2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 课件高一上学期生物人教版必修1VIP

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本节聚焦:怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者?氨基酸的结构有什么特点?为什么细胞中蛋白质的种类如此多样?问题探讨手术缝合线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?组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质问题探讨手术缝合线讨论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?分解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，因此说明蛋白质在化学组成上应该可以分解为更小的分子。壹蛋白质的功能①结构蛋白构成细胞和生物体的重要物质，如肌球蛋白、肌动蛋白等④调节蛋白胰岛素和生长激素等②催化蛋白生物催化作用，如绝大多数酶③运输蛋白血红蛋白、细胞膜上的载体⑤免疫蛋白免疫过程中产生的抗体一、蛋白质的功能一切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一、蛋白质的功能1、结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质2、催化作用：如绝大数酶3、运输作用：如血红蛋白、细胞膜上的载体4、调节作用：胰岛素、生长激素等5、免疫作用：抗体课堂小结口诀：狗催运面条思考：为什么蛋白质能承担如此多的功能呢？人体内数万种蛋白质来自于哪里呢？

与蛋白质多样性有关。人体内有数万种不同蛋白质，据估计，生物界的蛋白质种类大约有1010～1012种。蛋白质的相对分子质量很大（从几千到几百万）蛋白质是一类生物大分子。食物中的蛋白质要分解成氨基酸才能被人体吸收,也就是说蛋白质是由氨基酸组成的。贰蛋白质的基本组成单位氨基酸1.人体内的21种氨基酸二、蛋白质的基本单位——氨基酸非必需氨基酸：

必需氨基酸：组成人体蛋白质的21种氨基酸甲硫氨酸，缬氨酸，赖氨酸，异亮氨酸苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸共13种，人体可自身合成的氨基酸共8种，人体不能自身合成的氨基酸

（婴儿9种，组氨酸）（甲携来一本亮色书）2.氨基酸的结构一定有C、H、O、N四种元素部分还含有其他元素如S,

P等组成元素：S二、蛋白质的基本单位——氨基酸结构异同？CHCHH2NOHOCHCH2NOHOCH3CH3CHCHCH2NOHOCH3CHCH2NOHOCH2CH3CH3CH甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸几种氨基酸的结构式问题1：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？问题2：不同氨基酸的区别又在哪里？—NH2（氨基）—COOH（羧基）R基—H（氢原子）—R（R基）侧链基团2.氨基酸的结构二、蛋白质的基本单位——氨基酸通过氨基酸的结构通式，总结出氨基酸结构特点？CRCH2NOHOH氨基羧基侧链基团①每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R表示）③R基的不同决定了氨基酸分子的不同。（21种）结构特点：2.氨基酸的结构二、蛋白质的基本单位——氨基酸

！！！特别提醒：氨基、羧基、R基的正确书写格式正确错误（举例）氨基—NH2NH2或—NH3羧基—COOHCOOHO||—C—OHO||

C—OH基团前面的“—”必须写出来！！！“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要组成部分——氨基和羧基。羧基中的氢氧键（O-H）易断裂，生成H+，呈酸性，所以称为氨基酸。酸氨基“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？发挥你的想象力，能否将抽象的结构具体化，以便更好的掌握氨基酸的结构通式2.氨基酸的结构二、蛋白质的基本单位——氨基酸种类蛋白质氨基酸多肽脱水缩合盘曲折叠C、H、O、N元素组成21种结构通式CCOOHHH2NR功能结构蛋白催化运输免疫信息传递生命活动的主要承担者课堂小结COOH

—C—HH2NCH3①

—C—

—CH2NCOOHHHCH3CH3②

—C——③H2NCOOHH

—C—HCH3CH3练习1：下面属于组成人体蛋白质氨基酸的是________①③NH2

—C—HH2NCH3④H2N—C—COOHHHH—N—C—C—OHHOHH=练习2:根据氨基酸通式,写出下面两种氨基酸的R基：R基分别是:H2N－C－C－OH

HOCH2－

SH

－CH2－SH

－CH2－COOHH2N－C－C－OH

HOCH2－

COOHH2N—C—C—OHHOH甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是A.C5H11O2NSB.C3H7SC.C4H11O2S D.C5H10O2N课堂检测叁蛋白质的结构及其多样性民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，假如我们吃了鸡肉，能直接变成我们自身的肌肉吗？物中的蛋白质能不能直接被人吸收？

