蛋白质和核酸

1、 课时课时3 蛋白质和核酸蛋白质和核酸一、一、学习要求学习要求具体内容标准具体内容标准学习要求学习要求概述蛋白质的概述蛋白质的结构和功能结构和功能说出蛋白质的元素组成及其基本组成单位说出蛋白质的元素组成及其基本组成单位说明氨基酸的种类及其结构特点说明氨基酸的种类及其结构特点阐明氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程阐明氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程概述蛋白质的结构和功能，认同蛋白质的结构概述蛋白质的结构和功能，认同蛋白质的结构和功能的关系和功能的关系确立蛋白质是生命活动的主要承担者的观点简确立蛋白质是生命活动的主要承担者的观点简述鉴定蛋白质的实验原理，尝试检测组织中的述鉴定蛋白质的实验原理，尝

2、试检测组织中的蛋白质蛋白质说明生物大分说明生物大分子以碳链为骨子以碳链为骨架架说出组成生物体的主要化学元素的种类说出组成生物体的主要化学元素的种类举例说明组成生物体的化学元素的重要作用举例说明组成生物体的化学元素的重要作用认同生命的物质性认同生命的物质性举例说明生物大分子结构的共同点，认同举例说明生物大分子结构的共同点，认同碳元碳元素在构成生物大分子中的重要性素在构成生物大分子中的重要性二、课堂自主讨论二、课堂自主讨论: 读书填空读书填空1：阅读教材阅读教材P20页蛋白质有关内容，完页蛋白质有关内容，完成下列填空：成下列填空：（1）蛋白质是细胞中含量最多的）蛋白质是细胞中含量最多的_，所有蛋白

3、质都，所有蛋白质都含有含有_元素元素,多数还含有多数还含有_元元素素,其基本组成单位是其基本组成单位是_,组成蛋白组成蛋白质的氨基酸有质的氨基酸有_种种,其结构通式为其结构通式为_。（2）蛋白质是生物大分子）蛋白质是生物大分子,由许多氨基酸分子通由许多氨基酸分子通过过_形成形成_相连相连而成。而成。拓展深化拓展深化1 1：观察下列几种氨基酸的结构，用红笔画出不同观察下列几种氨基酸的结构，用红笔画出不同氨基酸同的部分和不同的部分氨基酸同的部分和不同的部分拓展深化拓展深化2 2：氨基酸的结构通式如何书写？写出氨基、羧基的结构氨基酸的结构通式如何书写？写出氨基、羧基的结构简式，不同氨基酸分子的差别与

4、共性分别是什么？简式，不同氨基酸分子的差别与共性分别是什么？拓展深化拓展深化3 3：写出由两个写出由两个R R基分别为基分别为R R1 1和和R R2 2的氨基酸通过脱水缩合的的氨基酸通过脱水缩合的反应过程，肽键的写法是怎样的？反应过程，肽键的写法是怎样的？拓展深化拓展深化4 4：两个氨基酸脱水缩合，产生几个水分子？一个二肽化两个氨基酸脱水缩合，产生几个水分子？一个二肽化合物中有几个肽键？形成的二肽化合物中至少还含有几个游离的氨合物中有几个肽键？形成的二肽化合物中至少还含有几个游离的氨基和羧基，处于什么位置？三个氨基酸呢？基和羧基，处于什么位置？三个氨基酸呢？拓展深化拓展深化5：一条含一条含n

5、个氨基酸的肽链，形成过程中脱去几分子的个氨基酸的肽链，形成过程中脱去几分子的水？该肽链含有几个肽键？该条肽链至少分别含有几个游离的氨水？该肽链含有几个肽键？该条肽链至少分别含有几个游离的氨基和游离的羧基？它们分别位于什么位置？基和游离的羧基？它们分别位于什么位置？拓展深化拓展深化6：一个含一个含n个氨基酸、个氨基酸、m条肽链的蛋白质分子在形成过条肽链的蛋白质分子在形成过程脱去几分子的水？共形成几个肽键？该蛋白质分子至少分别含程脱去几分子的水？共形成几个肽键？该蛋白质分子至少分别含有几个游离的氨基和游离的羧基？有几个游离的氨基和游离的羧基？拓展深化拓展深化7：一条含一条含n个氨基酸的肽链，在形成

