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4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 第2章 组成细胞的分子 S z L w h 细胞中含量最多的有机物是： 我们每天需要摄入一定量富含蛋白质食物，你能说出哪些食物富含蛋白质呢？ 与生活联系 蛋白质 鱼、肉、蛋、奶、豆 S z L w h 与生活联系 组成生物体的常见蛋白质 如何验证这些结构是由蛋白质组成的呢？ 蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 血红蛋白 指甲 角蛋白 蛋白质具有什么功能呢？ S z L w h 蛋白质的功能 多样 细胞 结构 调节 免疫 运输 催化 蛋白质是生命活动的主要承担者 活动：阅读教材，说出蛋白质承担的功能 功能 实例 细胞结构 催化 运输 免疫 调节 (信息传递) 肌肉、头发、羽毛等 细胞中绝大多数酶 血红蛋白、载体蛋白 抗体 胰岛素、生长激素 蛋白质种类：1010~1012 蛋白质的主要功能 考点一 一 S z L w h 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。 讨论： 1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收? 2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？ 蛋白质 氨基酸 被组织吸收 酶 水解 用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 问题·探讨 S z L w h C H H H H 1 结构通式 二 蛋白质的基本单位——氨基酸 S z L w h 6 甘氨酸 缬氨酸 亮氨酸 丙氨酸 H C H H2N C OH O CH CH3 CH3 C H H2N C OH O CH CH3 CH3 CH2 C H H2N C OH O CH3 C H H2N C OH O 观察分析：下面四种氨基酸都有的组成元素是什么？结构有哪些共同的特点？ 二 蛋白质的基本单位——氨基酸 S z L w h 半胱氨酸 CH2 C H H2N SH COOH C H COOH H2N CH2CH2COOH 谷氨酸 氨基 羧基 N H H N H2 或 C OH O COOH 或 氨基酸的结构通式 酸 氨基 COOH NH2 H R 1 结构通式 简写： R H H2N—C—COOH 蛋白质的基本单位——氨基酸 二 9 R 氨基 羧基 侧链基团（R基）：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 氢原子 至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH) 且都有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在 R基中也可能含有氨基（—NH2）或羧基（—COOH） 1 结构通式 2 结构特点 同一碳原子上 蛋白质的基本单位——氨基酸 二 10 判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？ C COOH CH3 HOOC H C NH2 CH3 H2N H C H HOOC H CH2 NH2 C NH2 HOOC H CH2 SH 1 2 3 4 × × × √ 考向突破 特点：人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取。 种类：8种 必需氨基酸是：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。 （甲携来一本亮色书） 特点：人体细胞能够合成。 种类：13种 必需氨基酸 非必需氨基酸 评价蛋白质食品营养价值的主要 依据是 必需氨基酸的种类和含量 1.组成元素： C、H、O、N（ S ） 2.氨基酸种类： 21种 二 蛋白质的基本单位——氨基酸 S z L w h (1)所有激素的化学本质都是蛋白质(　　) (2)蛋白质具有催化、免疫、携带遗传信息、调节等各种功能(　　) (3)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子(　　) × × √ 性激素：固醇 (4)蛋白质的组成元素只有C、H、O、N(　　) (5)只要含有一个氨基、一个羧基的化合物均是生物体内的氨基酸(　　) (6)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上(　　) (7)酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同(　　) (8)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸(　　) (9)每种蛋白质都由21种氨基酸构成(　　) × × × √ × 有的还含S等 R基中也可能含有氨基、羧基 人体细胞能够合成 × 考向突破 由几个氨基酸构成，就称为几肽 + H2O 二肽 肽键 来自氨基和羧基 来自羧基 H： O： 氨基酸脱水缩合形成肽链 H2N R1 C H C OH + O H N R2 C H C OOH H N R2 C H C OOH H H2N R1 C H C O 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 一个氨基酸分子的羧基（— COOH）与另一个氨基酸分子的氨基（—NH2 ）相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫做脱水缩合。 ：连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。 :由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物。 :多肽通常呈链状结构，叫做肽链。 脱水缩合 1. 肽键 2. :由两个氨基酸缩合而成的化合物。 二肽 3. 多肽 4. 肽链 5. 6.蛋白质的结构层次： 氨基酸 多肽 盘曲折叠 蛋白质 C.H.O.N（ S ）元素 脱水缩合 二肽 （三个及以上氨基酸） 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 15 注意：水中H 和O的来源。学生书写二肽形成三肽的过程。 15 【检测】下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： （2）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。 （1）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 （3）脑啡肽中有 个游离的氨基和 个游离的羧基。 1 1 考向突破 S z L w h ----氢键 肽链连接方式 氨基酸之间脱水缩合形成多肽链 一条多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 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h H O C CH2 C H2N OH SH H2C O C H C H2N OH SH H O C CH2 C H2N OH S H2C O C H C H2N OH S 二硫键 ----二硫键 肽链连接方式 -SH + HS- → -S-S-(二硫键) + 2H 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 食物中的蛋白质 胃蛋白酶 🤔 思考·讨论 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？ 