2.4 蛋白质是生命活动的承担者课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节 蛋白质是生命活动的承担者 SW生老师 SW生老师 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。 问题探讨 SW生老师 1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 用某些动物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。 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成小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解成氨基酸才能被吸收，因此蛋白质在化学组成上应该能分为更小的分子。 SW生老师 1.结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质 头发 羽毛 蛛丝 一、蛋白质的功能 SW生老师 细胞间传递信息的调节蛋白（胰岛素），通过蛋白质间的特异性结合， 实现信息的精准传递。 2. 信息传递（调节有机体的生命活动） SW生老师 细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。 3. 催化功能 胃蛋白酶结晶 SW生老师 有些蛋白质具有运输功能（图2为血红蛋白示意图，能运输氧）。 4. 运输功能 图1 图2 图3 SW生老师 有些蛋白质具有免疫功能，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。 5. 免疫功能 SW生老师 01 结构蛋白：肌肉、头发、羽毛、蛛丝 02 调节生命活动：胰岛素（部分激素） 05 免疫功能：抗体 04 运输功能：血红蛋白 03 催化功能：大多数酶 功 能 蛋 白 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！ SW生老师 蛋白质能够承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。 为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？ SW生老师 1.氨基酸分类（21种） 必需氨基酸： 非必需氨基酸： 注：〔蛋(甲硫)氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸;〕【甲携来一本亮色书】婴儿外加组氨酸。 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 8种（婴儿有9种）人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取。 13种，体内可以合成。 SW生老师 H2N— C— C—OH H | O || 甘氨酸 | H H2N— C— C—OH H | O || 缬氨酸 | CH CH3 CH3 H2N— C— C—OH H | O || 丙氨酸 | CH3 H2N— C— C—OH H | O || 缬氨酸 | CH2 | CH CH3 CH3 思考·讨论 氨基酸的结构具有什么共同特点？ SW生老师 4.氨基酸之间的区别在于R基不同 1.至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH) 3.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（用R表示） 2.都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 01 C、H、O、N、(S) 5.元素组成： 氨基酸的结构特点 SW生老师 2.氨基酸分子的结构通式（21种） H H | H—N C C OH O R 氨基 羧基 侧链基团 H2N — C — COOH R H 简写版 SW生老师 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 一看数量：每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基。 二看位置：必须一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 另外：这个碳原子还连接着一个氢和一个侧链基团，侧链基团上可以有氨基或羧基。 SW生老师 以下哪些是氨基酸？ H2N— C— COOH H | | H H2N— C— COOH H | | CH2 | CH CH3 CH3 H2N—C— C— COOH H | | CH CH3 CH3 H2N— C— CH2—COOH H | | CH3 √ √ × × ① ④ ③ ② SW生老师 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。 氨基酸是如何组成蛋白质的呢？ 思考·讨论 SW生老师 C H COOH R2 H N 二肽 C H R1 H2N OH C O H2O H 肽键 三、蛋白质的结构及多样性 脱水缩合: 一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。 1、氨基酸的结合方式—— 脱水缩合 记忆小技巧：羧脱羟基（—OH）氨脱氢 SW生老师 肽键 C H COOH R3 H N OH H C C H R1 H2N C O C H R2 H N O 二肽 H2O H2O 三肽 肽键 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。 多肽通常呈链状，叫作肽链。 SW生老师 肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子含有几条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）互相结合在一起。 SW生老师 氨基酸脱水缩合过程 SW生老师 蛋白质的结构层次 氨基酸 二肽 三肽 四肽 肌球蛋白 血红蛋白 胰岛素 盘 曲 折 叠 SW生老师 思考•讨论P31，回答下列问题： （1）从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ （2）人体如何消化蛋白质？ 经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。 氨基酸 二肽 多肽 蛋白质 SW生老师 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？。 