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2章 组成细胞的分子 第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者 依据近年我国居民膳食营养问题和膳食模式分析以及食物与健康科学证据报告，中国营养学会正式发布了《中国居民膳食指南（2022）》，其中提出：多吃蔬果、奶类、全谷、大豆，适量吃鱼、禽、蛋、瘦肉。 1、蔬菜水果、全谷物和奶制品是平衡膳食的 重要组成部分。 2、保证每天摄入不少于300g的新鲜蔬菜， 深色蔬菜应占1/2。 3、保证每天摄入200~350g的新鲜水果， 果汁不能代替鲜果。 4、吃各种各样的奶制品，与第四版相比最高 摄入量由原来的300g提高到500g。 5、鱼禽、蛋类和瘦肉摄入要适量，平均每天 120-200g。 问题 ·探讨 问题 ·探讨 用双缩脲试剂检测，产生紫色反应。 蛋白质是生命活动的主要承担者， 那么蛋白质承担着怎样的功能呢？ 想一想：如何验证这些食物含蛋白质的呢？ 婴儿为什么要以奶为主要食物？ 蛋白质是细胞中含量最多的有机物，我们每天需要摄入650g左右富含蛋白质的食物。 想一想：哪些食品富含蛋白质? 1 蛋白质的功能及基本组成单位 课堂总结 2 蛋白质的结构及其多样性 目 录 目 录 3 为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？ 提示：因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 问题 ·探讨 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。 1.1 蛋白质的功能 阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能 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，称为结构蛋白。 一、蛋白质的功能及基本组成单位 蛛丝 肌肉 羽毛 头发 1.1 蛋白质的功能 2.催化作用 酶是一类生物催化剂，细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质, 少数是RNA。 蛋白质 胃蛋白酶 氨基酸 一、蛋白质的功能及基本组成单位 胃蛋白酶结晶 SZ-LWH 1.1 蛋白质的功能 3.运输作用 有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白(参与氧气运输)；细胞膜上的 载体蛋白。 一、蛋白质的功能及基本组成单位 血红蛋白 细胞膜上的载体蛋白 1.1 蛋白质的功能 4.调节作用（信息传递） 有些蛋白质能够起到信息传递，调节机体的生命活动的作用,比如胰岛素、 生长激素等。 胰岛素 一、蛋白质的功能及基本组成单位 1.1 蛋白质的功能 5.免疫作用（防御） 有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌 一、蛋白质的功能及基本组成单位 和病毒等抗原的侵害。 抗体 ①结构功能：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物 质，称为结构蛋白。例如肌肉纤维。 ②催化功能：起生物催化作用，如绝大多数酶。 ③运输功能：运输功能，如血红蛋白能运输氧。 ④调节功能：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。 ⑤免疫功能：免疫过程中产生的抗体，可以帮助人体抵御病 菌和病毒等抗原的侵害。 SZ-LWH 结构与功能相适应 一、蛋白质的功能及基本组成单位 一切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。 蛋白质必需经过分解成氨基酸才能被人体吸收和利用。作为手术缝合线的胶原蛋 白被分解为氨基酸才可以被人体吸收。 想一想 ：我们从食物中摄取的蛋白质如何为我们所用？ 氨基酸是组成蛋白质的基本单位 非必需氨基酸： 共13种，人体细胞能够合成的氨基酸 必需氨基酸：共8种，人体细胞不能合成的氨基酸 1.2 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 （ 1 ）氨基酸的种类：21种 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 一、蛋白质的功能及基本组成单位 组成人体蛋白质 的21种氨基酸 （甲 携 来 一 本 亮 色 书） （婴儿9种，组氨酸） （ 1 ）氨基酸的种类： 组成人体蛋白质的氨基酸种类共有21种。 一、蛋白质的功能及基本组成单位 SZ-LWH 羧基 简写： H H2N—C—COOH R R基中也可能含有氨基（—NH2）或羧基（—COOH） 至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH) 总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上 R 侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质 一、蛋白质的功能及基本组成单位 O C OH C H H N （ 2）氨基酸的结构通式及特点 ( 氢基 ) C NH2 COOH 中心碳原子 氨基 ) ②结构特点 ①结构通式 H H R 氨基、羧基、R基的书写 ①正确的格式：—NH2 、—COOH 、—R(千万不要忘记在原子团前面加“— ”)。 ②避免两种错误格式 a.写成NH2 、COOH 、R。 b.写成NH3 、—NH3 、HCOOH等。 ③结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别 特别 提醒 阅读教材P30-31 ，合作探究 ： 1.氨基酸如何形成蛋白质？ 2.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 2.1 脱水缩合过程 肽键 H2N－－－ －OH H OH二肽 R1 R2 H2O 脱水缩合 C ‖ O C H 二、蛋白质的结构及其多样性 - 2.1 脱水缩合过程 H2O H2O 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， 二、蛋白质的结构及其多样性 叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。 