2021-2022学年高一上学期生物人教版必修12.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件（42张PPT）

(共42张PPT)
2020年郴州奶粉事件
2008年中国毒奶粉事故
蛋白质是生命活动的主要承担者
第二章 第四节
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？
本节聚焦
富含蛋白质的食物
蛋白质的功能
1. 组成细胞结构：
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。
蛋白质的功能
2. 催化作用：
细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。
淀粉
唾液淀粉酶
葡萄糖
胃蛋白酶结晶
蛋白质的功能
3. 运输作用：
有些蛋白质具有运输功能，比如：血红蛋白能运输氧。
血红蛋白
氧原子
红细胞中的血红蛋白
蛋白质的功能
4. 信息传递（调节作用）：
有些蛋白质能够调节机体的生命活动，比如胰岛素。
胰岛B细胞分泌胰岛素
胰岛素
蛋白质的功能
5. 免疫作用：
有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
抗体
蛋白质的功能
细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
组成细胞结构
催化作用
运输作用
信息传递
防御作用
功能蛋白
结构蛋白
蛋白质是生命活动的主要承担者。
1010～1012种
蛋白质功能多种多样
这与蛋白质的组成和结构有关吗？
蛋白质种类多种多样
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。
蛋白质
氨基酸
被组织吸收
酶
水解
这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？
胃蛋白酶
胰蛋白酶，肠肽酶
氨基酸
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
蛋白质
多肽
蛋白质的消化吸收过程
蛋白质的结构
人血红蛋白
胰岛素
C257H383O77N65S6
C3022H4816O872N780S8Fe4
1.元素组成：
C、H、O、N、
(S、P、Fe等)
2.基本单位：
氨基酸
组成人体蛋白质的氨基酸有21种。
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
H2N
C
H
H
C
OH
O
H2N
C
H
CH
C
OH
O
CH3
CH3
H2N
C
H
CH
C
OH
O
CH3
CH3
CH2
H2N
C
H
CH3
C
OH
O
R基
侧链基团
这些氨基酸结构的不同之处在哪里？
思考·讨论
C
N
O
O
H
羧基
N
H
H
氨基
H原子
COOH
H2N
C
H
R
C
OH
O
C
羟基
OH
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
氨基酸
H2N
N
H
H
COOH
C
OH
O
氨基
羧酸
“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
N
H
H
C
OH
O
H2N
COOH
C
R
H
氨基
羧基
氢原子
侧链基团
C
R
H
氢原子
侧链基团
氨基
羧基
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1. 结构通式：
氨基和羧基的数量：
每种氨基酸至少都含有一个氨基
（—NH2）和一个羧基（—COOH）；
氨基和羧基的连接位置：
都有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）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。
氨基酸不同的决定因素：
R基的不同
N
H
H
C
OH
O
C
R
H
氢原子
侧链基团
氨基
羧基
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
2. 结构特点：
H
CH3
C
H2N
C
C
OH
O
H
H
COOH
H
H2N
C
C
OH
O
CH2
天冬氨酸
H2N
C
NH
NH
CH2
CH2
C
N
H
H
H
C
OH
O
精氨酸
小试牛刀：以下哪些是组成蛋白质的氨基酸？
R基上可能含有-NH2 或-COOH
H2N
C
H
CH3
C
OH
O
CH2
必需氨基酸：
人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取的氨基酸。
成人（8种）：
婴儿（9种）：
多了组氨酸
（甲携来一本亮色书）
非必需氨基酸：
人体细胞能合成的，不需从外界环境中获取的氨基酸。（13种）
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3. 分类：
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。
N
H
H
C
OH
O
C
R
H
N
H
H
C
OH
O
C
R
H
N
H
H
C
O
C
R
H
N
H
C
OH
O
C
R
H
H2O
肽键
二肽
蛋白质的结构及其多样性
1. 脱水缩合：
N
H
H
C
OH
O
C
R
H
N
H
H
C
OH
O
C
R
H
H
蛋白质的结构及其多样性
N
H
H
C
O
C
R
H
N
H
C
OH
O
C
R
H
肽键
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）相连接，同时脱去一分子的水。
1. 脱水缩合：
N
H
H
C
O
C
R
H
N
H
C
O
C
R
H
肽键
N
H
C
OH
O
C
R
H
H2O
肽键
三肽
