1.3.1 细胞中的蛋白质和核酸-细胞的功能主要由蛋白质完成课件(共41)苏教版必修一

第3节细胞中的蛋白质和核酸第1课时细胞的功能主要由蛋白质完成从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收?2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收?这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？针对医学中的生物学现象，进行观察分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。1.通过对蛋白质的学习，建立生命的物质性的观点，从结构与功能观角度理解蛋白质的多样性。（生命观念）2.从氨基酸的结构特点理解氨基酸脱水缩合的过程，构建数学模型解答与蛋白质有关的计算问题。（科学思维）3.从蛋白质功能多样性角度明确蛋白质与人体健康的关系。（社会责任）

体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起吧！进走课堂CHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHOCH3CH3缬氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2CH3CH3亮氨酸CHCH观察以下氨基酸的分子结构式，说出蛋白质由什么元素组成？通过对氨基酸的结构式进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。1．组成元素：除含有______________外，大多数蛋白质还含有____。2．基本单位(1)蛋白质的基本组成单位是________。(2)种类：自然界中已经发现的氨基酸有______，而在生物体内，蛋白质通常由常见的____种氨基酸分子组成。一、蛋白质的组成元素和基本单位C、H、O、NS

氨基酸

几百种20

决定氨基酸种类连接在同一个碳原子上3.氨基酸的结构通式：基于生物学事实运用模型与建模等方法，体现了科学思维的核心素养。①元素组成上：②结构组成上：③氨基和羧基的连接上：分析氨基酸，从以下三个方面探究其共同点。都含有Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ四种元素。都含有一个中心碳原子和Ｒ基，都至少含有一个氨基、一个羧基。都有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上。对氨基酸元素组成、结构组成等特点进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。氨基酸的结构通式中只含有一个氨基和一个羧基，为什么说“每个氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基”呢？？R基中也可能含有氨基或羧基。如：谷氨酸赖氨酸含有2个羧基含有2个氨基对氨基酸的结构组成特点进行观察分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。苏氨酸CH3CHOHCH

NH2COOH苯丙氨酸CH2CH

NH2COOH请写出下面两种氨基酸的R基决定氨基酸种类R基分析①R基的判断：排除法，即找出氨基酸的共同体(连接在同一碳原子上的—NH2、—COOH和—H)，剩下的部分为R基。②决定氨基酸的种类和理化性质。③决定氨基酸中所含氨基和羧基的数量：除了连接在同一个碳原子上的氨基和羧基外，多余的氨基和羧基一定位于R基中。④决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素则一定位于R基中。【归纳提升】【例1】下列物质中，不是构成蛋白质的氨基酸的是(

)B构成蛋白质的氨基酸，至少有一个氨基和一个羧基，连接在同一碳原子上。氨基酸如何形成结构复杂的蛋白质呢？针对特定的生物学现象，进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。二、蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸形成蛋白质的方式：脱水缩合CHCH2NOHOR1CHCNOHOR2H2HH脱水缩合－OHH－－HOH－CHCH2NOR1CHCNOHOR2HH2O肽键二肽脱水缩合反应观看动画，回答下列问题：氨基酸脱水缩合过程中参与“脱水”的结构是哪部分？提示：相邻氨基酸中一个氨基酸的-COOH(羧基)提供的“-OH”与另一个氨基酸的-NH2(氨基)提供的“-H”结合产生水。对氨基酸的脱水缩合这种生物学现象，进行观察分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。CCHR1NH2COCHR2HNO肽键CHCOOHR3HN肽键三肽以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法，体现了科学思维的核心素养。肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：氨基酸肽键肽键数=6－1肽键数=8－2肽键数=氨基酸数－肽链数=脱去水分子个数肽键数=3－1基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法，体现了科学思维的核心素养。【结论】脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数m个氨基酸分子脱水缩合形成的1条肽链至少含有___个游离的氨基和

个游离的羧基；m个氨基酸脱水缩合形成n条肽链构成的蛋白质中，至少含有______个游离的氨基和

个游离的羧基。11nn对蛋白质的相关计算进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。二硫键HCCH2COHONHHSHCCH2COHONHHSHH半胱氨酸部分氨基酸形成蛋白质的过程中，要形成二硫键“—S—S—”，它是由2个“—SH”脱氢形成的。如果计算相对分子质量题目要求考虑二硫键，注意每个二硫键形成时，相对分子质量减少2。思维拓展：2.蛋白质结构多样性的原因：观察图片，说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？针对蛋白质结构多样性，进行观察分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。？构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同；如果以代表不同的氨基酸，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？并说明理由。构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同；构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同；多肽链形成后，往往要盘曲、折叠形成不同的空间结构。针对特定的生物学现象，进行观察、提问，体现了科学探究的核心素养。氨基酸的排列与多肽种类的计算假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：(1)每种氨基酸都无限的情况下,

可形成二肽的种类为

种，可形成三肽的种类为

种。(2)每种氨基酸只有一个的情况下，形成二肽的种类为

种，形成三肽的种类为

种。92766基于生物学事实和证据运用模型与建模，体现了科学思维的核心素养。A．含有两条肽链B．共有126个肽键C．R基中共含17个氨基D．形成该蛋白质时共脱掉125个水分子【例2】有关下图中蛋白质的叙述，正确的是(

)A蛋白质中羧基数共有17个，其中R基上有15个，说明肽链末端有2个，每条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基，故此蛋白质分子含有2条肽链。肽键数＝126(氨基酸数)－2(肽链数)＝124。R基中氨基数＝17－2＝15。肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数＝126－2＝124(个)，形成该蛋白质时共脱掉124个水分子。

1．多肽中氨基数、羧基数、氨基酸数、肽键数和脱水数的计算【归纳提升】

氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去水分子数目多肽或蛋白质相对分子质量氨基数目羧基数目一条肽链ann－1n－1na－18×(n－1)至少1个至少1个m条肽链ann－mn－mna－18×(n－m)至少m个至少m个环状多肽annnna－18n最少为0最少为02．蛋白质中含有N、O原子数的计算(1)N原子数＝肽键数＋肽链数(肽链一端游离的氨基数)＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数(肽链一端游离的羧基数)＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数(肽键数)。(3)H原子数＝各氨基酸H原子总数－2×肽键数(－2×二硫键数)。对蛋白质的相关计算进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。(1)蛋白质的水解可看作蛋白质合成的逆过程，即合成过程中脱去水分子的数目，就是水解过程中需加入水分子的数目。(2)若肽链间有二硫键(—S—S—)，则蛋白质的相对分子质量＝na－18(n－m)－2k(k为二硫键的个数，n为氨基酸数，m为肽链数，a为氨基酸的平均相对分子质量)。(3)涉及多肽结构图的问题，首先，从图中准确辨认出肽键；其次，确定图中共有多少个氨基酸及每个氨基酸的R基，尤其注意R基上有无氨基、羧基；最后审清题目，按要求解答。【易错提醒】三、蛋白质的功能许多蛋白质参与组成细胞和生物体结构的各种结构，并具有特定的生理功能，称为结构蛋白。例如，肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。胰岛素空间结构示意图图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素有些蛋白质能够调控机体的生命活动，如胰岛素。细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶是蛋白质，如胃蛋白酶、胰蛋白酶。胃蛋白质酶结晶加酶洗衣粉有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白能运输氧。血红蛋白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。抗体结构示意图细胞的各项生命活动都离不开蛋白质1、结构蛋白：肌肉、头发、羽毛等2、催化作用：绝大多数酶3、运输功能：血红蛋白4、调控生命活动：胰岛素5、防御功能：抗体6、运动功能：肌肉中的蛋白质与肌肉收缩、舒张有关蛋白质的功能【归纳总结】对蛋白质的功能进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。【例3】蛋白质是生命活动的主要承担者，以下关于蛋白质功能的叙述不正确的是（）A．蛋白质功能众多，有的在免疫过程中也能起作用B．许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质C．有的蛋白质能催化细胞内化学反应的进行D．细胞内的部分蛋白质能够携带遗传信息D有的蛋白质具有免疫功能，如抗体，A正确；许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称肌肉蛋白，B正确；大多数酶的化学本质是蛋白质，在细胞内进行化学反应需要酶的催化，体现了蛋白质具有催化功能，C正确；核酸是细胞内遗传信息的携带者，D错误。组成元素C、H、O、N（P、S）导致氨基酸种类：20种通式：特点：脱水缩合多肽氨基酸种类不同氨基酸的数目不同氨基酸排列顺序不同多肽的空间结构不同折叠盘曲蛋白质结构多样性功能多样性构成生物体：如结构蛋白。运输作用：如血红蛋白催化作用：如酶。调控作用：如胰岛素。防御作用：如抗体组成导致至少有一个－NH2和一个－COOH并且都有一个－NH2和一个－COOH连在同一个碳原子上1.在组成生物体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于(

)A．两者的R基组成不同B．酪氨酸的氨基多C．两者的结构完全不同 D．精氨酸的羧基多A从氨基酸的结构通式可以看出，R基的不同导致了氨基酸结构和功能的不同。2.人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质（）都含有20种氨基酸B.都是在细胞内发挥作用C.都具有一定的空间结构D.都能催化生物化学反应C蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸根据R基不同共有20种；氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，一条或几条肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，蛋白质结构的多样性决定功能多样性。3.下列物质中,有的属于构成蛋白质的氨基酸,有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质,则其中至少含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是()(1)H2N-CH2-COOH(2)H2N-CH2-CH2OH(3)H2N-CH-CH2-COOHCOOH(4)H2N-CH-CH2-COOH(5)H2N-CH-(CH2)4-NH2NH2COOHA.2,2,2B.3,3,2C.4,3,3D.3,4,3A（2）（4）不是构成蛋白质的氨基酸。由（1）、（3）含2个羧基、（5）含2个氨基的三个氨基酸形成的三肽含有2个氨基、2个羧基和2个肽键。4.有一条多肽链,分子式为CxHyOpNqS,它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸:

分析推算可知,水解得到的氨基酸个数为(

)A.q-1 B.q+1

C.p-1 D.p+1Cn可以设半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸的数目分别为a、b、c、d,氨基酸总数为m,则a+b+c+d=m。由于每个氨基酸所含O原子的数目均为2,多肽链形成过程中共失去水分子数目为m-1,所以根据O原子的数目可以得知