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（2019）必修1

第二节 生命活动的主要承担者 ——蛋白质 第2章 组成细胞的分子 “大头娃娃”事件 你能够说出几种富含蛋白质的食品？ 大豆制品 奶类制品 肉蛋食品 艾滋病研究者发现这样一种怪现象：有1%~2%的HIV感染者感染HIV但不会发病。旅美中国学者张林琦博士及其同事为这一现象找到了初步答案。这些感染者在感染HIV后，体内会产生3种名为“α-防御素”的小分子蛋白质。这可能就是少数HIV感染者可以长期健康存活而不发病的原因。 α-防御素有什么作用？ 蛋白质除了以上功能外还有哪些？ 免疫作用 结构蛋白 催化作用 运输作用 信息传递和调节 探究新知 蛋白质是生命活动的主要承担者 （一）蛋白质的功能 头发 蛛丝 肌肉 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。 肌肉纤维 结构蛋白 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。 胃蛋白酶结晶 （一）蛋白质的功能 有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白（参与氧气运输）、载体蛋白（参与物质跨膜运输）。 血红蛋白 通道蛋白 有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。 图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素 有些蛋白质有免疫功能。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。 功能蛋白 蛋白质的功能 ①结构功能：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。例如肌肉纤维。 ②催化功能：起生物催化作用，如绝大多数酶。 ③运输功能：运输功能，如血红蛋白能运输氧。 ④调节功能：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。 ⑤免疫功能：免疫过程中产生的抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 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。 （二）蛋白质的基本组成单位——氨基酸 光头强中午吃了一份宫保鸡丁，那么其中的蛋白质是否直接变成了他自己身体内的蛋白质呢？如果不是，那这些蛋白质最终以什么形式被他吸收呢？ 蛋白质要在胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等酶的作用下分解成氨基酸，才被人体小肠吸收，进而被细胞利用合成相应的人体蛋白质。 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 （二）蛋白质的基本组成单位——氨基酸 C H C H H2N OH O 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 C H C H2N OH O CH CH3 CH3 C H C H2N OH O CH CH3 CH3 C H C H2N OH O CH3 CH2 1.氨基酸有哪些化学元素组成？ 2、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？能否写出氨基酸的通式？ 3、氨基、羧基、R基分别怎么写？ 4.不同氨基酸分子的区别在哪里？ （二）蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1.氨基酸分子结构通式及特点 C H H2N R 氨基 羧基 侧链基团 C OH O 决定氨基酸的种类 每种氨基酸分子　　　都含有　　　　（　　　） 　和　　　　　（　　　　）。 且都有一个氨基和一个羧基连接在　　　　　　上。 氨基酸分子不同，就不同在 。 至少 一个氨基 —NH2 一个羧基 —COOH 同一个碳原子 R基 CH COOH H2N R 简写： C H NH2 COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CH NH2 COOH CH2 COOH C H NH2 H CH2 COOH √ √ × × A D C B 哪个是组成蛋白质的氨基酸? R基是什么？ 非必需氨基酸（成人13种） 必需氨基酸（ 成人8种，婴儿9种） 人能否合成 （21种） 2.氨基酸种类： 判断： 非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸（ ） × （人不能合成） 思考：有些同学有“偏食”的习惯，请分析这种习惯好不好？ 氨基酸(21种)是组成蛋白质的基本单位 （二）蛋白质的基本组成单位——氨基酸 必须从外界环境种直接获取的的氨基酸。 缬氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 苯丙氨酸 甲硫氨酸 色氨酸 苏氨酸 赖氨酸 可以体内合成的氨基酸。 与生活的联系 组成元素： C、H、O、N （少数还含P、S等） 相对分子质量： 几千—100万以上 （生物大分子） （三）蛋白质的结构及其多样性 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？ 1．氨基酸形成蛋白质的过程 C H R1 NH2 OH C O H2O C H COOH R2 H N H 脱水缩合 氨基酸脱水缩合，形成肽键，通过肽键连接成肽链。 肽键 二肽 氨基酸 二肽 三肽 多肽 一条多肽链折叠形成蛋白质 几条多肽链折叠形成蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 脱水缩合 （三）蛋白质的结构及其多样性 1．氨基酸形成蛋白质的过程 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 胃蛋白酶 血红蛋白 肌红蛋白 胰岛素 蛋白质结构的多样性 （三）蛋白质的结构及其多样性 2．