蛋白质是一类生物大分子，种类多种多样。蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用。问题探讨蛋白质→氨基酸→蛋白质一、氨基酸的结合方式我们知道人体中氨基酸有21种，蛋白质有1010-1012种。那么21种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？

氨基酸：21种蛋白质：1010～1012脱水缩合

蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。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，同时脱去一分子水，生成一个肽键的过程。脱水缩合1.氨基酸的结合方式：CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH

1.氨基酸的脱水缩合(1)二肽与肽键肽键：连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键。二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物叫二肽。CHCOOHR2HNH+→H2O+OHCHR1NH2COCHR1NH2COCHCOOHR2HN肽键二肽

脱水缩合过程中脱出来的H2O分子中的H来自_____________；O来自于_______。氨基和羧基羧基COHNCONH一、氨基酸的结合方式1.氨基酸的脱水缩合(2)多肽与肽链CHR1NH2CHCOOHR2COHNCHCOOHR3HNH+→CHR1NH2CHR2COHNCHCOOHR3CONHH2O+肽链：多肽通常呈链状结构，叫作肽链。多肽：由多个氨基酸缩合而成的化合物叫多肽。三肽两个氨基酸脱水缩合，生成____个水分子，形成____个肽键；三个氨基酸脱水缩合，生成____个水分子，形成_____个肽键；n个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，生成________水分子，形成_______个肽健。1122n-1n-1一、氨基酸的结合方式H2O肽键数=脱去水分子数=氨基酸数－肽链数有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状多肽。由几个氨基酸形成的就叫几肽三肽、四肽……统称为多肽肽链呈链状1条或多条盘曲折叠蛋白质3.三肽三、蛋白质的结构及多样性小试牛刀下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：（1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。（2）脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。4R基4五脱水缩合4多肽能够行使蛋白质的各项功能吗？从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？第一步：找肽键第二步：找R基第三步：看头尾—SH—SH+—S—S—+2H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。二硫键由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。两条肽链总结：二硫键可以形成在肽链内，也可以形成在肽链间氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？氨基酸之间脱水缩合形成肽链一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构四条肽链聚集在一起形成复杂空间结构由氨基酸形成血红蛋白的示意图蛋白质必须具备复杂的空间结构才具备生物活性三、蛋白质的结构及多样性

这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。2.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3.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种三、蛋白质的结构及多样性二、蛋白质的结构及其多样性3.蛋白质结构多样性的原因：

氨基酸的种类不同合作探究1：观察以下四条多肽链，找出它们不同的原因？(2)原因二：(1)原因一：氨基酸的数目不同二、蛋白质的结构及其多样性3.蛋白质结构多样性的原因：

合作探究2：3位同学为一组，模拟3种不同的氨基酸合成一条肽链，能形成多少种不同的肽链？氨基酸的排列顺序不同(3)原因三：种类数量排列顺序空间结构结构多样种类繁多氨基酸肽链：功能多样决定功能蛋白结构蛋白(组成细胞和生物体)________(蛋白质类激素)________(大多数酶)________(载体蛋白)________(抗体)调节催化运输免疫5.蛋白质结构多样性的原因结构决定功能三、蛋白质的结构及多样性5.蛋白质的盐析、水解和变性盐析蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出可逆变性肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸水解氨基酸顺序

，肽键

，空间结构

，功能

。不可逆不变不变改变改变二、蛋白质的结构及其多样性变性因素：化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）

