蛋白质和核酸是重要的生物大分子第二节 第二章 细胞的分子组成高一生物 必修一细胞中发生的所有生命活动的基础：一系列的化学反应胰岛素是一种调节血糖浓度的激素蛋白，血红蛋白是高等动物体内负责运载氧气的蛋白质……生物体内的蛋白质种类繁多，功能各异。核酸能储存与传递遗传信息。蛋白质和核酸是细胞中重要的两类生物大分子。蛋白质和核酸分子由什么组成？它们的功能与结构之间有怎样的关系？蛋白质的结构与功能思考与讨论：1. 与小组同学交流找到的信息，归纳总结出蛋白质主要有哪些功能。2. 比较不同蛋白质分子的氨基酸数目与三维空间结构，你能得出哪些结论？1. 蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质的种类、结构和功能具有多样性。生物界的蛋白质种类多1010～1012种。在大多数细胞中，蛋白质占到干重的50%以上。功能：在生物体内，蛋白质不仅参与细胞的结构组成，还承担着物质、能量和信息的转换与传递等多种多样的生命活动。实例图示蛋白质的功能动物结缔组织中的胶原蛋白（结构蛋白质） 支持和保护作用（构成生物体结构）人体中的几种蛋白质及其功能细胞膜上的转运蛋白 参与水、离子和小分子的运输各种受体蛋白 参与细胞间信息的传递和转换细胞中的酶绝大多数是蛋白质（催化作用蛋白质） 催化生物体内的各种化学反应人体中的几种蛋白质及其功能免疫球蛋白（抗体）（免疫作用蛋白质） 机体防御系统的重要组成（抵御病毒，细菌的入侵）（免疫功能）血液中的血红蛋白（运输作用蛋白质） 负责氧气的运输人体中的几种蛋白质及其功能胰岛素、生长激素（含量少，长不高，晚上才分泌）等蛋白质（调节功能蛋白质） 调节生命活动（胰岛素调节机体生命活动） 生物体几乎每一项生命活动都需要蛋白质的参与、执行，因此，可以认为蛋白质是生命活动的主要承担者。

氨基酸的结构特点共同特点：中心碳原子通过四个共价键分别连接一个羧基（— COOH）、一个氨基（— NH2）、一个氢原子（— H）和一个侧链（R 基）。必需氨基酸与非必需氨基酸有些氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从食物中获取，称为必需氨基酸（非必需氨基酸：在人体中可以合成的氨基酸） 必需氨基酸：甲硫氨酸，赖氨酸，缬氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸。构成蛋白质的氨基酸结构特点①中心碳原子通过四个共价键分别连接一个羧基（—COOH）、一个氨基（— NH2）、一个氢原子（—H）和一个侧链（R基）②不同种类氨基酸的区别就在于R基的不同（20种R基），如甘氨酸上的R基是一个氢原子（—H），丙氨酸上的 R 基则是甲基（—CH3）等。每种氨基酸的侧链R基具有独特的化学性质，可分为极性（亲水）和非极性（亲脂）两大类。构成蛋白质的氨基酸结构特点脱水缩合的过程氨基酸通过脱水缩合连接形成肽。一个氨基酸分子的氨基（—NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）脱水缩合，形成肽键。两个氨基酸分子通过肽键连接形成二肽。 常见考点 a．图中产生的H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。

