2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者-【高效备课】2024-2025学年高一生物同步精讲课件（人教版2019必修1）

第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 第二章 组成细胞的分子 本节聚焦: 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 氨基酸的结构有什么特点？ 为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？ 1 变为小分子物质；蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。 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。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。 1.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？ 图 手术缝线 2.能被人体消化的物质那么多，为什么选择蛋白质？ 蛋白质含量高，且功能多样。 结构 调节 免疫 运输 催化 活动1：阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能 一、蛋白质的功能 3 一、蛋白质的功能 《蛋白质的功能》简记： “狗催运面条” 功能 实例 肌肉、头发、羽毛、蛛丝等 细胞中绝大多数的酶 血红蛋白 胰岛素 抗体 构成细胞和生物体结构的重要物质(结构蛋白) 催化功能 运输功能 调节功能(信息传递) 免疫功能 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！ 一、蛋白质的功能 一、蛋白质的功能 【检测1】生物体的生命活动离不开蛋白质。回答下列有关问题。 （1）某种蛋白质参与细胞间的粘连作用，在动物细胞工程中常使用胰蛋白酶处理细胞，使细胞分散开来，这体现了蛋白质的 功能。 （2）某种蛋白质能够与抗原结合，结合后使抗原变性失活，这体现了蛋白质的 功能。 （3）某种蛋白质分泌到细胞外作用于其他细胞可以起到降血糖作用，这体现了蛋白质的 功能。 （4）血红蛋白可以运输氧气，这体现了蛋白质的 功能。 （5）判断：性激素促进生殖细胞的形成，体现了蛋白质的调节功能（ ） 催化 免疫 调节 运输 × 思考： 为什么用胶原蛋白生产的手术缝合线可以被人体组织吸收？ 胶原蛋白分解为可以被人体吸收的氨基酸 图 手术缝线 活动2：观察氨基酸的分子结构，概括氨基酸结构通式 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 （创新设计P26“合作探究”） （1）构成蛋白质的氨基酸共有的部分是？ R C H O C OH H2N 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 (2)材料中四种氨基酸的R基分别是什么？ —CH3、—CH2—SH、 —(CH2)4—NH2、—CH2—COOH。 (3)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？ 【思考】蛋白质的元素组成？ (5)同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生是由何种基团决定的？为什么？ R基 R基 【检测】谷氨酸是组成蛋白质的一种氨基酸，其R基为: —C3H5O2。在一个谷氨酸的分子中，含有碳原子和氧原子的个数依次是____________。 5和4 任务：写出谷氨酸的结构式 √ √ × × C H NH2 COOH CH2 SH ② CH NH2 COOH CH2 OH ③ C H NH2 H CH2 COOH ④ C H NH2 COOH CH2 SH ① 方法: “一查”: 是否有氨基和羧基； “二看”: 是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 (4)由材料可否得出某化合物中只要含有氨基和羧基，就一定是构成蛋白质的氨基酸？为什么？ ①每种氨基酸分子　　　都含有　　　　和　　　　。 ②且都有一个氨基和一个羧基连接在　　　　　　上。 至少 一个氨基 一个羧基 同一个碳原子 练习：P32第3题 3.结构特点 阅读教材P30“与社会的联系”，完成下列问题： （1）组成人体蛋白质的氨基酸有几种？ （2）必需氨基酸的概念？种类？ （3）非必需氨基酸的概念？种类？ （4）在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，应格外注重哪一类氨基酸的种类和数量？为什么？（教材P32拓展应用3） 4.氨基酸种类 21种 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。 苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、 亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸 简记为：“笨蛋，来宿舍晾一晾鞋” 人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。 必需氨基酸 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 ？ 蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。 14 2 活动3：选出构成蛋白质的氨基酸卡片，剪下备用 三、蛋白质的结构及其多样性 15 氨基酸 肽链 【阅读教材P30第2、3段，回答下列问题】 1.氨基酸分子通过什么方式形成一条肽链？具体过程如何？ 2.连接两个氨基酸分子的化学键称为？ 3.什么是二肽？什么是多肽？什么是肽链？ 