2021-2022学年高一上学期生物人教版（2019）必修1 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件(共55张PPT)

(共55张PPT)
这几种食物中富含的主要营养物质是什么？
第四节
蛋白质是生命活动的主要承担者
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
问题探讨
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质
缝合线要变为小分子物质（氨基酸）才能被吸收，因此蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
你能够说出多少种富含蛋白质的食品？
（3）肉蛋类食品：
（1）大豆制品：
豆腐、豆浆、腐竹等；
（2）奶类制品：
奶粉、酸奶、牛奶等；
牛肉、羊肉、鸡蛋等。
组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质（protein）。从化学角度看，蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。蛋白质是生命活动的主要承担者。
为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？
一、蛋白质的功能
结构蛋白
调节蛋白
催化蛋白
运输蛋白
免疫蛋白
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。
1.结构蛋白：肌肉、头发、羽毛等
2.调节蛋白：胰岛素、生长激素
3.催化蛋白：绝大多数酶
4.运输蛋白：血红蛋白、载体蛋白
5.免疫蛋白：抗体
6.能源物质
蛋白质的功能
蛋白质能够承担如此多样的功能,这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。
蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能，这与它的组成和结构有关。在人体中,组成蛋白质的氨基酸有21种。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。氨基酸的结构是怎样的呢
阅读P29页，回答讨论中的问题。
C
H
H2N
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
H2N
C
O
OH
CH3
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
丙氨酸
试一试,能不能推导出氨基酸的结构通式？
R
C
H
H2N
C
O
OH
CH3
结论：每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基
想一想：“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
—C—
H
H2N
COOH
CH3
①
—C—
—C
H2N
COOH
H
H
CH3
CH3
②
—C——
③
H2N
COOH
H
—C—
H
CH3
CH3
下面属于氨基酸的是________
①
③
NH2
COOH
每种氨基酸至少有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且氨基和羧基连在同一个碳原子上。
氨基酸的结构通式：
H—N—C—C—OH
R
O
H
H
侧链基团
羧基
氨基
想一想：氨基酸种类不同的原因？
R基
如：甘氨酸的R基是—H，丙氨酸R基是—CH3
默写氨基酸的结构通式：
H—N—C—C—OH
R
O
H
H
侧链基团
羧基
氨基
想一想：组成氨基酸的元素有哪些？
主要有：C、H、O、N；
如：甲硫氨酸
还有：R基上的元素，如P、S、Fe、Mn等
化学键的分布
练一练：以下哪些是组成蛋白质的氨基酸
C
H
H2N
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
HS
CH
H2N
COOH
CH2
OH
C
H
H2N
H
CH2
COOH
√
√
×
×
组成生物体的氨基酸有多少种？
组成蛋白质的氨基酸有21种;　　
？
[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？
必需氨基酸：人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取。
非必需氨基酸：人体细胞能够合成的　　
氨基酸（21种）
必需氨基酸（8种）婴儿9种
非必需氨基酸（13）
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
（甲来写一本亮色书）
我们应该注意及时补充必需氨基酸！ 　　
生活中各种食物的蛋白质营养价值一样吗？
食物 蛋白质含量 营养价值
鲜奶类 (1.5-3.8)% 主要含酪蛋白和丰富的赖氨酸，但白蛋白含量较低
禽肉类 (12-22)% 必需氨基酸比值接近肉、蛋类。
鱼肉类 (15-20)% 氨基酸比较丰富但色氨酸含量较低。
五谷类 (7-16)% 必需氨基酸不平衡，一般缺乏赖氨酸，亮氨酸过高，氨基酸利用率低
单一吃某一种食物营养均衡吗？
上述食物中的蛋白质都是大分子物质，其氨基酸的组成差异很大,氨基酸怎样组成结构复杂的蛋白质呢
想一想：
氨基酸的结合方式：
C
H
COOH
R1
C
H
H2N
COOH
R2
H2N
C
O
H
N
H
OH
一个氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）连接，并脱去一分子水。
氨基酸的结合方式：
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
脱水缩合
脱去的水分子必须是由一个氨基酸的____基提供—OH，由另一个氨基酸的____基提供 — H
羧
氨
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
肽键
2.尝试写出三个氨基酸的脱水缩合反应，并标出肽键。
1.该链的两端有什么特色？
分别有一个游离的氨基和羧基
如何书写反应式？
酶
+ 2H2O
+
+
（多肽）
（……）
折叠、盘旋
蛋白质
（三肽）
反应式的书写：
多肽：由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成，含多个肽键的化合物。
（多肽通常呈链状结构，所以多肽通 常又叫肽链；环状的多肽称为环肽。）
一个蛋白质分子由一条或几条多肽组成
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
肽键
三肽
观察这个三肽，有几个氨基酸分子缩合而成？形成几个肽键？脱去几个水分子？至少分别有几个游离的氨基和羧基？
3个
2个
2个
1个
肽键数=脱去水分子个数
氨基酸
肽键（水）
肽键数=脱去水分子个数=氨基酸数－肽链数= n－m
2
1
3
4
n
一条肽链：
6
4
n
m条肽链
肽链：
氨基酸个数和肽键数、水分子数的关系：
1.数量关系
二条肽链
n-1
（n-2）
n-m
游离的氨基和羧基至少有多少个？
1个
m个
6 6
一条环肽
氨基酸
肽键（水）
n n
肽键数=脱去水分子个数=氨基酸数= n
m条环肽
n n
环肽：
氨基酸个数和肽键数、水分子数的关系：
游离的氨基和羧基数呢？
等于R基上的氨基和羧基数
1.数量关系
氨基酸数n
肽键数目 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目
一条肽链
m条肽链
一条环肽
n-1
n
n-m
n-m
n-1
至少一个
至少一个
至少m个
n
R基中氨基
至少m个
R基中羧基
肽链：肽键数=水分子数= 氨基酸数–肽链数环肽：肽键数=水分子数= 氨基酸数
？
1.m个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为 ，含有 个肽键，失去 个水分子。
m肽
m-1
m-1
2.10个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链含有 个肽键，失去 个水分子。
8
8
3. m个氨基酸脱水缩合成n条肽链，这n条肽链含有 个肽键，失去 个水分子。
m-n
m-n
4.某三十肽被水解成1个八肽，2个五肽，2个六肽，
则这些短肽肽键总数是多少？需消耗水分子数多少？
5.若30个氨基酸脱水缩合形成2条环肽，这2条环肽折叠
形成蛋白质，则该蛋白质含有肽键多少个？脱去水分子
几个？
肽键 ：25 水分子数:4
肽键 ：30 水分子数:30
氨基酸中各元素的原子数
氨基酸的结构通式
C
R
H
C
O
OH
N
H
H
氨基酸的分子式：C2+R H4+R O2+R N1+R
1.某氨基酸的R基为C5H7O4N，则求该氨基酸的
C、H、O、N原子数分别是？
C:7 H:11 O:6 N:2
③
1.一条多肽链至少含游离的氨基、羧基数为多少？
2.一个蛋白质分子至少含游离的氨基、羧基数为多少？
4.一个蛋白质分子含游离的氨基、羧基数为多少？
3.一条多肽链含游离的氨基、羧基数为多少？
1、1
肽链数
肽链数+R基里的游离的氨基、羧基数
1+R基里的游离的氨基、羧基数
蛋白质中氨基和羧基的数量计算
至少含有的氨基数=羧基数=肽链数
5.人体免疫球蛋白中，IgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基、羧基数分别是（ ）
A、764和764 B、 760和760
C、 762和762 D、4和4
D
6.有300个氨基酸，其中氨基有313个，羧基有308个。则由这300个氨基酸形成的3条肽链构成的蛋白质分子中，游离的氨基和羧基各有多少个？
游离氨基：16、羧基：11
蛋白质相对分子质量的计算
n个氨基酸形成m条肽链组成某蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量为：
所有氨基酸的相对分子质量
脱去的水分子数
④
质量守恒定律
蛋白质的相对分子质量
＝氨基酸数x氨基酸平均相对分子质量－18x脱水数
na-18(n-m)
