人教版高一生物必修1同步课件：第2章-第2节共67张ppt.ppt

成才之路 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 组成细胞的分子 第二章 1 1 1集合的概念 第2节生命活动的主要承担者 蛋白质 第二章 1 1 1集合的概念 4 蛋白质中含有C H O N等元素 5 蛋白质多样性的原因是 组成蛋白质的氨基酸的种类 数目 排列顺序不同 及肽链形成的空间结构不同 6 蛋白质的功能有 组成细胞和生物体 催化 运输 调节和免疫等 目标预览 1 知道氨基酸的结构和特点 重点 2 掌握蛋白质的形成过程和有关蛋白质的相关计算 重 难点 3 了解蛋白质的功能 情境导入 1965年9月17日 我国在世界上首次用人工方法合成了胰岛素 摘取了一枚生物科学的 金牌 胰岛素是胰腺里的一种岛形细胞群 胰岛 分泌出的激素 是由51个氨基酸构成的小分子蛋白质 它在调节糖类与脂肪的代谢方面具有十分重要的作用 蛋白质在生命活动中有何作用 一 问题探讨1 提示 富含蛋白质的食品有大豆制品 如豆浆 豆腐 腐竹 奶类制品 如奶粉 酸奶 袋装奶 还有肉 蛋类食品 如烤肉 肉肠 鸡蛋等 2 提示 有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分 如结构蛋白 有些蛋白质能够调节生命活动 如胰岛素 有些蛋白质有催化作用 如绝大多数酶都是蛋白质 有些蛋白质具有运输 载体的功能 如红细胞中的血红蛋白 有些蛋白质有免疫能力 如人体内的抗体 3 提示 因为氨基酸是构成蛋白质的基本单位 在人体内约有20种氨基酸 其中有8种是人体需要而不能自己合成的 必须从外界环境中获得 如赖氨酸 苯丙氨酸等 它们被称为必需氨基酸 所以有些食品中要添加赖氨酸或苯丙氨酸等人体必需的氨基酸 二 思考与讨论11 每个氨基酸都有氨基和羧基 并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 2 氨基酸 代表了氨基酸分子结构中主要的部分 氨基和羧基 三 思考与讨论21 提示 氨基酸 二肽 三肽 多肽 一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质 或几条多肽链折叠形成蛋白质 2 提示 食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶 胰蛋白酶 肠蛋白酶 肠肽酶等多种水解酶的作用 才能分解为氨基酸 这些氨基酸进入细胞后 要形成二肽 三肽到多肽 由多肽构成人体的蛋白质 人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样 具有完成人体生命活动的结构和功能 3 提示 10个氨基酸能够组成2010条互不相同的长链 氨基酸的种类 数量 排列顺序以及蛋白质空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因 四 旁栏思考题n个氨基酸形成一条肽链时 脱掉n 1个水分子 形成n 1个肽键 如果 n个氨基酸形成m条肽链时 脱掉n m个水分子 形成n m个肽键 一 氨基酸及其种类观察下面两种氨基酸的结构 自主预习 1 结构特点 1 数量关系 至少都含有 和 2 位置关系 都有 连接在 上 2 写出结构通式 一个氨基 NH2 一个羧基 COOH 一个氨基和一个羧基 同一个碳原子 人体细胞能否合成 8种 人体细胞合成 12种 COOH NH2 2 反应脱去的结构 R1所在的氨基酸 R2所在的氨基酸 3 形成的化学键 名称 表示形式 4 过程名称 5 产物名称 6 多肽经盘曲 折叠形成具有一定 的蛋白质分子 OH H 肽键 CO NH 脱水缩合 二肽 空间结构 2 蛋白质分子多样性的原因 1 氨基酸方面 不同蛋白质含有氨基酸的 不同 2 蛋白质方面 不同 种类 数量 排列顺序 空间结构 三 蛋白质的功能 连线 结构蛋白a 血红蛋白 催化作用b 胰岛素等蛋白质类激素 运输作用c 抗体 信息传递作用d 绝大多数酶 调节作用 免疫功能e 羽毛 肌肉 头发等 1 玉米中含有丰富的谷氨酸 谷氨酸的分子中含有两个羧基 COOH 请描述它们在分子结构中的位置 2 在组成氨基酸的元素中 形成蛋白质时哪些元素的数量不会发生变化 提示 1 其中一个羧基和一个氨基连在同一个碳原子上 