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

高中生物学 —— 勤学 爱学 生物学 —— 高中生物 必修一 1 第二章 组成细胞的分子 第四节 蛋白质是生命活动的 主要承担者 2 问题探讨 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？这对认识蛋白质的化学组成有什么启示？ 因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质 手术缝合线 要分解为小分子物质-氨基酸才能被吸收；说明蛋白质是由小分子聚合而成的，是可以分解为更小的分子。 3 想一想: 组成生物体的常见蛋白质有哪些？ 蛋白质是细胞内重要的有机物 蛋白质是细胞中含量最高的有机物，是生物体内重要的营养物质。 4 蛋白质的功能 一、 【探究】 婴儿为什么要以母乳为主要食物？ 生病之后为什么要多补充蛋白质？ 怎么理解蛋白质是生命活动的主要承担者？蛋白质承担着怎样的功能呢？ 5 蛋白质的功能 一、 阅读教材P28页相关内容完成下面的填空！ 1.许多蛋白质是构成细胞和生物体 的 ，称为 。如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等（图为肌肉纤维） 2.有些蛋白质能 够 机体的生命活动，如 。（图中黄色区域） 3.细胞中的化学反应离不开 的 。绝大多数酶都是 。 4.有些蛋白质具有 功能（图为 示意图，能运输 ）。 5. 有些蛋白质有 功能。人体内的 是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害 结构 重要物质 结构蛋白 调节 胰岛素 酶 催化 蛋白质 运输 血红蛋白 氧 免疫 抗体 6 蛋白质的功能 一、 ①结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质， 如肌球蛋白、肌动蛋白等。 ②催化作用：起生物催化作用，如绝大多数酶。 ③运输作用：如血红蛋白、细胞膜上的载体。 ④免疫作用：免疫过程中产生的抗体。 功能蛋白 识别作用：糖蛋白 功能你了解了吗？ ⑤调节作用：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。 各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者 蛋白质功能 7 蛋白质的功能 一、 蛋白质能够承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。 为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？ 结构 决定 功能 8 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 思考：民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，那么这些食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？ 糖尿病患者为什么必须注射胰岛素，不能口服吗？ 9 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 想一想：作为手术缝合线的胶原蛋白是被人体直接吸收了吗？ 议一议：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 10 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 21 氨基酸 在人体中，组成蛋白质的氨基酸有 种。 是组成蛋白质的基本单位。 思考.讨论 氨基酸的结构是什么样的呢？这些氨基酸的结构具有什么共同特点吗？ 11 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 氨基酸的结构特点 观察下列几种氨基酸的结构。 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 12 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 氨基酸的结构特点 讨论: 1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点。 2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系。 13 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 都有氨基： 都有羧基： —NH2 —COOH 14 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 1、组成元素： 一定有C、H、O、N，有的含S等 2、结构通式： 特点： 1.每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。 2.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示） 3.R基的不同决定了氨基酸分子的不同。 15 练一练：判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？ C COOH HOOC H C NH2 H2N H C H HOOC H CH2 NH2 C NH2 HOOC CH2 NH2 CH NH2 HOOC CH 1 2 3 4 6 × √ CH2 H2N √ CH3 CH3 COOH H HOOC NH2 5 × × √ 16 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 3.氨基酸的种类： 组成人体蛋白质的氨基酸有21种 【阅读】 “与社会的联系”。 说一说什么是必需氨基酸，什么是非必需氨基酸？ 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。 （婴儿9种，组氨酸） 17 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 二、 3.氨基酸的种类： 组成人体蛋白质的氨基酸有21种 提醒：衡量蛋白质食品营养价值的主要依据是必需氨基酸的种类和含量 谐音巧记八种必需氨基酸 蛋(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 "甲携来一本亮色书” 18 讨论: 氨基酸的种类有限，但却构成了种类繁多、功能多样的蛋白质。 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 19 蛋白质的结构及其多样性 三、 蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子 1. 氨基酸的脱水缩合 脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，脱去一分子的水，这种结合方式叫做脱水缩合。 20 蛋白质的结构及其多样性 三、 1. 