蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能授課教師：吳宜軍課時安排：1課時2021-高三生物一輪復習課件系列參與鍵：___________場所：___________蛋白質(zhì)基本單位元素組成功能基本元素：C、H、O、N，大多數(shù)含有S，有些還含有Fe、Mg等結(jié)構(gòu)層次氨基酸場所：___________形成鍵：___________氨基酸多肽或肽鏈蛋白質(zhì)脫水縮合盤曲折疊肌肉纖維等結(jié)構(gòu)蛋白絕大多數(shù)酶催化功能膜轉(zhuǎn)運蛋白載體功能胰島素等調(diào)節(jié)功能免疫功能抗體等種類約20種結(jié)構(gòu)通式核糖體肽鍵氫鍵、二硫鍵等細胞質(zhì)基質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體結(jié)構(gòu)通式氨基酸從數(shù)量上看：至少都含有_____個氨基（—NH2）和_____個羧基（—COOH）1個1個從位置上看：都有一個氨基和一個羧基連接在___________碳原子上.同一個H-NHCC-OHRHOCHRNH2COOH氨基酸的元素組成元素組成1、基本元素：_____________2、某些氨基酸（如半胱氨酸）還含有______元素提示：大多數(shù)蛋白質(zhì)含有半胱氨酸。因此S元素可作為蛋白質(zhì)的標記元素。（噬菌體浸染細菌的實驗35S標記蛋白質(zhì)外殼）

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)1、極性氨基酸極性氨基酸的R基團有對水分子有一定的親和性，一般能和水分子之間形成氫鍵。(如S、T）種類（約20種）提醒：蛋白質(zhì)中的極性氨基酸之間形成的氫鍵，對于維持蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)非常重要。

H

CH3甘氨酸（Gly,G)丙氨酸（Ala,A)氨基酸2、非極性氨基酸非極性氨基酸的R基團對水分子的親和性不高或很低，但對脂溶性物質(zhì)的親和性較高。（如G、A）CH2OH

H—C—OH絲氨酸（Ser,S)蘇氨酸（Thr,T)

CH3根據(jù)R基團對水分子的親和性，氨基酸又可以分為：記憶方法：一家人來寫兩三本書,或一笨蛋來宿舍歇涼；根據(jù)對人體的營養(yǎng)價值，氨基酸又可以分為：1、必需氨基酸指人體不能合成、必須從食物中補充的氨基酸（甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸），動物性食品中必需氨基酸含量較豐富。2、非必需氨基酸人體細胞能夠合成的氨基酸。氨基酸種類（約20種）氨基和羧基共同參加的反應——脫水縮合化學反應+NH2-C-C-OHO

R1H-N—C—COOHH

R2HNH2—C—C—N—C—COOHO

R1+H2OHH

R2H肽鍵二肽H1、肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫做肽鍵2、二肽：由兩個氨基酸縮合而成化合物叫做二肽。(含有一個肽鍵)3、多肽：由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物叫做多肽。4、肽鏈：多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu)叫做肽鏈。CH2—SH

HS—CH2+CH2—SS—CH22H2H提示：二硫鍵在穩(wěn)定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象上發(fā)揮很大作用。半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸二硫鍵側(cè)鏈基團（R）參加的反應化學反應氨基酸多肽鏈一條多肽鏈（特定區(qū)域）進行有規(guī)律的盤曲折疊多肽鏈進一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)四條肽鏈聚集在一起形成復雜的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次（以血紅蛋白為例）提醒：在肽鏈內(nèi)部或者肽鏈之間會通過二硫鍵、氫鍵等相互連接，進而維持蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。1.直接原因（從氨基酸和蛋白質(zhì)方面分析）組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同2.根本原因（從DNA分子方面分析）基因中堿基排列順序多樣性結(jié)構(gòu)多樣性的原因基因多樣性蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的鹽析與生活的聯(lián)系：在雞蛋清中加入一些食鹽，會看到有白色絮狀物析出，加水稀釋后，絮狀物消失。（教材P23）提醒：鹽析過程中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有改變。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的變性與社會的聯(lián)系：蛋白質(zhì)的變性是指在某些物理或化學因素的作用下導致其空間結(jié)構(gòu)的破壞，從而導致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失。（新人教版P32）提醒：高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，容易消化；加熱、加酒精可引起細菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達到消毒、滅菌的目的。蛋白質(zhì)1、結(jié)構(gòu)蛋白功能歸納2、催化功能過氧化氫酶、酪氨酸酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、Taq酶、半乳糖苷酶、木瓜蛋白酶、纖維素酶3、調(diào)節(jié)功能胰島素、胰高血糖素、腎上腺素、甲狀腺激素、抗利尿激素4、免疫功能抗體、淋巴因子5、載體功能血紅蛋白、載體蛋白、通道蛋白肌肉纖維、膠原蛋白、組蛋白（染色體的成分）拓展小結(jié)1、鐮刀型細胞貧血癥（血紅蛋白質(zhì)）2、細胞癌變（糖蛋白、甲胎蛋白和癌胚抗原）3、囊性纖維?。–FTR載體蛋白）教材中涉及與蛋白質(zhì)相關(guān)的一些疾病知識拓展熒光蛋白標記技術(shù)熒光蛋白標記法是利用熒光蛋白作為標志物對研究對象進行標記的分析方法。常用的有綠色熒光蛋白和紅色熒光蛋白。知識拓展1、《必修1》P66“細胞融合實驗”：這一實驗很有力地證明了細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性。熒光蛋白標記技術(shù)拓展小結(jié)熒光蛋白標記技術(shù)2、熒光標記法特別是在免疫學研究中也有重要的作用，例如免疫熒光抗體標記法。將已知的抗體或抗原分子標記上熒光素，當與其相對應的抗原或抗體起反應時，在形成的復合物上就帶有一定量的熒光素，在熒光顯微鏡下就可以看見發(fā)出熒光的抗原抗體結(jié)合部位，檢測出抗原或抗體。附：20種常見蛋白質(zhì)氨基酸的名稱與結(jié)構(gòu)式圖1-1非極性的脂肪族氨基酸