物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）多肽氨基酸短肽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。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。1.煮熟的鸡蛋容易消化的原因？高温使蛋白质空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易被蛋白酶水解2.加热、加酸、加酒精可以消毒、灭菌的原因？加热、加酸、加酒精等可引起细菌和病毒的蛋白质变性3.汞中毒早期，服用大量乳制品或鸡蛋清进行解毒的原因？乳制品或鸡蛋清中的蛋白质与消化道中的汞结合成变性的不溶解物，以阻止有毒的汞离子被人体吸收结构多样性功能多样性决定氨基酸______氨基酸______氨基________肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同功能蛋白结构蛋白(组成细胞和生物体)________(蛋白质类激素)________(大多数酶)________(载体蛋白，血红蛋白)________(抗体，溶菌酶，淋巴因子)种类数目排列顺序调节催化运输免疫不同生物体：基因多样性________(糖蛋白)识别直接原因：根本原因：同一生物体：基因的选择性表达胰岛素、生长激素课堂小结肆蛋白质的有关计算氨基酸数和肽链数、肽键数、脱水数之间的关系氨基酸

肽键211638526256－=－=－====氨基酸数肽链数肽键数脱水数链状=氨基酸数-肽链数=肽键数=脱去的水分子数三、蛋白质的相关计算环肽：氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数氨基酸数和肽链数、肽键数、脱水数之间的关系氨基酸数肽链数肽键数脱水数5550三、蛋白质的相关计算氨基酸数和肽链条数肽键数脱水数n个氨基酸形成一条肽链n个氨基酸形成m条肽链3-13-12-12-1n-1n-18-28-2n-mn-m★规律1：肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数1.肽键数、脱水数的计算n个氨基酸形成环状多肽nn四、蛋白质相关计算CHH2NOR1CHH2NCOOHR2COHH2OCHH2NOR1CHNCOOHR2CH＋＋①H2O中H来源于

；O来源于

。②三个氨基酸脱水缩合得到

，产生

分子水，形成

个肽键。③n个氨基酸脱水缩合形成一条肽链得到

，产生

分子水（肽键）。氨基和羧基羧基三肽n肽2n-1n个氨基酸脱水缩合形成m条肽链产生

分子水（肽键）?n-m2四、蛋白质相关计算

某种蛋白质是由10个氨基酸脱水缩合形成的1条多肽链构成的，若每个氨基酸分子质量平均是120，则该蛋白质的相对分子量是？蛋白质分子量＝氨基酸分子总质量—脱去的水的分子总质量＝120×10(10-1)×18—假设有n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为四、蛋白质相关计算2.蛋白质相对分子质量的计算氨基酸数氨基酸的平均分子质量肽链条数蛋白质相对分子质量Xna1条肽链m条肽链环状肽链X=an-18(n-1)X=an-18(n-m)X=an-18n★规律2：蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均分子质量－18×脱去水分子数。四、蛋白质相关计算例.组成生物体蛋白质的21种氨基酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基酸脱水缩合形成2条肽链的蛋白质，其相对分子质量为（）A.12800 B.11036 C.2688

D.1764

B小试牛刀★特别提醒：计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变化过程。如肽链上二硫键(-S-S-)的形成，一个-S-S-是有两个-SH脱去两个H原子连接而成的，即“-SH”+“-SH”→“-S-S-”+2H。所以当有k个二硫键时，蛋白质的相对分子质量=

。na-18(n-m)-2k四、蛋白质相关计算3.游离的氨基或羧基数目的计算①每个氨基酸分子中至少含有

个氨基，

个羧基。其他的氨基和羧基来自

。②一条多肽链中至少含有

个氨基，

羧基。其他的氨基和羧基来自

。③n条多肽链中至少含有有

个氨基，

羧基。其他的氨基和羧基来自

。11R基11R基nnR基四、蛋白质相关计算★规律3：(1)肽链中至少含游离的氨基数或羧基数=

。(2)肽链中含游离的氨基数或羧基数

=(3)环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目肽链条数肽链条数+R基中的氨基或羧基=各氨基酸中氨基或羧基总数-肽键数练习1：n个氨基酸共有m个氨基，则这些氨基酸脱水缩合形成的一条多肽中的氨基是

个。练习2：现有100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基，这些氨基酸脱水缩合形成6条多肽链时共含有

个氨基，

个羧基。1