练习：若组成蛋白质氨基酸的平均相对分子质量是130，那么一个由4条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质其相对分子质量是（ ）
A、31432 B、 31486
C、 31378 D、36382
A
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
蛋白质
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
盘曲折叠具有特定空间结构
脱水缩合
人的蛋白质
胃蛋白酶
胰蛋白酶
等蛋白酶
肠肽酶等肽酶
猪蹄中的蛋白质
多肽
氨基酸
多肽
把猪蹄吃进肚子后，它去了哪里？
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
？
1.氨基酸种类不同
2.氨基酸 数目不同
３.氨基酸 排列顺序千变万化
蛋白质结构多样性的原因：
４.肽链盘曲、折叠，形成的空间结构千差万别
蛋白质结构多样性的原因：
2.氨基酸 数目成百上千
1.氨基酸 种类较多
３.氨基酸 排列顺序千变万化
４.肽链盘曲、折叠，形成的空间结构千差万别
蛋白质结构多样性的原因：
蛋白质结构的多样性
蛋白质种类的多样性
蛋白质功能的多样性
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。例如，人正常血红蛋白的空间结构呈球状,由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白。这样的血红蛋白可聚合成纤维状，性质也与正常血红蛋白有差异，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状，运输氧的能力会大为削弱。
盐析
在鸡蛋清中加入一些食盐，蛋白质的溶解度降低,蛋白质凝聚析出,就会看到白色的絮状物
兑水稀释后，你会发现絮状物消失
——在食盐的作用下析出的蛋白质
盐析是可逆的
——蛋白质的结构没有发生变化
蛋白质的性质
变性
熟鸡蛋更容易消化
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。（不发生肽键断裂）
变性后，蛋白质无法恢复原来的状态
要破坏肽键，必须有蛋白酶的作用。
蛋白质的性质
50%
1.基本单位：
主要由C、H、O、N四种元素组成，有的含P、S，有的含微量的金属元素Fe、Cu、Mn、Zn等
蛋白质
蛋白质“protein”：首要的物质
氨基酸
2.组成元素：
化学分子式 原子个数 相对分子量
水 H2O 3 18
葡萄糖 C6H12O6 24 180
牛胰岛素 C254H377N65O75S6 777 5700
血红蛋白 C3032H4816O872N780S8Fe4 9512 64500
3.蛋白质是生物大分子:
相对分子质量几千-100万以上
下面是日常生活中的一些实例,你知道为什么吗
(3)含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。
(2)加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。
(1)沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。
血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。
绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。
加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。
组成元素
C、H、O、N（P、S）
导致
氨基酸
种类：21种
通式：
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
肽链的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
结构蛋白：如肌肉、头发
调节蛋白：如胰岛素
催化蛋白：如酶
运输蛋白：如血红蛋白
免疫蛋白：如抗体
小结
导致
C
H
C
H2N
OH
O
R
判断题
1. 组成蛋白质的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 （　　）
2. 组成蛋白质的氨基酸分子约有21种，有些氨基酸是人体细胞不能合成的 （　　）
3. 含有两个肽键的化合物称为二肽 （　　）
4. 细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质 （　　）
5. 蛋白质的盐析和高温变性结果是一样的，都是由其空间结构发生变化引起的 （　　）
6. 高温、过酸、过碱等都会使蛋白质分子中的肽键受到破坏，从而造成蛋白质分子失活 （　　）
7. 蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能不会发生变化 （　　）
×
×
√
√
×
×
×
练习4： 根据下面图解，回答问题：



（1）该图中， ①表示　　　　 ，③表示　　　　　 ， ⑦表示　　　　 。
