高中生物人教版（2019）必修1-2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 课件(共48张PPT）

(共48张PPT)
第4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。
问题探讨
讨论
I. 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
蛋白质的功能
Function of protein
有机物中含量最多
结构最复杂、功能最多样
遗传信息通过蛋白质表达
蛋白质是生命活动的主要承担者。
蛋白质解析图
蛋白质的功能
Function of protein
结构蛋白
免疫功能
调节功能
催化作用
蛋白酶
运输功能
蛋白质的功能
Function of protein
蛋白质是生命活动的主要承担者
①结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质
②催化作用：生物催化
③运输功能
⑤起信息传递作用的调节蛋白
④免疫功能
肌肉、头发、羽毛、蛛丝等
绝大多数酶
血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白
胰岛素和生长激素等
免疫反应中产生的抗体
下列关于蛋白质功能的举例合理的是( )
A.催化-抗体
B.运输-唾液淀粉酶
C.调节-胰岛素
D.免疫-血红蛋白
课堂练习
C
蛋白质的功能
Function of protein
思考:
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢
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。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位
H2N－
氨基酸
氨基
羧酸
－ NH2
O
－C－OH
－
NH2
氨基
羧基
－COOH
HOOC －
O
HO－C－
－
－ N－H
H
1. 氨基酸的结构及其种类
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
NH2
COOH
C
O
OH
N
H
H
来找茬？
H
N
H
H
N
H
H
N
H
H
N
H
C
H
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
CH
C
O
OH
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
C
O
OH
CH3
C
H
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
丙氨酸
观察、讨论:氨基酸的结构具有什么共同特点？
羧基
羧基
羧基
羧基
氨基
氨基
氨基
氨基
试一试，推导出氨基酸的结构通式。
C
H
H2N
COOH
R
R
H
H
C
H
N
C
O
OH
结构特点：
每种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。
根据什么判断氨基酸的种类？
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
思考：1. 观察下图，每种氨基酸都只有一个氨基和一个羧基吗？
2. 若一个氨基酸中含有两个—COOH(或 —NH2)，
则它们可能位于哪些部位？
每种氨基酸至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)
CH2 —CH2 —COOH
　　 │
H2N—C —COOH
│
H 谷氨酸
CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2
│
H—C —COOH
│
NH2 赖氨酸
①与中心碳原子相连
②位于R基中
判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？
C
COOH
CH3
HOOC
H
1
C
NH2
CH3
H2N
H
2
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
3
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
4
CH
NH2
HOOC
5
CH2
SH
“一查二看法”判断氨基酸：一查是否有氨基和羧基。 二看氨基和羧基是否连接在同一个碳原子上。
例题：
CH3
1、下面属于氨基酸的是________
NH2
COOH
—C—
H
COOH
CH3
①
H2N
—C—
—C
COOH
H
H
CH3
CH3
②
H2N
③
—C—
—C——
COOH
H
H
CH3
H2N
×
√
√
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
氨基酸的组成元素：________________
C、H、O、N（S）
胱氨酸
半胱氨酸
甲硫氨酸
C
H
H2N
COOH
CH2
CH2
S
CH3
SH
C
H
H2N
COOH
CH2
巯基
S
C
H
H2N
COOH
CH2
S
C
H2N
COOH
CH2
H
二硫键
1.亮氨酸的R基为-C4H9,在一个亮氨酸分子中,含C和O的原子数分别是( )
A. 6、2 B. 7、2 C. 6、3 D. 7、3
A
思考与讨论
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
C2H4O2N-R
2. 已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2，那么该氨基酸的R基是( )
A．—C7H7O B．—C7H7
C．—C7H7N D．—C7H5NO
B
试试看？
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的氨基酸，共8种。
非必需氨基酸：人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。
赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、
苯丙氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸
氨基酸的分类
甲携(缬)来(赖)一 (异)本(苯)亮色书(苏)
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
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。
氨基酸的结合方式：
C
H
COOH
R1
C
H
H2N
COOH
R2
C
O
H
N
H
OH
H2N
一、由氨基酸到蛋白质
氨基酸的结合方式
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
脱水缩合
氨基酸的结合方式:脱水缩合
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
氨基酸的结合方式:脱水缩合
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
氨基酸的结合方式:脱水缩合
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
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。（多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链）
H2O
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
1、氨基酸分子的结合方式
脱水缩合
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
H2O
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
肽键
C
H
H2N
C
R1
O
COOH
H
C
R2
N
H
二肽
1、氨基酸分子的结合方式
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
（三肽）
……..（四肽）
（多肽）
- C
NH2
H
R1
-C-OH
O
-
-
=
+
- C
N
H
R2