由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽（肽链）。
蛋白质的结构及其多样性
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。
1. 脱水缩合：
蛋白质的结构及其多样性
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
SH
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
SH
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
S
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
S
二硫键
肽链之间可通过二硫键相连接
2. 肽链连接方式：
氢键、二硫键
蛋白质的结构及其多样性
2. 肽链连接方式：
氢键、二硫键
为什么氨基酸只有21种，但蛋白质种类却可以达到1010~1012种？
蛋白质的结构及其多样性
氨基酸
蛋白质
多肽
脱水缩合
盘曲折叠
蛋白质的结构及其多样性
2. 蛋白质结构层次：
假设A、B、C为三种不同的氨基酸
A—A—A—A—A—A—A—A—
A—A—A—A—A—A—
A—A—A—A—A—A—
B—B—B—B—B—B—
A—B—C—A—B—C—
A—C—B—C—B—A—
①氨基酸数目不同
②氨基酸种类不同
③氨基酸排列顺序不同
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的空间结构
蛋白质的结构及其多样性
2. 蛋白质结构层次：
④肽链盘曲、折叠方式形成的空间结构不同
①氨基酸水平
②多肽水平：
氨基酸的种类不同
氨基酸的数目成千上万
氨基酸的排列顺序千变万化
多肽链的数目、盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
蛋白质的结构及其多样性
3. 蛋白质多样性的原因：
组氨酸
缬氨酸
两面凹的圆盘状
镰刀状
氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变可能会影响其功能。
蛋白质的结构及其多样性
e.g.镰刀形细胞贫血症
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。
使蛋白质变性的因素：
高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐。
蛋白质的结构及其多样性
4.蛋白质变性：
不可逆
加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来，这个过程叫盐析。盐析的过程是可逆的，此法可用于分离、提取蛋白质。
蛋白质的结构及其多样性
5.蛋白质盐析：
可逆
图示 氨基酸数 脱水数 肽键数
3
5
7
10
n
1条肽链时：
…………
2
2
4
4
6
6
9
9
n-1
n-1
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=1
蛋白质的有关计算
1. 肽键与氨基酸的关系：
图示 氨基酸数 脱水数 肽键数
6
8
9
14
n
2条肽链时：
…………
4
4
6
6
7
7
12
12
n-2
n-2
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=2
…………
蛋白质的有关计算
1. 肽键与氨基酸的关系：
图示 氨基酸数 脱水数 肽键数
9
11
19
n
3条肽链时：
…………
6
6
8
8
16
16
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=3
…………
…………
n－3
n－3
蛋白质的有关计算
1. 肽键与氨基酸的关系：
3条肽链时：
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=3
1条肽链时：
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=1
2条肽链时：
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=2
m条肽链时：
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=m
氨基酸数－肽键数=肽链数
蛋白质的有关计算
1. 肽键与氨基酸的关系：
=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18
3. 蛋白质中游离氨基或羧基数目计算：
①至少含有的游离氨基或羧基数目=
②游离氨基数目=
③游离羧基数目=
肽链数
肽链数+R基上氨基数
肽链数+R基上羧基数
蛋白质的有关计算
2. 蛋白质相对分子质量：
多肽
氨基酸
基本单位
功能多样性
肽键
催化作用
免疫作用
运输作用
元素组成
蛋白质
C、H、O、N等
化学键
脱水缩合
盘曲 折叠
结构多样性
信息传递
结构蛋白
氨基酸
空间结构
种类
排列顺序
数目
总结
1条肽环时：
脱水数=肽键数
氨基酸数
脱水数
肽键数
4
7
8
11
4
7
8
11
4
7
8
11
氨基酸数－肽键数=0
蛋白质的有关计算
1. 肽键与氨基酸的关系：
2条肽环时：
脱水数=肽键数
氨基酸数
脱水数
肽键数
11
15
11
15
11
15
氨基酸数－肽键数=0
蛋白质的有关计算
1. 肽键与氨基酸的关系：
2条肽环时：
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=0
1条肽环时：
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=0
p条肽环时：
脱水数=肽键数
氨基酸数－肽键数=0
蛋白质的有关计算
1. 肽键与氨基酸的关系：