2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者-2024-2025学年高一生物同步课堂精优课件（人教版2019必修1）

问题探讨： 胶原蛋白可以用来制作手术缝合线。这种缝合线可以被人体吸收，避免拆线的痛苦。 讨论： 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? 动物和人体的胶原蛋白是相似的物质. 胶原蛋白要变成氨基酸小分子才能被吸收。 说明蛋白质在化学组成上可以水解为更小的分子。 2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 第1课时 蛋白质的功能和基本组成单位 学习目标 1.举例说出蛋白质的功能 （重点） 2.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康的关系。 3.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位（重难点） 自学指导1 阅读课本P28-P30的内容，思考并回答以下问题。 5分钟 1.请举例说明蛋白质的功能有哪些？ 2.构成人体蛋白质的氨基酸有_____种,可以如何进行分类？ 3.阅读P29的思考讨论，完成讨论题。总结氨基酸的结构特点有哪些？尝试写出氨基酸的结构通式。 4.思考总结氨基酸的构成元素有哪些？ 一、蛋白质的功能 功能1. 结构蛋白 许多蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，称为结构蛋白。 肌肉纤维 头发 如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝、蚕丝等。 一、蛋白质的功能 功能2. 催化功能 细胞中化学反应离不开酶催化。绝大多数酶都是蛋白质。 如：唾液淀粉酶、胃蛋白酶、过氧化氢酶等。 一、蛋白质的功能 功能3. 调节功能 黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素。 有些蛋白质作为信息分子，能够调节机体的生命活动。 如：胰岛素、生长激素等。 一、蛋白质的功能 功能4. 运输功能 血红蛋白 有些蛋白质具有运输功能。 如：血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白等。 一、蛋白质的功能 功能5. 免疫功能 抗原-抗体结合 抗原 抗体 有些蛋白质具有免疫功能。 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。 将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来。 1min 连一连： [答案] Ⅰ— <m></m> ; Ⅱ— <m></m> ; Ⅲ— <m></m> Ⅳ— <m></m> Ⅴ— <m></m> 9 1. 下列<zzd>不能</zzd>体现蛋白质功能的是( @20@ )。 A.胰岛素能降低血糖浓度 B.抗体能抵御病菌的侵害 C.作为细胞生命活动的主要能源物质 D.作为氧气运输的载体 C 针对训练1 2.下列关于蛋白质功能的叙述，<zzd>错误</zzd>的是( @22@ )。 A.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，被称为结构蛋白 B.有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如性激素 C.人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等的侵害 D.一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者 B 10 蛋白质功能承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。 为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？ 结构 功能 决定 二、蛋白质的基本组成单位：氨基酸 1.氨基酸的种类 组成蛋白质的氨基酸有_____种 8种必需氨基酸 人体细胞不能合成， 需要从食物中获取。 13种非必需氨基酸 人体细胞能够合成。 根据人体细胞能否合成可分为2类 21 2.氨基酸的结构 1.这些氨基酸的结构具有什么共同的部分？ 2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？ 观察下面几种氨基酸的结构 🤔 讨论 2.氨基酸的结构 R 氨基 羧基 侧链基团 ①结构通式 有21种 ②结构特点 (1)至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 R基可变，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。不同氨基酸性质不同，是由R基决定的。 (2)这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。 C2H4O2N-R 甘氨酸 丙氨酸 脯氨酸 丝氨酸 苏氨酸 半胱氨酸 甲硫氨酸 赖氨酸 谷氨酸 1.下列物质中，属于组成蛋白质的氨基酸有几种（ ） A.4； B.3； C.2； D.1 B 针对训练2 2.谷氨酸是组成蛋白质的一种氨基酸，其R基为： —C3H5O2。在一个谷氨酸的分子中，含有碳 原子和氧原子的个数依次是：____________。 5和4 2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 第2课时 蛋白质的结构及其多样性 学习目标 1.根据氨基酸脱水缩合的反应式，阐明肽链的形成过程。（重难点） 2.根据氨基酸的种类、数量、排列顺序和肽链的空间结构，分析蛋白质结构的多样性，从而理解蛋白质功能的多样性。（重难点） 自学指导2 阅读课本P30-P32的内容，思考并回答以下问题。 3分钟 1.氨基酸分子的结合方式是？参与这个过程的部位有哪些，生产的H2O中各元素的来源？连接两个氨基酸分子的化学键是什么？ 