高三一轮复习：蛋白质的结构与功能课件

蛋白质的结构与功能授课教师：吴宜军课时安排：1课时2021-高三生物一轮复习课件系列蛋白质的结构与功能授课教师：吴宜军课时安排：1课时2021-1参与键：___________场所：___________蛋白质基本单位元素组成功能基本元素：C、H、O、N，大多数含有S，有些还含有Fe、Mg等结构层次氨基酸场所：___________形成键：___________氨基酸多肽或肽链蛋白质脱水缩合盘曲折叠肌肉纤维等结构蛋白绝大多数酶催化功能膜转运蛋白载体功能胰岛素等调节功能免疫功能抗体等种类约20种结构通式核糖体肽键氢键、二硫键等细胞质基质、内质网、高尔基体参与键：___________蛋白质基本单位元素组成功能2结构通式氨基酸从数量上看：至少都含有_____个氨基（—NH2）和_____个羧基（—COOH）1个1个从位置上看：都有一个氨基和一个羧基连接在___________碳原子上.同一个H-NHCC-OHRHOCHRNH2COOH结构通式氨基酸从数量上看：至少都含有_____个氨基（—NH3氨基酸的元素组成元素组成1、基本元素：_____________2、某些氨基酸（如半胱氨酸）还含有______元素提示：大多数蛋白质含有半胱氨酸。因此S元素可作为蛋白质的标记元素。（噬菌体浸染细菌的实验35S标记蛋白质外壳）

CH2SH半胱氨酸（Cys,C)甲硫氨酸（Met,M)

CH2

CH2S

CH3C、H、O、NS

H

CH3甘氨酸（Gly,G)丙氨酸（Ala,A)氨基酸的元素组成元素组成1、基本元素：___________41、极性氨基酸极性氨基酸的R基团有对水分子有一定的亲和性，一般能和水分子之间形成氢键。(如S、T）种类（约20种）提醒：蛋白质中的极性氨基酸之间形成的氢键，对于维持蛋白质的空间结构非常重要。

H

CH3甘氨酸（Gly,G)丙氨酸（Ala,A)氨基酸2、非极性氨基酸非极性氨基酸的R基团对水分子的亲和性不高或很低，但对脂溶性物质的亲和性较高。（如G、A）CH2OH

H—C—OH丝氨酸（Ser,S)苏氨酸（Thr,T)

CH3根据R基团对水分子的亲和性，氨基酸又可以分为：1、极性氨基酸极性氨基酸的R基团有对水分子有一定的亲和5记忆方法：一家人来写两三本书,或一笨蛋来宿舍歇凉；根据对人体的营养价值，氨基酸又可以分为：1、必需氨基酸指人体不能合成、必须从食物中补充的氨基酸（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），动物性食品中必需氨基酸含量较丰富。2、非必需氨基酸人体细胞能够合成的氨基酸。氨基酸种类（约20种）记忆方法：一家人来写两三本书,或一笨蛋来宿舍歇凉；根据对人体6氨基和羧基共同参加的反应——脱水缩合化学反应+NH2-C-C-OHO

R1H-N—C—COOHH

R2HNH2—C—C—N—C—COOHO

R1+H2OHH

R2H肽键二肽H1、肽键：连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键2、二肽：由两个氨基酸缩合而成化合物叫做二肽。(含有一个肽键)3、多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。4、肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。氨基和羧基共同参加的反应——脱水缩合化学反应+NH2-C-C7CH2—SH

