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

1.蛋白质的功能 2.概括氨基酸的结构通式和特点。 3.分析蛋白质结构多样性和功能多样性的关系。 4.说出氨基酸构成多肽链或蛋白质的过程。 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 蛋白质是细胞中含量最多的有机物 我们每天需要摄入一定量富含蛋白质食物 蛋白质具有什么功能？ 一、蛋白质的功能 【活动1】请同学们用2min，结合教材p28图2-8，画出蛋白质的功能： （1）结构蛋白： 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、羽毛、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。 一、蛋白质的功能 细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。 2.催化作用 胃蛋白质酶结晶 脂肪酶 脂肪 甘油+脂肪酸 有些蛋白质就有运输功能，如血红蛋白可以运输氧气。 血红蛋白 O2分子 载体蛋白 3.运输功能： 细胞膜上的载体蛋白可以运输离子 有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素。 胰岛素 糖尿病患者注射胰岛素 4.调节作用（信息传递） 5.免疫作用 有些蛋白质可以帮助人体抵御病菌、病毒如抗体。 抗体与病原体结合降低其生物活性 蛋白质是生命活动的主要承担者。 蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等功能。可以说细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。 二、蛋白质的基本单位——氨基酸 【活动2】课本P29，观察下列几种氨基酸的结构，思考并回答： 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？相同： 不同： C R H2N H 氨基 羧基 侧链基团 1.氨基酸的结构通式 C OH O 氨基: NH2 H H N 或 羧基: C O OH COOH 或 氢原子 C R H COOH H2N 简写： 思考：组成氨基酸的元素有哪些？ 一定有C、H、O、N，有的含S等 2.氨基酸的结构特点 ①每个氨基酸分子至少都含有 和 ，并连在 碳原子上。 ②该碳原子上还连接着一个氢原子和一个R基。 ③各种氨基酸之间的区别在于 不同。 一个氨基(一NH2) 一个羧基(一COOH) 同一个 R基 记 课本P29 有多少种R基？ 判断：具有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸。(　　　) √ ②非必需氨基酸（13种）：人体细胞能够 的氨基酸。 ①必需氨基酸(8种)： 人体细胞 ，必须从外界环境中 直接获取的氨基酸。 3.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（ ） × （21种） 包括：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 【与社会的联系】P30 巧记：【甲携来一本亮色书】 不能合成 合成 例1．(2024·桂林高一检测)下列关于组成人体蛋白质的氨基酸种类的叙述，错误的是 (　　) A．不同种类的氨基酸的R基不同 B．必须从外界环境获取的叫作必需氨基酸 C．每种氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基 D．每种氨基酸分子都含有的元素是C、H、O、N C 至少 若有多余的氨基或羧基，其位置在哪里？ R基 例2．下列化合物中，属于构成蛋白质的氨基酸的是 (　　) A．①②③ B．①②④ C．①② D．②④ A 例3．已知苯丙氨酸的分子式是C9H11O2N，那么该氨基酸的R基是 (　　) A．—C7H7O B．—C7H7 C．—C7H7N D．—C7H7NO B C2H4O2N+R 世界上第一个人工合成蛋白质——结晶牛胰岛素 我国科学家不懈努力下，首次合成世界上第一个人工蛋白质。 这17种51个氨基酸到底是如何形成蛋白质的呢？ OH O R1 H C NH2 C H2O C H COOH R2 H N H 一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接， 同时脱去一分子的水，这种结合方式叫做脱水缩合。 二肽:由两个氨基酸缩合而成的化合物。 肽键:连接两个氨基酸分子的化学键。 二肽 C H N O 肽键 三、蛋白质的合成 课本P30 图2-10 合成二肽的过程中，脱去 分子H2O，形成 个肽键， 脱去的水中,H来自 ，O来自 。 氨基和羧基 羧基 1 1 1.氨基酸的结合方式： 脱水缩合 以此类推，由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫作多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。 三肽由 个氨基酸缩合而成的，肽键为 个，脱去的水分子为 个 2 2 1.氨基酸的结合方式： 脱水缩合 3 那么肽链又是如何形成蛋白质的呢？ 氨基酸形成蛋白质的大致过程 Q1：说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ （一条或几条） 氨基酸 多肽（肽链） 蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠，形成一定空间结构 课本P30 图2-12 核糖体 内质网、高尔基体 —SH —SH + —S—S— + 2H Q2: P29 结合图2-11，分析蛋白质空间结构主要与什么化学健有关？ 人胰岛素分子结构示意图 由于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。 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。 【活动3】下图中“□”或者“○”代表不同的氨基酸，分析各图代表的含义，探究蛋白质结构多样性的原因。 (1)图甲说明：________________不同，构成的肽链不同。 (2)图乙说明：________________不同，构成的肽链不同。 (3)图丙说明：________________不同，构成的肽链不同。 (4)图丁说明：_________________不同，构成的蛋白质不同。 肽链的盘曲、折叠方式 及其形成的空间结构 氨基酸的种类 氨基酸的数目 氨基酸的排列顺序 课本 P31 在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万， 氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化， 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此， 蛋白质分子的结构极其多样，这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。 四、蛋白质结构多样性的原因（集体朗读） 氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，肽链的空间结构不同 记 正常红细胞 运氧能力强 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 原因 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 镰状红细胞 运氧能力弱 课本 P31 正常血红蛋白分子局部序列 异常血红蛋白分子局部序列 知识拓展 蛋白质结构与功能相适应的实例 氨基酸序列改变影响蛋白质功能 与社会联系 蛋白质的变性：蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的 空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。 