2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者-【探究设计】2024-2025 学年高一生物同步优质课件（人教版2019必修1）

年 级：高一 学 科：生物学（20修订人教版） 主讲人：△△ 学 校：△△中学 第2章第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 国家中小学课程资源 1 学习目标 学科素养 重难点 1.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、健康等关系密切 科学思维 社会责任 重点 2.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的基本组成单位，说出氨基酸构成蛋白质的过程 生命观念 科学思维 重点 难点 3.分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的 生命观念 科学思维 难点 本节聚焦 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？？（科学思维∙生命观念） 氨基酸的结构有什么特点？ （科学思维∙生命观念） 为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？ (科学思维∙生命观念） 第2章第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 国家中小学课程资源 2 第1课时 蛋白质的功能和基本组成单位 国家中小学课程资源 3 细胞培养 【情境导入】 从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。 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？ 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质 蛋白质是由氨基酸组成的大分子，可被分解 胶原蛋白 分解 (水解反应) 氨基酸(小分子) 高中生物学 【活动】阅读教材P28正文、图2-8以及P29第一、二段，然后回答问题。 探究一：蛋白质的功能。 1. 蛋白质的重要功能主要有哪些？试举例说明。 (防御) 结构 调节 免疫 运输 催化 (少数酶是_____) RNA (治糖尿病) (降血糖) (信息传递) 膜载体蛋白 膜通道蛋白 【温馨提示】每一种蛋白质分子都有独特的空间结构，只承担____种功能。 1 高中生物学 【活动】阅读教材P28正文、图2-8以及P29第一、二段，然后回答问题。 探究一：蛋白质的功能。 1. 蛋白质的重要功能主要有哪些？试举例说明。 功能 运输 免疫 举例 肌肉、头发、羽毛、蛛丝等 胃蛋白酶 胰岛素 归类 口诀 构成结构 催化 血红蛋白 膜载体蛋白 膜通道蛋白 抗体 调节 (治糖尿病) (降血糖) 结构蛋白 功能蛋白 狗 催 运 面 条 (多数酶是______) (少数酶是_____) 蛋白质 RNA (信息传递) (防御) 【拓展】辨析蛋白质与酶、激素、抗体的集合关系图。 1 2 3 4 1是________ 2是________ 3是________ 4是________ 激素 抗体 蛋白质 酶 棉/麻属_____ 糖 类 高中生物学 【活动】阅读教材P28正文、图2-8以及P29第一、二段，然后回答问题。 探究一：蛋白质的功能。 1. 蛋白质的重要功能主要有哪些？试举例说明。 功能 运输 免疫 举例 肌肉、头发、羽毛、蛛丝等 胃蛋白酶 胰岛素 归类 口诀 构成结构 催化 血红蛋白 膜载体蛋白 膜通道蛋白 抗体 调节 (治糖尿病) (降血糖) 结构蛋白 功能蛋白 狗 催 运 面 条 (多数酶是______) (少数酶是_____) 蛋白质 RNA (信息传递) (防御) 2. 每种蛋白质只能行使___种功能，而人体内有_____种蛋白质参与所有生命活动。因此，细胞的______________都离不开蛋白质。 1 数万 各项生命活动 【温馨提示】据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种(___亿～___亿)。 十 千 高中生物学 （1）蛋白质的特点：是细胞内_________的有机物，是目前已知的__________、__________的分子。 （2）生命活动的现状：各项生命活动都离不开_______且都以它为_____。 （3）细胞核中的遗传信息（DNA）：往往需要表达成_______才能起作用。 