2022-2023学年浙科版（2019）必修一 1.2 生物大分子以碳链为骨架（第二课时）-(1) 课件（62张）

1.2生物大分子以碳链为骨架（第2课时）第一章

细胞的分子组成课程导入你知道哪些富含蛋白质的食物？资料：专家建议每天吃1—2个鸡蛋蛋白质与糖类和脂质不同，通常不是生物体内的能源物质，也不能贮存，而每天都要消耗一定的蛋白质，因此，有专家建议每天吃1—2个鸡蛋，有益健康。一旦摄入的蛋白质不足，就会出现易患病、面黄肌瘦、发育不好等症状，若自身的蛋白质消耗超过20%，人的生命就会终止。

你知道这是什么原因吗？一、蛋白质是生命活动的主要承载者蚕和蜘蛛吐出的细而坚韧的丝、雄孔雀求偶季节展示的华丽的羽毛、羚羊浓密的毛和坚硬的角，这些看似完全不同的物质，却是由结构大同小异的同一类蛋白质，即角蛋白构成的。曾有人形象地称“一个蛋白一张脸”，反映了蛋白质分子空间结构的多样性。弗里德里希·恩格斯（FriedrichEngels，1820—1895）则从另一个角度指出“蛋白质是生命活动的体现者”，反映了蛋白质功能的多样性。（一）蛋白质的功能蛋白质与糖类及脂质不同。蛋白质不是能量供给的主要来源，却在其他方面发挥着不可替代的作用。肌肉中的收缩蛋白头发中的角蛋白红细胞中的运输蛋白种子中的储备蛋白头发蛛丝肌肉纤维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，称为结构蛋白。羽毛2.催化功能胃蛋白酶结晶细胞中的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶都是蛋白质。3.运输功能有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白（参与氧气运输）、载体蛋白（参与物质跨膜运输）。血红蛋白通道蛋白4.调节功能有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素5.免疫功能有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。抗体抗原①结构功能②催化功能③运输功能④调节功能⑤免疫功能蛋白质每种特定的功能都取决于其特定的结构（二）蛋白质的结构食物中的蛋白质是怎样被人体吸收的？蛋白质在人体内经过消化，分解为各种氨基酸，才可以被吸收、利用。许多蛋白质已经获得结晶的纯品。在此基础上分析蛋白质的元素组成发现，蛋白质分子主要由C、H、O、N四种元素组成，有此蛋白质还含有S元素。必需氨基酸：人体需要的，但不能在人体内合成，必须由食物供给的那些氨基酸，包括甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。动物性食品一般含必需氨基酸较多，豆类食品也含有较多的必需氨基酸。（甲携来一本亮色书）非必需氨基酸：可以在体内由其他化合物转化而来的，如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、酪氨酸和半胱氨酸等。（1）分类1.基本单位——氨基酸一个蛋白质分子可由数百至数千个氮基酸分子组成。绝大多数蛋白质是由约20种不同的氨基酸组成的。CHCHH2NOHOCHCH2NOHOCH3CH3CHCHCH2NOHOCH3CHCH2NOHOCH2CH3CH3CH甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸几种氨基酸的结构式2.结构CHH2NR氨基羧基侧链基团COHO决定氨基酸的种类一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团，即一个氨基（-NH2）、一个羧基（-COOH）、一个H和一个R基团。不同氨基酸的R基团不同，它可以较小，如丙氨酸中的R为-CH3、缬氨酸中的R为-CH（CH3）2。R基团也可以是较长的链，或是环状结构。R基团中也可能含有氨基（-NH2）或羧基（一COOH），有时还含有硫原子。生物体内绝大多数氨基酸的生物通式如下图所示哪些是组成蛋白质的氨基酸？16CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH脱水缩合3.氨基酸形成蛋白质的方式肽键

H

H

OHNCCR1

H

H

ONCCOH

R2H2O

H

H

OHNCCOHR1

H

H

OHNCCOHR2二肽两个氨基酸分子发生脱水缩合，形成二肽，其间的化学键称为肽键。许多个氨基酸以肽键连成一长串的肽链，称为多肽。蛋白质是生命活动的主要承担者人血红蛋白胰岛素蛋白质是生命活动的执行者和体现者。C257H383O77N65S6C3022H4816O872N780S8Fe4氨基酸肽链脱水缩合蛋白质一条或多条空间结构肽链盘曲折叠蛋白质的形成4.蛋白质的结构的多样性

