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

第二章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 1 01 02 03 学习目标 通过对蛋白质的学习,建立生命的物质性的观点;从结构与功能观角度理解蛋白质的多样性。(生命观念) 从氨基酸的结构特点理解氨基酸脱水缩合的过程,构建数学模型解答与蛋白质有关的计算问题。(科学思维) 从蛋白质功能多样性角度明确蛋白质与人体健康的关系。 (社会责任) 情景一: 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。 合作探究一:为什么这种缝合线可以被人体组织吸收? 因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 01蛋白质的功能 合作探究二:结合教材p28图2-8,找出蛋白质的功能? ①结构蛋白 构成细胞和生物体的重要物质,如肌球蛋白、肌动蛋白等 ⑤调节 胰岛素和生长激素等 ②催化 生物催化作用, 如绝大多数酶 ③运输 血红蛋白、细胞膜上的载体 ④免疫 免疫过程中产生的抗体 01蛋白质的功能 牛刀小试: 02 蛋白质的基本组成单位-氨基酸 合作探究三: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,那么这些食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗? 蛋白质是一类生物大分子,种类多种多样。蛋白质必须经过消化,成为各种氨基酸,才能被人体吸收利用。 02 蛋白质的基本组成单位-氨基酸 合作探究四:这些氨基酸的结构具有什么共同特点?区别又在哪里?“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗? C H H2N H C O OH 甘氨酸 C H H2N CH C O OH CH3 CH3 缬氨酸 C H H2N C O OH CH3 C H H2N CH C O OH CH3 CH3 CH2 亮氨酸 丙氨酸 氨基 羧基 侧链基团 02 蛋白质的基本组成单位-氨基酸 合作探究五:通过氨基酸的结构通式,总结出氨基酸的组成元素和结构特点? C R C H2N OH O H 氨基 羧基 侧链基团 ①每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并连在同一个碳原子上。(数量和位置要求) ②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(-R表示) ③R基的不同决定了氨基酸分子的不同。(21种) 结构特点: 易错提醒 氨基、羧基、基的正确格式: 、、 (千万不要忘记在原子团前面加“—”)。 02 蛋白质的基本组成单位-氨基酸 方法归纳 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 一看数量:至少含有一个氨基与一个羧基 ①H2N—CH2—CH2—OH ②HOOC—CH—CH2COOH 丨 COOH 二看位置:必需有一个氨基与一个羧基连接在同一个碳原子上 ③H2N—CH—(CH2)2—COOH NH2 丨 02 蛋白质的基本组成单位-氨基酸 H 丨 C 丨 SH COOH CH2 NH2 H 丨 C 丨 H2N COOH CH2 SH 丨 C 丨 H HOOC CH2 NH2 NH2 H2N CH COOH 丨 CH2 丨 OH H 丨 C 丨 H2N H CH3 ① ② ③ ④ ⑤ CH3 丨 丨 H HOOC C COOH ⑥ 练习:判断以下结构哪些是构成蛋白质的氨基酸?并说明理由。 02 蛋白质的基本组成单位-氨基酸 组成人体蛋白质的氨基酸有21种。 分类 必需氨基酸(8种) 非必需氨基酸(13种) 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(谐音:甲携来一本亮色书) 人体可自身合成的氨基酸 人体不能自身合成的氨基酸 (婴儿9种,组氨酸) 情景二: 1965年由我国科学家人工合成的世界上第一个有生物活性的结晶牛胰岛素,其分子量相对较小,是由51个氨基酸组成。 科学家是怎样把单个氨基酸 合成蛋白质的呢? 思考 03 蛋白质的结构及其多样性 氨基酸脱水缩合过程视频 03 蛋白质的结构及其多样性 氨基酸的结合方式: + 脱水缩合 H2O + 二肽 肽键 脱水缩合 注意:连接两个氨基酸分子的化学键: 。 肽键 合作探究六:脱去的水分子中各元素的来源? H来自氨基和羧基,O来自羧基 03 蛋白质的结构及其多样性 + 脱 缩水 合 2H2O + 三肽 肽键 肽键 多个 氨基酸呢? 3个氨基酸如何进行脱水缩合? 实战训练 1.下图为脑啡肽的结构简式,据图回答: (1)脑啡肽分子是由_种氨基酸形成的,造成氨基酸种类不同的原因是_不同。 (2)脑啡肽中含有_个肽键,脑啡肽的名称是_肽,形成过程称为_,形成过程中共脱去_个水分子。 4 R基 4 五 脱水缩合 4 03 蛋白质的结构及其多样性 合作探究六:氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质吗? 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 ①氨基酸之间脱水缩合形成肽链 ②一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠(氢键) ③肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构(蛋白质) ④多个三级结构聚集形成复杂空间结构(蛋白质) 03 蛋白质的结构及其多样性 肽链的连接方式-二硫键 许多蛋白质含有两条或多条多肽链,他们通过一定的化学键如二硫键结合在一起。 二硫键 两条肽链 二硫键可以形成在肽链内,也可以形成在肽链间 —SH —SH + —S—S— + 2H 巯基 03 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的盘曲折叠过程 03 蛋白质的结构及其多样性 合作探究七:生物体的蛋白质种类多达1010~1012种,但构成蛋白质的氨基酸只有21种,试着说出蛋白质种类多种多样的原因? ①氨基酸的数目不同 ②氨基酸的种类不同 ③氨基酸的排列顺序不同 ④肽链盘曲折叠的方式以及 形成的空间结构不同 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 03 蛋白质的结构及其多样性 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。 