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

人教版高中生物必修一 第2章组成细胞的分子 第4节蛋白质是生命 活动的主要承担着 课堂导入 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。 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?这对你认识 蛋白质的化学组成有什么启示? 2 . 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? 这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分 课堂导入 1 .为什么这种缝合线可以被人体组织吸收? 用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解为更小的分子。 了解蛋白质 组成细胞的有机物含量最多的是蛋白质。 你能说出多少种富含蛋白质的食品? 肉蛋类食品 猪肉、 羊肉、 鸡蛋等 大豆制品 奶粉、 酸奶、 牛奶等 奶类制品 豆腐、 豆浆、 腐竹等 蛋白质的功能 结构蛋白 许多蛋白质是构成细胞和生 物体结构的重要物质。如羽 毛、肌肉、头发、蛛丝等。 调节作用 有些蛋白质能调节机体的生 命活动，如胰岛素。 催化作用 绝大多数酶都是蛋白质 (比如胃蛋白酶) 运输作用 有些蛋白质具有运输功能 (比如血红蛋白) 免疫作用 有些蛋白质具有免疫功能。 抗体是蛋白质，抵御病菌。 蛋白质的功能 一切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。 蒙牛 纯牛奶 浓纯营养 航天品质 蛋白质的消化吸收 食物中的蛋白质能够被人体直接吸收吗? 不能。蛋白质是大分子物质，只有被消化成 小分子的氨基酸才能被吸收。 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 胃、小肠的消化 蛋白质 氨基酸 甘氨酸 缬氨酸 内氨酸 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? 氨基酸 亮氨酸 氨基酸 氨基酸的结构具有什么特点? 1.每种氨基酸至少有一个氨基(-NH₂) 和一个羧基(-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.该碳原子还连接一个氢原子和一个 侧链基团 (R表示)。 3.氨基酸之间的区别在于R基不同。 H 0 Il H₂N —C—C-OH R 侧链基团 氨基 羧基 氨基酸 如何判断某分子是否为 氨基酸? 判断依据 -NH₂ 、-COOH 是否连在 同一个“C” 上 H H C C 一OH R 正确表示 错误示范 氨基 —NH₂ NH₂ 或 — NH₃ 羧基 —COOH COOH OH OH 肽键 — CO—NH— CO—NH 氨基酸 氨基酸的种类 组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中有8 种是人体细胞不能合成的， 它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、异亮氨 酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称 为必需氨基酸。 经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨 基酸。另外13 种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫作非必需氨基酸。 携苏丹来奔以色列 (缬氨酸) (苏氨酸)(蛋氨酸) (赖氨酸) (苯丙氨酸)(异亮氨酸)(色氨酸) (亮氨酸) 快速记忆“必需氨基酸” 氨基酸的种类 当堂检测 判断下列物质是否为氨基酸，若是请找出该氨基酸的R 基 H I SH —C—C—OH CH₃ X (1) H 0 H₂ N—C- —C—OH CH₂ SH (2) H NH₂—C—H CH₂-COOH X (4) H O H₂ N—C—( C —OH CH₂ OH (3) 组成生物体蛋白质的氨基酸大约有21种 有8 种必需氨基酸，1 3 种非必需氨基酸 主要是C 、H 、O 、N, 有的还含有(S 、Fe) 基本单位 组成元素 蛋白质 氨基酸 组成蛋白质的氨基酸有21种 蛋白质有多少种? 1010～1012种 21种氨基酸如何 构成多种多样的 蛋白质? 蛋白质 蛋白质的结构 蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。 肽键是连接两个氨基酸分子的化学键。 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，同时脱去一 NH₂ OH H—N— R₁ O R H₂O 二肽 脱水缩合 H 肽键 H H 二肽： 由两个氨基酸 分子组成。 C- -OH + II O 三肽 肽键 肽键 由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫多肽。通常呈链状 结构，叫做肽链，由n(n≥3) 个氨基酸分子以肽键相连形成。 蛋白质的结构 蛋白质的结构 ② ④ ① H CH3 H ⑥ H ⑦ NH₂ C- COOH H 0 H H 0 H CH₂ 0 H CH₂ ③ ⑤ 0 COOH NH₂ ⑧ ⑨ (1)该化合物中，①表示 氨基，③表示 肽键，⑦表示羧 基。 (2)该化合物有氨基2个，有羧基2个。该化合物的名称是 多肽(四肽)。 蛋白质的结构 1.二肽形成过程中，产生了几个水分子?形成了几个肽键? 一 个 一个 2.请大家推理，如果有10个氨基酸分子，通过脱水缩合形成一条肽链 可产生了几个水分子?形成了几个肽键? 9个水分子 9个肽键 3.进一步推理，n 个氨基酸分子，通过脱水缩合形成一条多肽链时可 产生了几个水分子?形成了几个肽键? (n -1)个 (n-1) 个 水分子数=肽键数 由于氨基酸之间能够形成氢键等，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。 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。这些 肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成 更为复杂的空间结构。 例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的 蛋白质，含四条多肽链。 由肽链形成蛋白质 蛋白质的结构 氨基酸组成蛋白质 观察P31, 图2-12讨论并回答下列问题。 讨论 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次? 氨基酸之间脱水缩合形成肽链； 一条肽链按照一定形态折叠 盘曲构成空间结构；多条肽链构成更为复杂的空间结构。 氨基酸组成蛋白质 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。 要脱水缩合形成多肽构 成肽链，由肽链经过一 定的盘曲折叠构成人体 蛋白质。 要经过胃蛋白酶、胰 蛋白酶、肠肽酶等消 化酶的作用，才能分 解为氨基酸。 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，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? 