b．一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是1个，位于肽链的一端；其余的位于R基(或侧链基团)上。3.蛋白质的功能与其结构密切相关生物体中蛋白质种类繁多的原因㈠多个氨基酸分子通过肽键连接，可形成不同长度的肽链。每条肽链的一端是氨基，另一端是羧基。肽链上氨基酸的组成与排列顺序称为该肽链的氨基酸序列。㈡不同的蛋白质的氨基酸序列不同。20种常见氨基酸的不同组合可以使每一种蛋白质带有独特的氨基酸序列。理论上，一个由50个氨基酸组成的肽链可能有2050种不同的氨基酸序列。生物体中蛋白质种类繁多的原因3. 蛋白质的功能与其结构密切相关①蛋白质的空间结构取决于肽链的氨基酸序列。有些蛋白质只由1条肽链构成，如细胞色素c、T4溶菌酶；有些蛋白质由多条肽链构成，如血红蛋白由4条肽链相互作用形成、胰岛素。3. 蛋白质的功能与其结构密切相关②蛋白质的空间结构与其氨基酸序列密切相关。乳糖酶的特定结构使它能够识别乳糖分子并与其结合，催化乳糖水解。3. 蛋白质的功能与其结构密切相关③蛋白质的功能与其特定的空间结构紧密相关。镰状细胞贫血就是因为血红蛋白中一个氨基酸被其他氨基酸替换，使蛋白质在脱氧状态下容易聚集形成纤维，导致红细胞变形、易破裂、堵塞毛细血管，从而造成组织缺血。

蛋白质变性原理高温、强酸、强碱等一些物理或化学因素会引起蛋白质空间结构发生变化，导致蛋白质的功能受到影响，甚至完全丧失。体温过高会导致生命危险的原因之一就是某些蛋白质功能的丧失。蛋白质相关计算 利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律 ①肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数（环肽：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数） ②氨基（-NH2）数目=肽链数+R基上的氨基数 ③羧基（-COOH）数目=肽链数+R基上的羧基数4.核酸由核苷酸聚合而成核酸最早是在真核细胞的细胞核中发现的，是细胞中最长的生物大分子。分类：脱氧核糖核酸（ DNA）；核糖核酸（RNA）。分布：真核细胞中的 DNA 主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体内也含有少量的 DNA；RNA 则主要分布在细胞质中。不同脱氧核苷酸（或核糖核苷酸）的区别相同：其磷酸基团和脱氧核糖（或核糖）都是相同的；不同：在于碱基种类不同。DNA 和 RNA 分子中各有 4 种碱基。组成 DNA 的 4 种脱氧核苷酸组成 RNA 的 4 种脱氧核苷酸补充：DNA和RNA的区别比较项目脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)基本单位 名称脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)结构图组成无机酸磷酸 五碳糖脱氧核糖核糖 含氮碱基A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)一般结构两条核苷酸链一条核苷酸链分布主要在细胞核，线粒体、叶绿体也少量含有主要在细胞质相同点含有磷酸基团、五碳糖和碱基5.? 核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子DNA分子通常是由两条核酸单链上的碱基相互配对结合在一起形成的双链。

在DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序蕴含了遗传信息。虽然脱氧核苷酸只有4 种，但组成DNA的脱氧核苷酸数量众多，排列顺序多样。因此DNA 分子可以储存的遗传信息容量非常大。5.? 核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子RNA分子通常是单链，在细胞中参与遗传信息的传递与表达，在蛋白质的合成过程中起着重要作用。部分病毒的遗传信息储存在RNA分子中，如艾滋病病毒、SARS病毒、新型冠状病毒等。补充：不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质生物种类核酸种类碱基种类核苷酸种类遗传物质举例细胞结构生物（真核生物和原核生物）DNA和RNA5种(AGCTU)8种DNA人、细菌等病毒DNA病毒DNA4种(AGCT)4种DNA噬菌体 RNA病毒RNA4种(AGCU)4种RNAHIV 课堂练习1.如图所示为一条肽链的结构简式，R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析不正确的是()A．该肽链至少含有4个氧原子B．该肽链含有3种氨基酸C．该肽链是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的D．该化合物叫作三肽C2．下图表示的是构成某种核酸的基本单位，下列相关叙述错误的是()A．此物质是构成RNA的基本单位B．此物质形成的大分子物质是DNAC．此物质含有C、H、O、N、P元素D．此物质是核糖核苷酸 课堂练习B 课堂练习3.下列关于DNA的叙述中，正确的是()A．只存在于细胞核中B．只存在于细胞质中C．主要存在于细胞核中D．主要存在于细胞质中C谢谢观看THANKS