HS—CH2+CH2—SS—CH22H2H提示：二硫键在稳定蛋白质空间构象上发挥很大作用。半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸二硫键侧链基团（R）参加的反应化学反应CH2—SHHS—CH2+CH2—SS—CH22H2H提示：8氨基酸多肽链一条多肽链（特定区域）进行有规律的盘曲折叠多肽链进一步盘绕形成一定的空间结构四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构蛋白质结构层次（以血红蛋白为例）提醒：在肽链内部或者肽链之间会通过二硫键、氢键等相互连接，进而维持蛋白质的空间结构。氨基酸多肽链一条多肽链（特定区域）进行有规律的盘曲折叠多肽链91.直接原因（从氨基酸和蛋白质方面分析）组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。蛋白质的空间结构不同2.根本原因（从DNA分子方面分析）基因中碱基排列顺序多样性结构多样性的原因基因多样性蛋白质1.直接原因（从氨基酸和蛋白质方面分析）组成蛋白质的氨基酸的10蛋白质蛋白质的盐析与生活的联系：在鸡蛋清中加入一些食盐，会看到有白色絮状物析出，加水稀释后，絮状物消失。（教材P23）提醒：盐析过程中蛋白质的空间结构没有改变。蛋白质蛋白质的盐析与生活的联系：在鸡蛋清中加入一些食盐，会看11蛋白质蛋白质的变性与社会的联系：蛋白质的变性是指在某些物理或化学因素的作用下导致其空间结构的破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。（新人教版P32）提醒：高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，容易消化；加热、加酒精可引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。蛋白质蛋白质的变性与社会的联系：蛋白质的变性是指在某些物理或12蛋白质1、结构蛋白功能归纳2、催化功能过氧化氢酶、酪氨酸酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、Taq酶、半乳糖苷酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶3、调节功能胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、抗利尿激素4、免疫功能抗体、淋巴因子5、载体功能血红蛋白、载体蛋白、通道蛋白肌肉纤维、胶原蛋白、组蛋白（染色体的成分）蛋白质1、结构蛋白功能归纳2、催化功能过氧化氢酶、酪氨酸酶、13拓展小结1、镰刀型细胞贫血症（血红蛋白质）2、细胞癌变（糖蛋白、甲胎蛋白和癌胚抗原）3、囊性纤维病（CFTR载体蛋白）教材中涉及与蛋白质相关的一些疾病拓展小结1、镰刀型细胞贫血症（血红蛋白质）教材中涉及与蛋白质14知识拓展荧光蛋白标记技术荧光蛋白标记法是利用荧光蛋白作为标志物对研究对象进行标记的分析方法。常用的有绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白。知识拓展荧光蛋白标记技术荧光蛋白标记法是利用荧光蛋白作为标志15知识拓展1、《必修1》P66“细胞融合实验”：这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。荧光蛋白标记技术知识拓展1、《必修1》P66“细胞融合实验”：这一实验很有力16拓展小结荧光蛋白标记技术2、荧光标记法特别是在免疫学研究中也有重要的作用，例如免疫荧光抗体标记法。将已知的抗体或抗原分子标记上荧光素，当与其相对应的抗原或抗体起反应时，在形成的复合物上就带有一定量的荧光素，在荧光显微镜下就可以看见发出荧光的抗原抗体结合部位，检测出抗原或抗体。拓展小结荧光蛋白标记技术2、荧光标记法特别是在免疫学研究中也17附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-1非极性的脂肪族氨基酸

H

CH3脯氨酸（Pro,P)

+COOH2NCHH2CCH2CH2

-

CH

CH3

CH3

CH2

CH3

CH3CH

H—C—CH3

CH3CH甘氨酸（Gly,G)丙氨酸（Ala,A)异亮氨酸（Ile,I)缬氨酸（Val,V)亮氨酸（Leu,L)附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-1非极性的18图1-2不带电荷的极性的氨基酸CH2OH

H—C—OH天冬酰氨（Asn,N)

C

H2N

O

CH2SH丝氨酸（Ser,S)苏氨酸（Thr,T)半胱氨酸（Cys,C)

CH3

CH2谷氨酰氨（Gln,Q)

C

H2N

O

CH2

CH2甲硫氨酸（Met,M)

CH2

CH2S

CH3附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-2不带电荷的极性的氨基酸CH2OHH—C—OH天19图1-3带电荷的极性的氨基酸CH2精氨酸（Arg,R)天冬氨酸（Asp,D)谷氨酸（Glu,E)组氨氨（His,H)