【活动】阅读教材P28正文、图2-8以及P29第一、二段，然后回答问题。 探究一：蛋白质的功能。 3. 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 含量最多 蛋白质 蛋白质 功能最多样 结构最复杂 主角 【温馨提示】蛋白质也是生命活动的体现者，是生物多样性的直接原因。 水 （70%~90%） 蛋白质 （7%~10%） 无机盐 （1%~1.5%） 脂质 （1%~2%） 糖类和核酸 （1%~1.5%） 【学科链接】蛋白质的英文是Protein，而拉丁文中的Proteios表示“首要的物质”。 高中生物学 生物界的蛋白质种类多达1010~1012种 【提出问题】为什么蛋白质有这么多种类？这与它的组成和结构有关吗？ 是 高中生物学 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸 赖氨酸 半胱氨酸 【活动】观察下列六种氨基酸的结构，然后回答问题。 探究二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸。 氨基酸的分子结构通式 H C H H2N C O OH CH3 C H H2N C O OH CH2 C H H2N C O OH CH2 COOH CH2 C H H2N C O OH CH2 CH2 CH2 NH2 CH2 C H H2N C O OH SH CH2 C H H2N C O OH SeH 1. 这些氨基酸的元素组成有什么共同特点？ 都含有_____________，部分还含有______。即：____________________ C、H、O、N S或Se C、H、O、N(、S或Se) (硒—微量元素) 硒代半胱氨酸 高中生物学 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸 赖氨酸 半胱氨酸 CH2 C H H2N C O OH CH2 CH2 CH2 NH2 (分子结构通式) 【活动】观察下列六种氨基酸的结构，然后回答问题。 探究二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸。 2. 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ H C H H2N C O OH CH3 C H H2N C O OH CH2 C H H2N C O OH CH2 COOH CH2 C H H2N C O OH SH CH2 C H H2N C O OH SeH 硒代半胱氨酸 氨基 羧基 侧链基团 (R基) 中心碳原子 (可变) (不变) —H —CH3 —(CH2)2—COOH —(CH2)4—NH2 —CH2—SH —CH2—SeH C H H2N R C O OH ①每种氨基酸　 都含有　　　 ( )和 ( )，并且都有 和 连接在　　　　　 上。 ②这个碳原子上还连接 ( )和 ( ) ③各种氨基酸之间的区别在于 的不同。 至少 一个氨基 -NH2 一个羧基 -COOH 同一个碳原子 R基 一个氢原子 一个侧链基团 -R 一个氨基 一个羧基 R基 -H H2N- (R基中可能还含有 氨基、羧基、S、Se) 数量 位置 (判断是否是氨基酸的依据) 高中生物学 C H H H H COOH NH2 H R 【学科综合】 甲烷（CH4） 氨基酸 高中生物学 H2N— —COOH C H R 【联想记忆】 四个方向可 互换 高中生物学 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸 赖氨酸 半胱氨酸 CH2 C H H2N C O OH CH2 CH2 CH2 NH2 (完全撑开式) (分子结构通式) 【活动】观察下列六种氨基酸的结构，然后回答问题。 探究二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸。 2. 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？ H C H H2N C O OH CH3 C H H2N C O OH CH2 C H H2N C O OH CH2 COOH CH2 C H H2N C O OH SH CH2 C H H2N C O OH SeH 硒代半胱氨酸 氨基 羧基 侧链基团 (R基) 中心碳原子 C H H2N R C O OH (部分撑开式) (部分撑开式) CH NH2 R COOH CH R H2N COOH H H C H N R C O OH 高中生物学 【活动】观察下列六种氨基酸的结构，然后回答问题。 