6、过程中其质量减少个氨基酸的肽链，在形成过程中其质量减少多少？如果每个氨基酸的平均分子量为多少？如果每个氨基酸的平均分子量为a，那么该多肽的分子质量，那么该多肽的分子质量为多少？如果一个蛋白质含为多少？如果一个蛋白质含m条肽链，含条肽链，含n个氨基酸，每个氨基酸个氨基酸，每个氨基酸的平均分子质量为的平均分子质量为a则该蛋白质形成过程中分子质量减少多少？该则该蛋白质形成过程中分子质量减少多少？该蛋白质的分子质量为多少？蛋白质的分子质量为多少？总结：与蛋白质有关的计算公式总结：与蛋白质有关的计算公式 拓展提高拓展提高蛋白质的相关计算：蛋白质的相关计算：1.1.肽键数肽键数= =失去的水分子数失去的水

7、分子数= =氨基酸数氨基酸数肽链数肽链数2.2.蛋白质相对分子量蛋白质相对分子量= =氨基酸平均相对分子量氨基酸平均相对分子量数目数目脱水数脱水数1818（特殊：特殊：考虑二硫键，形成一个二硫键蛋白质相对分子量减少考虑二硫键，形成一个二硫键蛋白质相对分子量减少2 2）3.3.环状多肽：肽键数目环状多肽：肽键数目= =脱去水分子数脱去水分子数= =氨基酸数氨基酸数4.4.有关蛋白质中游离的氨基有关蛋白质中游离的氨基( (NH2)NH2)或羧基或羧基( (COOH)COOH)的计算的计算至少含有游离的至少含有游离的NH2NH2或或COOHCOOH数肽链数。数肽链数。游离游离NHNH2 2或或COO

8、HCOOH数目肽链数数目肽链数R R基中的基中的NHNH2 2或或COOHCOOH数。数。核酸的相关计算：核酸的相关计算：例：含有碱基例：含有碱基ATCGATCG的核苷酸共有几种？（的核苷酸共有几种？（7 7种，考虑脱氧核苷酸和核糖核种，考虑脱氧核苷酸和核糖核苷酸）苷酸）读书填空读书填空2：由于组成蛋白质的多肽链的氨基酸在由于组成蛋白质的多肽链的氨基酸在_、_、_上的不同，上的不同，以及构成蛋白质的多肽链在以及构成蛋白质的多肽链在_和和_上的不同，所以蛋白质具有多样性上的不同，所以蛋白质具有多样性。拓展深化拓展深化8：两种氨基酸脱水缩合能形成几种二肽两种氨基酸脱水缩合能形成几种二肽化合物？蛋白

9、质分子结构多样性的原因是什么化合物？蛋白质分子结构多样性的原因是什么?蛋白质的功能分别有哪些，请举例分析？影响蛋蛋白质的功能分别有哪些，请举例分析？影响蛋白质的功能的因素有哪些？白质的功能的因素有哪些？下面是日常生活中的一些实例下面是日常生活中的一些实例, ,你知道为什么吗你知道为什么吗? ?(3)(3)含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。(2)(2)加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。(1)(1)沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。 血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，血渍、牛奶的主要成分是蛋白质

10、，一般温度下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。会凝固起来，不易溶解于水。 绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。性，失去蛋白酶的功能。 加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。加容易消化和吸收。思考题：思考题：(1)所有的生物都能合成蛋白质吗所有的生物都能合成蛋白质吗?(2)所有的细胞都能合

