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47张ppt）

(共47张PPT)
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
第二章 组成细胞的分子
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
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
组成细胞的有机物中，含量
最多的是
想一想:哪些食品富含蛋白质
复习旧知
蛋白质
富含蛋白质的食品
（1）大豆制品：豆腐、豆浆、腐竹等；
（2）奶类制品：奶粉、酸奶、牛奶等；
（3）肉蛋类食品：牛、羊肉、鸡蛋等
蛋白质是生命活动的主要承担者
细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。
一、蛋白质的功能
蛋白质分子的主要功能：
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
结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，
如肌球蛋白、肌动蛋白等
催化功能：起生物催化作用，如绝大多数酶
运输功能：如血红蛋白、细胞膜上的载体
调节功能：如胰岛素和生长激素等
免疫功能：免疫过程中产生的抗体
功能蛋白
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收？
蛋白质的相对分子质量很大（从几千到几百万）
蛋白质是一类生物大分子。
食物中的蛋白质要分解成氨基酸才能被人体吸收, 也就是说蛋白质是由氨基酸组成的。
二、蛋白质的基本单位
——氨基酸
非必需氨基酸：共13种，人体可自身合成的氨基酸
必需氨基酸：共8种，人体不能自身合成的氨基酸
组成人体蛋白质的21种氨基酸
1.人体内的21种氨基酸
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）
2.氨基酸的结构
甘氨酸
甲硫
氨酸
半胱氨酸
缬氨酸
元素组成？
结构异同？
CHON（S）
2.氨基酸的结构
甘氨酸
甲硫
氨酸
半胱氨酸
缬氨酸
氨基
羧基
侧链基团（R基）
C
R
C
H2N
OH
O
H
氨基
羧基
侧链基团
特点：
1、每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。
3.氨基酸分子结构通式：
C
2、这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）
3、R基的不同决定了氨基酸分子的不同。
练习1：
COOH
—C—
H
H2N
CH3
①
—C—
—C
H2N
COOH
H
H
CH3
CH3
②
—C——
③
H2N
COOH
H
—C—
H
CH3
CH3
下面属于组成蛋白质氨基酸的是________
①
③
NH2
—C—
H
H2N
CH3
④
H2N—C— COOH
H
H
H—N—C— C—OH
H
O
H
H
=
练习2:根据氨基酸通式,写出下面两种氨基酸的R基：
R基分别是:
H2N－C－C－OH
H
O
CH2 － SH
－CH2 －SH
－CH2 －COOH
H2N－C－C－OH
H
O
CH2 － COOH
H2N—C— C—OH
H
O
H
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012

三、蛋白质的结构及其多样性
1.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
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空间结构
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸1
氨基酸2
C
H
R1
H2N
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
氨基酸1
氨基酸2
肽键
二肽
氨基酸的结合方式:
脱水缩合
肽键
OH
H
二肽
H2O
H2O
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
C
H
COOH
R2
H
N
氨基酸的脱水缩合
C
H
COOH
R2
H
N
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
肽键
三肽
H2O
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽。
氨基酸的脱水缩合
二肽
由几个氨基酸分子构成就是几肽
H来自于-COOH和-NH2
O来自于-COOH
注意：
(1)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基（或羧基）位于R基上。
(2)R基上的氨基和羧基一般不参与肽键的形成。
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
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
由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
两条肽链
蛋白质的多样性
①氨基酸种类不同，肽链结构不同。
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
②氨基酸数目不同，肽链结构不同。
◇-◇-◇-◇-◇-◇
◇-◇-◇-◇
③氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同。
◇-◇-◎-◎-
◇-◇-◎-◎-
◎-◎-
◇-◇
-◎-◇-◇-◎-
④肽链盘曲折叠的方式及其形成的空间结构不同，蛋白质种类不同。
蛋白质多样性的原因
种类
数量
排列顺序
空间结构
结构多样
种类繁多
功能多样
氨基酸
肽链：
正常红细胞是两面凹的圆盘状
由纤维状连接的血红蛋白组成的红细胞就会扭曲成镰刀状。
镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱
正常血红蛋白质形成的四聚体接近于球状
异常血红蛋白质会相互连接成纤维状
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
食物蛋白
胃、胰、肠蛋白酶
多肽
肠肽酶
氨基酸
吸收
合成
人体的蛋白质
人体内氨基酸
思考与讨论：氨基酸怎样构成蛋白质
蛋白质
初步水解
多肽
彻底水解
氨基酸
蛋白质的水解：
蛋白质的变性
原因：物理因素（高温、紫外线等）
化学因素（强酸、强碱、重金属盐、乙醇等）
蛋白质的盐析
原因：轻金属盐、铵盐的加入使得蛋白质的溶解度降低
结果：蛋白质析出
特点：可逆，加水后絮状物消失
结果：空间结构改变和破坏，肽键没有破坏
特点：不可逆
与社会
的联系
四.蛋白质的有关计算
1.有关氨基和羧基的计算
（1）R基上不存在氨基或羧基时，氨基或羧基数=肽链数
（2）R基上存在氨基或羧基时，
氨基（羧基）数=肽链数+R基上的氨基（羧基）数
=各氨基酸中的氨基（羧基）数-肽键数
动动脑
H2O
H2O
H2O
2个
氨基酸
肽链
H2O
1条
n-1个
n个
n-2个
肽键数=脱去的水分子数
=氨基酸分子数-肽链条数
肽键
（ ）
1个
（ ）
1个
3个
1条
（ ）
2个
（ ）
2个
…
1条
（ ）
n-1个
（ ）
n个
2条
（ ）
（ ）
n-2个
n个
m条
（ n-m个）
（ n-m个 ）
…
…
2.肽键数的计算
（链状）
=氨基酸个数（环状）
1．血红蛋白分子中含有4条多肽链，共由574个氨基酸构成，则血红蛋白分子中含有的肽键和至少含有的游离氨基和羧基数分别是（ ）A．574、574、574 B．570、570、570C．570、4、4 D．574、4、4
c
2.由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条多肽，其中z条是环状多肽，其余是直链肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为 ( ) A.m-n+z B.m-n-z C.m-z+n D.m+z+n
A
某种蛋白质是由10个氨基酸脱水缩合形成的1条多肽链构成的，若每个氨基酸分子质量平均是120，则该蛋白质的相对分子量是？
蛋白质分子量
＝氨基酸分子总质量
—
脱去的水的 分子总质量
＝120×10
(10-1) ×18
—
假设有n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为
3.相对分子质量的计算
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
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
由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
两条肽链
如图是某蛋白质分子的结构示意图，图中A链由21个氨基酸组成，B链由30个氨基酸组成，“—S—S—”是由两个“—SH”脱下2个H形成的二硫键。下列叙述错误的是
A．该蛋白质中至少含有两个游离的羧基和2个游离的氨基B．该蛋白质分子中含有49个肽键C．该蛋白质变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反应D．由氨基酸脱水缩合形成该蛋白质分子时，相对分子质量减少了884
c
有关蛋白质中各原子数的计算
（1）C原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的C原子数
=(肽链数＋肽键数)×2十R基上的C原子数。
（2）H原子数=各氨基酸的H原子数—脱去的水分子数×2
=(氨基酸分子个数＋肽链数)×2＋R基上的H原子数
（3）O原子数=各氨基酸的O原子数—脱去的水分子数
=肽链数×2十肽键数＋R基上的O原子数
（4）N原子数=肽链数+肽键数+R基上的N原子数
某三十九肽中共有丙氨酸(R基为-CH3)4个。现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图)，下列有关该过程产生的多肽的叙述中错误的是
A．肽健数目减少7个
B．C原子减少12个C．氨基和羧基分别增加3个D．0原子数目减少4个
D
某50肽中有2个丙氨酸(NH2CHCH3COOH)，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述错误的是(　　)
A．肽键数目减少4个
B．氧原子数目增加2个C．氨基和羧基分别增加4个
D．氢原子数目增加8个
B
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
2110
由n个氨基酸所构成的肽链的种类数是21n种
思考与讨论：氨基酸怎样构成蛋白质
有关多肽种类的计算
假设有N种，M个氨基酸任意排列构成多少种多肽(M≦N)
（1）若每种氨基酸数目不限，可形成的多肽类型NM
（2）若每种氨基酸只有一个（不允许重复），可形成的多肽类型N×(N-1)×(N-2).......
组成元素：
C、H、O、N（S等）
导致
氨基酸
种数：约21种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：13种
通式：
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH且连在同一个C原子上
脱水缩合
多肽
氨基酸的种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸的排列顺序不同
多肽盘曲折叠的方式不同
盘曲折叠
蛋白质
结构多样性
功能多样性
组成
导致
OH
C
H
C
H2N
O
R
练习
1. 某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含有—NH2和—COOH的数目至少为（ ）
A. 110、110 B. 109、109
C. 9、9 D. 1、1
D
2. 20种氨基酸的平均分子量是128，由280个氨基酸、4条多肽组成的蛋白质，其分子量约为（ ）
A. 31432 B. 30872
C. 31378 D. 36382
B