思考：吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？ 热、酸、碱、重金属盐、紫外线等 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，使内部的肽键暴露出来， 容易被蛋白酶水解。 课本P32 1、变性后蛋白质功能是否发生改变？ 2、还能恢复原来的状态吗？ 3、还能和双缩脲试剂反应生成紫色吗？ 具有一定空间结构的蛋白质 松散的肽链 不能，蛋白质变性一般不可逆 改变 能，肽键没有断裂 蛋白质变性的本质:（做笔记） 蛋白质的空间结构遭到破坏，使酶永久失活， 但肽键没有断裂，依然能和双缩脲试剂发生紫色反应。 2.蛋白质的盐析 蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的高浓度溶液中溶解度降低而析出的现象，称为蛋白质盐析。降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。 特点：盐析是可逆的物理变化， 蛋白质的空间结构没有被破坏，不影响其活性。 3.蛋白质的水解 蛋白质在酸、碱或酶的作用下，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。 水解 ＋ 肽键断裂 (2024·荆州高一校联考期末)在教材中“科学家访谈”栏目里施一公院士指出：许多创新药物的研发都依赖对其靶标蛋白结构的解析，蛋白质的结构决定其功能。下列叙述正确的是 (　　) A．胰岛素和抗体的功能不同，原因可能是两者的氨基酸种类、数量、排列顺序及肽链形成的空间结构不相同 B．蛋白质高温变性失活后，不能与双缩脲试剂反应呈紫色 C．抗体是具有免疫功能的蛋白质，其中的氮元素主要存在于氨基中 D．蛋白质的空间结构发生改变后，其功能不会受到影响 A “—CO—NH” 组成元素 C、H、O、N（S） 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： 脱水缩合 多肽 盘曲折叠 蛋白质 导致 氨基酸种类、数目和排列顺序不同，肽链的空间结构不同 结构多样性 功能多样性 组成 决定 O H H2N R C C OH 课堂总结 生命活动的主要承担者 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 至少有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）连在同一个C原子上 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成蛋白质。( ) (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。( ) P32课后练习 √ × × √ 3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是 ( ) A P32课后练习 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 B 2. 某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，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)请在图中标出其中的一个肽键。 O C H N 肽键 2. 某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，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。 (2)构成一个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_____ 。 5 4 4 五肽 (3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变, 它还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？ 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。 模拟氨基酸的脱水缩合 活动3 氨基 氨基 氨基 氨基 氨基 羧基 羧基 羧基 羧基 羧基 肽键 H2O H2O H2O H2O 肽键 肽键 肽键 代表氨基酸 代表肽键 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 1、规律一：氨基酸数—肽链数=肽键数=脱去的水分子数 五、蛋白质的计算 三肽 六肽 3 1 2 2 6 1 5 5 1、规律一：氨基酸数－肽链数=肽键数=脱去的水分子数 五、蛋白质的计算 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 9 2 7 7 模拟氨基酸的脱水缩合 活动3 氨基 氨基 氨基 氨基 氨基 羧基 羧基 羧基 羧基 羧基 肽键 H2O H2O H2O H2O 肽键 肽键 肽键 肽键 H2O 环状三肽 环状五肽 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 1、规律一：氨基酸数－肽链数=肽键数=脱去的水分子数 3 0 3 3 6 0 6 6 即：氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数 （1）1条肽链至少有 个游离氨基和 个游离羧基 1 1 C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O C H COOH R3 H N 2、氨基数和羧基数的计算 CH3 C C H NH2 C O C H H H N O C H COOH H N CH COOH 余下的氨基或羧基数位于R基 C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O C H COOH R3 H N C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O C H R3 H N O C H N C H COOH R3 （2）2条肽链至少有 个游离氨基和 个游离羧基 肽链数 规律二：至少含有的氨基数或羧基数 = 2 2 思考：游离氨基或羧基数=？ 肽链数+R基中含有的氨基或羧基数 规律三：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 若氨基酸平均相对分子质量为120， 则该三肽的相对分子质量= 120X3-2X18 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 多肽(蛋白质)的 相对分子质量 至少氨基或羧基 数目 1条肽链 n n－1 n－1 na－18(n－1) 至少 1个 m条肽链 n n－m n－m na－18(n－m) 至少 m个 提醒：若为环状多肽，则肽链数m视为0，再进行相关计算。 总结有关计算规律 环状多肽 n na－18n n 最少0个 n (2024·梧州高一检测)现有氨基酸500个，其中氨基总数为505个，羧基总数为510个，则由这些氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质共有氨基和羧基的数目分别是 (　　) A．505个和510个 B．7个和12个C．12个和7个 D．5个和10个 B 一个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，多的氨基和羧基位于R基上， 游离氨基数=肽链数+R基中含有的氨基数 =2+（505-500） 游离羧基数=肽链数+R基中含有的羧基数 =2+（510-500） Lavf58.20.100 Lavf58.33.100 Lavf58.20.100 $