2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件-2026-2027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 学习目标： 1.通过分析渐冻症病因资料，结合教材实例， 归纳蛋白质的功能 2.通过观察比较，准确写出氨基酸的结构通式， 概括氨基酸的结构特点 3.用模型构建，描述氨基酸脱水缩合具体过程， 阐明蛋白质多样性的原因 4.结合资料，阐明渐冻症的致病机理，树立运 用科学知识解释和攻克人类疾病的信心 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 任务一：分析资料，圈出与渐冻症病因相关的蛋白质，阅读教材P28图2-8，找到这些蛋白质各自行使的功能，并写在资料1中该蛋白质的下方。 资料1：研究表明，渐冻症的病因尚未完全清晰，其中一种致病机理为：运动神经细胞中的一种DAO酶（蛋白质）活性丧失，使得D‑丝氨酸（氨基酸）降解受阻而蓄积，过度激活NMDA受体蛋白（接收信号，用于运输Ca²⁺等。），引发Ca²⁺大量内流，同时过量异常的DAO酶积累，启动运动神经细胞程序性死亡，从而无法控制骨骼肌运动，肌肉发生废用性萎缩，肌肉细胞中肌动蛋白、肌球蛋白合成下降。 催化降解D‑丝氨酸 （调节）接收信号，用于运输Ca²⁺等 构成肌肉细胞结构 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 免疫 结构 运输 催化 一.蛋白质的功能 记忆口诀：狗吹人面条 免疫 调节 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 蛋白质是生命活动的主要承担者 运动神经细胞为何受损？ 多种不同蛋白质的功能异常，导致运动神经细胞不能进行正常的生命活动 一.蛋白质的功能 DAO酶（蛋白质）结构是怎样的，发生了怎样的改变使其活性丧失？ 渐冻症其中一种致病机理为： 运动神经细胞中的一种DAO酶（蛋白质）活性丧失 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 2006年，科学家们对人DAO酶蛋白结晶进行X‑射线衍射解析，明确DAO酶蛋白的结构。它由694个氨基酸组成。一共20种。 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 任务二：观察人DAO酶蛋白中部分氨基酸的分子结构，圈出每个氨基酸的共同部分，画出氨基酸的结构通式，概述其结构特点。 H2N 氨基 NH2 N H H （ ） C O OH 羧基 COOH （ ） R 侧链基团 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.结构特点 至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。 任务二：观察人DAO酶蛋白中部分氨基酸的分子结构，圈出每个氨基酸的共同部分，画出氨基酸的结构通式，概述其结构特点。 1.结构通式 CH2 H2N COOH CH2 CH2OH CH2 H2N COOH CH2 H2N CH H2N COOH COOH CH2 CH COOH CH3 HOOC CH NH2 CH3 H2N CH NH2 HOOC CH CH3 HO √ √ √ √ × × × × 判断以下哪些分子可能是人DAO酶中含有的氨基酸，说明不是的理由；并在正确的分子上圈出其R基。 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （8） CH NH2 HOOC CH2 COOH （7） CH2 ‹#› 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 组成人体蛋白质的氨基酸：____种,元素构成：______________ 必需氨基酸：__________________________ 非必需氨基酸：________________________ 阅读教材P30，结合图中回答下列问题: 人体不能合成，必需从外界环境中获取 人体细胞能合成 21 C.H.O.N.（S.Se） 必需氨基酸记忆口诀： 甲携来一本亮色书 赖氨酸 苏氨酸 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 任务三：阅读教材P30，利用氨基酸卡片模拟氨基酸脱水缩合生成三肽的过程，并清楚阐述这一过程。 提示：可通过折叠卡片，模拟氨基酸脱下基团； 标签写字可模拟肽键 1.丙氨酸 2.亮氨酸 3.半胱氨酸 3.蛋白质的结构 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 任务三：阅读教材P30，利用以下氨基酸模拟氨基酸脱水缩合生成三肽的过程，并清楚阐述这一过程。 1.丙氨酸 2.亮氨酸 3.半胱氨酸 3.蛋白质的结构 氨基酸的结合方式： 脱水缩合 C H COOH R2 H N OH H C H2N C H R1 O H2O 二肽 C H2N C H R1 O C H COOH R2 H N 肽键 由一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子水。 思考： 脱去的水中H来自________________,O来自____________ —COOH和—NH2 —COOH ‹#› 多肽通常呈链状结构，称为肽链。 肽键： 由几个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物就叫几肽。 多个氨基酸脱水缩合形成的肽也叫多肽。 连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键。 肽： 肽链： 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 3.蛋白质的结构 思考：1.图示肽由几个氨基酸构成？你是如何判断的？ 2.水解后会生成几种氨基酸？你是如何判断的，你能否写出来？ ★多肽链是有顺序的——从氨基端到羧基端 （即N端→C端的体内合成顺序） 该过程发生在细胞器：核糖体中 6个，称为六肽。先找到肽键，然后划线断开，就可以数个数 5种，看—R基的种类。