氨基酸的脱水缩合 R1 C H H2N C OH O R2 COOH H N C H H R2 COOH H N C H R1 C H H2N C O H2O ＋ 肽键 二肽 21 蛋白质的结构及其多样性 三、 2. 二肽 （1）肽键：连接两个氨基酸分子的化学键： -NH-CO-或-CO-NH- （2）二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物。 两个 （3）生成一个肽键，脱去 水。 一分子 水中氢来自： 水中氧来自： 氨基和羧基 羧基 22 蛋白质的结构及其多样性 三、 3. 多肽和肽链 （1）三肽（多肽）: 由三个或多个氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。 （2）肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链。 想一想：多个氨基酸组成的链状多肽中肽键数、氨基酸数和肽链数的关系？ 23 蛋白质的结构及其多样性 三、 游离氨（羧）基数目= 肽链数+ R基中氨（羧）基数 蛋白质相对分子质量= 氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 链状多肽： 脱去的水分子数 =肽键数= 氨基酸分子数-肽链条数 环状多肽： 肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 多肽链相对分子质量 氨基数目 羧基数目 1条 m n条 m m-1 m-n m-1 m-n ma-18(m-1) ma-18(m-n) 至少1个 至少n个 至少1个 至少n个 24 蛋白质的结构及其多样性 三、 有些蛋白质分子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。 二硫键：又称S－S键。是2个-SH基被氧化而形成的—S—S—形式的硫原子间的键。 想一想：在形成一个二硫键时，相对分子质量减少多少？ 25 蛋白质的结构及其多样性 三、 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形成一定的空间结构 四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构 26 蛋白质的结构及其多样性 三、 4.蛋白质形成过程： 氨基酸 二肽 多肽 肽链（一条 或多条） 脱水缩合 盘曲折叠 蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 想一想：既然蛋白质都是按照上述方式构成的多肽链，试说出蛋白质种类多种多样的原因。 27 蛋白质的结构及其多样性 三、 5.蛋白质的多样性： 氨基酸层面 氨基酸的种类不同 氨基酸的数量不同 氨基酸的排列顺序千变万化 肽链层面 多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别 28 蛋白质的结构及其多样性 三、 6.蛋白质的结构与其功能相适应： 每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果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。 镰状红细胞 正常红细胞 结构异常导致功能异常： 在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常。 导致血红蛋白运输氧的能力大为削弱 29 蛋白质的结构及其多样性 三、 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 易被蛋白酶水解 【阅读】 “与社会的联系”。 吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？ 30 蛋白质的结构及其多样性 三、 【阅读】 “与社会的联系”。 蛋白质变性是指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。 使蛋白质变性的因素： 蛋白质变性： 不可逆 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） 31 蛋白质的结构及其多样性 三、 【阅读】 “与社会的联系”。 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。 汞中毒时，早期可以服用大量乳制品或鸡蛋清，使蛋白质在消化道中与汞盐结合成变性的不溶解物，以阻止有毒的汞离子吸收入人体内，然后再设法将沉淀物自胃中洗出。 32 蛋白质的结构及其多样性 三、 蛋白质的盐析： 定义：蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的溶液中溶解度降低而析出的现象，称为蛋白质盐析。 降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。 实例：在鸡蛋清中加一些食盐，会看到白色絮状物，兑水稀释后絮状物消失。 加入清水稀释 33 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。( ) 练习与应用 四、 一、概念检测 √ × √ × 34 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是 ( ) 练习与应用 四、 A A. 烧牛肉   B.烤甘薯    C.馒头      D.米饭 35 3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是 ( ) 练习与应用 四、 A 36  4.下列物质中，不属于蛋白质的是 ( ) 练习与应用 四、 B A.胰岛素       B.胆固醇   C.胃蛋白酶    D.抗体 37 练习与应用 四、 二、拓展应用 1. 民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用 本节所学的知识对这种说法作出评价。 【提示】食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。 38 练习与应用 四、 二、拓展应用 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。   39 练习与应用 四、 二、拓展应用 回答下列问题。 (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)请在图中标出其中的一个肽键。 5 4 4 40 练习与应用 四、 二、拓展应用 回答下列问题。 (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？ 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。 41 练习与应用 四、 二、拓展应用 3. 在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么？ 【答案】必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分 的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 42 学以致用 天天向上 $$