1.2（第二课时） 生物大分子以碳链为骨架-蛋白质课件——2026-2027学年高一上学期浙科版高中生物必修一

B1.1.2 生物大分子以碳链为骨架 蛋白质 蛋白质是生命活动的主要承载者 有机物中含量最多 结构最复杂、功能最多样 遗传信息通过蛋白质表达 P11 蛋白质不是能量供给的主要来源 蛋白质是生命活动的主要承载者 蛋白质解析图 蛋白质的功能 1.结构物质 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。 如羽毛、头发、指甲、蛛丝等的成分主要是角蛋白；肌肉中的收缩蛋白 情景1：早起梳洗、整理头发，体育生锻炼肌肉力量 蛋白质的功能 2.储备作用 种子中的储备蛋白，储存氨基酸等营养物质，为种子萌发供能。 情景2：梳洗后去食堂吃丰盛的早餐，有面条、蛋糕、包子…… 蛋白质的功能 3.催化作用 细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶都是蛋白质。 胃蛋白酶结晶 酶促反应过程示意图 底物 产物 情景3：吃完早饭，食物在消化道内被消化、吸收 蛋白质的功能 4.调节作用 如胰岛素、生长激素，能够调节机体的生命活动。 人体内许多种信息分子的化学本质是蛋白质。 血管 β细胞 α细胞 δ细胞 胰腺 胰岛 胰岛素 情景4：食物中的淀粉被水解为葡萄糖，小肠吸收葡萄糖后，血糖升高 蛋白质的功能 5.运输作用 细胞膜上有负责物质进出细胞的转运蛋白。 红细胞运输氧气以血红蛋白特定的空间结构及其动态变化为基础。 情景5：大课间参加跑操，运动后气喘吁吁 蛋白质的功能 6.免疫作用 抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。 情景6：体育课踢足球时不慎摔倒，皮肤擦伤 抗体是免疫球蛋白的一种,并不是所有的免疫球蛋白都为抗体,但所有抗体的基础都是免疫球蛋白 蛋白质的功能 7.识别作用 细胞膜的外表面有糖蛋白，与细胞的识别作用有密切关系。 蛋白质的功能 结构 功能 适应 适应 P11：蛋白质的每种特定功能都取决于其特定的结构。 结构物质 储备 运输 催化 调节 免疫 识别 蛋白质的元素组成 食物中的蛋白质是怎样被人体吸收利用的？ 蛋白质在人体内经过消化， 水解为各种氨基酸(amino acid)， 然后进一步被吸收、利用。 主要由 C、H、O、N 四种元素组成，有些蛋白质还含有S元素。 蛋白质的基本单位——氨基酸 1.结构通式 思考·讨论：下面四种氨基酸的结构有哪些共同的特点？ 一个蛋白质分子可由数百至数千个氨基酸分子组成。 P11 绝大多数蛋白质是由约20种不同的氨基酸组成的。 在各种生物中发现的氨基酸已有300来种，但是参与蛋白质组成的常见氨基酸或称基本氨基酸只有20种。此外在某些蛋白质中还存在若干种不常见的氨基酸，它们都是在已合成的肽链上由常见的氨基酸经专一酶催化的化学修饰转化而来的。这300来种天然氨基酸中，大多数是不参与蛋白质组成的，这些氨基酸被称为非蛋白质氨基酸。参与蛋白质组成的氨基酸包括20种常见的氨基酸和若干种不常见的氨基酸统称为蛋白质氨基酸。（生物化学第四版） 蛋白质的基本单位——氨基酸 1.结构通式 COOH NH2 H R 生物体内构成蛋白质的氨基酸结构通式如上图： 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)， 一个氨基、一个羧基、一个H和一个R基团通过共价键连接在一个中央碳原子上。 是否所有氨基酸的结构都符合该通式？ 注意氨基、羧基写法 蛋白质的基本单位——氨基酸 1.结构通式 各种氨基酸之间的 区别在于R基团不同。 H ①每种氨基酸都只有一个氨基和一个羧基吗？ ②某些氨基酸中的S元素存在于什么基团中？ R基团可以是长链或环状，也可含有氨基、羧基，有时含有S原子等 蛋白质的基本单位——氨基酸 1.结构通式 检验：下列物质中，属于组成人体蛋白质的氨基酸有几种（ ） 2 种 蛋白质的基本单位——氨基酸 2.必需氨基酸与非必需氨基酸 P12 在人体中，组成蛋白质的氨基酸约有20种 合成 必需氨基酸 非必需氨基酸 8种，不能在人体内合成 约12种，可以合成 衡量食品价值高低的一个很重要的指标是看必需氨基酸的种类。不同食物中必需氨基酸种类不同。 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 本 亮 色 书 甲 携 来 一 长期单一以玉米为食：缺少赖氨酸、色氨酸。色氨酸前体缺乏导致维生素B3（烟酸）缺乏，患糙皮病（以皮炎、舌炎、肠炎、精神异常和周围神经炎为临床特征） 蛋白质的基本单位——氨基酸 (1)蛋白质的组成元素只有C、H、O、N(　　) (2)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(　　) (3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上(　　) (4)酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同(　　) (5)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸(　　) × 辨析易错易混 × × √ × 氨基酸的脱水缩合 1.两个氨基酸脱水缩合形成二肽 C H R1 H2N OH C O H2O C H COOH R2 H N H 浏览教材P12：从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 注意： R基上的氨基和羧基不参与脱水缩合 氨基酸的脱水缩合 ⑴由 3 个氨基酸脱水缩合形成： ⑵由 4 个氨基酸脱水缩合形成： ⑶由 n 个氨基酸脱水缩合形成： 三肽 2 四肽 3 多肽 n-1 肽键数 名称 水分子数 2 3 n-1 多肽：由多个（3个及以上）氨基酸分子缩合而成的化合物。 肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链。 思考： 若n个氨基酸脱水缩合构成肽环，则氨基酸数、肽键数、水分子数之间的关系如何？ 若n个氨基酸脱水缩合形成2条肽链呢？ 氨基酸的脱水缩合 思考1：3种氨基酸，数量不限，理论上可以形成多少种二肽？可以形成 多少种三肽？ 二肽：3×3 = 32 = 9种 三肽：3×3×3= 33 = 27种 AA、AB、AC、BA、BB、BC、CA、CB、CC 思考2：三种氨基酸各1个，理论上可以形成多少种二肽？可以形成多少种三肽？ 形成二肽： 3×2=6种 形成三肽： 2110 思考3：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，数量不限，若写出由10个氨基酸组成的肽链，可以写出多少条互不相同的多肽？ 3×2×1=6种 B 不同种多肽的差别在于：肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。 肽链形成蛋白质 ②整条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构。（氨基酸侧链基团之间的疏水相互作用、氢键、范德华力、静电作用等） ③许多蛋白质分子含有1条或多条肽链；这些肽链聚集在一起，形成更为复杂的空间结构。 ①肽链内部：二硫键、氢键 使得一条肽链的特定区域有规律地盘曲、折叠，形成一定的空间结构。 氢键：C=O和N-H之间 肽链形成蛋白质 —SH ＋ —SH → —S—S— + 2H 有些蛋白质含有多条多肽链，不同肽链之间依靠一定的作用维系在一起。 图示胰岛素的两条肽链通过二硫键维系在一起。 蛋白质结构多样性的原因 氨基酸种类 多种多样 氨基酸数目 成百上千 氨基酸排列顺序千变万化 肽链盘曲折叠形成的空间结构千差万别 蛋 白 质 结 构 多 样 性 蛋 白 质 功 能 多 样 性 构成细胞和生物体的 结构物质 储备作用 种子中的储备蛋白 催化作用 酶 运输作用 血红蛋白 载体 免疫作用 抗体 调节作用 胰岛素 生长激素 识别作用 糖蛋白 蛋白质结构与功能相适应 蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的。 单个氨基 酸改变 血红蛋白 结构异常 红细胞形态 异常 镰状红细胞 贫血症 谷氨酸 缬氨酸 蛋白质结构与功能相适应 1.常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌，你知道机理是什么吗？ 酒精、加热，紫外线等作用下，蛋白质空间结构发生改变和破坏，导致蛋白质丧失生物学活性。 2. 食用肉类、蛋类时，通常会先将其煮熟。煮熟的意义是什么？ 3. 在一定条件下，生蛋清能为蛋黄提供营养并孵化出小鸡，那么将生鸡蛋煮熟，还能孵化出小鸡吗？为什么? 高温煮熟使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，更易被蛋白酶水解，容易消化。 蛋白质变性：蛋白质在某些物理或化学因素（如高温、X射线、强酸、强碱等）作用下，其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生物活性丧失的现象。 注意：破坏蛋白质的空间结构，但不破坏肽键。 思考： 蛋白质空间结构改变一定意味着蛋白质变性吗？ 酶、载体蛋白等作用时结构会变，但未变性。 结构改变≠变性 蛋白质结构与功能相适应 小结 蛋白质相关计算 公式一：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数－肽链条数 （环状肽：肽键数=水分子数=氨基酸个数） 公式二：蛋白质相对分子质量 =氨基酸总量－水分子总量 =氨基酸个数×氨基酸平均分子质量－18 ×水分子数 -二硫键(—S—S—)个数×2 -SH + -SH -S-S- +2H ②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数 公式三--游离氨基或羧基数目的计算： ①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数 蛋白质相关计算 1.某蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子至少含有一NH2和一COOH个数及氨基酸数分别为多少个（ ） A.105、105、105 B.110、110、110 C.4、4、113 D.1、1、113 C 2.现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（ ） A.798、2和2 B.798、12和10 C.799、1和1 D.799、11和9 R基上有10个氨基 R基上有8个羧基 B 蛋白质相关计算 3.胰岛素是一种蛋白质分子，结构如下： ①该胰岛素分子含有肽键 个； ②理论上分析，胰岛素分子至少含有 个氨基， 个羧基； ③51个氨基酸形成胰岛素后，分子量比原来减少了 。 -S-S- S S S S A链 B链 49 2 2 888 A链有21个氨基酸 B链有30个氨基酸 蛋白质相关计算 4.某五十肽中有丙氨酸(R基为-CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如右图)得到几种不同有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是( ) A．肽键数目减少4个 B．氨基和羧基分别增加4个 C．氢原子数目增加8个 D．氧原子数目增加2个 D $