HC—

CH

CH2

C—NHCOOCH2—COO—CH2CH2+CH2CH2NHC=NH2NH2赖氨酸（Lys,K)CH2+CH2CH2NH3CH2

NH+附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-3带电荷的极性的氨基酸CH2精氨酸天冬氨酸谷氨酸组20图1-4芳香族氨基酸酪氨酸（Tyr,Y)苯丙氨酸（Phe,F)色氨酸（Trp,W)CH2CH2OHCH2C=CHNH附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-4芳香族氨基酸酪氨酸苯丙氨酸色氨酸CH2CH2OH21附：第21种不常见蛋白质氨基酸的名称与结构式含硒半胱氨酸（Sec,U)CH2SeH附：第21种不常见蛋白质氨基酸的名称与结构式含硒半胱氨酸CH22氨基酸小c.某些氨基酸可作为神经递质。(谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸)d.氨基酸→糖类(非糖物质转化)b.氨基酸氧化分解供能。(作为能源物质)f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)(生长素）a.细胞膜上载体蛋白b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA（跨膜运输）（运入核糖体）结氨基酸的功能氨基酸的运输a.酪氨酸→黑色素(衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少)e.酪氨酸→甲状腺激素(氨基酸类衍生物）氨基酸小c.某些氨基酸可作为神经递质。(谷氨酸、天冬氨酸、甘23蛋白质的功能1、荧光蛋白（标记）2、Bt毒蛋白（基因工程）3、抗冻蛋白（基因工程）4、抗原抗体杂交（阳性反应）5、干扰素（抵抗病毒）6、淋巴因子（免疫）7、镰刀型细胞贫血症（血红蛋白质）8、细胞癌变（糖蛋白、甲胎蛋白和癌胚抗原）9、囊性纤维病（CFTR载体蛋白）一、孝教材中涉及与蛋白质相关的一些疾病蛋白质的功能1、荧光蛋白（标记）一、孝教材中涉及与蛋白质相关24蛋白质结构蛋白功能归纳细胞内或细胞外催化功能细胞膜或肌细胞等酪氨酸酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、Taq酶、半乳糖苷酶调节功能内环境胰岛素、胰高血糖素肾上腺素、甲状腺素、抗利尿激素免疫功能内环境抗体、淋巴因子载体功能生物而膜细胞内血红蛋白质、载体蛋白质、通道蛋白蛋白质结构蛋白功能归纳细胞内或细胞外催化功能细胞膜或肌细胞等25每条多肽链的氨基酸残基的数目和排列顺序是蛋白质的基本结构，也称为一级结构。由于肽链中各种原子和官能团大小及带电性质不同，氨基酸残基之间会发生相互吸引或排斥，蛋白质的多肽链并不呈线性伸展，而是会发生的盘曲和折叠，在肽链内部或者肽链之间还会通过二硫键、氢键等相互连接，从而使蛋白质在一级结构的基础上形成空间上更为复杂而稳定的二级级、三级和四级结构。蛋白质结构层次每条多肽链的氨基酸残基的数目和排列顺序是蛋白质的基本结构，也26某种胰岛素的二硫键形成示意图化学反应①肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、形成具有一定空间结构的蛋白质。1、有些蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）相互结合在一起。某种胰岛素的二硫键形成示意图化学反应①肽链中的氨基酸之间能够27结构层次多肽链(1条或几条)→蛋白质①肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、形成具有一定空间结构的蛋白质。②有些蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）相互结合在一起。结构层次多肽链(1条或几条)→蛋白质①肽链中的氨基酸之间能够28结构层次多肽链(1条或几条)→蛋白质1、肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、形成具有一定空间结构的蛋白质。2、有些蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）相互结合在一起。某种胰岛素的二硫键示意图结构层次多肽链(1条或几条)→蛋白质1、肽链中的氨基酸之间能29蛋白质的结构与功能授课教师：吴宜军课时安排：1课时2021-高三生物一轮复习课件系列蛋白质的结构与功能授课教师：吴宜军课时安排：1课时2021-30参与键：___________场所：___________蛋白质基本单位元素组成功能基本元素：C、H、O、N，大多数含有S，有些还含有Fe、Mg等结构层次氨基酸场所：___________形成键：___________氨基酸多肽或肽链蛋白质脱水缩合盘曲折叠肌肉纤维等结构蛋白绝大多数酶催化功能膜转运蛋白载体功能胰岛素等调节功能免疫功能抗体等种类约20种结构通式核糖体肽键氢键、二硫键等细胞质基质、内质网、高尔基体参与键：___________蛋白质基本单位元素组成功能31结构通式氨基酸从数量上看：至少都含有_____个氨基（—NH2）和_____个羧基（—COOH）1个1个从位置上看：都有一个氨基和一个羧基连接在___________碳原子上.同一个H-NHCC-OHRHOCHRNH2COOH结构通式氨基酸从数量上看：至少都含有_____个氨基（—NH32氨基酸的元素组成元素组成1、基本元素：_____________2、某些氨基酸（如半胱氨酸）还含有______元素提示：大多数蛋白质含有半胱氨酸。因此S元素可作为蛋白质的标记元素。（噬菌体浸染细菌的实验35S标记蛋白质外壳）

