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（共35张ppt）

(共35张PPT)
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
问题探讨
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？
是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
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？
这种手术缝合线要变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。
一、蛋白质的功能
【功能1】组成生物体的结构——结构蛋白。
1、结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、蛛丝、羽毛等的成分主要是蛋白质。
【功能2】催化功能——大多数酶。
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。eg胃/胰蛋白酶、唾液淀粉酶等
【功能3】运输功能——血红蛋白、载体蛋白等。
3.运输作用：有些蛋白质具有运输功能。
eg血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白。
血红蛋白
【功能4】免疫功能——抗体。
抗 体
4.免疫作用：有些蛋白质有免疫功能。
eg抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
【功能5】调节作用——胰岛素等。
5.调节作用：有些蛋白质能够调节机体的生命活动。eg胰岛素。
（图中央黄色区域的部分细胞分泌胰岛素）
糖尿病患者注射胰岛素
为什么胰岛素只能注射而不能口服？
蛋白质
的功能
1.组成生物体—结构蛋白。
2.催化功能—大多数酶。
3.运输功能—血红蛋白等。
4.免疫功能—抗体。
5.调节作用—胰岛素等。
【思考】为什么蛋白质有如此多的功能？
结构→功能
自主学习
阅读教材P29～30，思考以下问题并找出答案。
1、蛋白质的基本单位是什么？组成人体蛋白质的氨基酸有几种？
2、观察教材P29思考讨论中的4种氨基酸的结构，思考蛋白质至
少含有哪些元素？
3、什么是必需氨基酸？什么是非必需氨基酸？
二.蛋白质的基本单位——氨基酸
在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。
R
H
H2N
COOH
C
C
C
C
C
C
CH3
C
H
C
O
OH
N
H
H
1 、氨基酸有哪些化学元素组成 ？
2、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
4、“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系么？
3 、不同氨基酸分子的区别在哪里？
H
R
氨基
羧基
侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质
O
C OH
C
H
H
H N
中心碳原子
氢原子
简写：
R
H
H2N—C—COOH
分子通式：R—C2H4O2N
至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)
总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上
R基中也可能含有氨基（—NH2）或羧基（—COOH）
一定有C、H、O、N，有的含S等
C
H
R
NH2
COOH
1
组成元素
2
结构通式
3
结构特点
C
H
H2N
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
H2N
COOH
CH2
OH
C
H
H2N
H
CH2
COOH
√
√
×
×
哪些是组成生物体蛋白质的氨基酸？
构成蛋白质的氨基酸必须满足的条件：至少有一个氨基和一个羧基；并且氨基和羧基同时连接在同一个碳原子上
2.氨基酸的种类
组成人体蛋白质的
21种氨基酸
合成
必需氨基酸（8种，不能合成）
非必需氨基酸（13种，可以合成）
衡量食品价值高低的一个很重要的指标是看必需氨基酸的种类。不同食物中必需氨基酸种类不同。
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 携 来 一 本 亮 色 书
1．从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
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？
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）。
氨基酸怎样构成蛋白质
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
思考与讨论：氨基酸怎样构成蛋白质
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
氨基酸
肽链
脱水缩合
蛋白质
一条或多条
空间结构肽链
盘曲折叠
三.蛋白质的结构及其多样性
1.脱水缩合
C
R1
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
N
OH
O
R2
H
H
二肽
H2O
+
脱水缩合
肽键
C
O
C
R1
H
H2N
C
H
C
OH
O
R2
N
H
2H2O
+
三肽
+
+
1
肽的名称确定：
由几个氨基酸构成，就称为几肽
2
H2O中各元素的来源：
H来自于__________，O来自于_____
氨基和羧基
羧基
----氢键
肽链连接方式
氨基酸之间脱水缩合形成多肽链
一条多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
.由肽链形成蛋白质
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
两条肽链
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
----二硫键
肽链连接方式
.由肽链形成蛋白质
1、多肽：由多个氨基酸缩合而成，含有多个肽键的化合物。多肽通常呈链状，叫做肽链。
2、蛋白质的形成：一条或多条肽链经盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的、能行使一定功能的蛋白质。
蛋白质的形成
氨基酸层面
氨基酸的种类不同
氨基酸的数量不同
氨基酸的排列顺序千变万化
肽链层面
多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别
蛋白质结构多样性的原因
三.蛋白质的结构及其多样性
结构多样性→功能多样性
结构 运输 催化 调节 免疫
抗原
抗体可变区
抗原
抗体
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构
生命活动的主要承担者
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。
结构与功能相适应
正常血
红蛋白
异常血
红蛋白
镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱
三.蛋白质的结构及其多样性
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．鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。
2．细菌、病毒经过加热、加酸、加酒精等处理后因蛋白质变性而灭活。
3．动物、昆虫标本固定保存、防腐。
4．很多毒素是蛋白质，经甲醛固定，减毒、封闭毒性碱基
团作类毒素抗原，制作抗毒素。
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
与生活的联系
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
变性因素：酸、碱、加热、酒精等
变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
注意：盐析过程蛋白质的结构没有发生变化，变化是可逆的。
实例：在鸡蛋清中加一些食盐，会看到白色絮状物，兑水稀释后絮状物消失。
加入清水稀释
与社会的联系
蛋白质结构变化吗？
蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的溶液中溶解度降低而析出的现象，称为蛋白质盐析。降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。
蛋白质的水解
部分水解（酶水解）
完全水解（酸水解、碱水解）
产物为各种氨基酸混合物
产物为多肽和氨基酸的混合物
例如：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。
与生活的联系
盐析
蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出
溶解度的变化，可逆
导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属离子
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 。
不变 不变
改变 改变
6
蛋白质的盐析、水解和变性
氨基酸
肽键
－
=
=
2
5
6
3
1
1
8
2
2
6
5
6
－
=
=
－
=
=
如果肽链是环状的，其计算方式仍然一样吗？
规律一：氨基酸数－肽链数=肽键数=脱去的水分子数（链状）
3.4 蛋白质的相关计算
1、肽键数与氨基酸数目的关系：
10个氨基酸组成的环状多肽
肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数
如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键
（环状结构）
m
拓展——与蛋白质相关的计算
2、氨基、羧基的计算
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 。
n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 。
1
1
R基
n
n
R基
★规律：至少氨（羧）基数=肽链数
氨（羧）基数 =肽链数+R基氨（羧）基
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
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
拓展——与蛋白质相关的计算
3、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
拓展——与蛋白质相关的计算
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 - 脱去的水分子数×18
4
课堂小结
蛋白质
基本单位
元素 组成
功能
基本元素：C、H、O、N，大多数含有S，有些还含有Fe、Mg等
结构 层次
氨基酸
场 所：___________
形成键：___________
氨基酸
多肽或肽链
蛋白质
脱水缩合
盘曲折叠
肌肉纤维等
结构蛋白
绝大多数酶
催化功能
膜转运蛋白
运输功能
胰岛素等
调节功能
免疫功能
抗体等
种类
约21种
结构通式
核糖体
肽键
课堂总结