2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件-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 第二章 组成细胞的分子 ？ 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。 情境一 组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质 为何这种缝合线可以被人体组织吸收？ 我们每天需要摄入650g左右富含蛋白质的食物。那么蛋白质有哪些功能呢？ 过渡 细胞中含量最多的有机物是 蛋白质 阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能 【任务1】 免疫 防御 结构 调节 信息传递 运输 催化 可以说，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。 结构 运输 催化 信息传递 防御 每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构 蛋白质功能的实现 抗原 抗体可变区 抗原 抗体 这与蛋白质的组成和结构有关 1010～1012种 蛋白质功能多种多样 蛋白质种类多种多样 一、蛋质的功能 5 ？ 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。 情境一 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？ 这种缝合线需要消化分解为氨基酸才能被吸收。这说明蛋白质是由氨基酸组成的，蛋白质在化学组成上可以分解为更小的分子. 思考•讨论 氨基酸的结构特点 观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题： 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 1.构成蛋白质的氨基酸共有的部分是： 2.据图可以看出，每个氨基酸都有一个___________和一个____________，而且它们都连接在同一个碳原子上。 氨基(—NH2) 羧基(—COOH) C COOH H H2N 观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题： 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 思考•讨论 氨基酸的结构特点 3.这四种氨基酸分子的不同部分分别是_____________________________ ____________________；我们把氨基酸的不同部分称作_______________， 其决定了氨基酸的种类和性质。 —H、—CH(CH3CH3)、 —CH3 侧链基团(R基) —CH2CH (CH3CH3) 观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题： 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 思考•讨论 氨基酸的结构特点 5.若某种氨基酸有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基分布在哪里？ 若氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。 4.根据上述分析请写出氨基酸的结构通式： C COOH H H2N R 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 非必需氨基酸： 必需氨基酸： 共13种，人体细胞能够合成的氨基酸 共8种，人体细胞不能合成的氨基酸 （甲 携 来 一 本 亮 色 书） 1.氨基酸的种类： 21种 (婴儿9种，组氨酸） 概括氨基酸结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的单位 【任务2】 苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸 "笨蛋， 来宿舍晾一晾鞋” 2.氨基酸的结构通式及特点 简写 R H H2N—C—COOH C H R NH2 COOH R基中也可能含有氨基(—NH2) 或羧基(—COOH) R 氨基 侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质 O C OH C H H H N 中心碳原子 氢基 (1)组成元素：C、H、O、N，有的含有S等。 (2)结构特点 ①数量上：至少有一个—NH2和—COOH ②位置上：都有一个—NH2和一个—COOH连接在 。 同一碳原子上 (3)氨基酸的种类和理化性质的差异是由 的不同导致的。 R基 羧基 氨基 NH2 N H H 或 羧基 COOH C O OH 或 (1)氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为： (基团前的“—”不能省略) (2)氨基、羧基不同表示方法： —NH2、—COOH、—R C COOH H H2N R 3.氨基酸结构通式的书写 选出构成蛋白质的氨基酸卡片，剪下备用 2 分析氨基酸脱水缩合形成肽链的过程 【任务3】 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 ? 氨基酸 肽链 分析氨基酸脱水缩合形成肽链的过程 【任务3】 15 C R1 C H H2N OH O C H C N OH O R2 H H C R1 CO H H2N C H C HN OH O R2 二肽 H2O + 脱水缩合 肽键 分析氨基酸脱水缩合形成肽链的过程 【任务3】 1.场所： 核糖体 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。 2.请认真观察图2-10，总结该反应的概念？ 16 利用氨基酸卡片模拟脱水缩合过程 H CH3 CH2 SH 自己写一写三肽 动动手 分析氨基酸脱水缩合形成肽链的过程 【任务3】 3.过程 由多个氨基酸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，叫做肽链。 多肽： 肽链： 4.产物: 二肽： 由两个氨基酸缩合而成的化合物 5.请结合脱水缩合过程，并参考如下多肽链的模式图分析： (1)肽链形成过程中，失去的水分子中氢和氧元素的来源分别是什么？ 氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。 分析氨基酸脱水缩合形成肽链的过程 【任务3】 (2)氨基酸脱水缩合产生的一条多肽链中，氨基数和羧基数是多少? 至少含一个氨基和一个羧基，分别在肽链的两端，多余的氨基和羧基分布在R基中 脱水缩合的知识总结 1.脱水缩合的反应物是： 2.脱水缩合的产物是： 3.脱水缩合形成的化学键的名称是： 4.脱水缩合的脱去的H2O中H和O的来源分别是： 5.脱水缩合的脱去的H2O的个数和产生的肽键的个数的关系是： .6缩合的产生的肽链的命名原则是： 氨基酸 水和多肽（肽链） 肽键 H来自于氨基和羧基 O来自于羧基 相等 肽链由多少个氨基酸的就是几肽 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空间结构 氨基酸 蛋白质 多肽 脱水缩合 盘曲折叠 人体血红蛋白分别由两条α链和两条β链构成观察下图，讨论并回答P31思考与讨论中的问题 思考•讨论 氨基酸怎样构成蛋白质 思考•讨论 氨基酸怎样构成蛋白质 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 氨基酸→二肽→三肽→…→多肽→一条或几条多肽链盘曲折叠形成蛋白质。 