生命活动烦人承担者-蛋白质

生命活动烦人承担者——蛋白质第1页/共40页第2节生命活动的主要承担者———蛋白质1.1.1集合的概念第二章第2页/共40页目标导航：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。学习目标定位第3页/共40页第4页/共40页课前自主探究完成练习册中知识梳理部分第5页/共40页一、氨基酸及其种类1、氨基酸的结构第6页/共40页结构特点(1)数量关系：至少都含有___________和______________。(2)位置关系：都有_______________连接在__________上。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

第7页/共40页人体细胞能否合成

8种

人体细胞合成

12种

3、种类1）划分依据

。必需氨基酸非必需氨基酸来源：食物转化种数：来源：种数：2）氨基酸的种类决定于

。R基不同

第8页/共40页二、蛋白质的结构及其多样性1、层次：氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→一定空间结构的蛋白质分子→复杂结构的蛋白质分子第9页/共40页—COOH—NH2—OH—H第10页/共40页(3)形成的化学键：①名称：______________。②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。（7）水解反应：肽链与水结合，分开成氨基酸的过程。肽键—CO—NH—脱水缩合二肽空间结构种类数量排列顺序空间结构3．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。第11页/共40页第12页/共40页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。第13页/共40页(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。教材问题释疑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。第14页/共40页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。1．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。(二)思考与讨论1第15页/共40页(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。第16页/共40页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。(四)旁栏思考题第17页/共40页1．结构通式课堂合作探究第18页/共40页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：①决定氨基酸种类和性质的是R基。②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。③R基上可能含有氨基和羧基，但不参与脱水缩合反应。第19页/共40页知识贴士(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—。第20页/共40页

关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是(

)A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键D．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的A第21页/共40页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。第22页/共40页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。第23页/共40页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。第24页/共40页知识贴士蛋白质中氨基和羧基的数量计算规律①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。②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)。第25页/共40页

形成蛋白质分子的结构层次，从小到大依次是(

)①氨基酸 ②C、H、O、N等元素③氨基酸脱水缩合 ④一条或几条多肽链连接在一起⑤多肽 ⑥蛋白质A．②→①→③→④→⑥→⑤B．①→③→②→④→⑥→⑤C．②→①→⑥→③→④→⑤D．②→①→③→⑤→④→⑥[解析]

分析蛋白质分子的结构，其结构层次从小到大依次是，②→①→③→⑤→④→⑥。[答案]

D第26页/共40页蛋白质和多肽的主要区别在于蛋白质(

)A．相对分子质量更大B．含有的氨基酸数目更多C．空间结构更复杂D．氨基酸的排列顺序变化更多[答案]

C[解析]

蛋白质和多肽都是由氨基酸组成的，蛋白质是由多肽链折叠形成的，与多肽相比具有更为复杂的空间结构。第27页/共40页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。蛋白质的功能第28页/共40页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：①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)；②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)；③类固醇激素(如肾上腺皮质激素、性激素)；④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。第29页/共40页(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。第30页/共40页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。第31页/共40页知识贴士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。第32页/共40页

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第33页/共40页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第34页/共40页(1)蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算①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－1②m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

有关蛋白质类物质的计算思维创新升华第35页/共40页(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：氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去水分子数目多肽相对分子质量氨基数目羧基数目1条肽链amm－1m－1ma－18(m－1)至少1个至少1个n条肽链amm－nm－nma－18(m－n)至少n个至少n个第36页/共40页[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