蛋白质的多样性 ◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎　 （2）氨基酸种类不同，肽链结构不同 ◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇-◇-◇ （3）氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同 ◇-◇-◎-◎- ◇-◇-◎-◎- ◎-◎- ◇-◇ -◎-◇-◇-◎- （4）肽链空间结构不同，蛋白质种类不同 （1）氨基酸数目不同， 肽链结构不同 蛋白质结构多种多样 蛋白质种类多种多样 结构多样性决定了功能多样性! 氨基酸种数、数目、序列不同； 肽链空间结构不同 蛋白质空间结构的重要性 血红蛋白β链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，形成了异常的血红蛋白S（HbS），取代了正常血红蛋白（HbA），氧分压下降时血红蛋白S分子之间相互作用，聚合成为螺旋形多聚体，使红细胞扭曲成镰状细胞（即镰变现象），导致运输氧的能力大为削弱。 左下为镰状红细 （三）蛋白质的结构及其多样性 2．蛋白质的多样性 蛋白质的变性及应用 1．鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。 2．细菌、病毒经过加热、酸、重金属处理后因蛋白质变性而灭活。 3．动物、昆虫标本固定保存、防腐。 4．很多毒素是蛋白质，经甲醛固定，减毒、封闭毒性碱基 团作类毒素抗原，制作抗毒素。 蛋白质的变性指的是蛋白质受物理或化学因素的影响，其分子内部结构和性质的改变。一般认为蛋白质的二级结构和三级结构的改变都是变性的结果。 致变因素：化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等；物理方法有加热（高温）、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等。 变性结果：生物活性丧失；粘度增加、扩散系数降低；容易聚集沉淀。 变性的应用： （四）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（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 蛋白质中的N、O原子的计算 肽键数=6-1 肽键数=8-1 肽链数为1时：肽键数 = 脱去水分子个数 = n-1 肽键数=14-2 肽链数为2时：肽键数 = 脱去水分子个数= n-2 肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数= n-m （环状肽肽键数=氨基酸数）。 肽键数和水分子数计算 （n表示氨基酸数、m表示肽链数） （四）蛋白质形成过程中的数量计算 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 蛋白质相对分子量的计算 （四）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 组成元素 C、H、O、N（P、S） 导致 氨基酸 种类：21种 必需氨基酸：8种 非必需氨基酸：13种 通式： 特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 脱水缩合 多肽 氨基酸种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸排列顺序不同 多肽的空间结构不同 折叠盘旋 蛋白质 结构多样性 功能多样性 构成生物体，如结构蛋白 运输作用，如血红蛋白 催化作用，如酶 调节作用，如胰岛素 免疫作用，如抗体 组成 决定 O H H2N R C C OH 课堂总结 （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(多肽) 三 四 三 脱水缩合 R基 C H2N H H —C— O N— H C—— CH3 H COOH C— O N— H C— H CH3 —C— O N— H H CH2 C COOH ① ② ③ ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ⑨ 课堂反馈 1．下列关于蛋白质功能的举例合理的是（ ） A．催化—抗体 B．运输—唾液淀粉酶 C．调节—胰岛素 D．免疫—血红蛋白 C 2．催产素、牛加压素、血管舒缓素等多肽化合物的氨基酸数量相同，但其生理功能却不同，原因有（ ） ①氨基酸种类不同　 ②合成的场所不同 ③氨基酸的排列顺序不同 ④肽链的折叠盘曲方式不同 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②③④ B 3．下列物质中，不是构成蛋白质的氨基酸（ ） D A． B． C． D． 4．有关下图中某蛋白质的叙述，正确的是（ ） B A．形成该蛋白质时共脱掉126个水分子 B．该蛋白质含有两条肽链 C．该蛋白质的R基中共含16个氨基 D．该蛋白质共有111个肽键 5．如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是（ ） B A．A中肯定含有S元素 B．①过程发生伴随着水的生成 C．多肽中B的数目等于C的数目 D．蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的根本原因 练习与应用 1. 1）√ （2）× （3）× （4）√ 2.A 3.A 4.B 1. 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。 2. （1） 5，4，4。（2）略。 （3）不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。 3. 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，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 Lavf57.67.100 Lavf57.58.101 $$