11、成蛋白质吗所有的细胞都能合成蛋白质吗?(3)一种生物体内的蛋白质可以在另一种生物体内合一种生物体内的蛋白质可以在另一种生物体内合成吗成吗?思考思考:病毒不能病毒不能成熟的红细胞无细胞核成熟的红细胞无细胞核,不能控制蛋白质的不能控制蛋白质的合成合成,所以寿命较短所以寿命较短可以可以,用基因工程的方法用基因工程的方法,如人的胰岛素如人的胰岛素、生生长激素在大肠杆菌体内的成功表达长激素在大肠杆菌体内的成功表达三、核酸结构和功能三、核酸结构和功能 核酸的功能：存储遗传信息，控核酸的功能：存储遗传信息，控制蛋白质的合成。制蛋白质的合成。 核酸的基本结构单位是核苷酸，核酸的基本结构单位是核苷酸，由由C C

12、、H H、O O、N N、P 5P 5种元素组成。可种元素组成。可以分为脱氧核糖核酸（以分为脱氧核糖核酸（DNADNA）和核糖）和核糖（RNARNA）核酸两类。）核酸两类。 完成下面有关核酸分子的概念图。完成下面有关核酸分子的概念图。 种种 类：类：组成元素：组成元素：基本单位：基本单位：脱氧核糖脱氧核糖核核 酸酸核 糖 核核 糖 核苷酸苷酸 当堂巩固练习当堂巩固练习DNADNA和和RNARNA组成成分的异同组成成分的异同类别类别DNA RNA基本单位基本单位核苷酸核苷酸碱基碱基五碳糖五碳糖磷酸磷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸

13、鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鸟鸟嘌呤（嘌呤（G G）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）胸胸腺嘧啶（腺嘧啶（T T）腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鸟鸟嘌呤（嘌呤（G G）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）尿尿嘧啶（嘧啶（U U）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸磷酸磷酸核糖核糖核酸的功能核酸的功能核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的物体的 中具有极其重要的作用。中具有极其重要的作用。生

14、物体内的各种遗传特性，以一定方式储生物体内的各种遗传特性，以一定方式储存在核酸分子中，所以核酸是携带存在核酸分子中，所以核酸是携带 的物质。由于一切生命活动都离不开蛋白的物质。由于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，所质，蛋白质是生命活动的主要承担者，所以核酸通过控制蛋白质的合成，来控制生以核酸通过控制蛋白质的合成，来控制生物的性状从而表达出相应的遗传信息。物的性状从而表达出相应的遗传信息。遗传、变异和蛋白质的生物合成遗传、变异和蛋白质的生物合成遗传信息遗传信息DNADNA和和RNARNA DNADNA主要集中在细胞核内，主要集中在细胞核内，RNARNA主要分布细胞质中。

15、主要分布细胞质中。DNADNA是绝大多数是绝大多数生物的遗传物质，是遗传信息的载生物的遗传物质，是遗传信息的载体。少数病毒只含体。少数病毒只含RNARNA，它们的遗传，它们的遗传信息储存在信息储存在RNARNA中。中。甲基绿将细胞核中的甲基绿将细胞核中的DNADNA染成绿色，染成绿色，吡罗红将细胞质中的吡罗红将细胞质中的RNARNA染成红色。染成红色。 1.1.如何根据碱基的类型推测某个如何根据碱基的类型推测某个已测定的样品是已测定的样品是DNADNA而不是而不是RNARNA？ 2.DNA2.DNA分子和分子和RNARNA分子的组成有什分子的组成有什么相似之处，有那些主要不同之处？么相似之处，

16、有那些主要不同之处？积极思维积极思维 典型例题典型例题1.1.人体血红蛋白的一条肽链有人体血红蛋白的一条肽链有145145个肽键个肽键, ,形成这形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合的过程中条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合的过程中生成的水分子数分别是生成的水分子数分别是( ) ( ) A 145 A 145和和144 B 145144 B 145和和145145 C 145 C 145和和146 D 146146 D 146和和145 145 2. 2.已知已知2020种氨基酸的平均分子量是种氨基酸的平均分子量是128128，现有一，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成蛋白质分子由两条多肽链