CH2SH半胱氨酸（Cys,C)甲硫氨酸（Met,M)

CH2

CH2S

CH3C、H、O、NS

H

CH3甘氨酸（Gly,G)丙氨酸（Ala,A)氨基酸的元素组成元素组成1、基本元素：___________331、极性氨基酸极性氨基酸的R基团有对水分子有一定的亲和性，一般能和水分子之间形成氢键。(如S、T）种类（约20种）提醒：蛋白质中的极性氨基酸之间形成的氢键，对于维持蛋白质的空间结构非常重要。

H

CH3甘氨酸（Gly,G)丙氨酸（Ala,A)氨基酸2、非极性氨基酸非极性氨基酸的R基团对水分子的亲和性不高或很低，但对脂溶性物质的亲和性较高。（如G、A）CH2OH

H—C—OH丝氨酸（Ser,S)苏氨酸（Thr,T)

CH3根据R基团对水分子的亲和性，氨基酸又可以分为：1、极性氨基酸极性氨基酸的R基团有对水分子有一定的亲和34记忆方法：一家人来写两三本书,或一笨蛋来宿舍歇凉；根据对人体的营养价值，氨基酸又可以分为：1、必需氨基酸指人体不能合成、必须从食物中补充的氨基酸（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），动物性食品中必需氨基酸含量较丰富。2、非必需氨基酸人体细胞能够合成的氨基酸。氨基酸种类（约20种）记忆方法：一家人来写两三本书,或一笨蛋来宿舍歇凉；根据对人体35氨基和羧基共同参加的反应——脱水缩合化学反应+NH2-C-C-OHO

R1H-N—C—COOHH

R2HNH2—C—C—N—C—COOHO

R1+H2OHH

R2H肽键二肽H1、肽键：连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键2、二肽：由两个氨基酸缩合而成化合物叫做二肽。(含有一个肽键)3、多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。4、肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。氨基和羧基共同参加的反应——脱水缩合化学反应+NH2-C-C36CH2—SH