探究二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸。 3. 请写出氨基酸的分子式通式。 (分子结构通式) C H H2N R C O OH (分子式通式) C2H4O2N-R 【公式】R基=总分子式－分子式通式(C2H4O2N) 分子式 甲氨基酸 C5H9O4N 乙氨基酸 C6H14O2N2 丙氨基酸 C3H7O2NS R基 —C3H5O2 —CH3S —C4H10N ___是最小氨基酸 甘 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸 赖氨酸 半胱氨酸 CH2 C H H2N C O OH CH2 CH2 CH2 NH2 H C H H2N C O OH CH3 C H H2N C O OH CH2 C H H2N C O OH CH2 COOH CH2 C H H2N C O OH SH CH2 C H H2N C O OH SeH 硒代半胱氨酸 氨基 羧基 侧链基团 (R基) 中心碳原子 高中生物学 【活动】观察下列六种氨基酸的结构，然后回答问题。 探究二：蛋白质的基本组成单位——氨基酸。 4. 组成人体蛋白质的氨基酸有21种，这是按照_________来划分的。若按照人体细胞能否合成来划分，可分为______氨基酸和_______氨基酸两类。 (1) 必需氨基酸8种：指人体细胞_________，必须从_________获取的氨基酸。 (2)非必需氨基酸12种：指人体细胞________的氨基酸。 R基种类 必需 非必需 不能合成 外界环境 能够合成 甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸 赖氨酸 半胱氨酸 CH2 C H H2N C O OH CH2 CH2 CH2 NH2 H C H H2N C O OH CH3 C H H2N C O OH CH2 C H H2N C O OH CH2 COOH CH2 C H H2N C O OH SH CH2 C H H2N C O OH SeH 硒代半胱氨酸 氨基 羧基 侧链基团 (R基) 中心碳原子 【温馨提示】并非人体内每一种蛋白质都一定含有21种氨基酸。 高中生物学 【走进生活】肉类、蛋类、奶制品和大豆制品一般含必需氨基酸较多，经常食用的人，一般不会缺乏必需氨基酸。 蛋类、奶制品 大豆制品 肉类 腐竹 【温馨提示】评价蛋白食品的营养价值主要依据 的种类和含量。 必需氨基酸 高中生物学 【联想记忆】必需氨基酸和非必需氨基酸的记忆口诀。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 必需氨基酸 甲硫氨酸 赖 氨酸 缬 氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 亮 氨酸 色 氨酸 苏 氨酸 甲 来 写 一 本 亮 色 书 非必需氨基酸 谷 氨酸 谷氨酰胺 脯 氨酸 硒代半胱 组 氨酸 酪 氨酸 半胱氨酸 精 氨酸 甘 氨酸 天冬氨酸 天冬酰胺 丝 氨酸 丙 氨酸 姑 婆 去 煮 了 半 斤 甘 甜 柿 饼 人体细胞内的氨基酸来源 必需： 非必： 食物+自身蛋白水解 同上 + 自身合成 高中生物学 甘氨酸 缬氨酸 亮氨酸 丙氨酸 —H —CH3 —CH—(CH3)2 —CH2—CH—(CH3)2 【反馈练习】 (1)写出教P29“思考·讨论”中四种氨基酸的R基。 高中生物学 COOH —C— H H2N CH3 ① —C— —C H2N COOH H H CH3 CH3 ② ③ —C—— H2N COOH H —C— H CH3 CH3 (2)下列化合物不是组成蛋白质的氨基酸的有 。 ②④⑧ ④ 【判断技巧】是否有1氨基(-NH2)、1羧基(-COOH) 、1氢原子(-H)连在同一个碳原子上？若是则余下即为R基(-R)。 【反馈练习】 C H NH2 COOH CH2 SH H2N—CH2—CH2—COOH ⑤ ⑧ ⑦ ⑥ R基 × × × 【温馨提示】自然界的氨基酸有100多种，只要有氨基和羧基即可。 高中生物学 第2课时 蛋白质的形成过程(1) 国家中小学课程资源 21 氨基酸 21种 生物界蛋白质 1010～1012种 【情境导入】 (人体蛋白质都有几万种) ？ 高中生物学 【活动1】观察“氨基酸→多肽(链)”的化学反应动画，然后回答问题。 探究三：蛋白质的形成过程。 氨基酸 多肽链 高中生物学 (1)脱水缩合：指一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的 相连接，同时 的结合方式。 (2)肽 键：指连接两个 分子的化学键。