2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（第二课时）-2024-2025学年高一生物上学期同步授课课件（2019人教版必修1）

第2章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 （第二课时） 课 型： 授课人： likezhisheng 问题探讨 【学习目标】 1.概述出氨基酸形成蛋白质的方式。 2.说出连接两个氨基酸分子的化学键名称？阐明该化学键是如何形成的。 3.阐明二肽、多肽、肽链的概念。 4.阐明蛋白质具有多样性的原因。 5.了解蛋白质的变性实质。 6.说出蛋白质变性、水解和盐析的区别。 likezhisheng 上节课我们学习了组成蛋白质的基本单位是氨基酸，知道了组成蛋白质的氨基酸一共有21种。但据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 ? 那么种类有限的蛋白质是如何构成种类繁多、功能多样的蛋白质呢？ likezhisheng 问题探讨 一、氨基酸的结合方式 C H R1 H2N C O OH H H2O H N C H R2 C O OH H H2O H N C H R3 COOH 二肽 肽键 三肽 肽键 注意：肽链的命名与氨基酸个数一致。 脱水缩合 likezhisheng 氨基酸 二肽 三肽 …… 多肽 肽链：多肽通常呈链状结构，叫做肽链。 多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。 一、氨基酸的结合方式 likezhisheng （1）氨基酸形成蛋白质的方式叫什么？ （2）连接两个氨基酸分子的化学键叫什么？ （3）脱下的水中的氢和氧分别来自哪里？ （4）肽如何命名？氨基、羧基的结构简式？ 脱水缩合 根据氨基酸的个数，有几个氨基酸，就是几肽，3个及3个以上氨基酸合成的均可叫多肽。 肽键 -NH2 和-COOH H 来自于 O 来自于 -COOH 思考.讨论 likezhisheng 二、蛋白质分子结构多样性的原因 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 脱水 缩合 三肽 公式：肽键数（脱水数）=氨基酸数-肽链数 likezhisheng H2O H2O H2O 2个 氨基酸 肽链 H2O 1条 n-1个 n个 n-2个 肽键 （ ） 1个 （ ） 1个 3个 1条 （ ） 2个 （ ） 2个 … 1条 （ ） n-1个 （ ） n个 2条 （ ） （ ） n-2个 n个 m条 （ n-m个） （ n-m个 ） … … 公式：肽键数（脱水数）=氨基酸数-肽链数 二、蛋白质分子结构多样性的原因 likezhisheng 二、蛋白质分子结构多样性的原因 蛋白质的结构层次： ①基本单位：氨基酸 ②脱水缩合形成二肽、三肽……多肽 ③一条肽链按照一定的形态盘曲、折叠， 构成一定的空间结构 ④多条肽链构成更复杂的空间结构 氨基酸 二肽、三肽….. 脱水缩合 多肽 盘曲、折叠成空间结构 多条肽链形成更复杂的空间结构 为什么肽链能够折叠？ 空间结构靠什么维持？ likezhisheng 二、蛋白质分子结构多样性的原因 多肽的链接方式----氢键 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 likezhisheng 二、蛋白质分子结构多样性的原因 多肽的链接方式----二硫键 二硫键：两个-SH缩合形成二硫键(-S-S-)，能将多条肽链连接。二硫键形成过程中脱去两个氢，不是水分子(非脱水缩合)。 —SH —SH + —S—S— + 2H likezhisheng 二、蛋白质分子结构多样性的原因 1.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? 食物蛋白 胃、胰、肠蛋白酶 多肽 肠肽酶 氨基酸 吸收 脱水 缩合 人体中的蛋白质 人体内氨基酸 人体中蛋白质与食物中蛋白质不一样。 likezhisheng 二、蛋白质分子结构多样性的原因 2.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？ 2110种 1 2 3 10 …… 1号位置有21种可能的氨基酸 2号位置有21种可能的氨基酸 3号位置有21种可能的氨基酸 10号位置有21种可能的氨基酸 可能的种类数：21×21×21×……×21= 2110 likezhisheng 二、蛋白质分子结构多样性的原因 3．图丙说明：氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。 1．图甲说明：氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。 2．图乙说明：氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。 4．图丁说明：肽链数目、盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同，构成的蛋白质不同。 