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 各种各样的蛋白有何作用？ 一、蛋白质的功能 组成肌肉、头发、羽毛和 蛛丝等的蛋白质 ①结构蛋白，是构成细胞和生物体的重要物质 绝大多数酶（化学反应的催化剂），如唾液淀粉酶 ②催化 血红蛋白，可以运输氧气 ③运输 胰岛素和生长激素等 ④调节生命活动（通过信息传递的方式） 抵御病毒和病菌的抗体 ⑤免疫 蛋白质是生命活动的主要承担者！ 一、蛋白质的功能 蛋白质能够承担如此多样的功能，与蛋白质的多样性有关，生物界的蛋白质种类多达1010到1012种 思考：蛋白质为什么能拥有如此多的功能呢？ 瑞士军刀能够拥有许多功能，是因为它拥有执行各种功能的结构 作为生物大分子的蛋白质的结构是怎样的呢？ 二、蛋白质的结构 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。 手术缝合线 胶原蛋白 + 胶原蛋白酶 氨基酸 胶原蛋白手术缝合线要变成小分子物质-氨基酸才能被吸收； 氨基酸是组成蛋白质的基本单位 二、蛋白质的结构 C H H C O OH 甘氨酸 C H CH C O OH CH3 CH3 缬氨酸 C H C O OH CH3 C H CH C O OH CH3 CH3 CH2 亮氨酸 丙氨酸 H2N H2N H2N H2N 三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 甘氨酸 缬氨酸 亮氨酸 丙氨酸 讨论分析：这些氨基酸的结构有什么共同特点？ 羧基 氨基 三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 ※氨基酸分子结构通式： C H C H2N OH O R 氨基 羧基 侧链基团 三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 ※氨基酸分子的结构特点 每种氨基酸至少有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且氨基和羧基连在同一个碳原子上。 这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（用R基表示） 氨基酸之间的区别在于R基不同。 C H COOH CH2 SH C H NH2 COOH CH2 SH CH COOH CH2 OH C H H2N H CH2 COOH √ √ × × H2N H2N H2N 判断：它们是氨基酸分子吗？ ※氨基酸（蛋白质）的元素组成 三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 一定有：C H O N （在结构通式里） 可能有：S（形成二硫键，很常见）、Fe（血红蛋白） Se（硒元素，在必修二学习到） 等等...... ※氨基酸的种类（教材P30小字部分） 三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 （1）组成人体蛋白质的氨基酸有21种 （2）非必需氨基酸（13种）-人体细胞能够合成 （3）必需氨基酸：（8种）-人体细胞不能合成的 甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸; 口诀：【甲来写一本亮色书】 三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 氨基酸通过什么方式聚合成蛋白质？ 氨基酸的种类为21种，怎样形成1010到1012种蛋白质的呢？ 四、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸的结合方式: C H R1 NH2 OH C O H2O C H COOH R2 H N H 脱水缩合 C H R1 NH2 C O C H COOH R2 H N H2O 二肽 肽键 四、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸的结合方式: 脱水缩合 C H R1 NH2 C O C H C R2 H N 肽键 C H COOH R3 H N OH H H2O 四、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸的结合方式: O 肽键 H2O 三肽 以此类推，若干个氨基酸分子通过脱水缩合，最终形成长链 氨基酸（基本单位） 二肽 三肽 多肽 脱水缩合 脱水缩合 脱水缩合 CHONS 组成 思考：只有一条多肽链，是无法拥有各种功能的，要具备功能，就必须？ 具备相应的空间结构！ 氨基酸（基本单位） 二肽 三肽 多肽 一条多肽链折叠，形成蛋白质 4条多肽链折叠，形成蛋白质（如血红蛋白） 脱水缩合 脱水缩合 脱水缩合 折叠盘曲成空间结构 CHONS 组成 四、蛋白质的结构及其多样性 小结：从氨基酸到蛋白质的结构层次 氨基酸→二肽→三肽……→多肽（一条肽链） 一条肽链（主要通过氢键，也能通过二硫键）盘曲、折叠构成空间结构 多条肽链（主要通过二硫键联系）共同构成更为复杂的空间结构 四、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质多种多样的原因： ◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎ 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 ◇-◇-◎-◎ ◎-◎- ◇-◇ -◎-◇-◇-◎ ④盘区折叠导致空间结构不同 四、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质结构与功能相关， 若氨基酸的序列改变或蛋白质空间结构改变，就会影响其功能。 