蛋白质 多肽 氨基酸 胃蛋白酶 肠肽酶 胰蛋白酶 2110 3.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？ 2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 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 盘曲折叠 1.蛋白质的形成过程 分析蛋白质的结构层次 【任务4】 为什么肽链能够折叠？空间结构靠什么维持？ 氨基酸之间能够形成 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。 二硫键的形成 丢失两个H —SH —SH —S—S— + 2H 氢键、二硫键 情境三 结构异常导致功能异常：在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常。 正常血红蛋白的肽链和正常红细胞 异常血红蛋白的肽链和镰状红细胞运输氧的能力会大为减弱 结构决定功能 —COOH —COOH H2N— H2N— 分析蛋白质的结构多样性的原因 【任务5】 种类 数量 排列顺序 结构多样 氨基酸 肽链： 空间结构 种类繁多 功能多样 结构决定功能 卷曲、紧密 伸展、松散 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，分子结构伸展松散，易被蛋白水解酶分解。 蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由： 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 胰岛素保存温度一般为2~8℃。温度太高，胰岛素会失去活性，原因是? 情境四 高温破坏了胰岛素的空间结构，会导致其功能丧失 为什么吃熟鸡蛋和熟肉更容易消化？ 结合教材P32，分析蛋白质的盐析、水解和变性 【任务6】 盐析 指在蛋白质水溶液中加入盐,随盐浓度增大使蛋白质沉淀出来的现象 变性的因素： (肽键断裂) 氨基酸顺序 ,肽键 ,空间结构 ,功能 。 不变 改变 水解 变性 改变 不变 短肽 氨基酸 水解酶 初步水解 蛋白质 水解酶 彻底水解 特点： 高温、强酸、强碱、重金属离子 (肽键断裂) 概念： 在某些物理和化学因素作用下其特定的 ，从而导致其理化性质改变和 的现象。 应用： 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。 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。 不影响蛋白质活性 空间构象被破坏 生物活性丧失 水解 ＋ 多肽水解视屏 图示 氨基酸数 脱水数 肽键数 3 5 7 10 n 1条肽链时： ………… 2 2 4 4 6 6 9 9 n-1 n-1 脱水数=肽键数 氨基酸数－肽键数=1 蛋白质的有关计算 1. 肽键与氨基酸的关系： 29 图示 氨基酸数 脱水数 肽键数 6 8 9 14 n 2条肽链时： ………… 4 4 6 6 7 7 12 12 n-2 n-2 脱水数=肽键数 氨基酸数－肽键数=2 ………… 蛋白质的有关计算 1. 肽键与氨基酸的关系： 30 图示 氨基酸数 脱水数 肽键数 9 11 19 n 3条肽链时： ………… 6 6 8 8 16 16 脱水数=肽键数 氨基酸数－肽键数=3 ………… ………… n－3 n－3 蛋白质的有关计算 1. 肽键与氨基酸的关系： 31 =氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18 3. 蛋白质中游离氨基或羧基数目计算： ①至少含有的游离氨基或羧基数目= ②游离氨基数目= ③游离羧基数目= 蛋白质的有关计算 2. 蛋白质相对分子质量： ①肽键数＝ ②相对分子质量＝ ④ 游离氨基或羧基数目＝ ③ 至少含有的游离氨基或羧基数＝ 失去水分子数＝氨基酸数－肽链数 氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18 肽链数 肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 多肽链相对分子量 氨基数 羧基数 1 1 2 1条 m n条 m m－n m－n am－18(m－n) m－1 m－1 am－18(m－1) 至少1个 至少1个 至少n个 至少n个 3 3-1 3-1 3a－18(3－1) 4a－18(4－1) 4 4-1 4-1 11 11-2 其中氨基酸的平均相对分子质量为a (2)计算规律 11-2 11a－18(11－2) 至少1个 至少1个 至少1个 至少1个 至少2个 至少2个 如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。 特别提醒 丢失两个H —SH —SH —S—S— + 2H (1)肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数 (2)游离氨基或羧基数目＝R基中含有的氨基或羧基数 若为环状多肽，相关计算规律如下： 肽键 蛋白质计算 2.环状肽的计算 4．蛋白质中含有N、O原子数的计算 =肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数 =肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数 N原子数 O原子数 =各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数 C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O C H COOH R3 H N 练习与应用·概念检测 1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确. （1）蛋白质彻底水解的产物是氨基酸.( ) （2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形蛋白质.（ ） （3)只有细胞内才有蛋白质分布.（ ） （4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关.（ ） 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是( ) 烧牛肉 B.烤甘薯 C. 馒头 D.米饭 √ × × √ A 练习与应用·概念检测 3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ） 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 A B 练习与应用·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。 【提示】 练习与应用·拓展应用 2.某种脑啡肽具有镇痛作用，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. （1）构成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）上图中的氨基酸顺序发生了改变，还会具有脑啡肽的功能吗?为什么 5 4 4 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。 【提示】 练习与应用·拓展应用 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，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 【提示】 Lavf58.29.100 FormatFactory Lavf58.29.100 $$