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)。 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? 氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性，以及蛋白质具有 复杂的空间结构，是蛋白质种类多样性的原因。 氨基酸组成蛋白质 可以写出2110条 ② 氨基酸的种类 ④多肽链的空间结构 蛋白质结构多样性的原因 ③ 氨基酸的排列顺序 ① 氨基酸的数目 蛋白质结构多样性的原因归纳 01 02 03 直接原因 氨基酸的种类、数 目、排序，肽链空 间结构不同。 同一个体不同细胞 的蛋白质种类差异 的原因 基因选择性表达 根本原因 控制蛋白质合成的 基因具有多样性。 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。 如果血红蛋白某处的谷氨酸被缬氨酸取 代，可能形成异常的血红蛋白，由它参 与组成的红细胞会扭曲成镰刀状，运 输 蛋白质结构改变 镰刀形红细胞贫血症 氧的能力会降低。 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， 因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 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。 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。 鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。 蛋白质变性 原因 蛋白质的相关计算 NH₂ CH₂ SH CH₂ CH-CO CO-NH-CH-CO-NH-CH-CH₃ H00C- CH₂ NH 一CH— CH₃ COOH 氨基 羧基 2 R基_ 肽键 氨基酸 蛋白质的相关计算 (1)肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数 (2)蛋白质相对分子质量= 氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18 (3)蛋白质中氨基数= 肽链数+R 基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数 蛋白质的相关计算 (4)蛋白质中羧基数= 肽链数+R 基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数 (5)环肽中氨基酸数= 肽键数=脱去的水分子数-2×二硫键数 多肽中原子数的计算 (1)H 原子数= 各氨基酸中H 原子数之和-2×脱去的水分子数- 2×二硫键数 (2)O 原子数= 肽键数+2×肽链数+R 基上的O 原子数=各氨基酸中 O 原子的总数-脱去水分子数 (3)N 原子数= 肽键数+肽链数+R基上的N 原子数=各氨基酸中N 原子数之和 肽链数 氨基酸 数量 肽键数 脱水数 肽链 分子量 氨基数 羧基数 1条 N N-1 N-1 a N-18(N-1) 至少 1个 至少 1个 m 条 N N-m N-m a N-18(N-m) 至少 m个 至少 m个 m 个氨基酸形成多肽链的规律 注：氨基酸的平均相对分子质量为a 小结 01 蛋白质的功能 运输作用、免疫作用、催化作用、 调节功能、结构蛋白 03 氨基酸的结构特点 氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基， 且氨基和羧基要连在同一个碳原子上。区 别不同的氨基酸看 R 基。 04蛋 白质多样性 氨基酸的种类、数目、排序，肽链空间结构不同。 05 蛋白质的相关计算 8种必需氨基酸(携苏丹来奔以色列) 13种非必需氨基酸 氨基酸的种类和分类 21种 随堂练习 1.在生命活动中，蛋白质不能作为( D ) A.结构物质 B.调节物质 C.遗传物质 D.能源物质 2.下列与蛋白质有关的叙述，不正确的是( D ) A. 蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质 B.有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白 C.细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶是蛋白质 D.调节动物生命活动的激素都是蛋白质 3.下列关于蛋白质功能的叙述，错误的是( B ) A. 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 B.有些蛋白质起信息传递作用，能调节机体的生命活动，如体内的 各种酶 C.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 D. 一切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 随堂练习 4.下列关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述， 错误的是( C ) A.在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有21种 B. 有些氨基酸不能在人体细胞内合成 C.甘氨酸的R 基是一个甲基(—CH₃) D.不同氨基酸之间的差异在R 基 随堂练习 随堂练习 5. 下列物质中，不是构成蛋白质的氨基酸的是 ( D ) D. C. 6.( 表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是 ① 氨基酸 ② C、H、0、N 等化学元素 ③氨基酸分子 相互结合 ④ 多 肽 ⑤ 肽 链 ⑥形成具有一定的空间结 构的蛋白质分子 A. ①②③④⑤⑥ B.②①④③⑥⑤ C. ②①④③⑤⑥ D. ②①③④⑤⑥ D 能正 随堂练习 7.某氨基酸分子有一个氨基和两个羧基，其中一个羧基在 R 基上，则另一个羧基 ( B ) A. 与氨基端相连 B. 与连有氨基的碳原子相连 C.与氢相连 D. 与羧基端相连 8.赖氨酸的分子式为C₆H₁O₂N₂, 则赖氨酸的R 基为( A ) A.—C₄H₁oN B.—C₄ H₁o0 C.—C₄ H₁oON D.—C₅ H₁ N 随堂练习 9.下列物质中，有的是组成蛋白质的氨基酸，有的不是，若将其中构 质( 基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目 ① NH₂—CH₂—COOH ② NH₂—CH₂—CH₂OH ③NH₂—CH₂—CH—COOH ④ NH₂—CH—(CH₂)4—COOH CO0H COOH ⑤NH₂—CH₂—CH₂—C0OH A.3 、3 、2 B.1、2、1 C.1 、3 、2 D.3 、4 、2 分别是 成蛋白 随堂练习 A. 上图含有③和⑤两个肽键，因此该化合物为二肽 B. 由于②④⑥的不同，该化合物由3种氨基酸组成 C.该化合物中含1个游离的氨基和2个游离的羧基 D. 若彻底水解该化合物分子，则共需要2个水分子 随堂练习 10.下图是某化合物的结构式。关于该化合物的叙述，错误的是( A) $$