2.4. 蛋白质是生命活动的主要承担者第3课时课件-2025-2026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 本节聚焦 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 氨基酸的结构有什么特点？ 为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？ 组成元素 C、H、O、N（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： C H C H2N OH O R 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 多肽盘曲、折叠形成的空间结构不同 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 导致 脱水数=肽键数 =氨基酸数—肽链数=n—m m条肽链构成的蛋白质， 至少m个氨基，至少m个羧基 蛋白质相对分子质量 =na—（n—m）18 甲(甲硫氨酸)携(缬氨酸)来(赖氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸) 亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸) 2 —NH2（肽链数） = —CO—NH— —R中N数 N原子数 —COOH×2（肽链数×2） = —CO—NH— —R中O数 O原子数 N个数=氨基酸数+R基上N O个数=氨基酸数+肽链数+R基上O 肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数 R2氨基酸羧基端的肽键 R2氨基酸氨基端的肽键 N个数=各氨基酸N原子总数 O原子数=各氨基酸O总数－脱去水分子数 有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyOwNzS(z>12，w>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸： 半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目和赖氨酸的数目是( ) 　A.(y＋12)个、 （Z-12）个 B.(z＋12)个 、（Z-13）个 C.(w－13)个 、（y+12）个 D.(w－13)/2个、（Z-12）个 D 　 H2O C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H 拓展——与蛋白质相关的计算 3、蛋白质相对分子质量的计算： H2O C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H 拓展——与蛋白质相关的计算 公式3：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 5 蛋白质相对分子质量的计算： 蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 - 二硫键数×2 H2O C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H S S SH + HS + 2H 6 拓展——与蛋白质相关的计算 肽 链 数 氨基酸 平均相对 分子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去 水分子 数目 多肽的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基 数目 1 a n 至少 个 m a n 至少 个 环状多肽 a n 至少 个 n-1 n-1 na-18(n-1) 1 n-m n-m n n na-18(n-m) na-18n m 0 7 多肽形成蛋白质的过程 肽链：多肽通常呈链状结构。 氨基酸 二肽 三肽 多肽 一条肽链盘曲折叠形成蛋白质 几条多肽链盘曲折叠形成蛋白质 蛋白质的基本单位是氨基酸。 8 蛋白质的盘曲折叠过程（视频） 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的结构层次： 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 1 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 2 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 3 四条肽链聚集形成复杂空间结构 4 氢键 二硫键 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的结构层次： 氨基酸 多肽 盘曲、折叠 蛋白质 脱水缩合 多肽和蛋白质的主要区别在于： 多肽无明显的空间结构 蛋白质空间结构更复杂 讨论：从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 蛋白质必须具备复杂的空间结构才具备生物活性 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 怎样形成 脱水缩合 氨基酸的种类有限， 如何构成种类繁多、功能多样的蛋白质？ 1、有关氨基酸排列顺序的计算 ①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目不限的情况下 ②A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下 可形成三肽的种类： 可形成三肽的种类： 3×3×3=27种 3×2×1=6种 排列组合法 AB和BA是一样的二肽吗？ 公式5：用21种十个氨基酸→脱水缩合→能合成 种十肽链。 2110 十肽链 ______种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 21种 2110 若十个不同氨基酸呢？ 21种 20种 19种 18种 17种 16种 15种 14种 13种 12种 × × × × × × × × × x y xy y y xy 【拓展】蛋白质的相关计算。 多肽链中氨基酸的排列顺序 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 蛋白质结构多样性的原因 三.蛋白质的结构及其多样性 肽链结构不同 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质结构多样性的原因： 每一种蛋白质分子都有与它所承担的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。 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 正常红细胞 运氧能力强 镰状红细胞 运氧能力弱 镰状细胞贫血的病因 氨基酸序列改变 蛋白质功能 影响 种类 数量 排列顺序 空间结构 结构多样 种类繁多 氨基酸 肽链： 功能多样 决 定 功能蛋白 结构蛋白 (组成细胞和生物体) ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) ________ (载体蛋白) ________ (抗体) 调节 催化 运输 免疫 ________ (糖蛋白) 识别 蛋白质结构多样性的原因 三、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的盐析、水解和变性 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 变性 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸 水解 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构 ，功能 。 不变 未断裂 改变 丧失 加盐 导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属离子、酒精、 双缩脲试剂检测 不可逆 白色的絮状物 兑水稀释后絮状物消失 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 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸 水解 蛋白质的盐析 不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，是物理变化，可复原。 蛋白质的空间结构没有发生变化 蛋白质的水解 在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。 肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。 要经过消化，水解成各种氨基酸，才被人体吸收和利用。 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 口腔 胃 小肠 食物蛋白 胃、胰蛋白酶 多肽 肠肽酶 氨基酸 吸收 合成 人体的蛋白质 人体内氨基酸 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 易被蛋白酶水解 变性 ②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消 毒、灭菌的目的。 ①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散， 易于被蛋白酶水解，因而易于消化。 应用 低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。 三、蛋白质的结构及其多样性 种类 变性 盐析 水解 空间结构 生理活性 肽键 是否可逆 与双缩脲试剂混合 未破坏 破坏 破坏 未丧失 破坏 丧失 未破坏 破坏 未破坏 可逆 不可逆 不可逆 紫色 紫色 紫色(含酶蛋白) 低温不破坏蛋白质的空间结构,只是抑制其功能。 肽酶 彻底水解 短肽 氨基酸 蛋白酶 初步水解 蛋白质 水解： 教材隐性知识 源于必修1 P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是___ _________________________________________________________。 ②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：_______ _______________________________________________________。 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 能。因 为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键 P20 6.某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是（ ） A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子 B.若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列 C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2O D.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基 C 脱下的5个氨基酸=4个Ala+第50位的氨基酸 断8个肽键，消耗8个H2O 3个H2O 24 11.水解后产物与原多肽相比，氨基、羧基数目及原子数目变化 例18.某三十九肽中共有丙氨酸4个（R基是-CH3），现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图）。那么这4条多肽与原多肽相比，分析错误的是（ ） A.肽键数目减少8个 B.C原子减少12个 C.氨基和羧基分别增加3个 D.O原子数目减少1个 39肽+__H2O → 1-7肽+9-17肽+19-26肽 +28-38肽+ 4C3H7O2N(丙氨酸) 7 A 　 二.举例 例6.某多肽有20个氨基酸，其中含天门冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位（见图）；肽酶X专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，下列相关叙述不正确的是（　　） A.该20肽含有19个肽键 B.该20肽游离的氨基和羧基各为1个和5个 C.肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个 D.肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比20肽少了4个 B 二.蛋白质的相关计算 如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个 “—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（ ） A.m，18m B.(m－4)，18(m－4) C.(m－3)，18(m－3)＋4 D.(m－2)，18(m－2)＋4 D 水分子数=氨基酸数-肽链数 减少的相对分子质量 =水+二硫键 27 三、蛋白质的结构及其多样性 2、蛋白质的结构层次： 多肽 氨基酸 蛋白质 氨基酸之间形成肽键 脱水缩合 核糖体 盘曲折叠 加工：内质网、高尔基体 肽链之间形成二硫键 注意：多肽≠蛋白质 核糖体上合成的是多肽，无空间结构 多肽经加工后，才能形成具有空间结构和特定功能的蛋白质 （无空间结构） （有空间结构、有特定功能） Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $$