盤 曲 折 疊 可 形 成 空 間 結 構 不 同 的 兩 個 蛋 白 分 子