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課程內容

《組成細胞的分子—蛋白質和核酸》
從氨基酸到蛋白質
元素組成 C、H、O、N等{基本元素：CHON
            ↓        其他元素：P、S、Fe
基本單位：氨基酸{種類：20種
           ↓    通式:
化學結構：多肽（肽鏈）:形成：多個氨基酸脫水縮合而成肽鍵
           ↓          特點：呈鏈狀結構，又叫肽鏈，有一定的氨基酸序列
           ↓
空間結構：蛋白質分子：連接：肽鏈通過一定化學鍵連接
                      形成：螺旋、卷曲、折迭形成空間結構
           ↓         特點：具有生物活性、多樣性
蛋白質空間結構多樣性：氨基酸種類不同
           ↓         氨基酸數目不同
           ↓         氨基酸排列順序不同
           ↓         肽鏈的空間結構不同
    蛋白質功能多樣性；
氨基酸的共同特點：
1.每個氨基酸分子至少都含有一個氨基（—NH）和一個羧基（—COOH），并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上
2、不同的氨基酸具有不同的R基
氨基酸分子的結構通式為：R
                        |
                   NH2—C—COOH
                        |
                        H
氨基酸的種類：大約有20種
蛋白質的分子結構：
     R1 O         H  R2
     |  ║        |  |
NH2—C—C—OH  H—N—C—COOH→酶→脫水縮合反應
     |               |
     H               H

     R1 O     H  R2
     |  ║    |  |
NH2—C—C—N—C—COOH  +  H2O
     |           |
     H           H
蛋白質的主要功能：
①結構蛋白：是構成細胞和生物體的重要物質，如肌球蛋白、肌動蛋白等
②催化蛋白：起生物催化作用，如絕大多數酶
③運輸蛋白：如血紅蛋白、細胞膜上的載體
④調節蛋白：如胰島素和生長激素等
⑤免疫蛋白：免疫過程中產生的抗體
蛋白質是生命活動的主要承擔者。
基本組成元素有哪些？C、H、O、N、P
基本組成單位是什么，由什么組成？
核苷酸，磷酸、五碳糖、堿基
一分子核苷酸＝一分子五碳糖+一分子含氮堿基+一分子磷酸
核酸：
元素組成 C、H、O、N、P
 ↓
基本單位 核苷酸：脫氧核糖核苷酸、核糖核苷酸
 ↓
核酸：DNA：主要存在于細胞核，線粒體、葉綠體、葉綠體少量
 ↓   RNA：主要存在于細胞質
主要功能：遺傳物質，控制生物的遺傳變異和蛋白質的生物合成。
核酸種類、分布、主要區別及主要功能

種類	DNA	RNA
名稱	脫氧核糖核酸	核糖核酸
基本單位	脫氧核糖核苷酸	核糖核苷酸
五碳糖	脫氧核糖	核糖
磷酸	相同
含氮堿基	A、G、C、T	A、G、C、U
主要區別	五碳糖的不同
分布	主要存在細胞核中，細胞質的線粒體、葉綠體、葉綠體少量	主要在細胞質中的細胞質的線粒體。葉綠體、核糖體中
主要功能	與蛋白質構成染色體，是細胞核和細胞質中的遺傳物質	在細胞生物中不作為遺傳物質，為蛋白質的合成服務
強調	同一個體水同細胞中種類、含量相同、穩定	同一個體不同細胞中含量和種類相差很大，一般不同

DNA和RNA的鑒定試驗：
1、實驗原理：
（1）DNA主要分布在細胞核，RNA主要分布在細胞質中
（2）甲基綠和吡羅紅對DNA和RNA的親合力不同。甲基綠染DNA，吡羅紅染RNA
（3）鹽酸能夠改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色體中的DNA和蛋白質分離，有利于DNA和染色劑結合。
蛋白質與核苷酸結構和功能的比較：

	蛋白質	核酸
基本元素	C、H、O、N、Fe、S	C、H、O、N、P
單位	氨基酸	核苷酸
分子結構	氨基酸→多肽→蛋白質	DNA：雙螺旋結構 RNA：單鏈
多樣性	氨基酸的種類、數量、排列順序和空間結構	核苷酸的數量和排列次序
合成場所	核糖體	DNA：核內復制  RNA：核內轉錄
主要功能	生命活動的主要承擔者和體現者	一切生物的遺傳物質，遺傳信息的攜帶者

蛋白質與核算的聯系：
1、DNA→轉錄→mRNA→翻譯→蛋白質
兩者相互作用，形成一個自動控制體系
3、思考
（1）所有的生物都能合成蛋白質嗎？病毒不能
（2）所有的細胞都能合成蛋白質嗎？
成熟的紅細胞無細胞核，不能控制蛋白質的合成，所以壽命較短
（3）一種生物體內的蛋白質可以在另一種生物體內合成嗎？
思考：
1、人吃進的蛋白質變成血漿中的蛋白的過程？
人吃下蛋白質，要經胃、小腸中的蛋白酶、肽酶的消化作用，使蛋白質被分解為氨基酸，再被小腸吸收進入血漿，然后隨血液環進入組織細胞，在組織細胞核糖體上，哲學吸收來的氨基酸重新合成出這種生物自身的蛋白質，最后經內質網，高爾基體等細胞器的加工、包裝、分泌，進入血漿成為血漿蛋白
2、輸液的時候能否直接輸外源蛋白？
輸液時全營養液的成份不能含有蛋白質，蛋白質是大分子物質，政策情況下，蛋白質的消化道被消化成氨基酸后，才被吸收入血液，輸入的營養物質應該是營養物質可吸收形式，如輸入外源蛋白、人體就會把其作為抗原進行免疫。所以蛋白質不適合作為營養物質直接輸入人體靜脈。
五、規律總結：
1、肽鍵數、脫水數、加水數的計算：
m個氨基酸，n條肽鏈：
H2O分子數＝肽鍵數＝m-n
例如：CmHnOxNzSi中最多有多少個肽鍵？
2、蛋白質分子中至少含有的氨基、羧基數的計算：
幾條肽鏈就至少含有幾個游離的氨基和羧基
3、多肽種類的計算
例如：有三種氨基酸形成三肽，最多可形成多少種？
如果要求三肽中氨基酸種類彼此不同，則有多少種？
4、蛋白質分子量的計算：
由m個氨基酸形成含有n條肽鏈的蛋白質，若氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質的平均分子量為：am-18(m-n)
若由m個氨基酸形成含有n條肽鏈的蛋白質，其相對分子量為A，則組成它的氨基酸的平均分子量為：
【A+（m-n）18】/m
5、氨基酸數與堿基數的關系：
DNA上堿基數：mRNA的堿基數：氨基酸數=6:3:1
例如：某蛋白質分子有A、B肽鏈，其中A鏈有49個氨基酸，B鏈有38個氨基酸，則控制該蛋白質的DNA中至少有脫氧核苷酸多少個？