2.4生命活动的主要承担者-蛋白质课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

第4节 生命活动的主要承担者 1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基组成单位 2.分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的 3.说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程 4.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。 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。 问题探讨 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? 因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的 分解为氨基酸 一、蛋白质的功能 结构蛋白 运输载体 免疫功能 调节功能 催化作用 蛋白质功能的多样性 ①结构物质，如结构蛋白 ②催化功能，如酶 ③运输功能，如血红蛋白、载体 ④调节功能，如胰岛素、生长激素 ⑤免疫功能，如抗体 蛋白质是生命活动的主要承担者。 蛋白质的种类繁多，相对分子质量很大（从几千到几百万） 蛋白质是一类生物大分子。 蛋白质是一类生物大分子。 食物中的蛋白质要分解成氨基酸才能被人体吸收, 也就是说蛋白质是由氨基酸组成的。 非必需氨基酸：共13种，人体可自身合成的氨基酸 必需氨基酸：共8种，人体不能自身合成的氨基酸 组成人体蛋白质的21种氨基酸 1.人体内的21种氨基酸 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） 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 有些同学有“偏食”的习惯，这种习惯好不好？ C H NH2 H C O OH 甘氨酸 缬氨酸 亮氨酸 丙氨酸 CH3 C H NH2 C O OH CH CH3 CH3 CH2 C H NH2 C O OH CH CH3 CH3 C H NH2 C O OH 阅读课本P29“思考，讨论”，找出以下四种氨基酸异同 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。 2.氨基酸分子结构通式： C （2）这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示） （3）R基的不同决定了氨基酸分子的不同。 特点： P29“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？ 强调基团的写法，必须带上横线 9 — C— H NH2 COOH CH3 —C— H NH2 COOH CH2 SH —CH2— NH2 COOH —C— H NH2 COOH CH2— H ② ① ③ ④ （2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是:____________ （1）以上属于组成蛋白质的氨基酸的是________________ ①②④ —CH3 —H SH CH2 1.完成下列两个问题： P32练习T3 2.谷氨酸的Ｒ基为Ｃ３Ｈ５Ｏ２，一分子谷氨酸含有的Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ原子数依次是（　 ） Ａ.５、９、４、１　 Ｂ.４、８、５、１ Ｃ.５、８、４、１　 Ｄ.４、９、４、１ A 组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗？若有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基分布在哪里？ CH2 —CH2 —COOH 　　 │ H2N—C —COOH │ H 谷氨酸 CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2 │ H—C —COOH │ NH2 赖氨酸 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids 组成元素：________________ C、H、O、N、（S） 胱氨酸 半胱氨酸 甲硫氨酸 C H H2N COOH CH2 CH2 S CH3 SH C H H2N COOH CH2 巯基 S C H H2N COOH CH2 S C H2N COOH CH2 H 二硫键 12 蛋白质的基本组成单位—氨基酸 The basic unit of a protein------Amino acids 纠错 C H NH2 C R O OH NH2 COOH C O OH 13 氨基酸：21种 蛋白质： 1010～1012 ? 1.氨基酸的结合方式： H2O + —C NH2 H R1 —C— O N— H C— H R2 COOH 肽键 （二肽） H2O OH N H R1 —C— C— O H2 + —N H R2 OH —C— CO H H 三、蛋白质的结构及其多样性 肽键 C H COOH R2 H N OH H C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O 二肽 H2O H2O 2.脱水缩合的过程 C C H R1 NH2 C O C H R2 H N O 肽键 二肽 C H COOH R2 H N H2O 肽键 三肽 H2O 2.脱水缩合的过程 1.根据下面图解，回答问题：                                                                      （1）该图中， ①表示　　　，③表示　　　 ， ⑦表示　　　。 （2）该化合物由　　　　  个氨基酸分子失去　　　　 个水分子而形成，这种反应叫　　　　       反应。 （3）该化合物含有　　个肽键，该图所示化合物的名称是： 　 。 （4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　　 决定的。 氨基 肽键 羧基 四肽 三 四 三 脱水缩合 R基 —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 ③ ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ⑨ 趁热打铁 请结合脱水缩合过程，并参考如下多肽链的模式图分析： 思考延伸拓展 强化素养 (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)氨基酸、肽链、水分子、肽键的数量关系是什么？ 动动脑 H2O H2O H2O 2个 氨基酸 肽链 H2O 1条 n-1个 n个 n-2个 脱去的水分子数 =肽键数 =氨基酸分子数-肽链条数 肽键 （ ） 1个 （ ） 1个 3个 1条 （ ） 2个 （ ） 2个 … 1条 （ ） n-1个 （ ） n个 2条 （ ） （ ） n-2个 n个 m条 （ n-m个） （ n-m个 ） … … (3)肽链中还有没有游离的氨基和羧基？如果有，它们位于哪里？ 有。位于肽链的两端，R基中也可能有。 例：a.100个氨基酸形成的1条肽链，至少含有多少 个氨基，至少含有多少个羧基呢？ b.100个氨基酸形成的2条肽链，至少含有多少 个氨基，至少含有多少个羧基呢？ 小结：n个氨基酸形成的m条肽链，至少含有 个氨基，至少含有 个羧基 m m 若是环肽呢？ 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 蛋白质分子计算问题 A、肽键数与氨基酸数目的关系： 15个氨基酸组成的环状多肽 肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数 如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键 （环状结构） m 23 例:组成人体的21种氨基酸的平均分子量是128，某蛋白由1条多肽链组成，共含有100个氨基酸，则该蛋白的分子质量约为 。 