蛋白质是生命活动的主要承担者 高一上学期生物人教版（2019）必修一

第4节

蛋白质是生命活动的主要承担者第1课时

人教版（2019）

必修1《分子与细胞》蛋白质是细胞内重要的有机物蛋白质是细胞中含量最高的有机物，是生物体内重要的营养物质。组成生物体的常见蛋白质有哪些？蛋白质承担着怎样的功能呢？情境探讨

张小明同学早上起床后梳理好头发，拿起哑铃锻炼肌肉。锻炼后去食堂吃早餐，饭后半小时体检血糖暂时升高。回到教室后，同桌感冒了但是张小明同学安然无恙。张小明同学的上午以上情境中哪里可以体现蛋白质功能？情境1

张小明同学早上起床后梳理好头发，拿起哑铃锻炼肌肉。锻炼后去食堂吃了早餐，饭后半小时体检血糖暂时升高。回到教室后，同桌感冒了但是张小明同学安然无恙。张小明同学的上午在校生活情境整理头发，锻炼肌肉吃早餐，消化吸收血糖升高又回到正常同学感冒，自身健康相关蛋白质头发、肌肉酶载体蛋白蛋白质类激素抗体蛋白质的功能结构蛋白催化功能，运输功能调节功能免疫功能生命活动的主要承担者——蛋白质1.蛋白质的功能1.蛋白质的功能

P28如肌肉的收缩与舒张是靠肌细胞中由细丝状蛋白质组成的肌丝间的滑动实现的等；头发、蛛丝、羽毛等成分主要是蛋白质。①构成细胞和生物体结构②催化生理生化反应绝大多数酶是蛋白质，能与底物特异性结合，专一地催化某反应。胃蛋白酶结晶淀粉麦芽糖葡萄糖唾液淀粉酶胰、肠淀粉酶胰麦芽糖酶肠麦芽糖酶③物质运输如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；部分物质跨膜运输时需要转运蛋白的协助。④调节机体生命活动（信息传递）如细胞间传递信息的调节蛋白，通过蛋白质间的特异性结合，实现信息的精准传递；胰岛分泌胰岛素调节机体血糖水平等。⑤免疫防御抗原抗体可变区抗原抗体抗体通过与抗原特异性结合，实现免疫防御功能。组成细胞结构催化

运输

信息传递免疫防御每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构蛋白质是生命活动的主要承担者Q：为什么蛋白质有不同的功能？结构与功能相适应Q：蛋白质有怎样的基本结构？胰岛素C256H381O76N65S65778牛奶乳蛋白C1642H2452O492N420S1236684人血红蛋白C3032H4816O872N780S8Fe464500大分子有机物基本组成单位

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。讨论：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？

这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。与组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。蛋白质的基本组成单位是氨基酸情境22.氨基酸的结构特点CHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHOCH3CH3缬氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2半胱氨酸1.构成蛋白质的氨基酸有21种，这些氨基酸的结构具有什么共同特点？2.氨基酸这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？讨论SH每个氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。（P29底部）CHCHOHO甘氨酸H2NCHCH2NOHOCH3CH3缬氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2半胱氨酸构成生物体的氨基酸的基本元素有：C、H、O、N，有的还有SSHCHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHOCH3CH3缬氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2半胱氨酸氨基酸结构通式CRCOOHH2NH侧链基团氨基羧基各种氨基酸的区别在于R基的不同SHCCOOHHH2NRRHH2NCOOHC侧链基团氨基羧基CHHHHCOOHNH2HRCRHCOOHH2N一个中心，三个基本点—NH2(氨基)—COOH(羧基)—R(侧链基团)1.根据氨基酸的结构通式，分析组成蛋白质的元素有哪些？提示至少含有C、H、O、N四种元素。2.组成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，“至少”的涵义是什么？如果氨基酸分子中不止一个氨基和一个羧基，其他的氨基和羧基又位于什么位置？提示氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少各1个，也可以是几个。其他的氨基和羧基位于R基上。思维激活特别提醒氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记原子团前要有短线“—”)下列哪个是构成生物体的氨基酸？并标出其R基。方法：“一查”：是否有氨基和羧基；“二看”：是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。注意：只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸3.氨基酸的种类

请同学们阅读“与社会的联系”，谈谈什么是必需氨基酸，什么是非必需氨基酸？非必需氨基酸：人体细胞能够合成的氨基酸，有13种。分类依据：R基不同必需氨基酸：人体细胞所不能合成的，必需从外界环境中直接获取的氨基酸，成年人共有8种，婴儿9种（多一种组氨酸）。苯丙氨酸、甲硫（蛋）氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸笨蛋来宿舍晾一晾鞋构成蛋白质的氨基酸共21种P30氨基酸：21种蛋白质：1010～1012蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。？想一想：氨基酸怎样构成蛋白质呢？4.氨基酸的结合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH脱水缩合二肽肽键4.氨基酸的结合方式肽键CHCOOHR2HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNO二肽H2O

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（链状）肽键三肽5.氨基酸组成蛋白质的过程由氨基酸形成血红蛋白的示意图氨基酸脱水缩合肽链(一条或多条)

盘曲折叠蛋白质肽链盘曲、折叠，形成蛋白质

由于氨基酸之间能够形成氢键等，使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。

许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。二硫键2条肽链—SH—SH+—S—S—+—2H5.氨基酸组成蛋白质的过程Q2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？食物蛋白胃、胰、肠蛋白酶多肽肠肽酶氨基酸吸收合成人体的蛋白质人体内氨基酸蛋白质水解：氨基酸水解酶蛋白质初步水解多肽肠肽酶彻底水解思考与讨论

