2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 第2章 组成细胞的分子 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 氨基酸的结构有什么特点？ ◎本节聚焦 为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？ 问题探讨 肉蛋类食品 奶类制品 大豆制品 你知道蛋白质在生命活动中有什么重要作用吗？ 1.细胞中含量最多的有机物是什么？ 2.哪些食品中富含蛋白质？ 蛋白质 一、蛋白质的功能 阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能 细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质(图为胃蛋白酶结晶)。 催化功能 有些蛋白质具有运输功能(图为血红蛋白示意图，能运输氧)。 运输功能 有些蛋白质有免疫功能。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。 免疫功能 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。例如，肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质(图为肌肉纤维)。 构成结构 有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素(图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素)。 调节功能 蛋白质是生命活动的主要承担者 拓展：血红蛋白和血红素的关系 血红蛋白由4条链组成，两条α链和两条β链，每一条链有一个包含铁原子的环状血红素。 血红蛋白示意图 血红素 练一练 结构 调节 催化 运输 免疫 抗体 胰岛素等蛋白质类激素 绝大多数酶 毛发，肌肉等 血红蛋白 想一想：蛋白质能被人体直接吸收吗？ 蛋白质必需分解成氨基酸才能被人体吸收和利用 氨基酸是组成蛋白质的基本单位 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 非必需氨基酸： 必需氨基酸： 组成人体蛋白质的氨基酸有21种 共13种，人体细胞能够合成的 共8种，人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取 巧记：甲 携 来 一 本 亮 色 书 1.种类： （婴儿9种，多1种为组氨酸） 甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸 苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸 氨基酸的结构是怎样的呢？ 活动：观察下列4种氨基酸的结构，探究以下问题。 2.写出构成蛋白质的氨基酸共有的部分是___ _ ____________。 1.上面四种氨基酸都有的元素是____________。 C、H、O、N （半胱氨酸含S） 3.这四种氨基酸分子的R基分别是_________ _____________________。 —CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH 4.组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗？若有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基分布在哪里？ 每种氨基酸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羧基连接在同一个碳原子上；部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。 2.组成元素： 中心碳原子 至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH) 并且总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上 3.结构通式： 4.结构特点： C H 羧基 O C OH H N H 氨基 R 侧链基团 R基决定氨基酸的种类和性质 R基中也可能含有氨基（—NH2）或羧基（—COOH） C、H、O、N，有的还含有S 特别提醒 1.基团的正确书写 氨基： 羧基： R 基： —NH2 或 —COOH 或 （注意：基团前面的化学键“—”不能丢) —R 2.结构通式的正确书写 或 中心碳原子连接的是—COOH 中的C原子和—NH2 中的N原子 练一练：以下哪些是组成蛋白质的氨基酸? C H H2N COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CH H2N COOH CH2 OH C H H2N H CH2 CH3 √ √ × × 氨基酸如何形成蛋白质的？为什么氨基酸种类有限却能形成种类繁多、功能多样的蛋白质呢？ 阅读教材P30-31，合作探究： 三、蛋白质的结构及其多样性 1.两个相邻氨基酸之间的结合方式是怎样的？ 2.两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫什么？ 3.连接两个氨基酸分子的化学键叫什么？ 4.脱下的水中的H和O分别来自哪里？ 脱水缩合 二肽 肽键 H 既来自氨基又来自羧基 O 只来自羧基 H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 指两个氨基酸之间，在碳原子和氮原子之间的化学键 脱水缩合 二肽 1.氨基酸的结合方式 —— 肽键 H2O －C－COOH R3 H － － －N H － H OH － 肽键 ‖ O －C R1 H2N H － － －C －C－C R2 H － － －N H － ‖ O H2O 三肽 以此类推，由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽，多肽通常呈链状，叫作肽链。 特别提醒 1.脱去的水分子中，H既来自羧基和氨基，O只来自羧基。 2.脱水缩合通常是指与中心碳原子相连的氨基和羧基参与反应，而R基中的氨基和羧基一般不参加反应。 -SH + -SH → -S-S-(二硫键) + 2H 由于氨基酸之间能形成氢键，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定结构的蛋白质分子。 许多蛋白质分子都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，形成具有更为复杂空间结构的蛋白质分子。 二硫键 巯基 二硫键的存在使蛋白质的空间结构更加稳定 氨基酸 二肽 三肽 多肽 （肽链） 形成具有一定空间结构的蛋白质分子 多条肽链聚集在一起形成具有更为复杂空间结构的蛋白质分子 脱水缩合 脱水缩合 脱水缩合 盘曲、折叠 （氢键） （二硫键） 2.由氨基酸形成蛋白质的过程 讨论：从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 3.蛋白质结构多样性的原因 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 α-螺旋 β-折叠 肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同 氨基酸的种类不同 种类 数量 排列顺序 空间结构 蛋白质结构多样性 氨基酸 肽链： 蛋白质功能多样性 决 定 功能蛋白 结构蛋白 (组成细胞和生物体) ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) ________ (载体蛋白) ________ (抗体) 调节 催化 运输 免疫 （根本原因：基因多样性） 蛋白质种类多样性 例如：在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，血红蛋白结构的改变直接造成了红细胞的异常。 正常红细胞 镰刀状红细胞 运输氧的能力大大减弱 结构决定功能 盐析 蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出。 溶解度的变化可逆 导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属等 变性 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。 水解 空间结构 ，功能 。 氨基酸顺序 ，肽键 ， 不变 不变 改变 改变 拓展:蛋白质的盐析、水解和变性 P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是_____________________________________ __ __ __。 ②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：_______ _______________ ________________________________________。 高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解 能。 因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键 1.肽键数 = 脱水数 = 氨基酸数 - 肽链数 4.蛋白质的相对分子质量 = 氨基酸数×氨基酸的平均分子质量－失去的水分子数×18 拓展：蛋白质的相关计算 2.至少含有游离氨基数或羧基数 = 肽链数 3.游离的氨基数或羧基数 = 肽链数 + R基中的氨基数或羧基数 分别位于肽链的两端 注：如果有二硫键的存在，计算相对分子质量时，还应减去脱去的氢原子 -SH + -SH → -S-S-(二硫键) + 2H 注：如果是环肽（脱水数 = 肽键数 = 氨基酸数） √ A.73472 B.12800 C.63212 D.63140 思考 21 课堂小结 蛋白质 基本单位 元素 组成 功能 基本元素：C、H、O、N，有的含有S等元素 结构 层次 氨基酸 氨基酸 多肽或肽链 蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 肌肉纤维等 构成结构 绝大多数酶 催化功能 膜转运蛋白 运输功能 胰岛素等 调节功能 免疫功能 抗体等 种类 约21种 结构通式 课后练习(P12) 作业 完成课时评价作业（六） $$