如：—CH2—OH 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 思考： (1)三肽中含有几个氨基酸，几个肽键？ 3个氨基酸 2个肽键 (2)DAO酶中有694个氨基酸，参与形成2条相同的肽链，每条肽链中含347个氨基酸，DAO酶中含有几个肽键，需要脱去几分子水？ 692 1.丙氨酸 2.亮氨酸 3.半胱氨酸 1.结构通式 2.分类 3.蛋白质的结构 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 3.蛋白质的结构 (6)如果用21种数量充足的氨基酸卡片建构十肽，可以建构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？ (4)大家若构建的三肽与黑板上的相同吗？如果不同，不同点在哪里？ (3)以下两种三肽相同吗？ (5)每组有9张氨基酸卡片，共3种，每种3张，理论上可以构建几种三肽？ 氨基酸的排列顺序不同 不同 氨基酸的种类不同 肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化 丙 亮 半 半 亮 丙 27种 2110种 人DAO酶蛋白的空间 结构示意图 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 任务四：阅读教材P30-31及图2-11和图2-12，结合以下图片，简述DAO酶空间结构的形成过程。 氨基酸 多肽 盘曲折叠 脱水缩合 进一步盘绕 几条多肽链通过一定作用 聚集在一起 肽链盘曲折叠的方式不同及其形成的空间结构千差万别 1.结构通式 2.分类 3.蛋白质的结构 4.蛋白质的多样性 蛋白质的结构 多样 氨基酸的种类、数目、排列顺序多样 肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构多样 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 3.蛋白质的结构 4.蛋白质的多样性 18 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 3.蛋白质的结构 4.蛋白质的多样性 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 巯基：—SH 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。 —SH＋—SH → —S—S— 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 3.蛋白质的结构 4.蛋白质的多样性 血红蛋白的四条多肽链不是靠二硫键维系在一起的。教辅和模拟题可能会认为四条多肽链是依靠二硫键维系在一起的。 20 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 一.蛋白质的功能 二.蛋白质的基本组成 单位——氨基酸 1.结构通式 2.分类 3.蛋白质的结构 4.蛋白质的多样性 任务五： 请根据所学蛋白质结构的相关知识，参考资料2分析渐冻症患者体内DAO酶失活的原因，并用流程图（文字加箭头）写出。 资料2.研究表明，渐冻症的其中一种致病机理为DAO酶蛋白第199位氨基酸由精氨酸替换为色氨酸，精氨酸的R基与色氨酸的R基不同。 氨基酸 替换 肽链盘曲折叠方式改变 蛋白质空间结构改变 DAO酶功能丧失（失活） 肽链中氨基酸排序改变 人类终将战胜疾病 盐析 蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化，可逆 变性 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。 水解 空间结构发生改变，肽键未断裂。 1.蛋白质的盐析、水解和变性 与社会的联系 SZ-LWH 高温使蛋白质的空间结构改变，变得伸展、松散，更易被蛋白酶水解。 23 蛋白质变性是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。 1.蛋白质变性： 不可逆 使蛋白质变性的因素： 高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐。 与社会的联系 SZ-LWH 24 2.为什么加热、加酸、喷洒酒精能达到消毒、灭菌的目的？ 1.为什么吃煮熟的鸡蛋、熟肉容易消化？ 高温使蛋白质分子空间结构变得伸展、松散，更容易被蛋白酶水解 使蛋白质分子空间结构改变 与社会的联系 SZ-LWH 1．硒代半胱氨酸的化学式为C3H7NO2Se，在人体中硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需不断从食物中获取。下列说法错误的是(　　) A．硒代半胱氨酸是必需氨基酸，该氨基酸的R基为—CH3Se B．硒代半胱氨酸中有一个氨基和一个羧基，氨基酸的基本性质与其R基有关 C．硒代半胱氨酸在肽链中的位置改变时，相应蛋白质的功能可能发生变化 D．两个硒代半胱氨酸分子脱水缩合过程产生的H2O中的氧只来源于羧基 √ 反馈运用 ‹#› 2.血红蛋白分子含有两条α肽链和两条β肽链，其空间结构如图甲所示；图乙表示β肽链一端的部分氨基酸序列。请分析回答下列问题： (1)图乙所示结构含有______种氨基酸，①的名称是________。 (2)血红蛋白是由574个氨基酸组成的，氨基酸经过___________过程形成 4条多肽链，该过程中形成______个肽键。 3 氨基 脱水缩合 570 ‹#› (3)若两条β肽链完全相同，则图甲所示的血红蛋白至少含有________个羧基。 (4)据图分析，蛋白质分子的多样性是由____________________________ _________________________________________不同导致的。 8 氨基酸的数目、种类、排列顺序 及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 ‹#› (5)若图甲血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成聚合成纤维状的异常血红蛋白，则由其参与组成的红细胞运输氧的能力将________(填“不变”或“改变”)。由此能得到什么结论？_______________________。 改变 蛋白质结构与功能相适应 ‹#› $