脱水缩合盘曲折叠

氨基酸肽链（一条或多条）蛋白质人体组织蛋白酶胰岛素空间结构球状蛋白质纤维状蛋白质蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成。每一种蛋白质都有其独特的空间结构，即三维立体结构。蛋白质分子的空间结构多种多样。例如，组成毛发和指甲的蛋白质是纤维状的，血液中的血红蛋白则是球形的。蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的。蛋白质的空间结构并不稳定，会随着温度的升高而发生改变。蛋白质的生物学活性会随着温度的升高而发生改变，在温度超过40～50℃时就可能丧失活性。蛋白质的形成许多蛋白质分子都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。二硫键两条肽链—SH—SH+—S—S—+2H①构成每种蛋白质的氨基酸的种类不同②每个蛋白质分子中氨基酸的数目不同③氨基酸的排列顺序变化多端（1）不同的多肽的差别在于其中氨基酸的种类、数目和排列顺序各不相同假定20种氨基酸任意组成一个含100个氨基酸分子的蛋白质，将有多少种蛋白质？20100氨基酸二肽三肽多肽一条多肽链折叠形成蛋白质几条多肽链折叠形成蛋白质折叠盘曲成空间结构（2）肽链的盘区、折叠方式及其空间结构千差万别构成各种蛋白质的氨基酸的种类、氨基酸的数目、氨基酸的排列顺序以及多肽链盘曲、折叠的空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。蛋白质功能多种多样的原因蛋白质的结构决定功能血红蛋白β链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，形成了异常的血红蛋白S，取代了正常血红蛋白，氧分压下降时血红蛋白S分子之间相互作用，聚合成为螺旋形多聚体，使红细胞扭曲成镰状细胞（即镰变现象），导致运输氧的能力大为削弱。正常红细胞镰状细胞特定蛋白质的空间结构决定其具有的特定生理功能下面是日常生活中的一些实例，你知道为什么吗?3.含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。2.加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。1.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，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。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。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，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。蛋白质的变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。致变因素：化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等；物理方法有加热（高温）、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等。变性5.盐析与变性（1）蛋白质变性互动探究？鸡蛋是生吃还是熟吃更易消化吸收？空间结构松散、伸展肽键变了没？①鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。②细菌、病毒经过加热、酸、重金属处理后因蛋白质变性而灭活。③动物、昆虫标本固定保存、防腐。④很多毒素是蛋白质，经甲醛固定，减毒、封闭毒性碱基团作类毒素抗原，制作抗毒素。（2）蛋白质变性的应用使蛋白质变性的因素：高温、酒精、紫外线、强酸、强碱、重金属盐。这也是消毒灭菌的原理。生物世界加5%卵清蛋白溶液5ml于试管中，再加等量的饱和硫酸铵溶液，混匀后静置数分钟析出球蛋白沉淀。倒出少量浑浊沉淀，加少量水，沉淀是否溶解，为什么?溶解，蛋白溶液加入浓无机盐溶液，导致蛋白质溶解度降低而析出，这是盐析过程，蛋白质只是沉淀，并未变性，加水后即恢复溶解。【思考】盐析是指在蛋白质水溶液中加入中性盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀出来的现象。得到的蛋白质一般不失活，一定条件下又可重新溶解。盐析：变化实质：物理变化（溶解度降低）变化过程：可逆用途：分离、提纯等变性：变化实质：化学变化（空间结构改变）变化过程：不可逆用途：杀菌、消毒等（3）盐析与变性的区别6.蛋白质形成过程中的数量计算肽键数=6-1肽键数=8-1肽链数为1时：肽键数=脱去水分子个数=n-1肽键数=14-2肽链数为2时：肽键数=脱去水分子个数=n-2肽键数=脱去水分子个数=氨基酸数-肽链条数=n-m

（n表示氨基酸数、m表示肽链数）（1）肽键数和水分子数计算

—CNH2HR1—C—ON—H

CHR2—C—ON—H

C—COOHHR3一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。一一m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。mm蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。（2）氨基数和羧基数的计算蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×18

—CNH2HR1—C—ON—H

CHR2—C—ON—H

C—COOHHR3（3）蛋白质相对分子量的计算7.检测生物组织中蛋白质的实验（1）实验原理：蛋白质+双缩脲试剂→紫色反应具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成紫色络合物·本实验是显色反应，因此选用材料有两个要求：·蛋白质的检测实验，我们使用的实验材料是稀蛋清，为什么用稀释了的鸡蛋清呢？含有蛋白质、浅色系浓度太大，反应不完全A液0.1 g/ml NaOH溶液B液0.01g/ml CuSO4溶液使用方法：先滴加A液（制造碱性环境），再滴加B液，最后摇匀。

（2）实验试剂：双缩脲试剂目的要求1.