另一个羧基在R基上 2 C N 互动探究 1 结构通式 1 氨基酸及其种类 要点归纳 2 结构特点 1 判断是否是氨基酸的标准 构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上 2 R基的相关问题 决定氨基酸种类和性质的是R基 构成氨基酸通式中的元素有C H O N四种 若有其他元素如S 则位于R基上 R基上可能含有氨基和羧基 但不参与脱水缩合反应 1 并不是含有氨基和羧基的有机物就属于构成蛋白质的氨基酸 如H2N CH2 CH2 COOH 2 R基在形成蛋白质时并不是都不参与反应 如R基中的 SH会参与形成蛋白质不同多肽链之间的 S S 下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸 典例导析 1 解析 此题考查构成蛋白质的氨基酸的结构特点 即氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 只有B不具备以上特点 答案 B 同为组成生物体蛋白质的氨基酸 酪氨酸几乎不溶于水 精氨酸易溶于水 这种差异的产生取决于 A 两者R基的不同B 两者的结构完全不同C 酪氨酸的氨基多D 精氨酸的羧基多 答案 A 解析 不同的氨基酸差异之处在于R基的不同 所以结构的不同造成了氨基酸的性质不同 1 1 蛋白质的分子结构及氨基酸脱水缩合过程分析过程图示分析 2 蛋白质的结构及其多样性 要点归纳 1条肽链至少含有1个游离的 NH2和1个游离的 COOH 分别位于肽链的两端 2 蛋白质多样性原因的分析其中蛋白质的空间结构是最为重要的结构 没有特定的空间结构 蛋白质就会失去其功能 蛋白质中氨基和羧基的数量计算规律 当R基中不存在氨基和羧基时 每一条肽链中含有一个氨基和一个羧基 当R基中存在氨基和羧基时 由于R基不参与脱水缩合 所以每一条肽链中含有的氨基数或羧基数就是1 R基中的氨基数或羧基数 下面是三种氨基酸的结构式 由这三种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中 含有氨基 羧基和肽键的数目依次是 A 1 1 2B 1 1 3C 1 2 2D 2 2 2 典例导析 2 解析 要解这样的题 一定要对氨基酸分子的基本结构以及氨基酸连接成多肽链的方式等方面的知识有清楚的理解 第一 每个氨基酸分子的结构中 至少有一个氨基 NH2 和一个羧基 COOH 连在同一个碳原子上 但并不是都只有一个氨基和一个羧基 第二 知道在一条肽链中所形成的肽键数目跟失去的水分子数目一样为 n 氨基酸个数 1 个 第三 每形成一个肽键就要失去一个氨基和一个羧基 因此 氨基和羧基的数目均为构成多肽链的各个氨基酸分子中氨基数总和 3 羧基数总和 4 分别减去肽键数值 n 1 则该题中肽键数目为3 1 2 个 氨基数为3 2 1 个 羧基的数目为4 2 2 个 答案 C 下列多肽片段充分水解后 产生的氨基酸有 A 2种B 3种C 4种D 5种 答案 B 2 解析 上述多肽片段含有5个氨基酸 它们的R基从左到右依次是 CH3 H CH3 CH2 CH3 H 所以共3种氨基酸 蛋白质分子结构复杂 种类繁多 这是蛋白质分子具有多种重要功能的基础 下面略举几例 说明其功能的多样性 1 结构作用许多蛋白质是构成细胞和生物体的成分 如构成人和动物肌肉的肌动蛋白和肌球蛋白 构成生物膜的蛋白质 2 催化作用生物体各种新陈代谢活动几乎都是由酶催化进行的 而酶几乎都是蛋白质 3 蛋白质的功能 要点归纳 3 调节作用蛋白质类的激素 如胰岛素和生长激素等 能够调节人体的新陈代谢和生长发育 调节生理活动的许多激素是蛋白质 从化学本质上看 人体和动物的激素可以分为四类 氨基酸衍生物激素 如甲状腺激素 肾上腺素 血清血管收缩素 肽和蛋白质类激素 如脑垂体激素 胰岛素 甲状旁腺素 生长激素和促肾上腺皮质激素 类固醇激素 如肾上腺皮质激素 性激素 脂肪酸衍生物激素 如前列腺素 肽和蛋白质类激素 包括许多种激素 下面重点介绍胰岛素 生长激素和促肾上腺皮质激素 1 胰岛素胰岛素是胰腺内的胰岛B细胞所产生的一种激素 胰岛素是一种相对分子质量较小的蛋白质 在有锌和其他金属离子存在时 胰岛素分子可以围绕这些离子形成聚合体 在调节糖类 脂肪和蛋白质的代谢中具有十分重要的作用 2 生长激素生长激素是由垂体的腺垂体部分的嗜酸细胞分泌的激素之一 