单个氨基酸 改变 蛋白质结构 异常 谷氨酸 缬氨酸 镰状细胞贫血病因 03 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的变性: 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。 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散 变性因素:高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。 不可逆,肽键一般不断裂 03 蛋白质的结构及其多样性 蛋白质的盐析、水解 蛋白质在盐溶液中溶解度降低,析出的白色絮状物就是蛋白质。空间结构不发生改变,可逆的。 肽键断裂,蛋白质被蛋白酶分解为短肽或氨基酸。 水解 盐析 04 蛋白质相关计算 一、有关氨基酸的排列方式与多肽的种类计算 1.若有A、B、C,3种氨基酸,则由这3种氨基酸组成多肽的情况可分为: (1)每种氨基酸数目无限的情况下,可以形成的多肽种类: 三肽种类: 二肽种类: (2)每种氨基酸有且只有1个的情况下,可以形成的多肽种类: 三肽种类: 二肽种类: 33 32 3 2 1 3 2 04 蛋白质相关计算 二、有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数、多肽相对分子质量之间的计算 1.肽键数和脱去水分子数: 肽键数=脱去水分子数=氨基酸个数-1(肽链条数)=5-1=4 肽键数=脱去水分子数=氨基酸个数-2 (肽链条数)=11-2=9 n个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链,则肽键数= n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链,则肽键数= (n-1)个 (n-m)个 总结:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链条数 A.145和144 B.145和145 C.145和146 D.146和145 实战训练 1.人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键,形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是( ) 04 蛋白质相关计算 2、氨基、羧基数目的计算: 1条肽链至少含1个游离氨基和1个游离羧基; n条肽链至少含有几个游离氨基和几个游离羧基呢? 含n个—NH2 , n个—COOH —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 至少氨(羧)基数=肽链数 氨(羧)基总数=肽链数+R基氨(羧)基 A.胰岛素原分子至少含有2个游离的氨基和羧基 B.胰岛素原分子不能与双缩脲试剂反应 C.胰岛素分子共含有49个肽键 D.胰岛素分子不具有空间结构 实战训练 2.下图为胰岛素原分子加工成为成熟的胰岛素分子示意图,有关叙述正确的是( ) 04 蛋白质相关计算 2.多肽(蛋白质)相对分子质量: 氨基酸总质量=氨基酸数 氨基酸的平均相对分子质量 失水量=脱水数 18 蛋白质相对分子质量=氨基酸总质量—失水量 蛋白质相对分子质量=氨基酸数 氨基酸的平均相对分子质量—脱水数 18 若氨基酸的平均相对分子质量为a 蛋白质相对分子质量=5a—(5-1) 18 04 蛋白质相关计算 =氨基酸数(11) 氨基酸的平均相对分子质量(a)—脱水数(11-2) 18 =11a—(11-2) 18 n个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链: 蛋白质相对分子质量=na—(n-1) 18 n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链: 蛋白质相对分子质量=na—(n-m) 18 蛋白质相对分子质量? 3.有300个氨基酸组成两条肽链的蛋白质时,问脱掉多少个水分子, 形成多少个肽键?如果每个氨基酸的平均分子量为a,那么这个蛋白质的分子质量是多少? 实战训练 脱水数=肽键数:298=(300-2) 蛋白质的分子质量:300a-18 298 04 蛋白质相关计算 拓展1:环状多肽计算方法 环状多肽的肽键数= 脱去的水分子数=氨基酸数 例:若氨基酸数为n,肽链数为m,氨基酸平均相对分子质量为a,则: 直链多肽 环状多肽 肽键数=脱水数 蛋白质相对分子量 n-m na-18(n-m) n na-18n 04 蛋白质相关计算 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n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是? 脱去水分子数为:n-2 拓展2:有二硫键(—S—S—)存在时,需要减去2个H 减少的相对分子量为:18 (n-2)+4 A.888 B.882 C.880 D.无法确定 实战训练 3.胰岛素含有2条多肽链,A链含21个氨基酸,B链含有30个氨基酸,两条多肽链间通过2个二硫键(二硫键是由2个-SH连接而成的)连接,在A链上形成一个二硫键。下图为结晶牛胰岛素,请据图回答,这51个氨基酸形成胰岛素后,相对分子质量减少了多少?( ) 04 蛋白质相关计算 氨基酸数(n) ; 氨基酸平均分子相对质量(a) 一条肽链 m条肽链 环肽 肽键 脱去水分子 减轻的质量 多肽相对分子质量 至少含有的氨基或羧基数 H2N—— ——COOH n-1 n-1 18(n–1) na-18(n–1) 1 n-m n-m 18(n–m) na-18(n–m) m n n 18n na-18n 0 04 拓展:蛋白质相关计算 —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原子数=氨基酸数+R基上N O原子数=肽键数+2 肽链数+R基上O原子数 A.6、13、2 B.12、26、4 C.12、24、3 D.6、26、3 实战训练 4.亮氨酸的R基为-C4H9,由2分子亮氨酸合成的二肽中含有的C、H、O原子数依次是( ) C原子数=氨基酸的分子数 2+R基上的碳原子数 H原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数 2 Lavf58.33.100 Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $