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

1 第2章　组成细胞的分子 蛋白质是生命活动的主要承担者 第4节 1 概述蛋白质的主要功能。 2 说明氨基酸的结构特点及其种类(重点)。 3 描述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程(难点)。 4 阐明蛋白质结构及其多样性(难点)。 六个月大的某婴儿食用普通奶粉，出现过敏反应，医生检测了其过敏原，确诊为牛奶蛋白过敏医生建议对牛奶蛋白过敏的该婴儿食用深度水解奶粉。 1 情 境 类型 深度水解奶粉 适度水解奶粉 普通奶粉 成分 二肽、三肽和少量游离氨基酸的终产物 小分子乳蛋白、多肽和氨基酸 酪蛋白、牛乳清蛋白 碳水化合物（乳糖、麦芽糊精等） 脂质（植物油、脂肪等） 维生素 蛋白质→多肽→二肽→氨基酸 多肽（或二肽）是蛋白质水解的中间产物，氨基酸是蛋白质的水解终产物 比较几种奶粉成分，构建氨基酸、多肽（或二肽）及蛋白质之间的关系 > < 目标一 蛋白质基本组成单位——氨基酸 归纳概括氨基酸的结构通式和特点 1 亮氨酸 羧基 氨基 羧基 氨基 氨基 羧基 氨基 羧基 思考1.氨基酸的组成元素是什么？ 2.这些氨基酸的结构具有什么共同的特点（用笔圈出）? 3.不同氨基酸的区别是什么？ 半胱氨酸 C、H、O、N(S) 活动1：建构氨基酸的结构通式模型 归纳概括氨基酸的结构通式和特点 1 请同学们以2人为一个小组，利用手中的卡纸拼出一个氨基酸分子，并用简洁的语言总结它的特点 其他氨基酸的结构 甲硫 氨酸 半胱氨酸 天冬 氨酸 除了中心C原子，在氨基酸的R基上也可能会存在-NH2(氨基）或-COOH(羧基） 观察这些氨基酸中的R基，有什么特别之处。 这些氨基酸的R基里面有的含有S元素、有的含有-NH3氨基、有的含有-COOH羧基 7 1.氨基酸的结构通式 酸 氨基 COOH NH2 2.氨基酸结构特点： （1）每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(一NH2)和一个羧基(一COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 （2）R基不同,氨基酸则不同。 归纳概括氨基酸的结构通式和特点 1 1.下列四个结构式中，属于构成人体蛋白质的氨基酸分子的是 A. B. C. D. √ 导 练 2.观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题： (2)写出构成蛋白质的氨基酸结构通式是________________。 (1)上面四种氨基酸都有的元素是____________。 C、H、O、N (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？ 不是；多出来的氨基或羧基位于R基上。 导 练 不完全归纳法 10 必需氨基酸: 人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，共8种。 非必需氨基酸: 人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。 苯丙氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、 亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸 巧记：“甲携来一本亮色书” 拓展：阅读教材P30“与社会的联系” 3.组成人体蛋白质的21种氨基酸 11 > < 目标一 蛋白质的结构及其多样性 2 情 境 婴儿和奶粉中的蛋白质结构不同，但婴儿却可以通过摄食奶粉中的蛋白质中来合成自身蛋白质？ 人摄入的蛋白质在体内被消化为氨基酸，人体又可以氨基酸为原料，合成自身所需的蛋白质。 ？ 氨基酸如何构成蛋白质？ 自主探究： 1.氨基酸相互结合的方式是 。 2.连接两个氨基酸分子的化学键称为 。可书写为 。形成此化学键的两个基团为 和 。 3.由两个氨基酸分子结合形成的化合物叫做 。三个氨基酸分子结合形成的化合物叫做 。由三个或三个以上的氨基酸结合形成的化合物叫做 ，其通常呈 结构，叫做 。 阅读教材P30，填好学案上的自主探究填空 脱水缩合 肽键 氨基 羧基 二肽 三肽 多肽 链状 肽链 活动2：建构氨基酸脱水缩合的模型 请同学们以4人为一个小组，利用手中的两套氨基酸卡纸模拟氨基酸脱水缩合的过程 探讨氨基酸形成多肽的过程 2 共同学习：氨基酸脱水缩合形成肽链的具体过程 C H COOH R2 H N 二肽 C H R1 H2N OH C O H2O H 肽键 16 共同学习：氨基酸脱水缩合形成肽链的具体过程 肽键 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 三肽 肽键 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。 17 H2O H2O H2O 2个 氨基酸 肽链 H2O 1条 n-1个 n个 n-2个 链状肽：脱去的水分子数 =肽键数 =氨基酸分子数-肽链条数 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 ） … … 环状肽：肽键数=脱水数= 氨基酸分子数 深化推导： 9.19 A.①与③ B.②与④或①与⑤ C.②与⑥ D.③与④ 3.两种氨基酸结构式如图，它们在形成二肽化合物时，最可能相互缩合的基团是 √ 导 练 A.组成肉毒类毒素的元素一定只有C、H、O、N B.图中该片段由5种氨基酸组成，有4个肽键 C.该片段所在的肽链至少含有1个氨基和1个羧基 D.高温下可使肉毒类毒素失活，主要原因是肽键发生断裂 4.肉毒杆菌是一种致命病菌，在繁殖过程中会分泌毒素。军事上常将这种毒素用于生化武器。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏。该毒素是由两个亚单位(每个亚单位为一条肽链盘曲、折叠而成)组成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构式，据此判断，下列说法正确的是 √ 导 练 5.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 第一步：找肽键 第二步：找R基 第三步：看头尾 导 练 课后思考 在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，但人体内有数万种不同的蛋白质，这是为什么呢？ 作业 《练透》P131 3-7.9.11.14 课后思考 在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，但人体内有数万种不同的蛋白质，这是为什么呢？ 活动3：建构蛋白质多样性模型 材料：3种不同颜色的小球（代表3种不同的氨基酸）几根铁丝 要求： （1）请2位同学构建三条肽链（三肽、四肽、五肽各一条） （2）各小组内讨论这些肽链有什么不同 探讨多肽形成的蛋白质具有多样性的原因 3 (1)三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？ (2)体内足量的20种常见氨基酸，能形成多少种三肽？ 排序：=6 203 (3)体内足量的20种常见氨基酸组成含1000个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？ 201000 肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化 探讨多肽形成的蛋白质具有多样性的原因 3 思考： 归纳总结蛋白质结构多样的原因 综上推测氨基酸形成蛋白质多样性的原因： 氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化 肽链盘曲、折叠形成的空间结构千差万别 氨基酸 二肽 三肽 …… 多肽 【多肽的形成】 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。形成复杂的空间结构 —SH —SH + —S—S— + 2H > < 目标一 蛋白质的功能 材料一：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。 合作探究： 参与细胞结构 材料二：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 催化功能 材料三：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 的载体蛋白 红细胞中可携带并运输氧气 的血红蛋白 O2分子 运输功能 材料四：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 材料五：细胞间传递信息的调节蛋白（胰岛素），通过蛋白质间的特异性结合， 实现信息的精准传递。 信息传递，调节生命活动 结构异常 功能异常 蛋白质的功能异常 单个氨基酸改变 蛋白质结构异常 红细胞形态异常 谷氨酸 缬氨酸 镰刀型细胞贫血症 上面是镰刀型细胞贫血症的发病机制，由此同学们可以发现蛋白质的功能是由什么决定的？ 蛋白质的盐析、水解和变性 高温使蛋白质的空间结构改变，变得伸展、松散，更易被蛋白酶水解。 36 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 变性 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸 水解 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构 ，功能 。 不变 不变 改变 改变 蛋白质的盐析、水解和变性 高温使蛋白质的空间结构改变，变得伸展、松散，更易被蛋白酶水解。 37 蛋白质变性指的是蛋白质在某些物理（加热、紫外线及X射线、剧烈振荡）和化学因素（强酸、强碱、重金属盐）的作用下，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。 变性作用可逆还是不可逆？ 应用：鸡蛋... text has been truncated due to evaluation version limitation. 蛋白质变性在实际应用上具有重要作用： 用酒精、加热、紫外线等来消毒和杀菌。 在重金属盐中毒急救时也常常利用蛋白质的这一特点。 源于必修1 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 肽键没有断裂 (3)蛋白质分子结构复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性及功能丧失，其原因主要是 。 常考： 空间结构遭到破坏 一、概念检测 1. 判断下列有关蛋白质的表述是否正确。 (1) 蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。( ) (2) 氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。( ) (3) 只有细胞内才有蛋白质分布。( ) (4)蛋白质的空间结构与其功能密切相关。( ) √ × 联系与应用(P32) √ × 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是 ( ) A. 烧牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭 3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是 ( ) A A 联系与应用(P32) 4.下列物质中，不属于蛋白质的是 ( ) A.胰岛素 B.胆固醇 C.胃蛋白酶 D.抗体 B 联系与应用(P32) (1)构成一个脑啡肽的氨基酸数目是______ ;有_____ 种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是_____ 。 2. 某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。 联系与应用(P32) (2)请在图中标出其中的一个肽键。 (3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变, 它还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？ 【答案】不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。 5.(2023·山东济宁高一期中)迁徙的鸟类，长途跋涉不迷路与其体内的磁受体蛋白(MagR)有关，MagR复合物能感应到微弱的地球磁场，并沿着地球磁场方向排列。下列叙述不正确的是 A.MagR蛋白的元素组成至少有4种 B.MagR蛋白经高温处理后也能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应 C.MagR蛋白可能由21种氨基酸组成 D.MagR结构的特异性主要体现在氨基酸的种类、数量、排列顺序及氨基 酸的空间结构上 √ 导 练 $$