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

2019人教版必修1《分子与细胞》 第二章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 必修一 分子与细胞 知识要点 01 蛋白质的功能 DAN BAI ZHI DE GONG NENG 01 蜘蛛丝韧性很强，其强度是同等粗细的钢的5倍 。 结合自写教案 逐字稿 蚕丝是自然界中最轻最柔的蛋白纤维 蜘蛛丝VS蚕丝 蜘蛛丝和蚕丝的主要成分是什么？蛋白质。都是蛋白质，但他们的功能却不一样，那蛋白质都有哪些功能呢？ 6 蛋白质的主要功能： 1、构成细胞和生物体结构的重要物质 统称为结构蛋白 结合自写教案 逐字稿 哪位同学在举几个例子：还有头发、指甲 7 蛋白质的主要功能： 2、催化生物体和细胞内的化学反应 统称为催化蛋白 核酶：RNA 蛋白质的主要功能： 3、帮助物质进行运输 统称为运输蛋白 蛋白质的主要功能： 4、具备免疫和防御的功能 统称为免疫蛋白 抗体都是蛋白质 蛋白质的主要功能： 5、调节机体的生命活动 统称为调节蛋白（信息传递） 蛋白质的功能： 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 ①结构：是构成细胞和生物体的重要物质， 如肌球蛋白、肌动蛋白等 ②催化：起生物催化作用，如绝大多数酶 ③运输：如血红蛋白、细胞膜上的载体 ④信息传递：如胰岛素和生长激素等 ⑤防御：免疫过程中产生的抗体 蛋白质具有如此多的功能，和它的结构是密不可分的，那蛋白质的结构是什么样的呢？要研究其结构，首先要了解构成蛋白质的基本单位---氨基酸。 12 蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列蛋白质物质与其功能对应不正确的是（ ）。 A 胰岛素与调节 B 抗体与免疫 C 淀粉酶与运输 D 血红蛋白与运输 C 食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢？ 蛋白质必须经过消化成为氨基酸才能被人体吸收和利用。 氨基酸是组成蛋白质的基本单位 氨基酸的结构是怎样的呢？ 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 DAN BAI ZHI DE JI BEN ZU CHENG DAN WEI—— AN JI SUAN 02 15 氨基酸 ---组成蛋白质的基本单位 自主阅读：课本P29-30上方 1、人体中，组成蛋白质的氨基酸有多少种？如何分类？ 2、生物体内组成蛋白质的氨基酸的结构是怎样的？如何表示？ 3、 氨基酸种类不同的原因是什么？ 非必需氨基酸：共13种，人体可自身合成 必需氨基酸：共8种，人体不能自身合成， 需从食物中获取 组成人体蛋白质的____种氨基酸 1.人体内的氨基酸 苯丙氨酸，甲硫（蛋）氨酸，赖氨酸，苏氨酸，色氨酸，异亮氨酸，亮氨酸，缬氨酸。 记忆口诀：（笨蛋来宿舍晾一晾鞋） 21 17 2.氨基酸的结构 甘氨酸 甲硫氨酸 半胱氨酸 缬氨酸 元素组成？ 结构异同？ C、H、O、N（S） 18 CH4 甲烷 C H H H H CH3COOH COOH C O OH 乙酸 NH3 NH2 氨基 酸 R 羧基（酸性） 氨基 氨基酸的结构 特点： 1、每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。 2、这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示） 3、R基的不同决定了氨基酸分子的不同。 3.氨基酸分子结构通式： H 侧链基团 C R C H2N OH O 氨基 羧基 强调基团的写法，必须带上横线 20 练习： 谷氨酸的R基为C3H5O2,一分子谷氨酸含 有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 A 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 ? 蛋白质的结构及其多样性 DAN BAI ZHI DE JIE GOU JI QI DUO YANG XING 03 23 C H R1 H2N OH C O H2O C H COOH R2 H N H 氨基酸1 氨基酸2 1.氨基酸的的脱水缩合： 强调水的来源。 肽键 C H R1 H2N C O H2O C H COOH R2 H N 氨基酸1 氨基酸2 二肽 氨基酸的结合方式: 脱水缩合 肽键 OH H 二肽 H2O H2O C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O C H COOH R2 H N 1.氨基酸的的脱水缩合： C H COOH R2 H N C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O 肽键 C H COOH R2 H N H2O 肽键 三肽 H2O 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的的化合物，叫多肽。 二肽 1.氨基酸的的脱水缩合： 2个氨基酸共同脱去_____个水分子，形成 ______个肽键 脱去的水分子必须是由一个氨基酸的______基提供 — OH 由另一个氨基酸______ 基提供 — H 在二肽中，至少含有_____个游离的氨基，_____个游离的羧基 1 1 羧 氨 思考： 1 1 C H R1 H2N C O C H COOH R2 H N 根据下面图解，回答问题：                                                                      （1）该图中， ①表示　　　，③表示　　　 ， ⑦表示　　　。 （2）该化合物由　　　　  个氨基酸分子失去　　　　 个水分子而形成，这种反应叫　　　　      反应。 （3）该化合物含有　　个肽键，该图所示化合物的名称是： 　 。 （4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　　 决定的。 氨基 肽键 羧基 四肽 三 四 三 脱水缩合 R基 —C NH2 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 ③ ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ⑨ 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 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 —SH —SH + —S—S— + 2H 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。 二硫键 两条肽链 二硫键可以在不同多肽链间形成。