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42张ppt）

(共42张PPT)
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
转运 连接 膜蛋白功能 受体 酶
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
1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收
讨论
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,
蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
胶原蛋白线
传统缝合线
纤细
强韧
可吸收
蛋白质
（7%~10%）
无机盐
（1%~1.5%）
脂质
（1%~2%）
糖类和核酸
（1%~1.5%）
水
（70%~90%）
Protein
英文，翻译为“蛋白质”
蛋白质是细胞中含量最高的有机物
蛋白质是细胞必需的营养成分，每天吃哪些食物可以补充蛋白质呢？
【课前回顾】
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。
组成生物体的蛋白质又有怎样的功能呢？
你能说出一些富含蛋白质的食品吗？
一、蛋白质的功能
狗催运面条
结构蛋白
免疫功能
催化作用
酶
运输功能
胰岛素
调节功能
1. 结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，如肌肉、头发、羽毛等
2. 催化蛋白：起生物催化，如大多数的酶
3. 运输蛋白：如血红蛋白，细胞膜上的载体
5. 调节蛋白：如胰岛素调节人体血糖水平、生长激素等
4. 免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体(如新冠疫苗注射后免疫反应)
一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。
一、蛋白质的功能
不能，要分解成氨基酸,才被人体吸收
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
观察下列几种氨基酸结构
思考 讨论
氨基酸的结构特点
讨论
氨基
酸
共有结构部分
C
H
H N
R
氨基
羧基
C
OH
O
O
H
①每个氨基酸分子至少有一个 和一个 ，并且都有一个氨
基和一个羧基连在 碳原子上。
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因 的不同，氨基酸种类不同，共有21种。
（1）元素组成：
（2）结构通式：
（3）结构特点：
羧基
同一个
R基
氨基
主要是：C、H、O、N，有的还含有 S、P 等
1.氨基酸的结构
a.氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：—NH2、—COOH、—R (基团前
的“—”不能省略)
b.组成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，“至少”说明氨基酸
分子中的氨基和羧基的数目大于等于1个，其他的氨基和羧基位于R基上。
c.氨基、羧基不同表示方法：
2.特别关注：
3.学以致用
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
①
C
H
H2N
COOH
CH2
SH
②
CH
H2N
COOH
CH2
OH
④
③
CH2 —CH2 —COOH
H2N—C —COOH
│
H
C
H
H2N
H
CH2
COOH
⑤
CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2
│
H—C —COOH
│
NH2
⑥
（1）以上属于氨基酸的是_____________________
（2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是:___________
②③④⑥
⑦
找出生物体中氨基酸，分析它们的R基
必需氨基酸：人体细胞不能合成的，这些氨基酸必须从外界环境中
获取，被称为必需氨基酸。共8种
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
有些同学有“偏食”的习惯，请分析这种习惯为什么不好？
非必需氨基酸：可以在体内由其他物质转化而来的，称为非必需
氨基酸。如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、
谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、酪氨酸和半胱氨酸等。
组成人体蛋白质的氨基酸约有21种：
4.与社会的联系
（甲携来一本亮色书）
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H
肽键
三、蛋白质的结构及其多样性
（一）氨基酸的连接---脱水缩合
水分子中的H和O来自于哪个基团？
脱水缩合: 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，同时脱去一分子水。
H2O
H H O
H N C C OH
R1
H H O
H N C C OH
R2
脱水缩合
氨基酸 + 氨基酸 二肽 + H2O
脱水缩合
肽键
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C OH +
R2
二肽
（一）氨基酸的连接---脱水缩合反应式
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，叫多肽。
多肽通常呈链状结构，叫做肽链。
连接两个氨基酸分子的化学键
由两个氨基酸缩合而成的化合物
（一）氨基酸的连接---脱水缩合产物
二肽：
多肽：
肽链：
肽键：
产物：
C
O
N
H
观察分析下图，思考问题：
1. 图示的肽有几个氨基酸构成？如何判断？该化合物的名称是什么？
2.图示的肽由几种氨基酸构成？如何判断？形成该化合物，一共产生几分子水？
3.形成该化合物，损失了多少分子量？请分别找出该化合物中的氨基和羧基。
练一练
氨基酸个数=肽键数+1，有几个氨基酸就叫几肽。
氨基酸种类看R基，有几种R基，就有几种氨基酸
损失的分子量就是失水的分子质量
三肽
多肽链
氨基酸
脱水缩合...