Q3.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写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(提示:一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸)。2110由n个氨基酸所构成的肽链的种类数是21n种思考与讨论6.蛋白质结构多样性的原因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。

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。6.蛋白质分子结构的多样性：①氨基酸的种类、数目、排列顺序不同②肽链的空间结构不同结构多样功能多样种类繁多正常如：镰刀形贫血症：谷氨酸缬氨酸异常两面凹的圆盘状镰刀状每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。P317.蛋白质变性、水解与盐析蛋白质结构与功能多种多样，若结构被破坏，会影响蛋白质行使相应功能。蛋白质变性就是蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而造成蛋白质分子原有的理化性质和生物活性的改变。（空间结构变得松散，功能部分或全部丧失，但肽键并未断裂，仍能发生紫色反应）(P32)

强酸、强碱、重金属离子、酒精、剧烈搅拌、加热（70-100℃）、紫外线等都会使蛋白质变性。超净工作台7.蛋白质变性、水解与盐析蛋白质水解完全水解（彻底水解）部分水解（不完全水解）水解产物：各种氨基酸混合物水解产物：大小不等的肽段与氨基酸蛋白质盐析:蛋白质水溶液中加入中性盐如NaCl等，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀出来的现象。加水稀释后，蛋白质又能重新溶解。（蛋白质不失活，肽键未断裂，功能可恢复）部分或全部肽键断裂，结构功能被破坏水解＋组成元素C、H、O、N（S）等导致氨基酸种类：21种必需氨基酸：8种非必需氨基酸：13种结构通式：CHCH2NOHOR特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上脱水缩合多肽组成蛋白质的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旋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，如抗体组成导致课堂小结2.4蛋白质是生命活动的主要承担者

（第2课时）

RCHCOH2NOH氨基羧基侧链基团氨基酸分子结构通式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH脱水缩合：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，同时脱去一分子的水，这种结合叫作脱水缩合。脱下的水中，O来自—COOH，H来自—COOH和—NH2。氨基酸1氨基酸21、氨基酸脱水缩合形成肽链CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二肽二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物肽键：连接两个氨基酸分子的化学键肽键+氨基酸1氨基酸2有

个肽键，脱下

分子水11NHCO肽平面（肽键）CONH肽键数=脱下水分子数1、氨基酸脱水缩合形成肽链有关蛋白质的计算公式1：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数（链状）

氨基酸

肽键氨基酸数肽链数肽键数脱去水分子数－==256311822656－==－==1、求蛋白质中的肽键数、脱去水分子数？氨基酸数？有关蛋白质的计算公式1：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数（环状）1、求蛋白质中的肽键数、脱去水分子数？氨基酸数？

氨基酸

肽键氨基酸数肽链数肽键数脱去水分子数55311335====变式：氨基酸数=肽键数+肽链数（链状）

氨基酸数=肽键数（环状）公式1：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数（链状）肽键数=脱去水分子数=氨基酸数（环状）1、求蛋白质中的肽键数、脱去水分子数？氨基酸数？练习1：胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是

。练习2：血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数目分别是

。49570、570课本Ｐ32拓展应用#2有关蛋白质的计算2、求蛋白质中的游离氨基(-NH2/H2N-)和羧基(-COOH/HOOC-)数目？①已知蛋白质结构，直接数②求蛋白质中至少含有几个游离的氨基？几个游离的羧基？氨基一般在最左边，羧基一般在最右边，还有其他的氨基和羧基在

。R基先不考虑R基上游离的氨基或羧基③求蛋白质中含有几个游离的氨基？几个游离的羧基？要把R基上游离的氨基或羧基算上链状肽：至少含有游离的氨基数或羧基数=肽链数一排（一条肽链）1个左手（氨基）1个右手（羧基）两排（两条肽链）2个左手（氨基）2个右手（羧基）三排（三条肽链）3个左手（氨基）3个右手（羧基）②求蛋白质中至少含有几个游离的氨基？几个游离的羧基？环状肽：至少含有游离的羧基数或氨基数=0②求蛋白质中至少含有几个游离的氨基？几个游离的羧基？《金版》p30公式2：游离氨(羧)基数=肽链数+R基中氨(羧)基数③求蛋白质中含有几个游离的氨基？几个游离的羧基？要把R基上游离的氨基或羧基算上2个氨基酸形成____，形成__个肽键，脱去__个水分子；3个氨基酸形成____，形成__个肽键，脱去__个水分子；4个氨基酸形成____，形成__个肽键，脱去__个水分子；多(n)个氨基酸形成____，形成___个肽键，脱去___个水分子；二肽11三肽22多肽n-1n-1四肽33问：蛋白质合成过程中，分子质量减少了多少？18×118×218×318×脱去水分子数蛋白质相对质量分数＝氨基酸分子总质量-脱去的水总质量＝氨基酸平均相对分子质量x氨基酸数－18x脱水数有关蛋白质的计算3、求蛋白质的相对分子质量？1、多个氨基酸形成的5条肽链，至少含有多少个氨基，至少含有多少个羧基呢？

A.5、2B.3、3C.4、5D.5、52.某氨基酸分子中含有2个氨基（-NH2）,其中一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位应是：A.和羧基连在同一个碳原子上B.一定连在羧基上C.在R基