2.什么叫三肽？什么叫多肽？什么叫肽链？ 3.蛋白质的形成过程？ 4.蛋白质结构多样性的原因？ 5.什么是蛋白质变性？变性后的蛋白质有什么特点？ 1、氨基酸分子的结合方式 脱水缩合 C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H H2O 肽键 二肽 一个氨基酸的羧基(—COOH)和另一个氨基酸的氨基(—NH2)相连，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。 21 二肽 - C NH2 H R1 -C-OH O - - = + - C N H R2 -C-OH O - - = - - H H - C N H R3 -C-OH O - - = - - H H + （三肽） ……..（四肽） （多肽） - C NH2 H R1 -C- O - - = - C N H R2 - - - H -C-OH O = + 2H2O - C NH2 H R1 -C- O - - = - C N H R2 -C- O - - = - H - C N H R3 -C-OH O - - = - H 22 二肽： 多肽： 　肽链： 由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫做二肽。 由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫做三肽或者多肽。（清楚具体氨基酸数目时具体称呼） 多肽通常由氨基酸脱水缩合连接呈链状结构，叫做肽链。 下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： 1.脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。 2.脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为_______，形成过程中共脱去___个水分子。 4 R基 4 五 脱水缩合 4 针对训练1 2.蛋白质的形成 ①肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、形成具有一定空间结构的蛋白质。 氨基酸之间脱水缩合形成多肽链 一条多肽链的特定区域进行有规律的盘曲折叠 这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 2.蛋白质的形成 ②有些蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键，如：二硫键相互结合在一起。 -SH + HS- → -S-S-(二硫键) + 2H 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 四条肽链聚集在一起形成复杂空间结构 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 2.蛋白质的形成过程：（以血红蛋白的形成为例） 🤔 思考·讨论 3min 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质?人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 3.若有甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸各一个，能够形成几种三肽？ 4.若有足量的甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸，则合成的三肽可能有多少种？ 🤔 思考·讨论 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 氨基酸 二肽 蛋白质 三肽 多肽 ...... → → → 🤔 思考·讨论 2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质?人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 蛋白质 多肽 氨基酸 胃蛋白酶 肠肽酶 胰蛋白酶 🤔 思考·讨论 3.若有甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸各一个，能够形成几种三肽？ 6种 4.若有足量的甘氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸，则合成的三肽可能有多少种？ 27种 【思考】下列四组图解表示2种不同的蛋白质分子，其中□和○各代表一种氨基酸。试分析每组中蛋白质分子结构不同的原因 甲 丙 乙 丁 氨基酸的种类不同 蛋白质分子的空间结构不同 氨基酸的数量不同 氨基酸的排列顺序不同 3.蛋白质结构多样性的原因 氨基酸角度 蛋白质角度 组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。 蛋白质的空间结构不同 蛋白质结构的多样性 蛋白质功能的多样性 决定 结构与功能相适应 结构决定功能 4.蛋白质变性 ①定义： 物理因素：加热、紫外线、X射线、超声波、剧烈振荡或搅拌等 化学因素：强酸、强碱、重金属盐、去垢剂等。 蛋白质变性是指在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构被破坏，从而导致其理化性质改变和生物学活性丧失的现象。 ②变性因素： ③蛋白质变性，会发生如下变化： ①丧失生物学活性 ②水溶性下降 ③更易水解 ④应用： 经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。 4.蛋白质变性 ※蛋白质的盐析 加入某种无机盐，是使物质溶解度降低而析出的过程。 可逆 吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化， 这是为什么？ 