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1

§2.4蛋白质是生命活动的

主要承担者【学习目标】1.概述蛋白质的结构和功能2.说明氨基酸的结构特点及其种类3.描述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程4.分析蛋白质分子具有多样性的原因目

录01蛋白质的功能02蛋白质的基本组成单位——氨基酸03蛋白质的结构及其多样性01蛋白质的功能1.蛋白质的功能具有多样性

￭蛋白质的功能

￭蛋白质的功能①

结构蛋白有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白、载体蛋白。有些蛋白质能够起信息传递的作用，调节机体的生命活动，如胰岛素、胰高血糖素。③

调节作用②

运输功能

￭蛋白质的功能细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。抗体是具有免疫功能的蛋白质，可于细菌和病毒等抗原结合。④

防御作用⑤

催化作用

￭蛋白质的功能蛋白质能够承担如此多样的功能，与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。为什么蛋白质有这么多种类和这么多样的功能？结构决定功能结构决定功能早期科学家将蛋白质加酸/碱熬煮，终于在1819年Proust从奶酪中分离得到了蛋白质的水解产物——亮氨酸Leucine1820年，Braconnot从肌肉与羊毛的酸水解物中得到其结晶，并为其命名。Leucine一词源于希腊语‘leuco’,“white”，它本身呈白色粉末。中文称其为亮氨酸是因为它本身易于结晶，而且折光度很高，非常闪亮。02蛋白质的基本组成单位——氨基酸胶原蛋白为什么能被吸收?02蛋白质的基本组成单位—氨基酸02蛋白质的基本组成单位—氨基酸丝氨酸：苯丙氨酸：组氨酸：02蛋白质的基本组成单位—氨基酸02蛋白质的基本组成单位—氨基酸氨基酸结构通式CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHH2NCOOHCH2OHCHNH2HCH2COOH✔✔✘✘CNH2CH3H2NHCHNH2HOOCCHNH2HOOC✘✔随堂练习人体内的21种氨基酸02蛋白质的基本组成单位—氨基酸8种，人体不能自身合成的氨基酸。必需氨基酸13种，人体可自身合成的氨基酸。非必需氨基酸甲硫（蛋）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。1010～1012种蛋白质21种氨基酸02蛋白质的基本组成单位—氨基酸03蛋白质的结构及其多样性三、蛋白质的结构及其多样性阅读教材P30~31，思考问题:（1）基本概念：脱水缩合、肽链、二肽、三肽、多肽、肽链（2）书写脱水缩合的过程（3）脱水缩合的过程中参与脱水缩合的部位？（4）水中H和O的来源（5）脱水缩合形成的多肽链中氨基和羧基的数量和位置关系？（6）氨基酸数、肽链数、肽键数和脱水数之间的关系1.氨基酸脱水缩合的过程三、蛋白质的结构及其多样性利用氨基酸卡片模拟脱水缩合过程任务2:赶快行动起来吧！肽键H2O－C－COOHR3H－－－NH－HOH－肽键‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖OH2O脱水缩合三肽1.脱水缩合过程（1）肽链形成过程中，失去的水分子中氢和氧的来源分别是什么？（2）由2个氨基酸脱水缩合而成的化合物的名称是什么？共形成多少个肽键，失去多少分子水？（3）由n个氨基酸脱水缩合而形成的含一条肽链的化合物的名称是什么？共形成多少个肽键，失去多少分子水？氢来自氨基和羧基；氧来自羧基。1个1分子二肽（n－1）个（n－1）分子1.氨基酸脱水缩合的过程三、蛋白质的结构及其多样性（4）若n个氨基酸形成m条肽链，则形成肽键数和失去水分子数分别是多少？试总结形成肽键数与氨基酸数和肽链条数的关系。（5）一条肽链中至少含有多少个游离的—NH2和—COOH？若m条肽链呢？试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链条数的关系。（6）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条肽链，则该多肽的相对分子质量是多少？肽键数为（n－m）个；失去水分子数为（n－m）个；肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。各1个；各m个。至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链条数。na－18（n－1）1.氨基酸脱水缩合的过程三、蛋白质的结构及其多样性归纳小结氨基酸脱水缩合的有关计算（1）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条肽链或m条肽链或环状多肽：形成的多肽形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1条肽链m条肽链环状多肽na－18（n－1）na－18（n－m）na－18nn－1n－mnn－1n－mn至少1个至少m个最少0个至少1个至少m个最少0个（2）氨基数＝（3）羧基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数三、蛋白质的结构及其多样性归纳小结氨基酸脱水缩合的有关计算（4）相关原子数的计算N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上N原子数＝各氨基酸N原子总数O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数