案例：镰状红细胞，运输氧的功能大为削弱 原因：血红蛋白某处，谷氨酸被缬氨酸取代 四、蛋白质的结构及其多样性 总结与补充： 1、氨基酸的结合方式？ 脱水缩合 2、脱水缩合的产物？ 水和肽 尤其要注意：水也是生成物！ 3、脱去水分子中的氢来自？ -NH2和-COOH，各提供1个 氧来自？ -COOH ※参与脱水缩合的一定要是连接中心C原子-NH 2和-COOH！！ 4、肽如何命名？ 由几个氨基酸构成就是几肽（写汉字） 四、蛋白质的结构及其多样性 总结与补充： 补充： 1、能与双缩脲试剂发生紫色反应的蛋白质必须至少含有两个肽键（二肽是不能与双缩脲试剂显色的） 2、氨基酸脱水缩合的场所是核糖体 五、蛋白质的盐析与变性 盐析：加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中分离出来，这个过程叫盐析。 盐析过程是可逆的，常用于分离、提取蛋白质。 原理：蛋白质在浓盐水的溶解度非常小 五、蛋白质的盐析与变性 变性：蛋白质在某些物理和化学因素（加热、加酸、加酒精等）作用下其特定的空间结构被破坏（但肽键没有断裂）的现象。 变性的蛋白质由于空间结构被破坏，生物活性丧失，是不可逆的 由于肽键没有断裂，仍然可以与双缩脲试剂反应显色！ 思考：熟鸡蛋为什么更容易消化？ 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。 思考：为什么高温、酒精等方法可以消毒？ 高温、酒精等方式可以引起细菌蛋白质变性，从而杀死细菌。 补充拓展1：肽链的方向 只要肽链不成环，就一定有未参与脱水缩合的一个氨基和一个羧基，两个端点就称为氨基端和羧基端 环肽没有方向 补充拓展2：关于蛋白质的计算 2个氨基酸脱水缩合成一条肽链 这条肽链含有 个肽键，失去 个水分子。 一.肽键数、脱水数、氨基酸数和肽链数之间的关系 1 1 3个氨基酸脱水缩合成一条肽链 这条肽链含有 个肽键，失去 个水分子。 2 2 n个氨基酸脱水缩合成一条肽链 这条肽链含有 个肽键，失去 个水分子。 n-1 n-1 补充拓展2：关于蛋白质的计算 一.肽键数、脱水数、氨基酸数和肽链数之间的关系 10个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链含有____个肽键，失去 个水分子。 8 8 10个氨基酸脱水缩合成三条肽链，这三条肽链含有____个肽键，失去 个水分子。 7 7 n个氨基酸脱水缩合成m条肽链，这m条肽链含有____个肽键，失去 个水分子。 n-m n-m 补充拓展2：关于蛋白质的计算 一.肽键数、脱水数、氨基酸数和肽链数之间的关系 规律： 蛋白质分子的肽键数 = 脱去的水分子数 = 氨基酸数 — 肽链数 环肽的肽链数视为0 补充拓展2：关于蛋白质的计算 二. 氨基、羧基数量的计算 1条肽链，至少含有____氨基，至少含有____个羧基 1 1 2条肽链，至少含有____氨基，至少含有____个羧基 2 2 m条肽链至少含有m个氨基和m个羧基 肽链中的总氨基数＝肽链数﹢ R基的氨基数 肽链中的总羧基数＝肽链数﹢ R基的羧基数 补充拓展2：关于蛋白质的计算 三. 原子数量的计算 蛋白质中含有N原子数的计算： 1个肽键中一定有1个N原子 1条肽链上的氨基上一定有1个N原子 R基可能会含有N原子 蛋白质的N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数 补充拓展2：关于蛋白质的计算 三. 原子数量的计算 蛋白质中含有O原子数的计算： 1个肽键中一定有1个O原子 1条肽链上的羧基上一定有2个O原子 R基可能会含有O原子 蛋白质的O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数 补充拓展2：关于蛋白质的计算 三. 原子数量的计算 蛋白质中含有C原子数的计算： 蛋白质中含有H原子数的计算： C原子数＝氨基酸个数×2＋R基上的C原子数 H原子数＝各氨基酸中H原子总数－2×脱去水分子数 补充拓展2：关于蛋白质的计算 四. 分子质量的计算 蛋白质的质量＝ 氨基酸总质量 — 脱水总质量 例：一个蛋白质分子，含m条肽链，共由n个氨基酸组成，这些氨基酸的平均分子量为a，这个蛋白质分子的分子量=_____ n×a - 18×(n-m) 某蛋白质由2条肽链、502个氨基酸组成。在其脱水缩合的过程中，相对分子质量至少减少（ ） A．36 B．9000 C．9018 D．9072 B 如果还要考虑二硫键呢？ 补充拓展2：关于蛋白质的计算 四. 分子质量的计算 S S SH + HS + 2H 蛋白质的质量＝ 氨基酸总质量 — 脱水总质量 — 2×二硫键数量 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$