也可以在同一条多肽链间形成 31 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 四条肽链聚集在一起形成复杂空间结构 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 总结：蛋白质具有结构多样性的原因 1、构成蛋白质的氨基酸角度： 2、蛋白质的空间结构： 氨基酸的数量、种类、排列顺序不同 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 如果蛋白质的空间结构改变，它还能发挥正常的功能吗？ 结论：蛋白质的空间结构与其功能相适应 正常血 红蛋白 异常血 红蛋白 运输氧能力正常 运输氧能力下降 （盐析现象） （蛋白质变性） 高温、强酸、强碱、重金属 盐析：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低 蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。 变性：向某些蛋白质溶液中加入某些重金属盐，可以使蛋白质性质发生改变而凝聚，进而从溶液中析出，这种作用叫作变性，性质改变，是化学反应，一般无法复原。 结果：空间结构改变和破坏，肽键没有破坏 与社会的联系 变性失活的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗？ 思考？ 解析：双缩脲试剂检测蛋白质是 肽键和试剂发生了紫色反应，而蛋白质变性是失去了原本的空间结构， 可以 动动脑 H2O H2O H2O 脱水个数 =肽键数 =氨基酸个数-肽链条数 氨基酸 肽链 H2O 肽键 2个 n个 n个 3个 n个 1个 2个 1个 1个 m个 1个 n-2个 n-1个 2个 n-m个 1个 n-2个 n-1个 2个 n-m个 … … … 某种蛋白质是由10个氨基酸脱水缩合形成的1条多肽链构成的，若每个氨基酸分子质量平均是120，则该蛋白质的相对分子量是？ 蛋白质分子量 ＝原料总质量 — 丢的总质量 ＝120×10- (10-1) ×18 假设有n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为 蛋白质的相对分子量 氨基酸形成多肽链只是氨基酸合成蛋白质的第一步，氨基酸怎样构成蛋白质？ 38 小结: 形成的肽键数 = 　　　　　　 = 蛋白质分子量= 含有的氨基数 = 含有的羧基数 = 脱去的水分子数 氨基酸分子个数 肽链条数 肽链条数 肽链条数 + R基上游离的氨基数 + R基上游离的羧基数 原料总质量 — 丢的总质量 — 某蛋白质分子中有M个氨基酸，其中有N条肽链，则此蛋白质中至少含有多少个氮原子和至少多少氧原子（ ）。 A.2M B. M-N C.M D.M+N 蛋白质（多肽）中N原子数=各氨基酸脱水前的N原子总数 蛋白质（多肽）中的O原子数=各氨基酸脱水前的O原子总数-肽键数 C和D 蛋白质中的N、O原子的计算： 04 随堂演练 知识落实 SUI TANG YAN LIAN ZHI SHI LUO SHI 41 判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？ C COOH CH3 HOOC H C NH2 CH3 H2N H C H HOOC H CH2 NH2 C NH2 HOOC H CH2 NH2 CH NH2 HOOC CH NH2 HOOC 1 2 3 4 5 √ × √ × × 1.下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是 A.氨基酸是蛋白质分子的基本单位，只由氨基和羧基组成 B.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是 C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素 D.组成人体的氨基酸都能在人体内合成 √ 43 2.形成蛋白质结构的层次，从小到大依次是 ①氨基酸　②C、H、O、N等元素　③氨基酸脱水缩合 ④多肽链盘曲、折叠　⑤多肽　⑥蛋白质 A.②→①→③→④→⑤→⑥ B.②→①→③→⑤→④→⑥ C.②→①→⑥→⑤→③→④ D.①→②→③→⑤→④→⑥ √ 44 4.下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是 A.不同蛋白质含有的氨基酸数目不尽相同 B.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能 C.组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合 D.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合 √ 45 5.下列叙述中，能高度概括出蛋白质功能的是 A.细胞和生物体的重要结构物质 B.生命活动的主要承担者 C.收缩、运输、免疫等功能活动的物质基础 D.调节细胞和生物体的重要物质 √ 46 6. 某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含有—NH2和—COOH的数目至少为（ ） A. 110、110 B. 109、109 C. 9、9 D. 1、1 7. 21种氨基酸的平均分子量是128，由280个氨基酸、4条多肽组成的蛋白质，其分子量约为（ ） A. 31432 B. 30872 C. 31378 D. 36382 √ √ 47 课堂练习: 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条多肽链时共有-NH2个数是（ ） A.6 B.12 C.22 D.100 例：由m个氨基酸组成的1个环状肽分子完全水解共需要水分子（ ） A.n个 B. m个 C. (m+n)个 D. (m-n)个 B 变式：由m个氨基酸组成的n个环状肽分子完全水解共需要水分子（ ） A.n个 B. m个 C. (m+n)个 D. (m-n)个 B 肽键 个 R基 种 氨基 个 1 羧基 个 3 3 2 课堂练习: 例免疫球蛋白lgG的结构示意图如下，其中 —S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该lgG由m 个氨基酸构成，相对分子质量为a,则该lgG有肽键数 (　　)；相对分子质量为（ ） 答案：m-4； am-18(m-4)-2*3=(a-18)m+66 组成元素： C、H、O、N（S） 导致 氨基酸 种数：约21种 必需氨基酸：8种“笨蛋来宿舍晾一晾鞋” 非必需氨基酸 通式： 特点：至少有一个－NH2和一个－COOH且连在同一个C原子上 脱水缩合 多肽 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 多肽盘曲折叠的方式不同 盘曲折叠 蛋白质 结构多样性 功能多样性 组成 导致 OH C H C H2N O R 课 程 小 结 C H R1 H2N OH C O 氨基酸1 C H COOH R2 H N H 氨基酸2 强调水的来源。 C H COOH R2 H N C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O 肽键 C COOH R2 N 肽键 C H COOH R2 H N C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O … $$