HS—CH2+CH2—SS—CH22H2H提示：二硫键在稳定蛋白质空间构象上发挥很大作用。半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸二硫键侧链基团（R）参加的反应化学反应CH2—SHHS—CH2+CH2—SS—CH22H2H提示：37氨基酸多肽链一条多肽链（特定区域）进行有规律的盘曲折叠多肽链进一步盘绕形成一定的空间结构四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构蛋白质结构层次（以血红蛋白为例）提醒：在肽链内部或者肽链之间会通过二硫键、氢键等相互连接，进而维持蛋白质的空间结构。氨基酸多肽链一条多肽链（特定区域）进行有规律的盘曲折叠多肽链381.直接原因（从氨基酸和蛋白质方面分析）组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。蛋白质的空间结构不同2.根本原因（从DNA分子方面分析）基因中碱基排列顺序多样性结构多样性的原因基因多样性蛋白质1.直接原因（从氨基酸和蛋白质方面分析）组成蛋白质的氨基酸的39蛋白质蛋白质的盐析与生活的联系：在鸡蛋清中加入一些食盐，会看到有白色絮状物析出，加水稀释后，絮状物消失。（教材P23）提醒：盐析过程中蛋白质的空间结构没有改变。蛋白质蛋白质的盐析与生活的联系：在鸡蛋清中加入一些食盐，会看40蛋白质蛋白质的变性与社会的联系：蛋白质的变性是指在某些物理或化学因素的作用下导致其空间结构的破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。（新人教版P32）提醒：高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，容易消化；加热、加酒精可引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。蛋白质蛋白质的变性与社会的联系：蛋白质的变性是指在某些物理或41蛋白质1、结构蛋白功能归纳2、催化功能过氧化氢酶、酪氨酸酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、Taq酶、半乳糖苷酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶3、调节功能胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、抗利尿激素4、免疫功能抗体、淋巴因子5、载体功能血红蛋白、载体蛋白、通道蛋白肌肉纤维、胶原蛋白、组蛋白（染色体的成分）蛋白质1、结构蛋白功能归纳2、催化功能过氧化氢酶、酪氨酸酶、42拓展小结1、镰刀型细胞贫血症（血红蛋白质）2、细胞癌变（糖蛋白、甲胎蛋白和癌胚抗原）3、囊性纤维病（CFTR载体蛋白）教材中涉及与蛋白质相关的一些疾病拓展小结1、镰刀型细胞贫血症（血红蛋白质）教材中涉及与蛋白质43知识拓展荧光蛋白标记技术荧光蛋白标记法是利用荧光蛋白作为标志物对研究对象进行标记的分析方法。常用的有绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白。知识拓展荧光蛋白标记技术荧光蛋白标记法是利用荧光蛋白作为标志44知识拓展1、《必修1》P66“细胞融合实验”：这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。荧光蛋白标记技术知识拓展1、《必修1》P66“细胞融合实验”：这一实验很有力45拓展小结荧光蛋白标记技术2、荧光标记法特别是在免疫学研究中也有重要的作用，例如免疫荧光抗体标记法。将已知的抗体或抗原分子标记上荧光素，当与其相对应的抗原或抗体起反应时，在形成的复合物上就带有一定量的荧光素，在荧光显微镜下就可以看见发出荧光的抗原抗体结合部位，检测出抗原或抗体。拓展小结荧光蛋白标记技术2、荧光标记法特别是在免疫学研究中也46附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-1非极性的脂肪族氨基酸

H

CH3脯氨酸（Pro,P)

+COOH2NCHH2CCH2CH2

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CH

CH3

CH3

CH2

CH3

CH3CH

H—C—CH3

CH3CH甘氨酸（Gly,G)丙氨酸（Ala,A)异亮氨酸（Ile,I)缬氨酸（Val,V)亮氨酸（Leu,L)附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-1非极性的47图1-2不带电荷的极性的氨基酸CH2OH

H—C—OH天冬酰氨（Asn,N)

C

H2N

O

CH2SH丝氨酸（Ser,S)苏氨酸（Thr,T)半胱氨酸（Cys,C)

CH3

CH2谷氨酰氨（Gln,Q)

C

H2N

O

CH2

CH2甲硫氨酸（Met,M)

CH2

CH2S

CH3附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-2不带电荷的极性的氨基酸CH2OHH—C—OH天48图1-3带电荷的极性的氨基酸CH2精氨酸（Arg,R)天冬氨酸（Asp,D)谷氨酸（Glu,E)组氨氨（His,H)

HC—

CH

CH2

C—NHCOOCH2—COO—CH2CH2+CH2CH2NHC=NH2NH2赖氨酸（Lys,K)CH2+CH2CH2NH3CH2

NH+附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-3带电荷的极性的氨基酸CH2精氨酸天冬氨酸谷氨酸组49图1-4芳香族氨基酸酪氨酸（Tyr,Y)苯丙氨酸（Phe,F)色氨酸（Trp,W)CH2CH2OHCH2C=CHNH附：20种常见蛋白质氨基酸的名称与结构式图1-4芳香族氨基酸酪氨酸苯丙氨酸色氨酸CH2CH2OH50附：第21种不常见蛋白质氨基酸的名称与结构式含硒半胱氨酸（Sec,U)CH2SeH附：第21种不常见蛋白质氨基酸的名称与结构式含硒半胱氨酸CH51氨基酸小c.某些氨基酸可作为神经递质。(谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸)d.氨基酸→糖类(非糖物质转化)b.氨基酸氧化分解供能。(作为能源物质)f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)(生长素）a.细胞膜上载体蛋白b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA（跨膜运输）（运入核糖体）结氨基酸的功能氨基酸的运输a.酪氨酸→黑色素(衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少)e.酪氨酸→甲状腺激素(氨基酸类衍生物）氨