即： 。 (3)二 肽：指由 个氨基酸分子缩合而成的化合物。 【活动1】观察“氨基酸→多肽(链)”的化学反应动画，然后回答问题。 探究三：蛋白质的形成过程。 1. 两个氨基酸的化学反应。 C H R1 H2N OH C O H2O C H COOH R2 H N H 二肽 肽键 脱水 缩合 羧基(－COOH) 氨基(－NH2) 脱去1分子的水 （－CO－NH－） 氨基酸 2 【温馨提示】肽键中还含有氨基（-NH2）和羧基（-COOH）吗？ NO！ 高中生物学 脱水缩合 【活动1】观察“氨基酸→多肽(链)”的化学反应动画，然后回答问题。 探究三：蛋白质的形成过程。 1. 两个氨基酸的化学反应。 (4)在脱下的H2O中，H原子来自 ，O原子来自 。 羧基和氨基 羧基 (5)二肽分子含有__个肽键, 个氨基, 个羧基,肽名取决于______个数。 1 氨基酸 (6)若将二肽水解，则需___个水分子参与，同时产生___个_____种氨基酸。 1 水解 2 1或2 R1=或≠R2 【温馨提示】氨基酸的R基_________（填参与或不参与）脱水缩合反应。 不参与 ≥1 ≥1 (R基不参与缩合和水解) 高中生物学 【活动1】观察“氨基酸→多肽(链)”的化学反应动画，然后回答问题。 2. 三个氨基酸的化学反应。 C H COOH R3 H N OH H C C H R1 H2N C O C H R2 H N O 二肽 H2O H2O 肽键 肽键 三肽 OH C H R1 H2N C O OH C H R2 N C O H H OH C H R3 N C O H H + + 缩合 脱水 C H R1 H2N C O C H R2 N C O H OH C H R3 N C O H + 三肽 肽键 肽键 2H2O 水解 (1)三肽：指由 个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物。 (2)三肽分子含有 个肽键， 个游离的氨基、 个游离的羧基。 (3)若将三肽水解，则需 个水分子参与，同时产生 个 种氨基酸。 2 ≥1 ≥1 2 3 1、2或3 3 【温馨提示】多肽名称源于参与脱水缩合的氨基酸个数而非所含的肽键数。 探究三：蛋白质的形成过程。 高中生物学 (1)多肽：指由 脱水缩合而成的化合物。多肽通常呈 结构，叫作 ；若呈环状，则叫作_________。 (2)由n个氨基酸形成1条n肽链时，脱水数=肽键数= 。 (3)由n个氨基酸形成1条n肽环时，脱水数=肽键数= 。 链状 (多)肽链 (多)肽环 多个氨基酸 【活动1】观察“氨基酸→多肽(链)”的化学反应动画，然后回答问题。 3. 多个氨基酸的化学反应。 氨基酸个数 2 3 4 … n 肽链名称 … 肽键数(个) … 脱水数(个) … … 二肽 三肽 四肽 n肽 1 2 3 n-1 1 2 3 n-1 … n-1 n … 3 3 4 4 n n =氨基酸个数-肽链数 =氨基酸个数-肽链数 探究三：蛋白质的形成过程。 高中生物学 【活动1】观察“氨基酸→多肽(链)”的化学反应动画，然后回答问题。 3. 多个氨基酸的化学反应。 氨基酸个数 肽链数 多肽链图形 脱水数=肽键数 n个 1条链 2条链 3条链 m条链 … 缩合 … n-1 n-1-1 ↑ ↑ ↑ n-1-2 n-1-(m-1) (水解1个肽键) (水解2个肽键) (水解m-1个肽键) (1)由n个氨基酸形成1条肽链时，脱水数=肽键数= 。 (2)由n个氨基酸形成m条肽链时，脱水数=肽键数= 。 (3)由n个氨基酸形成m条肽环时，脱水数=肽键数= 。 (4)由n个氨基酸形成p条肽链和q条肽环时，脱水数=肽键数= 。 n - 1=氨基酸个数-肽链数 n-m 氨基酸个数-肽链数=n n-p =氨基酸个数-肽链数 探究三：蛋白质的形成过程。 【思维提升】无论肽链或肽环都满足 。 脱水数=肽键数=氨基酸个数-肽链数 高中生物学 【活动1】观察“氨基酸→多肽(链)”的化学反应动画，然后回答问题。 4. 多肽链含有的游离氨基、游离羧基、N原子、O原子的位置和个数。 默画：一条n肽链。 … 缩合 n个 m条 肽链 n个→m条肽链 游离的氨基 游离的羧基 N原子 O原子 位置 至少数(不考虑R基) 链首+R基 m 链尾+R基 m 链首+肽键旁+R基 m+(n-m) 链尾+肽键旁+R基 2m+(n-m) 【常考计算】根据N或O在主链上的数量（总数-R基）推算氨基酸总数和肽名；根据N或O在R基(侧链)上的数量（总数-主链）推算特殊氨基酸的个数。 探究三：蛋白质的形成过程。 若肽环呢？ 