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

问题探讨 从某些动物的组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术一段时间后，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？ 这种手术缝合线要变为小分子物质（氨基酸）才能被吸收。 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 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 一、蛋白质的功能 1.结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等，组成核糖体、中心体、染色体。 2.催化作用：如大多数酶。 3.运输作用：如血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白。 4.调节（信息传递）作用：如胰岛素、生长激素等。 5.免疫作用：如抗体等。 细胞的各项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。 观察图2-8蛋白质的功能举例，总结蛋白质有何功能？ 功 能 蛋 白 一、蛋白质的功能 蛋白质结构的多样性 蛋白质功能的多样性 　　为什么蛋白质有许多种类和功能?与其组成和结构有关吗? 二、蛋白质的基本组成单位-氨基酸 1.种类： 人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。 种类 概念 种数 必需氨基酸 人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。 8种 （婴儿9种） 非必需氨基酸 人体细胞能够合成 13种 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。 “笨蛋来宿舍亮一亮鞋” 二、蛋白质的基本组成单位-氨基酸 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 || 亮氨酸 | CH2 | CH CH3 CH3 氨基酸的结构特点 思考·讨论 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？ 二、蛋白质的基本组成单位-氨基酸 ①每种氨基酸至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且连接在同一个碳原子上。 ②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基）。 ③氨基酸之间的区别在于R基不同。人体中，R基有多少种？ 2.结构： （1）结构通式 C H H2N R 氨基 羧基 侧链基团 （2）结构特点 C、H、O、N、有的还有S等元素。 COOH C OH O H N H 4.组成元素： 分子式：C2H4O2N-R 酸 NH2 R COOH 二、蛋白质的基本组成单位-氨基酸 判断 以下哪些是组成蛋白质的氨基酸?R基是什么？ C H NH2 COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CH H2N COOH CH2 OH C H NH2 H CH2 COOH √ √ × × C NH2 CH3 H2N H CH NH2 HOOC CH NH2 HOOC × √ 二、蛋白质的基本组成单位-氨基酸 判断 以下哪些是组成蛋白质的氨基酸?R基是什么？ C COOH CH3 HOOC H C H HOOC H CH2 NH2 C NH2 HOOC H CH2 NH2 × × √ 每个氨基酸分子中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自 。 1 1 R基 CH3－S－CH2－CH2－C－H NH2 COOH √ 三、蛋白质的结构及其多样性 基本单位：氨基酸 二肽 肽链 C、H、O、N等元素 蛋白质 三肽 多肽 脱水缩合 三、蛋白质的结构及其多样性 1.氨基酸的结合方式: 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)相连接，同时脱去一分子的水。 OH C H R1 NH2 C O H2O C H COOH R2 H N H 肽键 二肽 脱去 分子H2O，形成 个肽键。 1 1 脱去的H2O中的氢来自 ，氧自 。 羧基 氨基和羧基 三、蛋白质的结构及其多样性 肽键 C H COOH R3 H N OH H C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O H2O H2O 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。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。 肽键 三肽 三肽脱去 分子H2O，形成 个肽键。 n肽脱去 分子H2O ，形成 个肽键。 2 2 n-1 n-1 1.氨基酸的结合方式: 脱水缩合 二肽 练一练 —C H2N 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 ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ③ （1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③ 表示_____ ； （2）该化合物由____个氨基酸通过____________ 反应，失去____个水分子形成的，有氨基___个，有羧基__个，含有____个肽键。 （3）该化合物称为 _______ 氨基 羧基 肽键 2 2 四肽 4 脱水缩合 3 3 某十环状肽在形成过程中，脱去 个水分子。 