蛋白质
主要组成元素:C、H、O、N
很多重要的蛋白质还含有P、S两种元素。此外,有些蛋白质还含有Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。
是一种高分子化合物
基本组成单位 氨基酸
说明:蛋白质是由氨基酸分子组成的,目前自然界中天然氨基酸有一百多种,但能组成生物体内蛋白质的氨基酸只有20种。
蛋白质分子这种高分子化合物的结构确实是相当复杂,它是由很多氨基酸组成的,所以氨基酸就是组成蛋白质的基本单位。那么氨基酸的结构又是怎样的呢?同学们比较一下以下三种氨基酸的结构,看看他们的相同点。
H H H
︳ ︳ ︳
(R基)H— C— COOH (R基)CH3— C— COOH (R基)C3H5O2— C -COOH
︳ ︳ ︳
NH2 NH2 NH2
甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸
提问:请同学们观察这几种氨基酸的结构式,它们在结构上有什么相同点和不同点?
(回答:共同点:每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个竣基连在同一个C上;不同点:R基不同。
分析得出结论:氨基酸的分子结构通式:
H
︳
R— C— COOH
︳
NH2
讲述:蛋白质分子做为一种高分子化合物,往往是由很多个氨基酸构成的,那些氨基酸之间是如何连接在一起构成蛋白质分子的呢?是通过一种叫做脱水缩合的化学反应来完成连接的。(教师以板图形式讲解两个氨基酸之间的脱水缩合反应。并请同学注意肽键是如何形成的,以及把形成的产物叫做二肽的原因。)
(教师再以同样的方法,演示三肽化合物的形成。)
讲述:许多的氨基酸通过肽链相互连接成多肽链,多肽链盘曲折叠构成了蛋白质分子的结构。
师生共同归纳出:
提问:既然蛋白质都是按照上述方式构成的,那么,为什么会有那么多种类的蛋白质呢?
(回答:因为组成每种蛋白质的氨基酸的种类、数量不同,并且每种蛋白质折叠而成的空间结构不同。)
提问:如果组成每种蛋白质的氨基酸的种类、数目相同,每种蛋白质的空间结构也相同,那么,蛋白质的结构就完全一样了吗?
讲述:下面我们做一个游戏,我这里有S、O、P、T四个英文字母,请大家组成几个单词。
[学生可组出以下几个单词:
stop(停止)、spot(点)、 post(邮政)、 pots(壶)。
讲述:大家看到,四个字母按照不同顺序排列,组成了不同意义的单词,那么组成蛋白质的氨基酸数目很多,如果排列顺序不同,会不会形成不同种类的蛋白质?(学生表示同意。)
小结:蛋白质结构多样性的原因:
(1) 组成每种蛋白质的氨基酸种类、数目不相同;
(2) 组成每种蛋白质的氨基酸排列顺序不同;
(3) 每种蛋白质分子的空间结构均不相同。
提问:根据生物学中结构和功能相适应的原理,蛋白质有多种结构,必然会有多种功能,请大家回忆初中生物学中涉及了蛋白质分子的哪些功能?
[学生经过讨论可举出如抗体、酶、激素(胰岛素)作用的例子,教师加以归纳,总结出蛋白质的多种功能,即功能的多样性。〕①②③④⑤(略)
总结:结构多样性:氨基酸种类不同
数目成百上千
排列次序变化多端
空间结构千差万别
功能多样性:①构成细胞和生物体的重要物质
②催化作用:酶
③调节作用:胰岛素、生长激素等
④运输作用:血红蛋白、载体
⑤免疫作用:抗体
核酸
组成元素:C、H、O、N、P
基本单位:核苷酸(一分子含氮的碱基,一分子五碳糖、一分子磷酸组成)
分为:核糖核苷酸、脱氧核苷酸
核酸:核糖核酸(RNA):主要存在于细胞质中
脱氧核糖核酸(DNA):主要存在于细胞核中
功能:一切生物的遗传物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用。
小结:细胞中的各种成分只有按照一定的方式有机地组织起来,才能协调地、有秩序地执行各自的功能,表现出生物体的生命现象。