【观位置法】链首、链尾、肽键旁、R基 氨基数=羧基数=肽链条数+R基 【断肽键法】观察氨基酸残基与N、O关系 (最多) (最多) N个数=氨基酸个数+R基上N O个数=氨基酸个数+肽链数+R基上O 高中生物学 (1)现有100个氨基酸，由它们合成的4条肽链中，肽键、氨基、羧基的数目分别是 、 、 。 96 【反馈练习】 ≥4 ≥4 (2)现有100个氨基酸，共有氨基110个，羧基115个，由它们合成的4条肽链中，肽键、氨基、羧基的数目分别是 、 、 。 96 4+10 4+15 【分析】 100个 110个-NH2 、115个-COOH 个-NH2 个-COOH 脱水缩合 4条肽链 10 15 高中生物学 【典例示范】 例1 判断下图的多肽名、氨基酸个数和种数。 三肽 3个 2种 变式1：判断教P32脑啡肽图的多肽名、氨基酸个数和种数。 五肽链 5个 4种 【提示】分析肽链图步骤：找肽键→水解开→圈R基 高中生物学 例2 一条多肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列三种氨基酸。请问该多肽链的化学名称是______，水解后可产生___个谷氨酸。 六肽 3 【提示】氨基酸个数可根据______原子在主链和侧链上的数量分布情况来计算 即：每个残基上都有1氮和1氧→主链的1个氮就代表1个残 基，1个氧也可代表1个残基(除链尾最后一个氧外) 无N 无N 无N 侧链上O个数=13-？ (13-6-1)/2 【典例示范】 【断肽键法】直观氨基酸残基的个数 N或O 即：主链上的N个数 氨基酸个数=肽名称 主链上的O个数_____氨基酸个数=肽名称 = -1= 即： 上的N个数 = R基上含1N的氨基酸个数 上的O个数 = R基上含1氧的氨基酸个数 侧链 侧链 无O 无O 有O 已知总数 要知主链 必知侧链 【分析R基】 N全在主链上 O不全在主链上 高中生物学 第3课时 蛋白质的形成过程(2) 国家中小学课程资源 33 【活动2】观察“肽链→蛋白质”的图片，然后回答问题。 探究三：蛋白质的形成过程。 盘曲 折叠 氢键 氢键 氢键 氢键 氢键 氢键 氢键 若干氢键 二硫键 若干氢键 氢键 氢键 疏水键 离子键 【二硫键】由不相邻氨基酸之间的巯基(-SH,在R基上) 脱氢形成。即：-SH + HS- → 2H + -S-S- 【氢键】由不相邻氨基酸之间的 O与H，或N与H形成 1. 一条肽链： 之间能够形成大量 (H…O或H…N)和少量 (-S-S-)等，从而使肽链能 形成具有 的蛋白质。 二硫键 盘曲折叠 特定空间结构 氢键 不相邻氨基酸 肌细胞中储存和分配氧气的蛋白质 =珠蛋白+血红素 高中生物学 某种胰岛素（含____条肽链）示意图 【活动2】观察“肽链→蛋白质”的图片，然后回答问题。 探究三：蛋白质的形成过程。 2. 二条或多条肽链：不同肽链的氨基酸之间通过 如二硫键( )等相互结合在一起，形成具有 的蛋白质。 -S-S- 更复杂空间结构 （1）胰岛素：是由17种51个氨基酸形成的 条肽链通过 个二硫键聚集而成的具复杂结构的蛋白质。 个链内二硫键 个链间二硫键 1 2 2 3 （2）血红蛋白：是由574个氨基酸形成的 条肽链(2α+2β)，通过二硫键聚集而成的最复杂结构的蛋白质。 4 1. 一条肽链： 之间能够形成大量 (H…O或H…N)和少量 (-S-S-)等，从而使肽链能 形成具有 的蛋白质。 二硫键 盘曲折叠 特定空间结构 氢键 不相邻氨基酸 2 一定的化学键 高中生物学 含1条肽链的蛋白质 （如肌红蛋白） 盘曲折叠 形成空间结构 【思维提升】从氨基酸到蛋白质的结构层次。 脱水缩合 脱水缩合 脱水缩合 形成链(环)状 含2条肽链的蛋白质 （如胰岛素） 含4条肽链的蛋白质 （如血红蛋白） 辨析 多肽 蛋白质 空间结构 生物活性 无(链状 或环状) 有(球或 纤维状) 一般无 有 (肽键) (肽键) (肽键) (氢键和二硫键等) 辨析 氨基酸 蛋白质 元素组成 CHON CHON (S、Se) (S、Se、Fe、Cu、Mn、Zn、P等) CHONS CHONSFe 酪蛋白中有P元素 例外：镇痛剂——脑啡肽(五肽) 【温馨提示】蛋白质的初步水解产物是 ，彻底水解产物是 。 多肽 氨基酸 与双缩脲试剂显紫色的有蛋白质和多肽（二肽和氨基酸不能） 高中生物学 1 2 3 4 (形成肽键) (形成链内氢键、二硫键等) (盘曲折叠的原因) (形成链间二硫键等) (空间结构稳定的原因) 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 (盘曲、折叠)形成 一定的空间结构 四条肽链聚集(化学键 相互结合)在一起形成 复杂的空间结构 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 【思维提升】从氨基酸到蛋白质的结构层次。 