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必修1

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 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。手术过后一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。 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？ 一、蛋白质的功能 组成细胞和生物体的结构 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，主要都是蛋白质。 一、蛋白质的功能 作为酶来催化化学反应 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。 ▲细胞中的能量货币——ATP的分解 酶 一、蛋白质的功能 具有运输物质的功能 有些蛋白质就有运输功能，如血红蛋白可以运输氧气。 ▲细胞膜上具有物质运输功能的转运蛋白 ▲红细胞中可携带并运输氧气的血红蛋白 O2分子 一、蛋白质的功能 具有免疫防御功能 ▲抗体与病原体结合降低其生物活性 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。 一、蛋白质的功能 具有传递信息，调节生命活动的功能 有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素。 ▲胰岛细胞分泌的胰岛素可以作为信号分子调节血糖 蛋白质是细胞的基本组成成分，具有组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。 蛋白质是生命活动的主要承担者 一、蛋白质的功能 蛋白质能够承担如此多样的功能，与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。为什么蛋白质有这么多种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？ 二、蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸 作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸。 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 1. 这些氨基酸的结构具有什么共同的特点？ 2. “氨基酸”这一名词与其分子结构又怎样的应对关系？ 二、蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸 氨基酸的结构特点 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 每种氨基酸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（中心碳原子）上。这个碳原子还连接了一个氢原子和一个侧链基团（用R表示）。 二、蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸 氨基酸的结构通式 氨基 羧基 不同的氨基酸具有不同的R基团 即R基决定氨基酸种类 二、蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸 氨基酸的结构通式 【游戏环节】 请写出氨基酸结构通式 二、蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸 氨基酸的种类（21种） 二、蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸 氨基酸的种类 8种 人体细胞不能合成，从外界环境获取 13种 人体细胞能够合成 【练一练】试判断以下有机酸，哪些是组成蛋白质的氨基酸？ 氨基 氨基 羧基 羧基 羧基 羧基 二、蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸 【练一练】试判断以下有机酸，哪些是组成蛋白质的氨基酸？ 二、蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。 【思考】氨基酸与氨基酸之间到底是通过什么方式连接起来形成蛋白质的？它们之间到底发生了什么？ 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的合成过程 ①氨基酸之间脱水缩合形成肽链 ②一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 ③肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 ④四条肽链聚集形成复杂空间结构 C H N H H C OH O R1 C H N H H C OH O R2 ——脱水缩合 三、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸的连接方式 OH C H N H H C O R1 H C H N H C OH O R2 H2O 肽键 由2个氨基酸脱水缩合形成的化合物叫做二肽。 ——脱水缩合 氨基酸的连接方式 一OH H一 H2O 肽键 由3个氨基酸脱水缩合形成的化合物叫做三肽。 肽键 ——脱水缩合 氨基酸的连接方式 以此类推： 由n个氨基酸脱水缩合形成的化合物叫做n肽。 由多个(3个或3个以上)氨基酸脱水缩合形成的化合物统称为多肽。 通常呈链状结构，叫做肽链 ——脱水缩合 氨基酸的连接方式 三、蛋白质的结构及其多样性 三、蛋白质的结构及其多样性 1条肽链：脱水数=肽键数=氨基酸数-1 2条肽链：脱水数=肽键数=氨基酸数-2 n条肽链：脱水数=肽键数=氨基酸数-n ...... 脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数 至少含氨基数=至少含羧基数=肽链数 （链状肽） 必背计算公式 下图为某物质结构示意图，请回答相关问题： （1）该化合物由 个氨基酸通过 反应生成，称为 。 （2）该化合物中有 肽键，一共失去了 个水分子，水分子中的氢来自 。 （3）该化合物中至少含有 个氨基（—NH2）,至少含有 个羧基（—COOH）。 由于氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 三、蛋白质的结构及其多样性 许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们同样可以通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。下图组成胰岛素的两条肽链。 三、蛋白质的结构及其多样性 这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。右下为血红蛋白的结构——一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。 观察下图，讨论并回答下列问题: 1. 从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 观察下图，讨论并回答下列问题: 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成人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 观察下图，讨论并回答下列问题: 3. 如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？试说明蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含成百上千个氨基酸）。 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质多样性的原因 【找一找】请大家仔细观察以下3组图片，找一找它们有什么不同？ 注：不同的形状分别代表不同的氨基酸 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质多样性的原因 多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的结构与功能的关系 每一种蛋白质分子都有与其所承担功能相适应的独特的结构，如果氨基酸序列改变，就可能影响其功能。 蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其物理、化学性质的改变和生物活性丧失的现象，叫做蛋白质的变性。 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的结构与功能的关系 如高温，过酸、过碱、重金属等 高温 变性的蛋白质生物活性丧失，一些原来在分子内部包藏的侧链基团暴露出来，物理化学性质改变，蛋白质变性后，分子结构伸展松散，易被蛋白水解酶分解。变性蛋白质比天然蛋白质更易受蛋白水解酶作用。这就是熟食易于消化的道理。 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的结构与功能的关系 $$