SZ-LWH (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。 (2) 肽链中还有没有游离的氨基和羧基？如果有，它们位于哪里？蛋白质中的N 、O原子的数目是如何计算的？ 有。位于肽链的两端，R基中也可能有。 分析氨基酸脱水缩合形成肽链的过程 请结合脱水缩合过程，并参考如下多肽链的模式图分析： 二、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质（多肽）中N原子数=肽链数+肽键数+R基中的N原子数 蛋白质（多肽）中O原子数=2×肽链数+肽键数+R基中的O原子数 =各氨基酸脱水前的O原子总数- 肽键数 二、蛋白质的结构及其多样性 蛋白质中的N 、O原子的计算 2.2 蛋白质形成过程中的数量计算 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水分子数 4-1=3 (氨基酸平均分子量 4a－ 8) x 3 至少含有游离氨基和羧基 1条 4 8-1=7 7a - 18 x 3 、 1、 1 1条 8 n-1 n-1 an-18(n-1) 1、 1 1条 n 14-2=12 14-2=12 12a - 18 x 12 2、 2 2条 14 n-m n-m an - 18 (n-m) m、 m m条 n 2.2 蛋白质形成过程中的数量计算 公式 ： ①肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数 ②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目 ×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数 ×18 (不考虑二硫键) ③至少游离氨（羧）基数 =肽链数 链数+R基氨（羧）基 )基数 =肽 离氨（羧 4-1=3 8-1=7 质中游 1 1 蛋白 思考：n个氨基酸脱水缩合成环状肽： ①脱去水分子数与肽键数及氨基酸数的关系如何？②至少含有的氨基和羧基数是多少？ 2.2 蛋白质形成过程中的数量计算 环状多肽形成蛋白质 ②至少含有的（游离）氨基和羧基数为0、0 ①公式：脱去水分子数 = 肽键数 = 氨基酸数 2.2 蛋白质的形成 有些蛋白质分子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 二、蛋白质的结构及其多样性 想一想：在形成一个二硫键时，相对分子质量减少多少？ -SH + HS- → -S-S-(二硫键) + 2H 合在一起。 2 3 4 2.2 蛋白质的形成 从氨基酸到蛋白质大致结构层次 二、蛋白质的结构及其多样性 肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 四条肽链聚集形成复杂空间结构 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 1 肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同 氨基酸的排列顺序不同 二、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸的数目不同 氨基酸的种类不同 2.3 蛋白质结构多样性的原因 α-螺旋 β-折叠 二、蛋白质的结构及其多样性 结构多样 种类繁多 决 定 (蛋白质类激素 (大多数酶) (载体蛋白) (抗体) 2.3 蛋白质结构多样性的原因 调节 催化 运输 免疫 ) SZ-LWH 种类 数量 排列顺序 空间结构 根本原因：遗传物质的多样性 氨基酸 肽链： 结构蛋白 (组成细胞 和生物体) 功能多样 功能蛋白 ________ ________ ________ ________ 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（极性）被缬 氨酸（非极性）取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常。 二、蛋白质的结构及其多样性 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 例如： 氨基酸顺序 不变 ，肽键 不变 ， 空间结构 改变 ，功能 改变。 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（ 不完全水解）或氨基酸（完全水解） 导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属离子 盐析 变性 蛋白质的盐析、水解和变性 水解 联系社会 “与 社 会 的 联 系 ”①熟 鸡 蛋 更 容 易 消 化 的 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_。 ②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 。 教材隐性知识 A.形成过程中失去了4分子水 B.游离的氨基和羧基各1个 C.有4种不同的侧链基团 √D.由4个氨基酸脱水缩合而成 1.(2023·江苏宿迁高一期末)下列对如图所示化合物的分析，正确的是 习题巩固 2.(2023·山东济宁高一期中)迁徙的鸟类，长途跋涉不迷路与其体内的磁受体蛋白(MagR)有关，MagR复合物能感应到微弱的地球磁场，并沿着地球磁场方向排列。下列叙述不正确的是 A.MagR蛋白的元素组成至少有4种 B.MagR蛋白经高温处理后也能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应 C.MagR蛋白可能由21种氨基酸组成 √D.MagR结构的特异性主要体现在氨基酸的种类、数量、排列顺序及氨基 酸的空间结构上 习题巩固 I I 元素组成 蛋白质 层次 结构 结构蛋白 催化功能 运输功能 调节功能 免疫功能 基 本 元 素 ：C 、 H 、 O 、N ， 有 的 含 有S 等 元 素 约 2 1种 种类 场 所： 形成键： 肌肉纤维等 绝大多数酶 膜转运蛋白 基本 单位 抗体等 胰岛素等 课堂小结 结构 通式 氨 基 酸 多肽或肽链 脱水缩合 盘曲折叠 蛋白质 氨基酸 核糖体 肽 键 功能 谢谢 ! $