（2）该化合物由　　　　 个氨基酸分子失去　　　　 个水分子而形成，这种反应
叫　　　　 反应。
（3）该化合物含有　　　 个肽键，该图所示化合物的名称是： 　　　　 。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　　 决定的。
（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是　　　　。
氨基
肽键
羧基
四肽(多肽)
三
四
三
脱水缩合
R基
666
—C
NH2
H
H
—C—
O
N—
H
C—
CH3
H
COOH
—C—
O
N—
H
C—
H
CH2
C
O
NH2
—C—
O
N—
H
H
CH2
C
COOH
①
②
③
④
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
课堂练习:
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、2 B.3、3 C.4、5 D.5、5
2.组成人体的20种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白
由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白
的分子质量约为
A.73472； B.12800； C.63212； D.63140
3.假设某一蛋白质分子的分子量为11054，20种氨基酸的
平均分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分
子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数是
A．4条 B．3条 C．2条 D．1条
—C—
H
H2N
COOH
CH3
—C—
H
NH2
COOH
CH2
SH
—CH2—
H2N
COOH
—C—
H
H2N
COOH
CH2—
H
②
①
③
④
（2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是: ____ _____ _____
（1）以上属于氨基酸的是________
①②④
-CH3,
-H,
SH
CH2
练习5：
氨基酸的排列与多肽的种类计算：
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：
形成三肽有 种
形成二肽有 种
②A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽有 种
形成二肽有 种
①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：
27
9
6
6
N原子数=
蛋白质（或多肽）中N、O原子数的计算
各氨基酸中N(氨基)的总数
O原子数＝
各氨基酸中的O的总数－脱去水分子数
=氨基酸数ⅹ2 －脱去水分子数+R基上的O原子数
某蛋白质的分子式为C63H103O65N17S2它最多可含有几个肽键？（ ）
A.16 B.17 C.18 D.19
A
=氨基酸的数目+R基中的N原子数
=氨基酸数+肽链数+R基上的O原子数
某多肽链为199肽，其分子式为CxHyNAOBS2(A>199，B>200)，并且由下列5种氨基酸组成，该多肽彻底水解后将会得到赖氨酸、天门冬氨酸各多少个(　　)
A．A－199，(B－200)/2 B．A－200，B－200
C．A－199，(B－199)/2 D．A－200，(B－200)/2
原子守恒法完成蛋白质的计算
在1 个氨基酸中，若不考虑R 基，至少含有2 个C 原子、2 个O 原子、4 个H 原子和1 个N 原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽（无特殊说明时，通常指链状多肽）时，要失去部分水分子，但是C 原子、N 原子的数目不会减少。
1. C 原子数= 氨基酸分子数×2+R 基上的C 原子数。
2. H 原子数= 各氨基酸中H 原子的总数- 脱去的水分子数×2。
3. O 原子数= 各氨基酸中O原子的总数- 脱去的水分子数。
4. N 原子数= 肽键数+ 肽链条数+R 基上的N 原子数= 各氨基酸中N 原子数的总和。
5. 由于R 基上的C 原子数不好确定，且H 原子数较多，所以以N 原子数或O 原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
氨基酸的排列与多肽的种类
假设有A、B、C 三种氨基酸，由这三种氨基酸组成的多肽的种类分析如下：
1. 有A、B、C 三种氨基酸，在每种氨基酸的数目无限的条件下，形成多肽的种类为：
形成二肽的种类： （32=9）
形成三肽的种类： （33=27）
2. A、B、C 三种氨基酸，在每种氨基酸只有一个的情况下， 形成多肽的种类为：
形成二肽的种类： （3×2=6）
形成三肽的种类： （3×2×1=6）
若蛋白质有d个二硫键的形成，则该蛋白质的相对分子质量为：
n x a - ( n– m ）x 18 – 2 X d
脱去的氢
—SH
HS—
—S—S—
二硫键
蛋白质相对分子质量的计算
④
硫基