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

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 生物必修一 分子与细胞 第1课时 第二章 组成细胞的分子 1 问题导入 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？ 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 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。 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？ 蛋白质是细胞中含量最高的有机物，这预示着什么？ 2 活动1、阅读课本图2-8，完成学法大视野21页知识梳理和自学检测 蛋白质是生命活动的主要承担者 蛋白质的功能 3 |自学检测| (1)组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质，蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。( ) (2)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，例如肌肉、头发、羽毛等的成分主要是蛋白质。( ) (3)有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胃蛋白酶。( ) (4)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，具有免疫功能。( ) (5)所有激素的化学本质都是蛋白质(　　) 蛋白质的功能 1、作为构成细胞和生物体的结构蛋白。 2、调节生命活动。 细胞之间交流信息需要信息分子。 一些信息分子是蛋白质，如能降低血糖的胰岛素； 接受信息需要受体，受体通常也是蛋白质。 蛋白质的功能 1、作为构成细胞和生物体的结构蛋白。 2、调节生命活动。 信息分子 受体 3、催化。 细胞中化学反应离不开酶催化。绝大多数酶都是蛋白质。 4、运输。 细胞膜上有负责物质进出细胞的转运蛋白。 红细胞运输氧气以血红蛋白特定的空间结构及其动态变化为基础。 蛋白质的功能 1、作为构成细胞和生物体的结构蛋白。 2、调节生命活动。 信息分子 受体 3、催化。 细胞中化学反应离不开酶催化。绝大多数酶都是蛋白质。 4、运输。 细胞膜上的转运蛋白。 红细胞中的血红蛋白。 5、免疫。 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。 蛋白质的功能 蛋白质的生理功能具有多样性，从结构与功能观的角度来看，对蛋白质空间结构有何要求? 结构 功能 决定 适应 蛋白质的功能 H 构成人体蛋白质的氨基酸有21种 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 H2N N H H N H H 氨基 氨基 氨基 COOH C O OH C O O H 羧基 羧基 羧基 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 酸 氨基 COOH NH2 H R 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 特别提醒　氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为： —NH2、—COOH、—R (千万不要忘记原子团前要有短线“—”) 11 思考1、上图中的物质是氨基酸吗？是构成人体蛋白质的氨基酸吗？ 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 左边的这两种氨基酸的R基是亲水的 右边边的这两种氨基酸含有S元素 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 这些氨基酸的R基是疏水的 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 下边的4种氨基酸的R基中含有氨基 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 左边的2种氨基酸的R基中含有羧基 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 氨基酸 21种 人体内能合成 人体不能合成 必需氨基酸(8种；婴儿9种) 非必需氨基酸(13种) 评价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 为什么人和牛羊等动物的蛋白质结构不同，但却可以通过摄食牛羊肉中的蛋白质中来合成自身蛋白质？ ？ 人摄入的蛋白质在体内被消化为氨基酸，人体又可以氨基酸为原料，合成自身所需的蛋白质。 氨基酸如何构成蛋白质？ 蛋白质的基本组成单位：氨基酸 为了身体健康，我们应该多吃一些富含蛋白质的食物，比如蛋奶、牛羊肉 17 (1)蛋白质的组成元素只有C、H、O、N(　　) (2)只要含有一个氨基、一个羧基的化合物均是生物体内的氨基酸(　　) (3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上(　　) (4)酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同(　　) (5)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸(　　) × 1.辨析易错易混 练前清障 × × √ × 习题检测 C H NH2 H CH2 COOH CH NH2 COOH CH2 OH C H NH2 COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH 2、哪些是构成蛋白质的氨基酸 × √ √ × 习题检测 方法: “一查数量”: 是否有氨基和羧基； “二看位置”: 是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 注意: 只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸 3.谷氨酸的Ｒ基为Ｃ３Ｈ５Ｏ２，写出谷氨酸的结构式。 4.一分子谷氨酸含有的Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ原子数依次是（　 ） Ａ.５、９、４、１　 Ｂ.４、８、５、１ Ｃ.５、８、４、１　 Ｄ.４、９、４、１ C H C Ｃ３Ｈ５Ｏ２ H2N OH O 习题检测 一个氨基酸里面有C2H4O2N+R基 20 请阅读P30，思考下列问题： ①氨基酸如何连接在一起构成蛋白质？ ②什么是肽键、二肽、多肽、多肽链？ ③氨基酸形成蛋白质过程中，形成一个肽键，脱去几分子水？ ④多肽与蛋白质有何区别？ 蛋白质的结构及其多样性 21 C C O OH H N R2 H H C C O OH H N R1 H H + C C O OH H N R2 H H C O OH H H N H2O C C O H N R1 H H 肽键 脱水缩合：氨基酸之间相互连接而脱去水的过程。 肽键：连接两个氨基酸的那个化学键。 1.氨基酸的结合方式: 二肽 由两个氨基酸分子缩合而成的化合物 【思考】脱出来的H2O中的H和O分别来自于哪里？ H来自氨基和羧基 O来自羧基 蛋白质的结构及其多样性 22 —CO—NH— C O N H C O N H 肽键 肽键 肽键 蛋白质的结构及其多样性 C H COOH R2 H N OH H C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O H2O H2O 肽键 肽键 三肽 1.氨基酸的结合方式: 蛋白质的结构及其多样性 公式：肽键数=脱水数 24 下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： 1.脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。 2.脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。 4 R基 4 五 脱水缩合 4 习题检测（教材32页拓展应用T2） 氨基酸 二肽 三肽 …… 多肽 肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。 多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。 3、多肽的形成 核糖体(唯一场所） （所有生物） 2、合成场所 蛋白质的结构及其多样性 H O C CH2 C H2N OH SH H2C O C H C H2N OH SH H O C CH2 C H2N OH S H2C O C H C H2N OH S 二硫键 肽链之间可通过二硫键相连接 ----二硫键 4、肽链连接方式 蛋白质的结构及其多样性 ----氢键 4、肽链连接方式 氨基酸之间脱水缩合形成多肽链 一条多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 蛋白质的结构及其多样性 5、蛋白质多样性原因 结构多样性 功能多样性 决定 α-螺旋 β-折叠 氨基酸______ 氨基酸______ 氨基酸_________ 肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 功能蛋白 结构蛋白 (组成细胞和生物体) ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) ________ (载体蛋白， 血红蛋白) ________ (抗体，溶菌酶，淋巴因子) 种类 数目 排列顺序 调节 催化 运输 免疫 不同生物体：基因多样性 直接原因： 根本原因： 同一生物体：基因的选择性表达 胰岛素、生长激素 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 导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属离子 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 6、蛋白质的盐析、水解和变性 蛋白质的结构及其多样性 高温使蛋白质的空间结构改变，变得伸展、松散，更易被蛋白酶水解。 30 源于必修1 P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是___________________________________________________________。 ②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：_______ _______________________________________________________。 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 能。因 为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键 蛋白质的结构及其多样性 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。 蛋白质 基本单位 元素 组成 功能 基本元素：C、H、O、N，大多数含有S，有些还含有Fe、Mg等 结构 层次 氨基酸 场 所：___________ 形成键：___________ 氨基酸 多肽或肽链 蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 肌肉纤维等 结构蛋白 绝大多数酶 催化功能 膜转运蛋白 运输功能 胰岛素等 调节功能 免疫功能 抗体等 种类 约21种 结构通式 核糖体 肽键 课堂总结 学法26页 1.下列生命活动与蛋白质有关的是( ) ①催化细胞内的化学反应 ②血液中运输O₂③与特定抗原结合④构成细胞和生物体的结构⑤信息传递 A.①②③ B.②③④ C.①②③④ D.①②③④⑤ 2.关于人体内氨基酸和蛋白质的叙述，正确的是( ) A.氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，合成蛋白质的氨基酸全部来自食物中的氨基酸 B.糖类是主要能源物质，但蛋白质也可被氧化分解释放能量 C.组成肌肉细胞的化合物中蛋白质含量最多 D.有些蛋白质具有调节代谢的作用，如性激素和胰岛素 学法26页 3.生长激素和胰岛素都是人体内对生命活动起重要调节作用的激素，但是两者功能不同，下列选项中与此无关的是( ) A.氨基酸的数目、种类和排列顺序 B.构成蛋白质肽链的数目 C.蛋白质的空间结构 D.氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基 4.下列有关蛋白质的说法错误的是( ) A.蛋白质不需要消化就能被人体吸收和利用 B.蛋白质是以氨基酸为基本单位缩合成的生物大分子 C.生物界的蛋白质种类非常多 D.蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结 构，执行多种多样的功能 5.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条多肽链时共含有氨基的个数是( ) A.6 B.12 C.22 D.100 思考1、下图所示是同一种二肽吗？ 蛋白质形成过程中的数量计算 不是同一种二肽 37 思考2、3种氨基酸，数量不限，理论上可以形成多少种二肽？可以形成 多少种三肽？ 