2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者-【省心备课】2024-2025学年高一生物同步教学精品课件（人教版2019必修1）

行业PPT模板http:///hangye/ 想一想：哪些食品富含蛋白质? 婴儿为什么要以奶为主要食物？ 新课导入 第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者 第2章 组成细胞的分子 蛋白质的功能 1 一、蛋白质的功能 1、构成细胞和生物体结构 构成细胞和生物体结构的重要物质——结构蛋白 一、蛋白质的功能 血红蛋白可以运输氧气：运输作用 胰腺 胰岛 胰岛素可调节血糖平衡：调节作用 抗体（免疫球蛋白）可抵御病菌和病毒等抗原的侵害：免疫作用 蛋白酶可催化蛋白质分解:催化作用 一、蛋白质的功能 结构蛋白 构成细胞和生物体结构 如：头发、肌肉 免疫作用 具有免疫功能如： 人体内的抗体都是蛋白质 调节作用 起信息传递功能 如：胰岛素 细胞内的化学反应离不开酶的催化 绝大多数酶都是蛋白质 运输作用 具有运输载体的功能 如：血红蛋白运输氧 少数酶是RNA 血红蛋白在氧浓度高的地方与氧结合， 在氧浓度低的地方与氧分离 催化作用 巧记“狗催运面条” 蛋白质是生命活动的主要承担者！ 【思考】食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？ 蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用。 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 蛋白质的基本单位——氨基酸 2 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 1.氨基酸的结构 —NH2 —COOH 氨基： 羧基： N H H N H H N H H N H H C OH O C OH O C HO O C HO O 基团前面的“—”必须写出来！ 氨基酸代表了氨基酸分子结构中的主要部分 ----氨基和羧基 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 1.氨基酸的结构 C H C H H2N OH O C H C H2N OH O CH3 CH3 CH C H C H2N OH O CH3 C H C H2N OH O CH2 CH3 CH3 CH 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 R基 特点: 每种氨基酸分子至少都含有一个 氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，且连接在 同一个碳原子上。 碳原子还连接 一个H原子和 一个侧链基团(用 R 表示) 分子式：C2H4O2N—R 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 2.氨基酸的结构通式 C R C H2N OH O 氨基 羧基 侧链基团 H 相同部分 [决定是否是组成蛋白质的氨基酸] 不同部分[决定氨基酸的种类] 即R基不同，氨基酸就不同 C H R NH2 COOH 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 3.氨基酸的种类 （2）21种氨基酸 非必需氨基酸： 必 需 氨基酸： 必需氨基酸 甲 携 来 一 本 亮 色 书 甲硫 缬 赖 异亮 亮 苯丙 色 苏 决定氨基酸的种类和理化性质。 （1）R基的意义: 共13种，人体可自身合成的氨基酸 共8种，人体不能自身合成的氨基酸 （婴儿9种，组氨酸） —COOH H2N— C H R 并非人体内每一种蛋白质都一定含有21种氨基酸。 判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？ C H NH2 COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CH NH2 COOH CH2 OH C H NH2 H CH2 COOH √ √ × × 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 怎样形成 脱水缩合 氨基酸的种类有限， 如何构成种类繁多、功能多样的蛋白质？ 蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。 蛋白质的结构及其多样性 3 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、氨基酸的结合方式： H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 二肽 －COOH －C R1 H2N H － － －COOH －C R2 H2N H － － (1)连接两个氨基酸分子的化学键： 。 (2)脱去的水中,H来自 ，O来自 . 肽键 氨基和羧基 羧基 肽键： —NH—CO— 肽键的书写注意两边的共价键不能丢 三、蛋白质的结构及其多样性 1、氨基酸的结合方式： H2O 肽键 － ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O － －C－COOH R3 H － － －N H － H OH H2O 肽键 三肽 公式：肽键数 脱水数 氨基酸 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽。 = = -1 三、蛋白质的结构及其多样性 典例应用 —C H2N H H —C— O N— H C— CH3 H COOH —C— O N— H C— H CH2 C O NH2 —C— O N— H H CH2 C COOH ① ② ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ③ （1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③ 表示_____ ； （2）该化合物由____个氨基酸通过____________ 反应，失去____个水分子形成的，有氨基___个，有羧基__个，含有____个肽键。 （3）该化合物称为 _______ 氨基 羧基 肽键 2 2 四肽 4 脱水缩合 3 3 氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？ 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的结构层次： 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 1 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 2 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 3 四条肽链聚集形成复杂空间结构 4 为什么肽链能够折叠？空间结构靠什么维持？ 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的结构层次： 为什么肽链能够折叠？空间结构靠什么维持？ S S C O HO O - 氢键 二硫键 S S 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。 （丢失两个H） —SH —SH —S—S— + 2H 二硫键的形成 + 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。 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的结构层次： 多肽 氨基酸 蛋白质 氨基酸之间形成肽键 脱水缩合 核糖体 盘曲折叠 加工：内质网、高尔基体 肽链之间形成二硫键 注意：多肽≠蛋白质 核糖体上合成的是多肽，无空间结构 多肽经加工后，才能形成具有空间结构和特定功能的蛋白质 （无空间结构） （有空间结构、有特定功能） 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的结构层次： 氨基酸 多肽 盘曲、折叠 蛋白质 脱水缩合 多肽和蛋白质的主要区别在于： 多肽无明显的空间结构 蛋白质空间结构更复杂 讨论：从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 蛋白质必须具备复杂的空间结构才具备生物活性 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质结构多样性的原因： 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 蛋白质空间结构千差万别 蛋白质功能的多样性 α-螺旋 β-折叠 注意：任意一点不满足，就说明两种蛋白质结构不同 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质结构多样性的原因： 每一种蛋白质分子都有与它所承担的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。 