【经典计算】蛋白质分子量A = _____________________________________________ n×氨基酸平均分子量a - 脱H2O数×18 - 脱H数 【分链状和环状来求】 【-S-S-】 高中生物学 抗体(免疫球蛋白IgG)的结构示意图如下图，其中-S-S-为二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG的肽键数和脱去部分的相对质量为 A、m个；18（m-4）+6 B、m+1个；18（m-4） C、m-2个；18m+6 D、m-4个；18（m-4）+6 【反馈练习】 高中生物学 进入人体消化道的蛋白质食物，如肉类、蛋类、奶制品和豆制品等，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸被血液运输到人体细胞后，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会一样吗？ 人体中的蛋白质 ≠ 食物中的蛋白质 消化道:蛋白质 多肽 氨基酸 胃蛋白酶 肠肽酶 胰蛋白酶 【走进生活】 人体细胞:氨基酸→二肽→三肽→…→多肽→盘曲折叠(1、2或多条)→蛋白质 Why？ 【延伸思考】治疗糖尿病，病人能口服胰岛素吗？为什么？ 不能,会被消化失效 (原料都是氨基酸，为何就不一样呢？) 【计算】用21种氨基酸中的十个氨基酸脱水缩合，能合成 种十肽链。 2110 十肽链 ______种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 2110 若十个不同氨基酸呢？ 21种 20种 19种 18种 17种 16种 15种 14种 13种 12种 × × × × × × × × × x y xy y y xy 高中生物学 【活动1】组成蛋白质的氨基酸只有21种，试着说出蛋白质种类多样性的直接原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。 探究四：蛋白质的种类多样性。 ？ 氨基酸 21种 生物界蛋白质 1010～1012种 (人体蛋白质都有几万种) 高中生物学 A A A 第 1 种 A A A A 第 种 2 A B A A 第 种 3 B A A A 第 种 4 A A A B 第 种 5 A A B A 第 种 6 A A B A 第 种 6 A A B A 第 种 7 因 不同→肽链种类不同 氨基酸数目 因 不同→肽链种类不同 氨基酸种类 因 不同→肽链种类不同 氨基酸序列 因 不同→ 不同 肽链盘曲 折叠方式 蛋白质 空间结构 蛋白质种类不同 【活动1】组成蛋白质的氨基酸只有21种，试着说出蛋白质种类多样性的直接原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。 探究四：蛋白质的种类多样性。 【温馨提示】上述任一原因都会使蛋白质分子的结构极其多样→种类多样原因 蛋白质 空间 结构 不同 ① ② ③ ④ 【拓展】蛋白质种类多样的根本原因是 DNA序列多样 高中生物学 氨基酸的①数目、②种类、③序列的不同 肽 链的④盘曲折叠方式的不同 蛋白质分子 的_____多样性 蛋白质分子的 _____多样性 蛋白质分子的 _____多样性 【活动1】组成蛋白质的氨基酸只有21种，试着说出蛋白质种类多样性的直接原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。 探究四：蛋白质的种类多样性。 功能 结构 种类 【温馨提示】每一种蛋白质分子都有与它承担功能相适应的独特空间结构 马达蛋白 在微管上 运输囊泡 血红蛋白 运输氧气 高中生物学 (1)血红蛋白和肌肉蛋白都是蛋白质，但是它们的功能不同，其原因最可能是 A．它们的组成元素不同 B．它们的相对分子量不同 C．它们的分布部位不同 D．它们所含的氨基酸种类、数目、排列顺序及空间结构不同 【反馈练习】 高中生物学 (2)朊病毒蛋白(PrP)有两种，一种是PrPc，一种是PrPsc，它们的比较如下表。据此表可推知它们表现出不同性质的原因是 朊病毒蛋白　　　　　 PrPc PrPsc 空间结构 螺旋为主 折叠为主 溶解度 高 低 致病性 不致病 致病 肽链氨基酸排列顺序 相同 【反馈练习】 A．溶解度不同 B．氨基酸组成的种类不同 C．空间结构不同 D．组成氨基酸的数量不同 高中生物学 【活动2】试举例说明蛋白质分子的氨基酸序列改变，或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 探究四：蛋白质的种类多样性。 例1 镰刀型细胞贫血症——直接源于 。 