尝试用化学试剂检测生物组织中的糖类、蛋白质。2.分析实验现象，得出结论。材料用具供教师用的蛋白质溶液、淀粉溶液、葡萄糖溶液，供学生用的梨和白萝卜（或匀浆）、稀释的蛋清液、马铃薯块茎（或匀浆），清水，双缩脲试剂A，双缩脲试剂B，本尼迪特试剂，碘-碘化钾溶液，试管若干支，10mL的量筒，研钵，漏斗，滤纸，80~100汇的热水浴等。方法步骤1.观察教师用指示剂分别检测蛋白质溶液、淀粉溶液和葡萄糖溶液的显色结果。2.下表中的食物是否含有淀粉、蛋白质、还原糖？请将你对实验结果的预测填入表格中。3.将需要匀浆的生物组织材料剪碎，置于研钵中，加少量清水研磨，并将硏磨液过滤或静置使其中的固形物沉淀。各种材料单独进行操作。4.检测。(

1）检测淀粉：取2mL样本上清液，加入5滴碘一碘化钾溶液，与样本上清液比较，观察颜色变化并记录在下表的相应位置（“十”表示有，“一〞表示无)。（2）检测蛋白质：取2mL样本上清液，加入2mL双缩脲试剂A，振荡试管，使样本与试剂A混合均匀，再加入5滴双缩服试剂B，与样本上清液比较，观察颜色变化并记录在下表的相应位置。（3）检测还原糖：取2mL样本上清液，加入2mL本尼迪特试剂，振荡试管，使样本与本尼迪特试剂混合均匀，然后将试管置于热水浴中加热2~3min，与样本上清液比较，观察颜色变化并记录在下表的相应位置。选材：含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。黄豆浆滤液或蛋清稀释液制备样液呈色反应组织样液2mL双缩脲试剂A双缩脲试剂B液5滴摇匀后变成紫色结论：组织样液中存在蛋白质。（3）实验过程巩固练习1.下列物质中，不是构成蛋白质的氨基酸（）DA．B．C．D．2．催产素、牛加压素、血管舒缓素等多肽化合物的氨基酸数量相同，但其生理功能却不同，原因有（）①氨基酸种类不同②合成的场所不同③氨基酸的排列顺序不同④肽链的折叠盘曲方式不同A．①②③B．①③④C．②③④D．①②③④B3.胰岛素是含有51个氨基酸的蛋白质，相对分子质量为6000，胰岛素分子有A链（21个氨基酸）与B链（30个氨基酸）组成。问：胰岛素分子中总共含有多少个肽键？形成时脱去了多少个水分子？分子量减少了多少？4949二硫键二硫键49×18+2×3=888脱氢缩合4.某五十肽中有丙氨酸(R基为-CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如右图)得到几种不同有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是()A．肽键数目减少4个B．氨基和羧基分别增加4个C．氢原子数目增加8个D．氧原子数目增加2个D丙氨酸丙氨酸新型冠状病毒（2019-nCoV）属于β属的冠状病毒，具有囊膜的单股正链RNA病毒。目前正在通过核酸检测确定感染病例。新型冠状病毒是RNA病毒，不同的病毒核酸序列不同。标记新型冠状病毒的某个核酸片段，与核酸检测样本进行对比。核酸的种类及其分布48核酸脱氧核糖核酸核糖核酸种类简称DNA简称RNA分布DNARNA真核生物原核生物主要分布在细胞核中；少量分布在线粒体、叶绿体中。主要分布在拟核中（环状DNA分子）主要分布在细胞质中。病毒只含一种核酸，DNA或者RNA。二、核酸储存与传递遗传信息（一）核酸的基本单位——核苷酸1.组成元素：C、H、O、N、P2.组成单位：核苷酸一个核苷酸=一分子（磷酸+五碳糖+含氮碱基）五碳糖含氮碱基P（二）核酸的分类脱氧核苷酸脱氧核苷酸连接成的长链DNA分子1.DNA（脱氧核糖核酸）碱基核糖核苷酸核糖核苷酸连接成的长链2.RNA（核糖核酸）RNA分子碱基碱基：A、T、G、C碱基：A、U、G、C脱氧核苷酸核糖核苷酸碱基碱基①脱氧核糖核苷酸（4种）——DNA组成单位pTpG腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸pC胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸根据碱基种类不同，将核苷酸分为：pA②核糖核苷酸（4种）——RNA组成单位PApGpCpU腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸RNADNA核糖核苷酸构成RNA脱氧核糖核苷酸构成DNA脱氧核糖胸腺嘧啶（T）磷酸腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）核糖尿嘧啶（U）3.DNA与RNA的区别（三）核酸的分布DNA：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中。线粒体、叶绿体中也有少量DNA。此外，原核细胞的拟核、质粒，DNA病毒中也有。RNA：主要分布在细胞质中。RNA病毒中也有。（四）核酸的功能核酸是细胞中控制其生命活动的生物大分子。组成生物体的亿万个细胞中都有DNA和RNA。DNA中储藏的信息控制着细胞的所有活动，并且决定着细胞和整个生物体的遗传特性。RNA是合成蛋白质所必需的。种类真核生物及原核生物病毒五碳糖2种（核糖和脱氧核糖）1种（核糖或脱氧核糖）碱基5种（A、T、C、G、U）4种（A、G、C、T

或A、G、C、U）核苷酸8种（4种脱氧核苷酸

和4种核糖核苷酸）4种（4种脱氧核苷酸

或4种核糖核苷酸）彻底水解产物8种（1种磷酸+2种五碳糖+5种碱基）6种（1种磷酸+1