它是一种多肽 能促进骨骼 肌肉 结缔组织和内脏的生长 使生物体长得高大 可以使氨基酸进入细胞的速度加快 促进DNA和RNA的合成 又能促进蛋白质的合成 3 促肾上腺皮质激素它也是腺垂体分泌的激素之一 也是一种多肽 能促进肾上腺皮质细胞的增殖 刺激肾上腺皮质激素的合成和分泌 4 运输作用红细胞中的血红蛋白是运输O2和CO2的工具 此外生物膜上的蛋白质对某些物质透过细胞膜或细胞内的膜结构有重要作用 如生物膜上的载体 5 免疫作用对侵入动物和人体内的细菌和病毒有抵抗作用 从而消除其危害 起到免疫作用的是一种叫做抗体的蛋白质 此外 蛋白质分子在血液凝固 高等动物的记忆 识别等方面也都起着重要的作用 因此 有人把蛋白质称为功能大分子 蛋白质是生物体一切生命活动的体现者 蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性 生长激素和胰岛素都是人体内对生命活动起着重要调节作用的激素 但是功能不同 与此无关的是 A 氨基酸的数目 种类和排列顺序B 构成蛋白质的多肽链的数目C 构成蛋白质的多肽链的空间结构D 氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基 解析 蛋白质功能不同的原因在于结构不同 结构多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类 数目和排列顺序及多肽链的数目和空间结构不同 答案 D 下列生理活动与蛋白质功能无关的是 A 氧气在血液中的运输B CO2进入叶绿体C 葡萄糖在细胞内氧化分解D 细胞识别 答案 B 3 解析 氧气在血液中的运输主要是血红蛋白的作用 葡萄糖在细胞内氧化分解 是在一系列酶的催化作用下进行的 酶的主要成分是蛋白质 细胞识别主要靠细胞膜 而细胞膜主要是由蛋白质和磷脂分子组成 在题目给出的选项中 只有二氧化碳进入叶绿体是通过气体的扩散作用完成的 与蛋白质的功能无关 1 1 蛋白质类物质形成过程中肽键 水分子的计算 由氨基酸分子脱水缩合可知 蛋白质形成过程中每形成一个肽键 同时失去一分子水 即形成的肽键数 失去水分子数 氨基酸数目 1 有关蛋白质类物质的计算 m个氨基酸分子形成一个由n条肽链组成的蛋白质时 脱去的水分子数和形成的肽键数为m n 其推导过程如下 m个氨基酸形成1条肽链则脱去 m 1 个H2O 形成2条肽链 则在1条肽链的基础上又少脱去1分子H2O 即脱去 m 2 个H2O 依次类推 形成n条肽链 则脱去 m n 个H2O 2 形成的蛋白质分子的相对分子质量的计算蛋白质相对分子质量 氨基酸相对分子质量总和 失去的水分子的相对分子质量总和 特别提醒 有时还要考虑一些其他化学变化过程 如二硫键 S S 形成等 1 2 可总结如下 探究点确定实验中的实验变量 蛋白质的检测方法 案例 健康人的尿液中含有极微量的蛋白质 若尿液中蛋白质总量过高 则称为蛋白尿 除了肾脏疾病和涉及肾脏的其他疾病会引起蛋白尿外 健康人在剧烈运动后也会出现暂时性蛋白尿 临床上常用双缩脲试剂定性检测尿液中的蛋白质 请完成下面的实验 探究你在某次剧烈运动后是否出现了蛋白尿 1 材料用具 试管 量筒 剧烈运动前后的尿液 双缩脲试剂A液 质量浓度为0 1g mL的NaOH溶液 双缩脲试剂B液 质量浓度为0 01g mL的CuSO4溶液 2 实验原理 3 实验步骤 取两支试管 分别编号为A B A中加入自己运动前的尿液2mL B中加入自己剧烈运动后的尿液2mL 先向A B两支试管中分别加入 再向两支试管中分别加入 对比观察两支试管中溶液的颜色变化 标准答案 2 蛋白质与双缩脲试剂发生反应呈紫色 3 1mL双缩脲试剂A液并摇匀4滴双缩脲试剂B液并摇匀 4 方法警示 1 得分要点 3 必须体现 1mL A液 4滴 B液 2 错因案例 3 答为 双缩脲试剂A液 双缩脲试剂B液 错因 未体现对这两种试剂剂量的要求 技法提炼 1 双缩脲试剂检测蛋白质的原理 蛋白质与双缩脲试剂可发生颜色反应 双缩脲试剂由两种溶液组成 一种是NaOH溶液 另一种是CuSO4溶液 实验时需先向待测液中加入NaOH溶液 使待测液呈碱性 然后再加入CuSO4溶液 若待测液中含有蛋白质则呈现紫色 若不含蛋白质 则呈现双缩脲试剂本身的颜色 浅蓝色 2 如何确定本实验的变量 题干中给出的信息是 健康人在剧烈运动后也会出现暂时性的蛋白尿 而且本实验的目的是探