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39张ppt）

(共39张PPT)
第二章 组成细胞的分子
第4节
蛋白质是生命活动的主要承担者
学习目标
1.理解蛋白质是生命活动的主要承担者；
2.了解氨基酸的结构特点；
3.理解细胞中蛋白质的种类多样的原因。
为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
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
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。
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1.氨基酸的结构
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
氨基
羧基
侧链基团
C
—COOH
H2N—
R
|
|
H
羧基
氨基
侧链基团
氨基酸分子结构通式
至少有一个氨基和一个羧基 ( 数量要求)
都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上（位置要求）
决定氨基酸种类
由氨基酸的结构式推测蛋白质的元素组成？
一定有C、H、O、N，某些蛋白质还含有S、P，少数蛋白质还含有Fe、Zn等金属元素，都在R基中
下列分子是不是氨基酸？如果是，R基是什么？
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
1
2
3
4
5
×
×
×
√
√
H
C
NH2
HOOC
CH2
NH2
H
C
HOOC
H
CH2
NH2
2022-08-28
2、氨基酸的种类
（1）组成蛋白质的氨基酸有21种。
（2）分类
必需氨基酸（8种）
非必需氨基酸（13种）
甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸，亮氨酸、色氨酸、苏氨酸（谐音：甲来写一本亮色书）
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸的结合方式：
脱水缩合
肽键
二肽
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
H2O
氨基酸的结合方式：
脱水缩合
肽键
三肽
探究活动
C
H
H2N
COOH
R基
C
H
H2N
COOH
R基
C
H
H2N
COOH
R基
氨基酸形成蛋白质
脱水缩合
肽键
二肽
＋
H2N
C
C
R1
H
O
OH
H
H2N
C
C
R1
H
O
N
COOH
C
R2
H
H2O
＋
COOH
N
C
R2
H
H
H
H
H2N
C
C
R1
H
O
N
C
R2
H
C
O
OH
＋
COOH
N
C
R3
H
H
H
脱 缩水 合
H
H2N
C
C
R1
H
O
N
C
C
R2
H
H2O
＋
H
O
N
COOH
C
R3
H
肽键
肽键
三肽
氨基酸形成蛋白质
（1）氨基酸形成蛋白质的方式叫什么？
（2）连接两个氨基酸分子的化学键叫什么？
（3）脱下的水中的氢和氧分别来自哪里？
（4）肽如何命名？氨基、羧基的结构简式？
根据氨基酸的个数，而且用汉字写几肽
氨基酸
二肽
三肽
……
多肽
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。
多肽通常呈链状结构，叫做肽链。
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。
这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如， 血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链，它的空间结构如图所示。
构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同；
以 代表不同的氨基酸，理解蛋白质结构多样性的原因。
动动脑
构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同；
构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同；
肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
蛋白质变性
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。
定义
高温、强酸、强碱、重金属盐和紫外线等
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。
变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗？
可以，因为变性的蛋白质空间结构破坏了，但是肽键还在；双缩脲试剂是与蛋白质中的肽键发生反应的
蛋白质变性
【蛋白质的相关计算】
氨基酸数
肽链数
思考与讨论1
n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉几分子水？形成几个肽键？如果n个氨基酸形成m条链呢？
形成n－１个水分子与n－１个肽链；形成n-m个水分子和肽链。
脱水数
肽键数
n-m
人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是
A.145/144
B.145/145
C.145/146
D.146/145
答案：D
练习1
某蛋白质分子由n个氨基酸形成的m条肽链组成。已知氨基酸的平均分子量为a，求该蛋白质分子的分子量。
n×a－ (n－ m) ×18。
蛋白质的分子量
氨基酸数 X 氨基酸平均分子量
脱水数 X 18
思考与讨论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
答案：C
练习2
1条肽链至少含几个氨基（—NH2）和几个羧基（ —COOH），n条肽链至少含有几个氨基和几个羧基？若问n条肽链含有几个氨基和羧基呢？
思考与讨论3
至少含有的氨基数（羧基数） = 肽链数
氨基数 = 肽链数 + R基上的氨基数 = 氨基酸中总氨基数-肽键数
练习3
某一条多肽链中共有肽键151个，则此分子式中含有氨基和羧基的数目至少有
A.152/152
B.151/151
C.1/1
D.2/2
答案：C
思考与讨论4
1.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是多少？
2. 分子式为C63H105O45N17S2的多肽链 ，最多含有的肽键数目为 多少？
3. 某多肽分子式为C21HxOyN4S2，这多肽是有苯丙氨酸（C9H11O2N），天冬氨酸（C4H7O4N），丙氨酸（C3H7O2N）亮氨酸（C6H13O2N ）半胱氨酸（C3H7O2NS）
基本原则——原子守恒
氨基酸的结构通式C2H4O2N—R，在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢原子、氧原子，但是碳原子，氮原子的数目不会减少
①碳原子数=氨基酸×2+R基中的碳原子数
② 氢原子=氨基酸中氢原子总数—脱水数×2—二硫键数×2
③氧原子=氨基酸中氧原子总数—脱水数=肽键数+肽链数×2+R基中的氧原子数
④氮原子=肽链数+肽键数+R基中的氮原子数=氨基酸数+R基上的氮原子
思考与讨论4
基本原则——原子守恒
氨基酸的结构通式C2H4O2N—R，在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢原子、氧原子，但是碳原子，氮原子的数目不会减少
① C原子数＝氨基酸×2+R基中的C原子数
② H原子＝氨基酸中H原子总数—脱水数×2—二硫键数×2
③O原子=氨基酸中O原子总数—脱水数＝肽键数+肽链数×2+R基中的O原子数
④N原子＝肽链数+肽键数+R基中的N原子数＝氨基酸数+R基上的N原子
蛋白质
蛋白质的功能
蛋白质的结构
相适应
氨基酸
多肽链中氨基酸排序
多肽链有律的折叠、盘曲
多肽链进一步地盘绕
不同多肽链之间相连
缩合
主链
R基团
空间结构
变性
失去
结构
调节
催化
运输
破坏
免疫
如
基本单位
结构通式
生命活动
属于
环状肽：氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数
—C
H2N
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
④
⑥
⑤
⑦
⑧
③
（1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③ 表示_____ ；
（2）该化合物由____个氨基酸通过____________ 反应，失去____个水分子形成的，有氨基___个，有羧基__个，含有____个肽键。
（3）该化合物称为 __ _______
氨基
羧基
肽键
2
2
四肽
4
脱水缩合
3
3
【巩固练习】
1.
2.现有氨基酸80个，其中氨基总数82个，羧基总数85个，则由这些氨基酸脱水缩合成的含有两条肽链的蛋白质共有肽键，氨基和羧基的数目依次分别为（ ）
A.78，4，7 B.78，2，7
C.79，2，2 D.79，2，5
A
3.若某蛋白质的分子量为11935，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（　 ）
A.1条　 B.2条　 　C.3条　　 D.4条
C
4.某蛋白质的结构示意图如图所示，其中-S-S-表示连接两条相邻肽链的二硫键，若该蛋白质由m个氨基酸构成，则该蛋白质在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（　　）
A. m个　 18 m
B. （m-4）个　 18（m-4）
C. （m-3）个　 18（m-3）+4
D. （m-2）个　 18（m-2）+4
D
5、现有一种“十三肽”，分子式为C54H95N17O20，已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。



(1)该“十三肽”是由 个氨基酸经过 过程在核糖体上合成的。
(2)将该“十三肽”彻底水解后有 个赖氨酸，____ 个天冬氨酸。
13
脱水缩合
4
3
— 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