A. 10 B. 9 C. 8 D. 1 A 三、蛋白质的结构及其多样性 2.蛋白质的结构层次 基本单位：氨基酸 二肽 肽链 C、H、O、N等元素 蛋白质 三肽 多肽 脱水缩合 由于多肽链中不相邻的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。 盘曲折叠 三、蛋白质的结构及其多样性 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。形成更为复杂的空间结构。 574个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的空间结构 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质结构多样性的原因： ①氨基酸种类不同 ②氨基酸数目不同 ③氨基酸排列顺序不同 （1）氨基酸水平 （2）肽链水平 ④肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 结构多样性决定了功能多样性! 蛋白质变性指的是蛋白质在某些物理（加热、紫外线及X射线、剧烈振荡）和化学因素（强酸、强碱、重金属盐）的作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和 的现象。 不可逆，肽键一般不断裂 卷曲、紧密 伸展、松散 2.为什么加热、加酸、喷洒酒精能达到消毒、灭菌的目的？ 1.为什么吃煮熟的鸡蛋、熟肉容易消化？ 3.变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗？ 应用：鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。 经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，达到消毒灭菌的目的。 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，用于分离、提纯蛋白质 变性 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。 水解 空间结构发生改变，肽键未断裂，不可逆 蛋白质的变性、盐析和水解 指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变。 多肽 氨基酸 短肽 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。 19 氨基酸合成蛋白质 相关问题的计算 氨基酸数和肽链条数 肽键数 脱水数 n个氨基酸形成一条肽链 n个氨基酸形成m条肽链 3-1 3-1 2-1 2-1 n-1 n-1 9-2 9-2 n-m n-m n个氨基酸形成环状多肽 n n 1.氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的关系： ★规律1：肽键数＝脱水数 　＝氨基酸数-肽链数 练1：胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是 　。 练2：血红蛋白分子中含 574 个氨基酸，4 条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数目分别是 。 练3.某蛋白分子如图所示，共有280个氨基酸构成，该蛋白含有的肽键数是　　　。 49 570、570 278 2.蛋白质相对分子质量的计算： 氨基酸数 氨基酸的平均分子质量 肽链条数 蛋白质相对分子质量（Ｍ） n a 1条肽链 m条肽链 环状肽链 Ｍ=an-18(n-1) Ｍ=an-18(n-m) Ｍ=an-18n ★规律2：蛋白质的相对分子质量 ＝氨基酸的总分子质量－18×脱去水分子数 （－2×二硫键数） 1、组成人体的21种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为( ) A.73472； B.12800； C.63212； D.63140 C 练2：全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏草碱的分子量约为=　　　　　　　　　　； 练3：已知人胰岛素由51个氨基酸脱水而成，分子含有2条肽链和3个二硫键。则每分子的人胰岛素形成过程中，相对分子质量减少了　　　　　　　。 8×128-18×8=880 (51－2)×18+2×3=888 请分析下列问题： 1)每个氨基酸分子中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自 。 2)一条多肽链中至少含有 个氨基， 羧基。其他的氨基和羧基来自 。 3)n条多肽链中至少含有有 个氨基， 羧基。其他的氨基和羧基来自 。 1 1 R基 1 1 R基 n n R基 3.蛋白质分子中游离或羧基数目的计算： ★规律3： (1)1条肽链中至少含1个游离的氨基数或羧基。 (2)肽链中含游离的氨基数或羧基数 (3)环状肽中氨基或羧基数目＝ ＝肽链条数 + R基上相应的数 ＝各氨基酸中氨基或羧基总数 - 肽键数 R基上相应的数 6.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 （1）N原子数 （2）O原子数 ★规律4： 4.蛋白质中各种原子数的计算： ＝氨基酸数 + R基上的N原子数 ＝肽链数 + 肽键数 + R基上的N原子数 ＝氨基酸数 + 肽链数 + R基上的O原子数 ＝氨基酸数 × 2 - 脱水分子数 + R基上的O原子数 C、H也同样可推断。 练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，至少共有氮原子、氧原子的个数依次为　　　　　. 练2：分子式为C63H105O45N17S2的多肽化合物中，最多的肽键数是 个。 练3：甜味肽的分子式为C13H16O5N2 , 则甜味肽一定是一种 肽。 810、818 16 二 $$