氨基酸序列的改变 β链6号 缬氨酸 替 换 β链6号 谷氨酸 【温馨提示】镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白运输氧的能力会大为削弱。 球状 纤维状 正常血红蛋白(球状) 异常血红蛋白(纤维状) 正常β链 异常β链 正常圆饼状 异常镰刀状 高中生物学 例2 帕金森病、囊性纤维化、阿尔茨海默病等——直接源于 。 【活动2】试举例说明蛋白质分子的氨基酸序列改变，或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 探究四：蛋白质的种类多样性。 肽链折叠错误 例1 镰刀型细胞贫血症——直接源于 。 氨基酸序列的改变 内因引起 高中生物学 例3 外因引起蛋白质空间结构改变——熟鸡蛋易消化原理；消毒灭菌原理。 【活动2】试举例说明蛋白质分子的氨基酸序列改变，或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 探究四：蛋白质的种类多样性。 变性本质——破坏空间结构(不可逆) (1)蛋白质变性的本质和效应是什么？变性是否破坏了肽键、二硫键和氢键？ 破坏了氢键，未破坏肽键和二硫键 理化 因素 (变伸展、松散) 变性效应——丧失生物活性 正常蛋白 变性蛋白 高中生物学 【活动2】试举例说明蛋白质分子的氨基酸序列改变，或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 探究四：蛋白质的种类多样性。 (2)为什么吃熟鸡蛋、熟肉容易消化？ 高温：使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解 高温 例3 外因引起蛋白质空间结构改变——熟鸡蛋易消化原理；消毒灭菌原理。 高中生物学 【活动2】试举例说明蛋白质分子的氨基酸序列改变，或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 探究四：蛋白质的种类多样性。 (3)为什么高温和70%酒精能消毒？ 70%酒精 或高温 细菌因蛋白质变性而死 例3 外因引起蛋白质空间结构改变——熟鸡蛋易消化原理；消毒灭菌原理。 高中生物学 【活动2】试举例说明蛋白质分子的氨基酸序列改变，或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 探究四：蛋白质的种类多样性。 (4)蛋白质变性有哪些影响因素？ 物理因素：高温、紫外线； 化学因素：酸碱、酒精，尿素、重金属等。 例3 外因引起蛋白质空间结构改变——熟鸡蛋易消化原理；消毒灭菌原理。 高中生物学 【活动2】试举例说明蛋白质分子的氨基酸序列改变，或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 探究四：蛋白质的种类多样性。 (5)蛋白类制品（抗体、疫苗、酶等）应放入什么温度环境中保存？为什么？ 低温环境 因为：不破坏蛋白质的空间结构，也就不会丧失生物活性和理化性质 例3 外因引起蛋白质空间结构改变——熟鸡蛋易消化原理；消毒灭菌原理。 高中生物学 种类 变性 盐析 水解 图形 空间结构 生理活性 肽键 是否可逆 与双缩脲混合 破坏 未破坏 未丧失 丧失 未破坏 未破坏 破坏 破坏 破坏 不可逆 可逆 不可逆 紫色 紫色 紫色(含酶蛋白) 【思维提升】辨析蛋白质的变性、盐析和水解。 蛋白酶和肠肽酶溶液 Cu2+与≥___个肽键(___肽)的化合物都会显紫色 五元环络合物 （呈紫色） 五元环络合物 （呈紫色） 2 三 高中生物学 组成元素 C、H、O、N（P、S、Fe等） 导致 氨基酸 种类：21种 必需氨基酸：8种 非必需氨基酸：13种 通式： 特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上等 脱水缩合 多肽 氨基酸种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸排列顺序不同 多肽的空间结构不同 盘曲折叠 蛋白质 结构多样性 功能多样性 构成生物体，如结构蛋白 运输作用，如血红蛋白 催化作用，如酶 调节作用，如胰岛素 免疫作用，如抗体 决定 O H H2N R C C OH 生命活动的 主要承担者 【知识网图】 高中生物学 蛋白质 蛋白质的功能 蛋白质的结构 相适应 氨基酸 多肽链中氨基酸排序 多肽链有律的盘曲折叠 多肽链进一步地盘绕 不同多肽链之间相连 缩合 主链 R基团 空间结构 变性 失去 结构 调节 催化 运输 破坏 免疫 基本单位 结构通式 生命活动 属 于 【知识网图】 高中生物学 高中生物学 $$