2.4.2 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

第二章 组成细胞的分子 第4.2 节 蛋白质是生命活动的主要承担者 本节目标 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的相关计算 课堂导入 1 组成蛋白质的氨基酸有21种 蛋白质有多少种？ 1010～1012种 ？ 21种氨基酸如何构成多种多样的蛋白质？ 2 一、蛋白质的结构及其多样性 1、蛋白质是由C、H、O、N等化学元素组成的高分子化合物，相对分子质量很大 64500 9512 C3032H4816O872N780S8Fe4 血红蛋白 36684 5224 C1642H2652O492N420S12 牛 奶 乳蛋白 180 24 C6H12O6 葡萄糖 18 3 H2O 水 相对分子质量 原子个数 化学式 2 2、氨基酸的结合方式 蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。肽键是连接两个氨基酸分子的化学键。 脱水缩合反应 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，这种结合的方式叫脱水缩合。 C H R1 NH2 OH C O H2O C H COOH R2 H N H H │ NH2—C —C— │ R1 O — OH H— H2O H H │ │ — N—C—C—OH │ R2 O 肽键 二肽 + 二肽：由两个氨基酸分子组成。 C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O 肽键 二肽 C H COOH R3 H N H2O 肽键 三肽 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（链状）由n（ n≥3）个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。 H2O —C NH2 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 ⑨ ③ （1）该化合物中，①表示________， ③ 表示________ ，⑦表示________。 （2）该化合物有氨基________个，有羧基________个。该化合物的名称是______________。 氨基 羧基 肽键 2 2 多肽 （四肽） 1.二肽形成过程中，产生了几个水分子？形成了几个肽键？ 2.请大家推理，如果有10个氨基酸分子，通过脱水缩合形成一条肽链可产生了几个水分子？形成了几个肽键？ 3.进一步推理，n个氨基酸分子，通过脱水缩合形成一条多肽链时可产生了几个水分子？形成了几个肽键？ 一个 9个水分子 9个肽键 （n－1）个 一个 思考：如果m个氨基酸，通过脱水缩合形成n条多肽链时产生多少个水分子？形成几个肽键？请同学们课后思考下。 9 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。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。 由肽链形成蛋白质 思考：如果m个氨基酸，通过脱水缩合形成n条多肽链时产生多少个水分子？形成几个肽键？请同学们课后思考下。 10 氨基酸怎样构成蛋白质 观察P31，图2-12 讨论并回答下列问题。 讨论 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽…多肽；一条肽链按照一定形态折叠盘曲构成空间结构；多条肽链构成更为复杂的空间结构。 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？ 食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸，这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽、多肽，由多肽键构成人体蛋白质，人体蛋白质与食物中的蛋白质不一样，其具有完成人体生命活动的结构和功能。 12 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？试着说出蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。 10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链，氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性，以及蛋白质具有复杂的空间结构，是蛋白质种类多样性的原因 3.蛋白质结构多样性的原因 ①氨基酸的数目 ②氨基酸的种类 ③氨基酸的排列顺序 ④多肽链的空间结构 　　归纳：蛋白质多样性 　　①直接原因： 　　②根本原因： 　　③同一个体不同细胞的蛋白质种类差异： 氨基酸的种类、数目、排序，肽链空间结构不同。 控制蛋白质合成的基因具有多样性。 基因选择性表达。 学科网原创 与社会的联系 蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和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的改变和生物活性丧失的现象。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是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，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，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。 每一种蛋白质分子都有与它所承担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。 二、蛋白质的相关计算 （1）肽键数=失去水分子数= 氨基酸数-肽链数 （2）蛋白质相对分子质量= 氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18 （3）蛋白质中氨基数= 肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数 （5）环肽中氨基酸数= 肽键数=脱去的水分子数 （4）蛋白质中羧基数= 肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数 （1）H原子数=各氨基酸中H原子数之和-2×脱去的水分子数- 2×二硫键数 多肽中H、O、N原子的计算 （2）O原子数=肽键数+ 2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去水分子数 （3）N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子数之和。 N个氨基酸形成多肽链的规律 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱水数 肽链 分子量 氨基数 羧基数 1条 N N－1 N－1 a N－18(N－1) 至少 1个 至少 1个 m条 N N－m N－m a N－18(N－m) 至少m个 至少m个 注：氨基酸的平均相对分子质量为a 课堂精练 下列物质中，有的是组成蛋白质的氨基酸，有的不是，若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目分别是(　　) ①NH2—CH2—COOH ②NH2—CH2—CH2OH ③ ④ ⑤NH2—CH2—CH2—COOH A.3、3、2 B.1、2、1 C.1、3、2 D.3、4、2 B $