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
+
- C
NH2
H
R1
-C-
O
-
-
=
- C
N
H
R2
-C-
O
-
-
=
-
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
H
+
2H2O
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
肽键的识别
C
O
N
H
C
O
N
H
CO
NH
CO
NH
C
H
H2N
C
R1
O
COOH
H
C
R2
N
H
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
- C
NH2
H
R1
-C-
O
-
-
=
- C
N
H
R2
-C-
O
-
-
=
-
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
H
检测生物组织中的蛋白质
三肽及以上才能被双缩脲试剂检测产生紫色反应
下图为某一多肽分子，该物质为______肽。
四
思 考：
1.该物质是由_____个氨基酸通过__________方式脱去_____分子水，形成_____个肽键而成的。
2.氨基_____个，羧基______个。
3.该多肽分子中有______种氨基酸
4. 产生的水中，H原子和O原子分别来源于？
4
脱水缩合
3
3
1
2
3
由氨基酸形成蛋白质的过程（看课本第31页）
氨基酸
二肽
三肽
多肽
一条多肽链折叠形成蛋白质
几条多肽链折叠形成蛋白质
脱水缩合
脱水缩合
脱水缩合
折叠盘曲成空间结构
一个蛋白质分子由一条或几条多肽链组成
蛋白质
多肽
(链状)
盘曲折叠形成
复杂的空间结构
氨基酸
脱水缩合
蛋白质的形成过程:
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
二、蛋白质分子多样性原因
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
★-★-★-★-★-★-★-★-★-★
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
①氨基酸种类不同
□-□-□-□-□-□-□-□-□-□
□-□-□-□-□-□-□
②氨基酸数目不同
☆-☆-○-◎-◇-▲-△-●-□-◎-○-★-■-◇-★-◆-◆-□
●-■-◎-○-△-○-☆-□-◎-▲-★-◆-◇-★-◇-◆-□-△
③氨基酸排列顺序不同
④肽链盘曲、折叠的方式及其
形成的空间结构不同
蛋白质的结构与功能相适应
正常血红蛋白（球状）构成的红细胞呈双面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处谷氨酸被缬氨酸取代，异常的血红蛋白（纤维状）会使红细胞变为镰刀状，降低运输氧气的能力。
※蛋白质的变性：蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其空间构象被破坏，从而导致理化性质改变和生物活性丧失的现象
高温、 X射线、 超声波
① 物理因素
② 化学因素
重金属盐、强酸、强碱
蛋白质的结构与功能相适应
吃生鸡蛋好还是熟鸡蛋好？
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
知识拓展：
※临床工作中常用酒精、加热、紫外线等方法使细菌和病毒的蛋白质变性，从而达到消毒、灭菌的目的
※蛋白质变性会破坏蛋白质的空间结构，但不破坏________，因此依然能用____________检测。
肽键
双缩脲试剂
※蛋白质的盐析：加入某种无机盐，使物质溶解度降低而析出
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
知识拓展：
※蛋白质的水解
完全水解
部分水解
需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
各种AA混合物
各种AA和肽段的混合物
※糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素
因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化成氨基酸，而失去胰岛素的功能。
蛋白质相关计算问题
肽键数=
A、肽键数与氨基酸数目的关系：
=氨基酸数－1
脱去的水分子数
（链状结构）
肽键数=
=氨基酸数－2
脱去水分子数
公式1：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数
（链状结构）
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
蛋白质分子相关问题
A、肽键数与氨基酸数目的关系：
15个氨基酸组成的环状多肽
肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数
（环状结构）
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
蛋白质相关计算问题
B、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
蛋白质中氨（羧）基数=
1
+ R基上氨（羧）基数
1
至少含有的氨（羧）基数=
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
蛋白质相关计算问题
B、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
C
C
CH2
O
N
H
S
S
2HC
C
C
R8
O
N
H
C
H
C
R9
O
N
H
C
H
COOH
R10
NH2
公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
蛋白质相关计算问题
C、蛋白质相对分子质量的计算：
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
例：某蛋白质由m条肽链，n个氨基酸组成，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是多少？
蛋白质相对分子质量＝
氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－脱水数×18
蛋白质相关计算问题
C、蛋白质相对分子质量的计算：
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
C、蛋白质相对分子质量的计算：
蛋白质相关计算问题
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
C、蛋白质相对分子质量的计算：
公式3：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 － 脱水数×18
－ 二硫键数×2
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
S
S
SH +
HS
+ 2H
蛋白质相关计算问题
1条肽链 m条肽链
氨基酸数
肽键数
脱去水分子数
氨基酸平均相对分子质量
蛋白质 相对分子质量
氨基数目
羧基数目
n
n
n-1
n-m
n-1
n-m
a
a
an-18(n-1)
an-18(n-m)
至少1个
至少m个
至少1个
至少m个
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
D、4、蛋白质中N、O原子数计算：
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
公式4：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
公式5：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
公式6：C原子数=
氨基酸数×2+R基上C原子数
蛋白质相关计算问题
例：如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多分别为：
A、9种、9种 B、6种、3种
C、27种、6种 D、29种、3种
C
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
E、求氨基酸构成蛋白质种类的问题
蛋白质相关计算问题