三、蛋白质的结构及其多样性 16 C H R1 NH2 OH C O H2O C H COOH R2 H N H 2个氨基酸脱水缩合形成二肽： 三、蛋白质的结构及其多样性 甘氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 H 活动4：利用氨基酸卡片模拟脱水缩合过程 CH3 CH2 SH 请将你们手中的任意2个氨基酸脱水缩合形成二肽。 【思考1】脱水形成二肽的过程形成几个肽键？脱去几分子的水？ 【思考2】脱去的H2O中的H和O分别来自于哪里？ H来自：羧基和氨基 O来自：羧基 18 甘氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 H 活动4：利用氨基酸卡片模拟脱水缩合过程 CH3 CH2 SH 请将你们手中的3个氨基酸脱水缩合。 三、蛋白质的结构及其多样性 【思考3】3个氨基酸脱水缩合，形成几肽？其中含几个肽键？脱去几分子水？ 19 （1）2个氨基酸脱水缩合，形成几肽？其中含几个肽键？脱去几分子水？ （2）3个氨基酸脱水缩合，形成几肽？其中含几个肽键？脱去几分子水？ （3）m个氨基酸脱水缩合形成1条肽链，形成几个肽键？脱去几分子水？ （4）6个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，形成几个肽键？脱去几分子水？ （5）m个氨基酸脱水缩合形成n条肽链，形成几个肽键？脱去几分子水？ 二肽 1个 1个 三肽 2个 2个 m-1 m-1 4 4 m-n m-n 肽键数=脱水数= 氨基酸数-肽链数 思考讨论1 总结规律1 氨基酸、肽链、脱去的水分子、肽键的数量关系是什么？ 【思考】如果是环状肽呢？还符合上述规律吗？ （1）肽链中还有没有游离的氨基和羧基？如果有，它们位于哪里？ （2）一条肽链至少有几个氨基和几个羧基？n条肽链至少有几个氨基和几个羧基？ 1个 n个 思考讨论2 蛋白质中游离的氨基和羧基如何计算？ 位于肽链的两端，R基中也可能有 总结规律2 至少含有的游离氨基或羧基数= 肽链数 【思考】如果是环状肽呢？还符合上述规律吗？ 思考讨论3 蛋白质相对分子质量如何计算？ 1、已知血红蛋白由574个氨基酸组成，含4条肽链，氨基酸的平均相对分子质量为128。 （1）在形成血红蛋白时，相对分子质量减少了多少？（列出式子即可） （2）血红蛋白的相对分子质量如何计算？（列出式子并总结规律） 总结规律3 蛋白质相对分子质量= 氨基酸总相对分子质量➖ 脱去的相对分子质量 B （创新设计P30第6题）6.下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是(　　) A.牛胰岛素含有50个肽键 B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个 —COOH C.牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸 D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 【检测】 三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？ 如果3种氨基酸数量是充足的，可以形成多少种三肽？ 体内21种常见氨基酸，能形成多少种三肽？ 若21种氨基酸组成含1000个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？ —COOH —COOH H2N— H2N— 6 33 213 211000 【问题】在氨基酸形成肽链的过程中，哪些因素为蛋白质种类的多样性提供了可能？ 请汇报你们手中的三肽序列 氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化 24 【问题】肽链是如何进一步形成具有复杂空间结构的蛋白质？ 一条肽链为什么能盘曲、折叠？ 多条肽链通过什么方式相互结合在一起？ 氨基酸的种类 氨基酸的数目 氨基酸的排列顺序 肽链形成的空间结构 蛋白质结构的__________ 不同 蛋白质功能的__________ 多样性 多样性 3、蛋白质的多样性 三、蛋白质的结构及其多样性 【P32拓展应用第2题】下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： （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）请在图上标出其中的一个肽键。 （3）如果上图中的氨基酸序列发生了改变，它还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？ 5 4 4 单个氨基酸 改变 蛋白质结构 异常 红细胞形态 异常 镰刀型细胞 贫血症 蛋白质的功能 空间结构 一级结构 3、蛋白质的结构异常 三、蛋白质的结构及其多样性 28 【P38练习第2题】人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但红细胞主要承担运输氧的作用，心肌细胞承担心脏律动作用。请从蛋白质结构的角度分析这两种细胞功能不同的原因。 红细胞 血红蛋白 心肌细胞 心肌蛋白 [思考1]吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，为什么？ 4、蛋白质的变性 三、蛋白质的结构及其多样性 [思考2]通过加热、加酸、加酒精等消毒杀菌的原理是什么？ [思考3]蛋白质变性后肽键是否被破坏，加双缩脲试剂后是否还能变成紫色？ 高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，使内部的肽键暴露出来，容易被蛋白酶水解。 使细菌和病毒的蛋白质变性 空间构象发生改变 4、蛋白质的变性 三、蛋白质的结构及其多样性 [思考3]蛋白质变性后还能恢复原来的状态吗？ 5、蛋白质的水解 [思考]蛋白质初步水解和彻底水解的产物分别是什么？ 水解 ＋ 5、蛋白质的水解 三、蛋白质的结构及其多样性 33 总结 $$