17、组成, ,共有肽键共有肽键9898个，此个，此蛋白质的分子量（蛋白质的分子量（ ） A 12800 B 12544A 12800 B 12544 C 11036 D 12288 C 11036 D 12288DC3、吗啡是一种生物碱，对人体有镇痛作用。经常使用吗啡镇痛，不仅使病人上瘾，而且降低呼吸中枢对CO2的敏感性。因此，吗啡在医疗上的使用受到严格限制。近年来科研人员在高等动物的脑中发现了比吗啡更具镇痛作用又不会使病人上瘾的物质，其分子结构如下所示请回答下列有关问题： (1)该物质的化学名称可称为 ，含有 个肽键。它的基本组成单位是 ，其结构通式是 ，这种基本单位以 方式互相结合。 (2)该

18、化合物形成时，生成水分子 个，水解后的产物有 种，水解后形成的产物叫 。(3)该化合物中，含氨基 个，写出其表达式 。羧基 个，写出其表达式 。（1 1）五肽）五肽 4 4 氨基酸氨基酸 （见右）（见右） 脱水缩脱水缩合合 （2 2）4 4 4 4 氨基酸氨基酸 (3)1 -NH2 1 (3)1 -NH2 1 -COOH-COOH小结小结一、蛋白质分子结构层次一、蛋白质分子结构层次元素组成元素组成 C、H、O、N等等 基本元素：基本元素：C、H、O、N 其它元素：其它元素：S、Fe基本单位基本单位 氨基酸氨基酸种类：种类：20种种通式：通式：特点：特点：化学结构化学结构 多肽（肽链）多肽（肽链

19、）形成：多个氨基酸脱水缩合而成形成：多个氨基酸脱水缩合而成 肽键肽键特点：呈链状结构，又叫肽链，有特点：呈链状结构，又叫肽链，有 一定的氨基酸序列一定的氨基酸序列空间结构空间结构 蛋白质分子蛋白质分子 连接：肽链通过一定化学键连接连接：肽链通过一定化学键连接形成：螺旋、卷曲、折叠形成形成：螺旋、卷曲、折叠形成空空 间结构间结构特点：具生物活性、多样性特点：具生物活性、多样性RCHCOOHNH2有一有一 个个NH2和和COOH,且连在同且连在同一碳原子上一碳原子上脱脱 水水缩缩 合合 二二蛋蛋白白质质是是一一切切生生命命活活动动的的主主要要承承担担者者三、三、“五要点五要点”整合蛋白质整合蛋白质

20、 “五要点五要点”即一个通式、两个标准、三个数量关系、四个原因、五大功能。即一个通式、两个标准、三个数量关系、四个原因、五大功能。1“一个通式一个通式”是指组成蛋白质的基本单位是指组成蛋白质的基本单位氨基酸的通式只有氨基酸的通式只有1个，个， 2“两个标准两个标准”是指判断组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有两个：一是指判断组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有两个：一是数量标准，即每种氨基酸分子至少是数量标准，即每种氨基酸分子至少 都含有一个氨基都含有一个氨基(一一NH：)和一个羧基和一个羧基(一一COOH)；二是位置标准，即都是一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。；二是位置标准，即都

21、是一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 3“三个数量关系三个数量关系”是指蛋白质分子合成过程中的三个数量是指蛋白质分子合成过程中的三个数量氨基酸数、肽氨基酸数、肽键数或脱水分子数、肽链数，它们的关系为：当键数或脱水分子数、肽链数，它们的关系为：当m个氨基酸形成个氨基酸形成n条肽链时，肽条肽链时，肽键数脱水分子数键数脱水分子数mn。4“四个原因四个原因”是指蛋白质分子结构多样性的原因有四个：是指蛋白质分子结构多样性的原因有四个： (1)组成蛋白质的氨基酸分子的种类不同；组成蛋白质的氨基酸分子的种类不同； (2)组成蛋白质的氨基酸分子的数量成百上千；组成蛋白质的氨基酸分子的数量成百上千； (3