讨论交流 高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，使内部的肽键暴露出来，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 当堂训练 完成导学案P27：例1；对点练1 P29：例3；对点练3 例1 蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一个肽键断裂则取决于肽酶的类型。肽酶 能催化断裂带有侧链基团 的氨基酸和相邻氨基酸的羧基之间的肽键，如图所示。下列说法正确的是( @17@ )。 A.该肽链一定由五种氨基酸脱水缩合而成 B.肽酶 <m></m> 可以催化1处的化学键断裂 C.在肽酶 <m></m> 的作用下，该肽链经过脱水缩合可以形成两条肽链 D.该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个 B 对点练1.下表中列举了人体中几种功能不同的多肽化合物，有关叙述<zzd>错误</zzd>的是( @19@ )。 多肽化合物 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 氨基酸数 9 9 9 10 13 22 223 51 660 524 A.多肽化合物①②③功能不同的原因有氨基酸的种类、数目、排列顺序不同等 B.多肽化合物⑧彻底水解后可能含有52个羧基 C.多肽化合物⑦⑨⑩中常见的氨基酸最多为21种 D.氨基酸的种类和数目相同的多肽不一定是同一种物质 A 1.肽链数、肽键数、脱去的水分子数与氨基酸数之间有什么关系？ 2.蛋白质中氨基数和羧基数，相关原子数量的计算。 3.怎么计算蛋白质的相对分子质量?(已知氨基酸的平均相对分子质量a) 难点：与蛋白质有关的计算 1.肽链数、肽键数、脱去的水分子数与氨基酸数的关系： 链状肽：氨基酸数－肽链条数=肽键数=脱水数 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 12 12 12 m n 1 11 11 2 10 10 3 9 9 环肽 氨基酸数 脱水数 = 肽键数 = 环肽： m - n m - n C C H R1 H2N C O C H R2 H N O 肽键 C H COOH R3 H N 肽键 三肽 2、蛋白质中游离的氨基和羧基 每条肽链至少有一个游离氨基和一个游离羧基 所有游离氨基数/羧基数=肽链数 + R基中含有的氨基数/羧基数 至少含有的氨基数/羧基数 = 肽链数 2.氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900，由此可知， 此蛋白质分子至少含有一NH2和一COOH个数及氨基酸数、肽键数分别是（ 　） 　　A.1、1、 52、52 B. 52、52、50、50 　　C. 2、2、52、50 D. 50、50、52、50 C 针对训练1 1.血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是 （ ） 　　A．573 和 573 B．573 和 570 　　C．570 和 573 D．570 和 570 D 3.现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（ ） A.798、2和2 B.798、12和10 C.799、1和1 D.799、11和9 B 4.下列5种物质中，有的是构成人体的氨基酸，有的不是，若将其中的氨基酸缩合成化合物，则含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是（ ）[ Ａ.2、2、2　　 Ｂ.3、2、3　 Ｃ.3、4、2　 　 Ｄ.4、3、3 A 蛋白质相对分子质量= 氨基酸的总质量-18×脱水数 =氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-18×脱水数 =氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-18×脱水数-2×二硫键数 3.蛋白质相对分子质量的计算 例：某种蛋白质是由1条多肽链构成的，共含100个氨基酸，若每个氨基酸分子质量平均是120，则该蛋白质的相对分子量是多少？ 100×120-(100-1)×18=10218 1.如果组成蛋白质的21种氨基酸的平均相对分子质量为128，测得某种含有3条肽链的蛋白质分子的相对分子质量为11384，该蛋白质分子所含的肽键数是( ） A．110 B．103 C．100 D．97 C 针对训练2 2.免疫球蛋白IgG的结构示意图如下，其中-S-S-表示连接两条相邻肽链的二硫键(每个二硫键是由两个-SH基团脱去两个氢原子形成的)。若该IgG由m个氨基酸构成氨基酸平均分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量为（ ） D 3.某蛋白质的结构示意图如下，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则每摩尔该蛋白质在形成时生成的水分子摩尔数和减少的相对分子质量分别为( 　) A.m个　18m B.(m－4)个　18(m－4) C.(m－3)个　18(m－3)＋4 D.(m－2)个　18(m－2)＋4 D 　 4.多肽链中氧原子或氮原子数 ①至少O原子数= ②实际O原子数= 肽键数+2×肽链数 =2×氨基酸数—肽键数 =氨基酸数+肽链数 至少氧原子数+R基中氧原子数 =各氨基酸中氧原子总数—肽键数 4.多肽链中氧原子或氮原子数 ③至少N原子数= ④实际N原子数= 肽键数+肽链数=氨基酸数 至少氮原子数+R基中氮原子数 氨基酸数+R基中氮原子数 1. 是存在于动植物和微生物细胞中的重要三肽，它是由谷氨酸 、甘氨酸 和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸的分子式为( @39@ )。 A. B. C. D. B 针对训练3 2.下图表示某种蛋白质中相关基团或氨基酸的数目，下列叙述正确的是( @41@ )。 A.该蛋白质含有两条肽链 B.该蛋白质共有126个肽键 C.该蛋白质的 <m></m> 基上共含17个氨基 D.形成该蛋白质时共脱掉125个水分子 A $$