10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。 蛋白质种类多种多样的原因都有哪些？（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸） 结构决定功能，蛋白质的结构不同，其功能也不同 SW生老师 氨基酸层面 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 肽链层面 多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别 蛋白质结构的多样性 3、蛋白质多样性的原因 SW生老师 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。 正常红细胞 镰状红细胞 SW生老师 蛋白质鉴定，与双缩脲试剂作用仍显紫色 与社会的联系 盐析 在蛋白质水溶液中加入中性盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀出来的现象 变性 蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定空间构象被破坏，从而导致期理化性质的改变和生物活性丧失的现象 蛋白质的盐析和变性 SW生老师 蛋白质盐析与变性 SW生老师 (1)两分子氨基酸脱水缩合的产物是什么?三个氨基酸呢？n个氨基酸呢? (2) 蛋白质形成过程中脱去的水分子数与形成肽键数有什么关系? (3) 形成的一条多肽链中至少有多少个氨基和羧基? 二肽和1分子水, 三肽和2分子水, 多肽和(n-1)个水 脱水数=肽键数 一条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基 四、蛋白质合成和水解过程相关的计算 SW生老师 (4)蛋白质中的肽键数、脱水数以及氨基酸个数、肽链数有什么关系？ 氨基酸 肽键 肽键数=6－1 肽键数=8－2 肽键数=3－1 肽键数=2－1 脱掉的水分子数呢？ 规律：蛋白质中的肽键数= 脱去水分子水数=氨基酸数-肽链数=n-m 注：n为氨基酸数，m为肽链数 SW生老师 （5）蛋白质中至少含有游离氨基、羧基的个数如何计算？ ①1条肽链至少含有 个游离氨基， 个游离羧基； ②m条肽链至少含有 个游离氨基或羧基。 规律： 至少含有游离氨基或羧基的个数=肽链数=m 1 1 m SW生老师 （6）蛋白质的分子量计算 减少的分子量=脱去水的个数（肽键数）×18 蛋白质分子量= 氨基酸个数×氨基酸平均分子量 — 脱去水的个数×18 = n×a—(n—m)×18 例：已知氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质分子由1条多肽链组成，共有肽键99个，此蛋白质的分子量接近（ ）减少的水分子量是多少（ ）？ 注：n为氨基酸数，m为肽链数,a为氨基酸的平均相对分子质量 12683  1782 SW生老师 （7）蛋白质的水解 例：若某蛋白质由一条肽链构成，蛋白质发生水解断开6个肽键，则需要消耗几分子水？ 由于形成的肽键数=脱去的水分子数，反过来水解时，需消耗的水分子数=断开的肽键数。 SW生老师 思考：10个氨基酸形成一条肽链，共形成多少个肽键？失去多少个水分子？ 若氨基酸形成环状的肽链呢？ 结论：链状时，肽键数=脱去水分子数=氨基酸数—肽链数 结论：环状时，肽键数=脱去水分子数=氨基酸数 10个氨基酸形成一条环状肽链，共形成多少个肽键？失去多少个水分子？ SW生老师 ★特别提醒：计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变化过程。 如肽链上二硫键(-S-S-)的形成，一个-S-S-是有两个-SH脱去两个H原子连接而成的， 即“-SH”+“-SH”→“-S-S-”+2H。 所以当有k个二硫键时， 蛋白质的相对分子质量= na-18(n-m) 。 -2k 规律：蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均分子质量－18×脱去水分子数－2×二硫键的数目 。 SW生老师 （8）N、O原子数计算 N原子数=肽链数+肽键数+R基中N原子数=氨基酸数+R基中N原子数 O原子数=肽链数*2+肽键数+R基中O原子数 SW生老师 课堂总结 SW生老师 课堂练习 1、判断下列有关蛋白质的叙述是否正确 （1）蛋白质彻底水解的终产物是氨基酸（ ） （2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质（ ） （3）只有细胞内才有蛋白质（ ） （4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关（ ） √ X X √ 一、概念检测 SW生老师 2、相等质量的下列食物中，蛋白质含量最多的是（ ） A. 烧牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭 A 3、下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ） A SW生老师 4、下列物质中不属于蛋白质的是（ ） A. 胰岛素 B. 胆固醇 C. 胃蛋白酶 D. 抗体 B SW生老师 二、拓展应用 1.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。 食物中的蛋白质是大分子有机物。它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子物质都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质，在人体内执行不同的功能。 SW生老师 2.某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。 回答下列问题。 SW生老师 (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)请在图中标出其中的一个肽键。 (3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，它还会具有脑啡肽的功能吗?为什么? 5 4 4 不具有，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸的排列顺序变了，新的物质就不再具有脑啡肽的镇痛功能。 SW生老师 3.在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么? 必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。 SW生老师 Lavf58.46.101 $$