11018 3.蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均分子量－失去的水分子数×水的分子量 一个由n个氨基酸形成的含有m条肽链的蛋白质，氨基酸的平均分子质量为a,则蛋白质的相对分子质量＝a·n-18(n-m) 例题:组成人体的21种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为 A.73472； B.12800； C.63212； D.63140 （C） 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 蛋白质相对分子质量的计算： 公式3：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 - 二硫键数×2 H2O C H H2N C R1 O OH COOH H C R2 N H H S S SH + HS + 2H 25 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 3、蛋白质分子计算问题 D、4、蛋白质中N、O原子数计算： C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H C R6 O N H C H COOH R7 公式4：N原子数= 肽键数＋肽链数＋R基上N原子数 =各氨基酸N原子总数 公式5：O原子数= 肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数 =各氨基酸O原子总数－脱去水分子数 公式6：C原子数= 氨基酸数×2+R基上C原子数 26 ？ 阅读课本，完成P31“思考.讨论”中的3个讨论问题： 1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 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？ 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？ 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 一条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 四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 三、蛋白质的结构及其多样性 脱水缩合 盘曲折叠 氨基酸 肽链(一条或多条) 蛋白质 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。 构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同； 如果以 代表不同的氨基酸，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？并说明理由。 动动脑 构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同； 构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同； 多肽链形成后，往往要盘曲、折叠形成不同的空间结构。 蛋白质多样性的原因 种类 数量 排列顺序 空间结构 结构多样 种类繁多 功能多样 氨基酸 肽链： 正常红细胞是两面凹的圆盘状 由纤维状连接的血红蛋白组成的红细胞就会扭曲成镰刀状。 镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱 正常血红蛋白质形成的四聚体接近于球状 异常血红蛋白质会相互连接成纤维状 蛋白质的结构与功能相适应 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 知识拓展： ※蛋白质的水解 完全水解 部分水解 需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解 各种AA混合物 各种AA和肽段的混合物 ※糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素 因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化成氨基酸，而失去胰岛素的功能。 33 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 知识拓展： ※蛋白质的盐析 加入某种无机盐，是使物质溶解度降低而析出的过程。 ※蛋白质的变性 高温 X射线 超声波 ① 物理因素 ② 化学因素 重金属盐、强酸、强碱 破坏蛋白质的空间结构，但不破坏________，因此依然能用____________检测。 34 蛋白质的结构及其多样性 The structure and diversity of proteins 知识拓展： ※临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌 蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。 吃生鸡蛋好还是熟鸡蛋好？？ 35 组成元素 C、H、O、N（P、S） 导致 氨基酸 种类：21种 必需氨基酸：8种 非必需氨基酸：13种 通式： C H C H2N OH O R 特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 脱水缩合 多肽 组成蛋白质的氨基酸不同 氨基酸的数目不同 氨基酸排列顺序不同 多肽的链数、空间结构不同 折叠盘旋 蛋白质 结构多样性 功能多样性 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 导致 导致 脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数=n—m m条肽链构成的蛋白质，至少m个氨基，至少m个羧基 M（pro）=na—（n—m）18 课堂小结 计算 随堂练习 In-class practice C 2、如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多分别为： A、9种、9种 B、6种、3种 C、27种、6种 D、29种、3种 C 1.谷氨酸的R基为—C3H5O2，2分子谷氨酸脱水缩合形成的二肽中C、H、O、N原子数依次是 A.10、16、6、2 B.10、18、8、2 C.10、16、7、2 D.10、17、6、2 37 3、某多肽，经测定其分子式是C21HxOyN4S2（无二硫键）。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的： 苯丙氨酸（C9H11O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、亮氨酸（C6H13O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、半胱氨酸（C3H7O2NS），下列有关叙述不正确的是（ ） A.该多肽水解后形成3种氨基酸 B.该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5 C.该多肽中有3个肽键 D.该多肽中不止1个羧基 随堂练习 In-class practice D 38 4、美国科学家吉尔曼、罗德贝尔因发现G蛋白和G蛋白偶联受体(GPCRs)及其在细胞中转导信息的内在工作机制，分别荣获1994和2012年诺贝尔奖。GPCRs是由m个氨基酸组成的一条往返穿膜七次的多肽链跨膜蛋白，下面是其结构模式图。与此有关的说法不正确的是 (　　) 随堂练习 In-class practice B A．G蛋白偶联受体(GPCRs)的化 学本质是糖蛋白 B．图中所示的该条多肽链只有一个游离的氨基和羧基 C．图中—S—S—结构具有维持该受体空间结构的作用 D．合成该跨膜蛋白时共失去m－1个水分子 39 课本P32拓展应用2 EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $