2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（第2课时）-2024-2025学年高一生物上学期任务型教学课件（2019人教版必修1）

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 第二章 组成细胞的分子 第2课时 1 复习巩固 1.蛋白质的功能包括：________如肌肉、羽毛；_________如酶；调节作用 如_________；_________如血红蛋白；__________如抗体 2.蛋白质的基本单位是______________ 3.氨基酸的结构特点：至少一个___________和一个_________连接在_________________上，各种氨基酸的区别在于________不同 4.氨基酸分为必需氨基酸和_ ___________；前者指_ _____________________的氨基酸，后者指___________________的氨基酸 5.组成蛋白质的氨基酸有______种，元素组成________________ 6.氨基酸的结构通式 结构蛋白 催化作用 胰岛素 运输作用 免疫作用 氨基酸 氨基 羧基 同一个碳原子 R基 非必需氨基酸 人体细胞不能合成，必须从外界环境获取 人体细胞能够合成 21 C、H、O、N 三 蛋白质的结构及其多样性 氨基酸 二肽 三肽 多肽 一条多肽链折叠形成蛋白质 几条多肽链折叠形成蛋白质 盘曲折叠 蛋白质只有具备相应的空间结构， 才能行驶相应的功能结构决定功能 蛋白质形成 任务一 观察图2—12，小组讨论建构蛋白质形成过程流程图 三 蛋白质的结构及其多样性 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 多条肽链聚集在一起形成复杂空间结构 有些蛋白质分子含有多条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）相互结合 -SH + HS- → -S-S-(二硫键) + 2H 三 蛋白质的结构及其多样性 问题1、由氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 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? 任务二 观察图2—12，小组讨论完成相应问题 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?试着说出蛋白质种类多种多样的原因(提示： 一 个蛋白质分子往往含有成百上千 个氨基酸)。 三 蛋白质的结构及其多样性 问题1、由氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→一条或几条多肽链盘曲折叠形成蛋白质。 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 四条肽链聚集形成复杂空间结构 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 氨基酸 蛋白质 多肽 脱水缩合 一条或多条 盘曲折叠 三 蛋白质的结构及其多样性 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? 食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽、多肽 ,由多肽链构成人体蛋白质。人体蛋白质与食物中的蛋白质不一样，其具有完成人体生命活动 的结构和功能。 食物蛋白 胃、胰、蛋白酶 多肽 肠肽酶 氨基酸 吸收 合成 人体的蛋白质 人体内氨基酸 三 蛋白质的结构及其多样性 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 四条肽链聚集形成复杂空间结构 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 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?试着说出蛋白质种类多种多样的原因(提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸)。 10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。 三 蛋白质的结构及其多样性 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 蛋白质结构多样性的原因 稍带负荷（负电性区） 三 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质结构多样性 功能多样性 决定 结构 运输 催化 调节 免疫 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。 三 蛋白质的结构及其多样性 任务三 阅读31页第二段及相关信息、32页正文， 小组讨论蛋白质的改变对其功能影响。 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 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 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。 三 蛋白质的结构及其多样性 任务四 阅读与社会练习 小组讨论进一步了解外因引起蛋白质的改变对其功能影响。 蛋白质的变性： 致变因素： 变性结果： 蛋白质受物理或化学因素作用下，其特定的空间构像被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象 化学方法有加酸、加酒精等；物理方法有加热(高 温)、紫外线及X 射线照射等 空间结构(不可逆)，变得伸展、松散，生物活性丧失。 理化 因素 (变伸展、松散) 变性的应用： 鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。 细菌、病毒经过加热、酸、重金属处理后因蛋白 变性而灭活。 学有所用 消化道的酸碱环境使病菌、病毒的蛋白质变性失活 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 1.煮熟的鸡蛋容易消化的原因？ 3.某些病菌、病毒会随着食物进入消化道，但它们往往不会导致人患病的原因是什么？ 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 三 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的相关计算 任务五 结合蛋白质的形成过程，小组合作讨论以下问题。 1 、多肽种类数确定 问题1、在一细胞内有大量的谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸和赖氨酸，他们脱水缩合能产生的二肽、三肽和四肽种类数依次是？ 42、43、44 问题2、在一细胞内有谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸和赖氨酸各一分子，他们脱水缩合能产生的二肽、三肽和四肽种类数依次是？ 4×3、4×3×2、 4×3×2×1 蛋白质的相关计算 2 、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的关系 任务五 结合蛋白质的形成过程，小组合作讨论以下问题。 m条肽链 脱去水分子数=肽键数=氨基酸数—肽链数 脱水数＝肽键数=氨基酸数 三个氨基酸组成的一个环肽，形成了 个肽键，脱去了 个水。 五个氨基酸组成的一个环肽，形成了 个肽键，脱去了 个水。 3 3 5 5 环肽： 蛋白质的相关计算 3 、蛋白质的相对分子质量 任务五 结合蛋白质的形成过程，小组合作讨论以下问题。 蛋白质相对分子质量=氨基酸总质量—脱去水分子量×18 问题1.若氨基酸的平均相对分子质量为20，则由55个氨基酸形成的五条肽链 的相对分子质量为？ 20×55-（55-5）×18 问题2.若氨基酸的平均相对分子质量为20，则由55个氨基酸形成的含有10个 二硫键组成的含五条肽链的蛋白质的相对分子质量为？ 20×55-（55-5）×18-10×2 -SH + -SH→ -S-S- + 2H 二硫键的形成: 蛋白质相对分子质量=氨基酸总质量—脱去水分子量×18—二硫键数量×2 蛋白质的相关计算 4 、氨基和羧基数目的确定 任务五 结合蛋白质的形成过程，小组合作讨论以下问题。 n条多肽链中至少含有 个氨基， 羧基。其他的氨基和羧基来自 。 R基 n n 至少氨（羧）基数=肽链数 氨（羧）基数 =肽链数+R基氨（羧）基 现有100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基，这些氨基酸缩合成6条多肽链时共含有—NH2个数是(　　) A．6 B．12 C．22 D．100 B 课堂小结 组成 元素 C、H、O、N、（S） 氨基酸 种类： 通式： C H C H2N OH O R 特点： 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 多肽链的盘曲折叠方式不同 折叠盘旋 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，如胃蛋白酶 调节作用，如胰岛素 免疫作用，如抗体 组成 基本单位： 形成 导致 21种 至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 核糖体 练一练 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。（ ） 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 √ √ × × A 练一练 3 肉毒类毒素是由两个亚单位（每个亚单位为一条链盘曲折叠而成）组成的一种生物大分子，下图为其局部结构简式，下列说法中不正确的是（ ） C A．肉毒类毒素由氨基酸组成，其化学本质是蛋白质 B．图中该片段由5种氨基酸组成，有4个肽键 C．一分子肉毒类毒素至少含有1个氨基和1个羧基 D．高温下可使肉毒类毒素失活，主要原因是高温首先破坏蛋白质的空间结构 练一练 4下面是日常生活中的一些实例,你知道为什么吗？ (3)含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。 (2)加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。 (1)沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。 血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。 绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。 加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。 $$