＝各氨基酸O原子总数－脱去水分子数C原子数＝氨基酸数×2+R基上C原子数三、蛋白质的结构及其多样性

许多蛋白质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。

二硫键的形成：由于两个氨基酸的R基上各含有一个巯基（-SH），每个巯基脱去一个H后形成二硫键（-S-S-）。-SH+HS-→-S-S-(二硫键)+2H

思考：在形成一个二硫键时，相对分子质量减少多少？人胰岛素分子结构示意图归纳小结氨基酸脱水缩合的有关计算（51-2）×18+3×2三、蛋白质的结构及其多样性三、蛋白质的结构及其多样性2.蛋白质的形成从氨基酸到蛋白质大致结构层次氨基酸之间脱水缩合形成肽链1肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构3四条肽链聚集形成复杂空间结构4一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠2脱水缩合C、H、O、N等元素氨基酸二肽多肽蛋白质一条或几条盘曲、折叠脱水缩合三、蛋白质的结构及其多样性2.蛋白质的多样性的原因思考：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出4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样性的原因。肽链1：●-●-●-●肽链2：★-★-★-★肽链3：■-■-■-■肽链4：■-■-■-■肽链5：★-●-■-▲肽链6：▲-◆-■-●在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成百上千，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化。肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同（1）氨基酸层面（2）肽链层面蛋白质结构的多样性决定了蛋白质的功能也具有多样性。三、蛋白质的结构及其多样性知识拓展蛋白质结构与功能相适应的实例

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空间结构改变，就可能会影响其功能。正常血红蛋白的肽链和正常红细胞异常血红蛋白的肽链和镰状红细胞运输氧的能力会大为减弱

在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常（结构异常导致功能异常）。镰状细胞贫血病因辨析~~蛋白质的盐析、变性与水解变性:是由高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。水解:是在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽，进而彻底水解为氨基酸。双缩脲试剂能与蛋白质或多肽中的肽键发生反应形成紫色络合物。盐析和变性均不发生肽键断裂，故盐析和变性后的蛋白质均可与双缩脲试剂产生紫色反应。盐析:是由蛋白质溶解度变化引起的，属于物理变化，蛋白质的空间结构发生可逆的非破坏性变化，这种变化是可以恢复的。鸡蛋清中富含了蛋白质，鸡蛋是生吃好还是熟吃好呢？高温会使蛋白质变性，同时使其空间结构变得伸展，松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋和熟肉更容易消化吸收联系生活蛋白质变性：（1）使蛋白质变性的因素：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）（2）一般认为蛋白质的变性作用，主要是蛋白质的空间结构发生了改变。但在变性过程中，蛋白质分子中的肽键没有断裂，化学组成也没有改变。联系生活蛋白质变性：蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散注意：变性的蛋白质肽键没有被破坏，还能与双缩脲试剂发生紫色反应联系生活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氨基酸的种类、数量、排列顺序、肽链的空间结构结构多样性功能结构蛋白催化运输免疫信息传递功能多样性生命活动的主要承担者总结1.下面是6种化合物的结构示意图，下列叙述错误的是()A.上述化合物中，能构成人体蛋白质的有②③⑤B.⑤的R基为—CH2—COOHC.由上述物质可以看出，R基中可以有羧基,不能有氨基D.②和⑤的性质不同，是由②中的—(CH2)4—NH2与⑤中的—CH2—COOH不同决定的C课堂练习2.下图为脑啡肽的结构简式,据图分析下列叙述错误的是()A.脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的B.该化合物中有1个羧基和1个氨基C.脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的D.该化合物属于四肽，因为含有4个肽键D课堂练习3.下列关于蛋白质分子结构的叙述，正确的是()A课堂练习A.氨基酸种类、数目和排列顺序相同的蛋白质，功能可能不同B.由n条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各n个C.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式脱水缩合D.高温会使蛋白质变性，蛋白质的空间结构保持不变4.下图为某多肽物质分解反应示意图,下列说法正确的是()A.该反应前后氮原子总数不变B.该反应前后游离的氨基和羧基数目不变C.产物为三肽和二肽D.反应物中有8个肽键A课堂练习5.豆腐中含有一些人类必需的氨基酸。制作豆腐时，在煮熟的豆浆中加入熟石膏或盐卤(含NaCl)即可制作口感绵韧的豆腐，因此有“卤水点豆腐，一物降一物”的说法。下列有关叙述正确的是()B课堂练习A.蛋白质的水解产物是氨基酸B.豆浆中加入熟石膏或盐卤制作豆腐是利用了盐卤使蛋白质变性的原理C.人体细胞能合成的、对人体生命活动有重要作用的氨基酸，称为必需氨基酸D.蛋白质是生命活动的主要承担者，只有细胞内才有蛋白质分布6.血红蛋白是红细胞内氧的运输载体，由两条α链和两条β链组成。关于血红蛋白结构和功能的说法，错误的是()A课堂练习A.1个血红蛋白分子中至少含有4个游离的氨基B.血红蛋白的4条多肽链中都有