多肽 胰蛋白酶、肠肽酶 氨基酸 吸收 人体内氨基酸 合成 人体的蛋白质 蛋白质的水解 不一样，人体蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能。 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 蛋白质多样性原因 结构多样性 功能多样性 决定 α-螺旋 β-折叠 氨基酸______ 氨基酸______ 氨基酸_________ 肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) ________ (载体蛋白， 血红蛋白) ________ (抗体) 种类 数目 排列顺序 调节 催化 运输 免疫 胰岛素、生长激素 ________ (组成细胞和生物体) 结构 直接原因： 基因多样性 根本原因： 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 蛋白质结构 蛋白质功能 决定 圆盘状 红细胞 镰刀状 红细胞 血红蛋白 的谷氨酸 血红蛋白 的缬氨酸 运输氧气能力正常 运输氧气能力大为削弱 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 吃熟鸡蛋、熟肉等更容易消化，这是为什么？ 高温使蛋白质分子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。 蛋白质变性 与社会的联系 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 蛋白质变性 （1）定义： 蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构像被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失的现象。 加热、加酸、加碱、加重金属盐、加酒精等 （2）变性因素： 蛋白质的空间结构被破坏 （不可逆，但肽键没有断裂，能否与双缩脲试剂发生紫色反应？） 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 盐析 蛋白质在无机盐浓溶液中溶解度降低而析出的现象，蛋白质结构不发生变化，可复原是可逆的。 变性 在蛋白酶、肽酶的作用下，肽键断裂， 初步水解产物：多肽， 彻底水解产物：氨基酸 水解 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构 ，功能 。 不变 不变 改变 改变 蛋白质的盐析、水解和变性 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 24 考点三 三 蛋白质的结构及其多样性 S z L w h 25 蛋白质的相关计算 氨基酸 肽键 氨基酸数 3 肽键数 脱去H2O数 2 2 9 7 7 12 9 9 1.肽键数 = 脱去H2O数 = 氨基酸数－肽链数 S z L w h 26 蛋白质的相关计算 胰岛素是含有 51 个氨基酸的蛋白质，由 a 链（21个氨基酸）和 β 链（30个氨基酸）组成。胰岛素分子中含有肽键数和脱去的水分子数分别是 49 49 例 环状多肽： 直链肽： 1.肽键数 = 脱去H2O数 = 氨基酸数－肽链数 肽键数 = 脱去H2O数 = 氨基酸数 S z L w h 27 蛋白质的相关计算 C R1 CO H H2N C R2 COOH H NH CO C R3 H NH 3个氨基酸形成的1条肽链，至少含有多少个游离的氨基和多少个游离的羧基？ 100个氨基酸形成的2条肽链，至少含有多少个游离的氨基和游离的羧基呢？ 2.至少含游离的氨基（或羧基）数 ＝ 肽链数 ＝ 肽链数+R基中氨基或羧基数 含游离的氨基或羧基数 一条肽链中至少含有1个游离的—NH2和1个游离的—COOH S z L w h 28 蛋白质的相关计算 例 现有氨基酸500个，这些氨基酸共有505个羧基，512个氨基，则由这些氨基酸脱水缩合形成的由4条肽链组成的蛋白质中含有的肽键数、游离的氨基数、游离的羧基数依次是( ) A. 500、5、12 B. 496、6、13 C. 496、16、9 D. 499、16、9 C S z L w h 29 蛋白质的相关计算 某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成如图空间结构时，生成4个二硫键（-S-S-），若氨基酸的平均分子量为125，则该蛋白质的相对分子量约为（ ） A.13278 B.13286 C.13294 D.15500 A 例 解：124×125 - 123×18 - 2×4 = 13278 3.蛋白质的相对分子质量＝ （氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量）－（脱去H2O数×18） - 2x二硫键数 S z L w h 30 蛋白质的相关计算 4.蛋白质氮原子数和氧原子数计算 氮原子数 = 肽链数 + 肽键数 + R基上的氮原子数 氧原子数 = 2肽链数 +肽键数 + R基上的氧原子数 C R1 CO H H2N C R2 COOH H NH CO C R3 H NH S z L w h 31 蛋白质的相关计算 某多肽分子式为 C55H70O19N10 ， 彻底水解后只得到下列四种氨基酸：甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸 （C3H7NO2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）、谷氨酸（C5H9NO4）则参与该多肽合成的谷氨酸分子数是多少？ 例 解：已知多肽分子式为 C55H70O19N10 ，水解只得到的四种氨基酸，可知为该多肽为：十肽。 设谷氨酸的数量为x，根据氧原子守恒 氧原子数 = 肽键数 + 2肽链数+ R基上的氧原子数 19 = （10-1） + 2 + 2 x x = 4 S z L w h 32 5.多肽种类计算 （1）若有A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限， 可形成肽类化合物的种类： 形成二肽的种类： 形成三肽的种类： （2）若有A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个， 可形成肽类化合物的种类： 形成二肽的种类： 形成三肽的种类： 32 ＝ 9种 33 ＝ 27种 3×2＝6种 3×2×1＝6种 3 3 3 3 3 3 2 3 2 1 mn m(m-1)(m-2)……1 S z L w h 33 蛋白质 基本单位 元素 组成 功能 基本元素：C、H、O、N，大多数含有S，有些还含有Fe、Mg等 结构 层次 氨基酸 场 所：___________ 形成键：___________ 氨基酸 多肽或肽链 蛋白质 脱水缩合 盘曲折叠 肌肉纤维等 结构 绝大多数酶 催化 膜转运蛋白 运输 胰岛素等 调节 免疫 抗体等 种类 约21种 结构通式 核糖体 肽键 课堂总结 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。 S z L w h $