人教版（2023）必修1课件- 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者(共36张PPT)

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第2章组成细胞的分子

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。

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这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？

针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。

阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。

1.阐明人体中蛋白质由21种氨基酸组成（生命观念）

2.阐明蛋白质的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构（生命观念）

3.阐明细胞的功能主要由蛋白质完成（生命观念、科学思维）

体会课堂探究的乐趣，

汲取新知识的营养，

让我们一起吧！

进

走

课

堂

一、蛋白质的功能

许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。例如，肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。

胰岛素空间结构示意图

图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素

有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素。

细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质，如胃蛋白酶、胰蛋白酶。

胃蛋白酶结晶

加酶洗衣粉

有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白能运输氧。

血红蛋白

有些蛋白质有免疫功能，人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。

抗体结构示意图

细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，

蛋白质是生命活动的主要承担者。

1、结构蛋白：肌肉、头发、羽毛等

2、催化作用：绝大多数酶

3、运输功能：血红蛋白

4、调节生命活动：胰岛素

5、免疫功能：抗体

蛋白质的功能

【归纳总结】

基于生物学事实和证据运用归纳与概括。体现了科学思维的核心素养。

【例1】下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是()

A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原

B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程

C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输

D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分

C

蛋白质结合Fe2+形成的血红蛋白参与O2运输。

C

H

C

H

H2N

OH

O

甘氨酸

C

H

C

H2N

OH

O

CH3

CH3

缬氨酸

C

H

C

H2N

OH

O

CH3

丙氨酸

C

H

C

H2N

OH

O

CH2

CH3

CH3

亮氨酸

CH

CH

二、蛋白质的基本组成单位氨基酸

决定氨基酸种类

连接在同一个碳原子上

1.氨基酸的结构通式：

①元素组成上：

②结构组成上：

③氨基和羧基的连接上：

分析氨基酸，从以下三个方面探究其共同点。

都含有Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ四种元素。

都含有一个中心碳原子和Ｒ基，都至少含有一个氨基、一个羧基。

都有一个氨基和一个羧

基连接在同一碳原子上。

基于生物学事实和证据运用归纳与概括。体现了科学思维的核心素养。

氨基酸的结构通式中只含有一个氨基和一个羧基，为什么说“每个氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基”呢？

R基中也可能含有氨基或羧基。

如：谷氨酸

赖氨酸

含有2个羧基

含有2个氨基

苏氨酸

CH3

CH

OH

CH

NH2

COOH

苯丙氨酸

CH2

CH

NH2

COOH

请写出下面两种氨基酸的R基

决定氨基酸种类

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

赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、

异亮氨酸、苏氨酸、蛋（甲硫）氨酸、缬氨酸

21

种

氨

基

酸

2.氨基酸的种类：

记忆口诀（携苏丹来奔以色列）

【例2】下列物质中，不是构成蛋白质的氨基酸的是()

B

构成蛋白质的氨基酸，至少有一个氨基和一个羧基，连接在同一碳原子上。

氨基酸如何形成结构复杂的蛋白质呢？

针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。

三、蛋白质的结构及其多样性

1.氨基酸形成蛋白质的方式：

C

H

C

H2N

OH

O

R1

C

H

C

N

OH

O

R2

H2

H

H

脱水缩合

－OH

H－

－H

OH－

C

H

C

H2N

O

R1

C

H

C

N

OH

O

R2

H

H2O

肽键

二肽

脱水缩合反应

观看动画，回答下列问题：

氨基酸脱水缩合过程中参与“脱水”的结构是哪部分？

提示：相邻氨基酸中一个氨基酸的-COOH(羧基)提供的“-OH”与另一个氨基酸的-NH2(氨基)提供的“-H”结合产生水。

针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。

C

C

H

R1

NH2

C

O

C

H

R2

H

N

O

肽键

C

H

COOH

R3

H

N

肽键

三肽

以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。

多肽通常呈链状，叫作肽链。

肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：

氨基酸

肽键

肽键数=6－1

肽键数=8－2

肽键数=氨基酸数－肽链数

=脱去水分子个数

肽键数=3－1

【结论】

脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数

蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数

m个氨基酸分子脱水缩合形成的1条肽链至少含有___个游离的氨基和个游离的羧基；m个氨基酸脱水缩合形成n条肽链构成的蛋白质中，至少含有__个游离的氨基和个游离的羧基。