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 正常红细胞 运氧能力强 镰状红细胞 运氧能力弱 镰状细胞贫血的病因 氨基酸序列改变 蛋白质功能 影响 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质的盐析和变性 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 加盐 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质的盐析和变性 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 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸 水解 盐析：在鸡蛋清中加盐，会看到有白色絮状物析出； 加水稀释后，絮状物消失 水解酶 彻底水解 短肽 氨基酸 水解酶 初步水解 蛋白质 水解： 三、蛋白质的结构及其多样性 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 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸 水解 2.蛋白质的盐析 不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，是物理变化，可复原。 蛋白质的空间结构没有发生变化 3.蛋白质的水解 在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。 肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质的盐析和变性 过酸、过碱、重金属盐或高温会使蛋白质的 遭到破坏，使酶永久失活，但肽键 ，依然能和双缩脲试剂发生紫色反应。 空间结构 并未断裂 低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。 导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属离子 变性 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构 ，功能 。 不变 不变 改变 改变 三、蛋白质的结构及其多样性 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 易被蛋白酶水解 变性 ②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消 毒、灭菌的目的。 ①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散， 易于被蛋白酶水解，因而易于消化。 应用 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质的盐析和变性 蛋白质盐析和变性——没有破坏蛋白质肽键 蛋白质（肽键）+双缩脲试剂→紫色络合物 ①变性 ②盐析 肽键都没断裂 都能与双缩脲 试剂产生紫色 三、蛋白质的结构及其多样性 种类 变性 盐析 水解 空间结构 生理活性 肽键 是否可逆 与双缩脲混合 未破坏 破坏 破坏 未丧失 破坏 丧失 未破坏 破坏 未破坏 可逆 不可逆 不可逆 紫色 紫色 紫色(含酶蛋白) 小结 低温不破坏蛋白质的空间结构,只是抑制其功能。 3.蛋白质的盐析和变性 三、蛋白质的结构及其多样性 习题巩固 1.熟鸡蛋更容易消化的原因是： 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。 2.蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。 能。因为高温破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构，没有破坏氨基酸之间的肽键。 3.如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是（ ） A.该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键 B.该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基 C.高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性 D.形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基 三、蛋白质的结构及其多样性 C 5个4种氨基酸 蛋白质的相关计算 4 四、蛋白质的相关计算 1.肽键与氨基酸的关系 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 8 8 8 1 2 3 7 6 5 7 6 5 － － － = = = = = = 规律1：在链状多肽中，氨基酸数－肽链数=肽键数=脱去的水分子数 四、蛋白质的相关计算 1.肽键与氨基酸的关系 氨基酸 肽键 规律2：在环肽中，氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数 氨基酸数 肽键数 脱水数 = = 5 3 5 3 3 5 = = 四、蛋白质的相关计算 2.游离氨（羧）基数目 游离氨（羧）基数目= 肽链数+R基中氨（羧）基数 1.一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 一 一 ②游离氨基(羧基)数=肽链数+R基上的氨基(羧基)数 2.m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 m m ①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数 四、蛋白质的相关计算 2.游离氨（羧）基数目 C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H COOH R6 游离氨（羧）基数目= 肽链数+R基中氨（羧）基数 如果侧链基团为R3的氨基酸从该肽链中水解成游离状态，则该过程中，肽键减少了 个；共消耗了 分子水。 氨基和羧基均增加了 个； 2 2 2 如何判断一个多肽由多少个氨基酸脱水缩合而成？ 找—CO—NH中的肽键 —NH2（肽链数） = —CO—NH— —R中N数 四、蛋白质的相关计算 3.原子数目计算 N原子数 —COOH×2（肽链数×2） = —CO—NH— —R中O数 O原子数 N个数=氨基酸数+R基上N O个数=氨基酸数+肽链数+R基上O 四、蛋白质的相关计算 4.蛋白质相对分子质量 例：氨基酸平均相对分子质量为128，某胰岛素的结构如上图，该胰岛素的相 对分子质量是多少？ =氨基酸数×氨基酸平均分子质量 - 。 =51×128 - 49×18 - 3×2 =氨基酸数×氨基酸平均分子质量 - 。 S 二硫键 H H 2H S 如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。 脱水数×18 脱水数 ×18 - 二硫键数×2 =51×128 - 49×18 - 3×2 四、蛋白质的相关计算 H2N—— ——COOH 汇总：氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a） 一条肽链 m条肽链 环肽 肽键 脱去水分子 减轻的质量 多肽相对分子质量 至少含有的氨基或羧基数 n-1 n-1 18（n–1） na-18(n–1) 1 n-m n-m 18（n–m） na-18(n–m) m n n 18n na-18n 0 课堂小结 组成元素 C、H、O、N（S）等 导致 氨基酸 种类：21种 必需氨基酸：8种 非必需氨基酸：13种 结构通式： C H C H2N OH O R 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 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，如酶 调节作用，如胰岛素 免疫作用，如抗体 组成 导致 脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数=n—m m条肽链构成的蛋白质，至少m个氨基，至少m个羧基 蛋白质相对分子质量=na—（n—m）18 计算 当堂检测 5 当堂检测 298=(300-2) 1.300个氨基酸组成两条肽链的蛋白质时，问脱掉多少个水分子, 形成多少 个肽键? 2.下列物质中，属于构成人体蛋白质的氨基酸的是（　　） C A．①②③ B．②③④ C．①③⑤ D．③④⑤ 2.现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为(   ) A.798、2和2      B.798、12和10    C.799、1和1      D.799、11和9 当堂检测 B R基中的氨基：10个 R基中的羧基：8个 THANKS Lavf58.33.100 $$