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)異亮氨酸（Ile,I)纈氨酸（Val,V)亮氨酸（Leu,L)圖1-2不帶電荷的極性的氨基酸CH2OH

H—C—OH天冬酰氨（Asn,N)

C

H2N

O

CH2SH絲氨酸（Ser,S)蘇氨酸（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種常見蛋白質(zhì)氨基酸的名稱與結(jié)構(gòu)式圖1-3帶電荷的極性的氨基酸CH2精氨酸（Arg,R)天冬氨酸（Asp,D)谷氨酸（Glu,E)組氨氨（His,H)

HC—

CH

CH2

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

NH+附：20種常見蛋白質(zhì)氨基酸的名稱與結(jié)構(gòu)式圖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種常見蛋白質(zhì)氨基酸的名稱與結(jié)構(gòu)式附：第21種不常見蛋白質(zhì)氨基酸的名稱與結(jié)構(gòu)式含硒半胱氨酸（Sec,U)CH2SeH氨基酸小c.某些氨基酸可作為神經(jīng)遞質(zhì)。(谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸)d.氨基酸→糖類(非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化)b.氨基酸氧化分解供能。(作為能源物質(zhì))f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)(生長素）a.細胞膜上載體蛋白b.細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體中的tRNA（跨膜運輸）（運入核糖體）結(jié)氨基酸的功能氨基酸的運輸a.酪氨酸→黑色素(衰老細胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素減少)e.酪氨酸→甲狀腺激素(氨基酸類衍生物）蛋白質(zhì)的功能1、熒光蛋白（標記）2、Bt毒蛋白（基因工程）3、抗凍蛋白（基因工程）4、抗原抗體雜交（陽性反應）5、干擾素（抵抗病毒）6、淋巴因子（免疫）7、鐮刀型細胞貧血癥（血紅蛋白質(zhì)）8、細胞癌變（糖蛋白、甲胎蛋白和癌胚抗原）9、囊性纖維病（CFTR載體蛋白）一、孝教材中涉及與蛋白質(zhì)相關(guān)的一些疾病蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白功能歸納細胞內(nèi)或細胞外催化功能細胞膜或肌細胞等酪氨酸酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、Taq酶、半乳糖苷酶調(diào)節(jié)功能內(nèi)環(huán)境胰島素、胰高血糖素腎上腺素、甲狀腺素、抗利尿激素免疫功能內(nèi)環(huán)境抗體、淋巴因子載體功能生物而膜細胞內(nèi)血紅蛋白質(zhì)、載體蛋白質(zhì)、通道蛋白每條多肽鏈的氨基酸殘基的數(shù)目和排列順序是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，也稱為一級結(jié)構(gòu)。由于肽鏈中各種原子和官能團大小及帶電性質(zhì)不同，氨基酸殘基之間會發(fā)生相互吸引或排斥，蛋白質(zhì)的多肽鏈并不呈線性伸展，而是會發(fā)生的盤曲和折疊，在肽鏈內(nèi)部或者肽鏈之間還會通過二硫鍵、氫鍵等相互連接，從而使蛋白質(zhì)在一級結(jié)構(gòu)的基礎上形成空間上更為復雜而穩(wěn)定的二級級、三級和四級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次某種胰島素的二硫鍵形成示意圖化學反應①肽鏈中的氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤曲、形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。1、有些蛋白質(zhì)分子含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學鍵（如二硫鍵）相互結(jié)合在一起。結(jié)構(gòu)層次多肽鏈(1條或幾條)