二肽：3×3 = 32 = 9种 三肽：3×3×3= 33 = 27种 AA、AB、AC、BA、BB、BC、CA、CB、CC 思考3、三种氨基酸各1个，理论上可以形成多少种二肽？可以形成多少种三肽？ 形成二肽： 3×2=6种 形成三肽： 2110 思考4、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 肽链，可以写出多少条互不相同的多肽？ 3×2×1=6种 B 蛋白质形成过程中的数量计算 1)、2个氨基酸脱水缩合,脱水___个，形成___个肽键，形成的化合物叫_____。 1 1 2)、3个氨基酸脱水缩合,脱水___个，形成___个肽键，形成的化合物叫_____。 3)、N个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，脱水_____个，形成肽键______个，形成的化合物叫_____。 4)、N个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，脱水_____个，形成肽键______个。 5)、N个氨基酸脱水缩合形成M条肽链，脱水________个，形成肽键_______个。 2 2 多肽 N - 1 二肽 三肽 N - 1 N - 2 N - 2 X N - X X- 1 N - X- 1 N - M N - M 肽键数=氨基酸数－肽链数 =脱去水分子个数 肽键数和水分子数计算 蛋白质形成过程中的数量计算 6）、若N个氨基酸脱水缩合形成环状化合物，脱水____个，形成成肽键___个。 N N N-1 +1 （环状肽肽键数=氨基酸数）。 蛋白质形成过程中的数量计算 —C NH2 H R1 —C— O N— H C H R2 —C— O N— H C— COOH H R3 一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 一 一 m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。 m m 蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。 氨基数和羧基数的计算 蛋白质形成过程中的数量计算 41 —C NH2 H R1 —C— O N— H C— H R2 COOH —C NH2 H R1 —COOH H2N— C— COOH H R2 + → + H2O 蛋白质相对分子量的计算 蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×18 蛋白质形成过程中的数量计算 42 13.某细菌能产生一种环状毒性肽，其分子式是C55H68O18N10将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸,分别是甘氨酸C2H5O2N,丙氨酸C3H7O2N,苯丙氨酸C9H11O2N,谷氨酸C5H9O4N。它们的结构式如图所示，请据图回答下列问题： 蛋白质形成过程中的数量计算 蛋白质形成过程中的数量计算 蛋白质（多肽）中N原子数=肽链数+肽键数+R基中的N原子数=各氨基酸脱水前的N原子总数 蛋白质（多肽）中O原子数=R基中的O原子数+2×肽链数+肽键数=各氨基酸脱水前的O原子总数- 肽键数 —C NH2 H R1 —C— O N— H C— H R2 COOH 蛋白质中的N、O原子的计算 5 —C NH2 H R1 —COOH H2N— C— COOH H R2 + → + H2O 蛋白质形成过程中的数量计算 45 蛋白质形成过程中的数量计算 （4）将该178肽彻底水解，其产物比该178肽多了多少氧原子？ 1.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分别为（ ） A.798、2和2 B.798、12和10 C.799、1和1 D.799、11和9 B R基上有10个氨基 R基上有8个羧基 蛋白质形成过程中的数量计算 2、某十九肽含 4 个天门冬氨酸(R基为-CH2-COOH)，分别位于第7、8、14、19位(见下图)。肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。 ①肽酶X完全作用后的产物为_______________________________________ ②肽酶Y完全作用后的产物为： 七肽 、六肽、五肽各1个，1个天冬氨酸 2个六肽、1个五肽，2个天冬氨酸 X作用： 　 Y作用： 　 蛋白质形成过程中的数量计算 3.某十九肽含 4 个天门冬氨酸(R基为-CH2-COOH)，分别位于第7、8、14、19位；肽酶X专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，回答下列问题。 （1）经肽酶X完全作用后产生的产物，其氧原子数比原来的十九肽_____________ （2）经肽酶X完全作用后产生的产物，其氢原子数比原来的十九肽_____________ （3）经肽酶Y完全作用后产生的产物，其氧原子数比原来的十九肽_____________ （4）经肽酶Y完全作用后产生的产物，其氢原子数比原来的十九肽_____________ 蛋白质形成过程中的数量计算 3.某十九肽含 4 个天门冬氨酸(R基为-CH2-COOH)，分别位于第7、8、14、19位；肽酶X专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，回答下列问题。 （1）经肽酶X完全作用后产生的多肽，其氧原子数比原来的十九肽_____________ （2）经肽酶X完全作用后产生的多肽，其氢原子数比原来的十九肽_____________ （3）经肽酶Y完全作用后产生的多肽，其氧原子数比原来的十九肽_____________ （4）经肽酶Y完全作用后产生的多肽，其氢原子数比原来的十九肽_____________ 蛋白质形成过程中的数量计算 4、有关下图中蛋白质的叙述，错误的是 (　　) A.R基中共含15个氨基 B.共有124个肽键 C.含有两条肽链 D.至少含有126个氮原子 D 蛋白质形成过程中的数量计算 5.某50肽中有丙氨酸(R基为-CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图),脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关叙述错误的是（ ） A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子 B.若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列 C.若新生成的4条短肽总共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在R基上 D.得到的产物为4条多肽和5个氨基酸 D 　 1-20肽 + 22-26肽 + 28-29肽 + 31-48肽 + 4个丙氨酸 + 第50号氨基酸 蛋白质形成过程中的数量计算 $$