22、)组成蛋白质的氨基酸分子的排列次序变化多端；组成蛋白质的氨基酸分子的排列次序变化多端； (4)蛋白质分子的空间结构不同。蛋白质分子的空间结构不同。5“五大功能五大功能”是指蛋白质分子主要有五大功能是指蛋白质分子主要有五大功能(由分子结构的多样性决定由分子结构的多样性决定)：构成细胞和生物体、催化作用、运输作用、调节作用、免疫作用。构成细胞和生物体、催化作用、运输作用、调节作用、免疫作用。 四、利用数字巧联核酸知识四、利用数字巧联核酸知识 与核酸有关的种类问题，可用与核酸有关的种类问题，可用“l、2、3、4、5、6、7、8”来联系。来联系。 “1”：RNA在细胞生物中只有一条链构成；在细胞生物中

23、的遗传在细胞生物中只有一条链构成；在细胞生物中的遗传物质只有一种，即物质只有一种，即DNA；在病毒中也只有一种，；在病毒中也只有一种， 即即DNA或或RNA；构成核酸的磷酸只有一种；每个构成核酸的磷酸只有一种；每个DNA分子或分子或RNA分子的碱基排列分子的碱基排列顺序也只有一种等等。顺序也只有一种等等。 “2”：核酸有：核酸有2种，即种，即DNA和和RNA；其基本单位有；其基本单位有2种，即脱氧核种，即脱氧核苷酸和核糖核苷酸；其五碳糖有苷酸和核糖核苷酸；其五碳糖有2种，即脱氧核糖和核糖；种，即脱氧核糖和核糖；DNA在在细胞生物中有细胞生物中有2条链组成。条链组成。 、 “3”：核酸有：核酸有

24、3种组成物质，即五碳糖、含氮碱基和磷酸，其中种组成物质，即五碳糖、含氮碱基和磷酸，其中DNA和和RNA也有相应的也有相应的3种组成物质。种组成物质。 “4”：DNA和和RNA分别含有分别含有4种碱基，分别含有种碱基，分别含有4种核苷酸，即种核苷酸，即DNA是是4种脱氧核苷酸，种脱氧核苷酸，RNA是是4种核糖核种核糖核 苷酸。苷酸。 “5”：细胞生物中的碱基种类共有：细胞生物中的碱基种类共有5种；核酸的元素组成有种；核酸的元素组成有5种。种。 “6”：单独把：单独把DNA彻底水解或单独把彻底水解或单独把RNA彻底水解均会得到彻底水解均会得到6种种有机物。有机物。 “7”：彻底水解：彻底水解DNA

25、和和RNA的混合物会得到的混合物会得到7种有机小分子物质。种有机小分子物质。 “8”：组成细胞生物的核苷酸种类有：组成细胞生物的核苷酸种类有8种。种。五、结论性语句五、结论性语句 1.氨基酸氨基酸是组成蛋白质的基本单位。每种氨基酸是组成蛋白质的基本单位。每种氨基酸都至少含有一个氨基（都至少含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类由同一个碳原子上。氨基酸的种类由R基（侧链基基（侧链基团）决定。团）决定。 2.蛋白质的功能有蛋白质的功能有5点，点，构成细胞和生物体构成细胞和生物体结构的重要物质（肌肉毛发）结构的重要物质（肌肉毛发） 催化细胞内的催化细胞内的生理生化反应生理生化反应 运输载体（血红蛋白）运输载体（血红蛋白） 传递传递信息，调节机体的生命活动（胰岛素）信息，调节机体的生命活动（胰岛素）免疫功免疫功能（能（ 抗体）抗体） 3.蛋白质分子多样性的原因是构成蛋白质的氨蛋白质分子多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列顺序，以及空间结构不基酸的种类，数目，排列顺序，以及空间结构