结构多样性决定功能多样性 likezhisheng 蛋白质空间结构改变或破坏 蛋白质的功能减弱或丧失 导致 蛋白质结构与功能相适应： 正常红细胞 运氧能力强 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 原因 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 镰状红细胞 运氧能力弱 氨基酸序列改变 影响蛋白质功能 结果 二、蛋白质分子结构多样性的原因 likezhisheng 三、蛋白质的盐析、水解和变性 盐析：在蛋白质水溶液中，加入一定量中性盐 NaCI，Na2SO4等使蛋白质沉淀的作用称为盐析。 注意：盐析是物理变化，可逆（可复原） likezhisheng 三、蛋白质的盐析、水解和变性 蛋白质 小分子短肽 氨基酸 蛋白酶 肽酶 蛋白质水解：蛋白质在酶的催化作用下，肽键断裂，蛋白质水解为短肽链，进而在肽酶作用下，可彻底水解为氨基酸。 水解酶 彻底水解 短肽 氨基酸 水解酶 初步水解 蛋白质 注意： ①彻底水解后的蛋白质生成氨基酸，没有肽键，不能和双缩脲试剂发生紫色反应 ②蛋白质水解后，空间构象破坏，生理功能丧失 likezhisheng 三、蛋白质的盐析、水解和变性 蛋白质变性: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，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。 引起蛋白质变性的因素： 化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精） 物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等） ①蛋白质变性，空间结构改变，但肽键没有断裂。 ②蛋白质变性后理化性质改变，生物活性丧失。 ③蛋白质变性后不可逆（不可复原）。 likezhisheng 空间结构 肽键 双缩脲试剂 是否可逆 变性 改变 不断 可检测 不可逆 盐析 (物理变化) 不变 不断 可检测 可逆 水解 改变 断裂 不可 不可逆 三、蛋白质的盐析、水解和变性 likezhisheng 三、蛋白质的盐析、水解和变性 蛋白质变性的应用： 1.煮熟的鸡蛋容易消化的原因？ 高温使蛋白质空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易被蛋白酶水解 2.加热、加酸、加酒精可以消毒、灭菌的原因？ 加热、加酸、加酒精等可引起细菌和病毒的蛋白质变性, (消毒一般用体积分数70%的酒精效果较好) (细菌、病毒的蛋白质变性后失去生物活性，细菌、病毒也会被杀死) likezhisheng 1.二肽由两个氨基酸脱水缩合而成，含有一个肽键，脱去一分子水， 不考虑R基，二肽分子中两端各有一个游离的氨基和一个游离的羧基。 2.脱水缩合生成的水中，O原子来自-COOH(羧基)，2个H原子分别由 -NH2(氨基)和-COOH(羧基)。 3.每生成一个肽键，要消耗一个氨基和一个羧基，生成一分子水。 4.三肽由三个氨基酸脱水缩合而成，四肽由四个氨基酸脱水缩合而成，五肽由五个氨基酸脱水缩合而成…… 5.不考虑R基，多肽链还有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链两端。 likezhisheng (1)人体需要的氨基酸称为必需氨基酸。 ( ) (2)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的，21种氨基酸的理化性 质是由R基决定的。 ( ) (3)每种氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个 碳原子上。( ) (4)氨基、羧基、R基的书写格式分别是NH2、COOH、R。( ) (5)蛋白质可用双缩脲试剂来检测。 (√ ) (6)具有催化作用的酶都是蛋白质。 (× ) × √ × × √ × 判断题 likezhisheng 1.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 (3)脑啡肽中有 个游离的氨基和 个游离的羧基。 1 1 likezhisheng 2.如图是细胞中常见的反应，下列相关叙述正确的是( ) 　　 A.乙分子的R基为—H B.图中虚线箭头所指化学键是肽键 C.化合物丙中含有一个游离的羧基 D.水中的H都来自乙的氨基 B 3.某小组采用两种途径处理鸡蛋清溶液的过程如图所示，下列叙述错误的是(　　) 　　 A.①②所依据的原理不同，过程②破坏了蛋白质的空间结构 B.③④所依据的原理不同，过程④破坏蛋白质的肽键 C.溶解后的溶液分别加入双缩脲试剂均可变成紫色 D.过程②产生的蛋白块也可用③的方法进行溶解 D 课堂小结 组成元素 C、H、O、N（S） 导致 小分子（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 脱水缩合 多肽 组成蛋白质的氨基酸种类不同 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 构 成 导致 R C H C H2N OH O 下节提示：核酸是遗传信息的携带者 本课结束 likezhisheng 问题探讨 $$