1

1

n

n

二硫键

H

C

CH2

C

OH

O

N

H

H

S

H

C

CH2

C

OH

O

N

H

H

S

H

H

半胱氨酸

部分氨基酸形成蛋白质的过程中，要形成二硫键“—S—S—”，它是由2个“—SH”脱氢形成的。如果计算相对分子质量题目要求考虑二硫键，注意每个二硫键形成时，相对分子质量减少2。

构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同；

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。

2.蛋白质结构多样性的原因：

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。

氨基酸的排列与多肽种类的计算

假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：

(1)每种氨基酸都无限的情况下,可形成二肽的种类为种，可形成三肽的种类为种。

(2)每种氨基酸只有一个的情况下，

形成二肽的种类为种，形成三肽的种类为种。

二肽：AA,AB,AC,BA,BB,BC,CA,CB,CC

三肽：AAA,AAB,AAC,ABA,ABB,ABC,ACA,ACB,ACC,BAA,BAB,BAC,BBA,BBB,

BBC,BCA,BCB,BCC,CAA,CAB,CAC,CBA,CBB,CBC,CCA,CCB,CCC

9

27

6

6

A．含有两条肽链

B．共有126个肽键

C．R基中共含17个氨基

D．形成该蛋白质时共脱掉125个水分子

【例3】有关图中蛋白质的叙述，正确的是()

A

蛋白质中羧基数共有17个，其中R基上有15个，说明肽链末端有2个，每条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基，故此蛋白质分子含有2条肽链。肽键数＝126(氨基酸数)－2(肽链数)＝124。R基中氨基数＝17－2＝15。肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数＝126－2＝124(个)，形成该蛋白质时共脱掉124个水分子。

组成元素

C、H、O、N（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：

特点：

脱水缩合

多肽

氨基酸种类不同

氨基酸的数目不同

氨基酸排列顺序不同

多肽的空间结构不同

折叠盘曲

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

组成

导致

至少有一个－NH2和一个－COOH并且都有一个－NH2和一个－COOH连在同一个碳原子上

1.人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质（）

都含有21种氨基酸B.都是在细胞内发挥作用

C.都具有一定的空间结构D.都能催化生物化学反应

C

蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸根据R基不同共有21种；氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，一条或几条肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，蛋白质结构的多样性决定功能多样性。

2.在组成生物体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于()

A．两者的R基组成不同B．酪氨酸的氨基多

C．两者的结构完全不同D．精氨酸的羧基多

A

从氨基酸的结构通式可以看出，R基的不同导致了氨基酸结构和功能的不同。

3.下列物质中,有的属于构成蛋白质的氨基酸,有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质,则其中至少含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是()

(1)H2N-CH2-COOH

(2)H2N-CH2-CH2OH

(3)H2N-CH-CH2-COOH

COOH

(4)H2N-CH-CH2-COOH

(5)H2N-CH-(CH2)4-NH2

NH2

COOH

A.2,2,2B.3,3,2

C.4,3,3D.3,4,3

A

（2）（4）不是构成蛋白质的氨基酸。由（1）、（3）含2个羧基、（5）含2个氨基的三个氨基酸形成的三肽含有2个氨基、2个羧基和2个肽键。

4.回答下列问题。

(1)构成蛋白质的氨基酸约有______种。

(2)两个氨基酸分子相互作用的化学反应叫作_________，其产物是_____

和___。如图是其中的一种产物的结构式，请补充完整。

(3)蛋白质分子的功能是多种多样的。写出蛋白质的两种功能：________

。

(1)生物体内构成蛋白质的氨基