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
（二）由氨基酸形成蛋白质
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。
（二）由氨基酸形成蛋白质
氨基酸
肽链
脱水缩合
蛋白质
多条盘曲折叠
空间结构肽链
一条盘曲折叠
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
几条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构的蛋白质
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
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
肽链间形成二硫键维系蛋白质的空间结构
组成蛋白质的氨基酸有21种
蛋白质有多少种
1010～1012种

21种氨基酸如何构成多种多
样的蛋白质？
（三）蛋白质的结构多样性的原因
1、有A、B、C三种不同的氨基酸各一个，可以形成多少种不同的
二肽？三肽？
2、有A、B、C三种不同的氨基酸无数个，可以形成多少种不同的
二肽？三肽？n肽？ 21种不同的氨基酸无数个形成5肽？
3、21种氨基酸组成含n个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？
3×3=32
33
3n
3×2
3×2×1
21n
（三）蛋白质的结构多样性的原因
思考 讨论
215
氨基酸的种类、数目、排列顺序变化，使蛋白质的结构多样
肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样，使蛋白质的结构多样
（三）蛋白质的结构多样性的原因
①种类不同
②数目成千上万
③排列顺序千变万化
多肽链盘曲、折叠的方式及
蛋白质的空间结构千差万别
结构多样性决定了其功能的多样性
蛋白质多
样性原因
氨基酸
蛋白质
（三）蛋白质的结构多样性的原因
单个氨基酸改变
蛋白质结构异常
红细胞形态异常
镰刀型细胞贫血症
蛋白质的功能改变
空间结构改变
蛋白质的结构和功能相适应
1.定义：蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，
从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。
与社会的联系---蛋白质变性：
2.因素：化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）、
物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）
3.实质：蛋白质的空间结构发生了改变。但在变性过程中，肽键没有断裂，
化学组成也没有改变。
卷曲、紧密
伸展、松散
4.结果：生物活性丧失；粘度增加、扩散系数降低；容易聚集沉淀。
5.变性的应用：
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。（消毒、灭菌）
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。
思考
1.为什么吃熟鸡蛋、熟肉更容易消化？
高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
2.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。
（含2个以上肽键）
按照方式：
酶水解、酸水解、碱水解
按照程度：
完全水解——氨基酸
不完全水解——小分子肽
蛋白质的水解
※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。
与社会的联系---蛋白质水解：
水解
＋
酶
指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使蛋白质
沉淀析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变。
过程可逆
用于分离、提纯蛋白质
与社会的联系---蛋白质盐析：
1、肽键数、肽链数（m）与氨基酸个数（n）的关系
肽链数
1
2
m
肽键数
6-1
n-m
14-2
氨基酸数
六、蛋白质的计算
n
1、肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数= n-m
（环状肽肽键数=氨基酸数）。
2、游离氨基、羧基的计算
一条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自
n 条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自
1
1
R基
n
n
R基
2、最少的氨（羧）基数=肽链数
所有氨（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
3.蛋白质相对分子质量的计算
蛋白质分子质量=氨基酸分子质量-脱去水的分子质量
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
COOH
R6
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 （二硫键数×2）
4、蛋白质中N、O原子数计算：
多肽N原子数 =肽键数+肽链数+R基中的N原子数
多肽O原子数 =肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数
已知胰岛素由2条肽链，51个氨基酸组成。该蛋白质至少含有O原
子 个，至少含有N原子 个。
53
51
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
COOH
R6
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
（环状肽）
m
氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a）
一条肽链 m条肽链 环肽
肽键
脱去水分子
减轻的质量
多肽相对分子质量
至少含有的氨基 或羧基数
H2N——
——COOH
n-1
n-1
18（n–1）
na-18(n–1)
1
n-m
n-m
18（n–m）
na-18(n–m)
m
n
n
18n
na-18n
0
相关计算公式小结
小结
组成元素
C、H、O、N（S等）
导致
氨基酸
种类：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连在同一个C原子上等
脱水缩合
多肽
氨基酸种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
构成生物体，如结构蛋白
运输作用，如血红蛋白
催化作用，如酶
调节作用，如胰岛素
免疫作用，如抗体
组成
决定
O
H
H2N
R
C
C
OH
生命活动的
主要承担者
1. 两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽,同时生成一分子水,该水分子
中的氢来自(　)
A.氨基 B.羧基 C.氨基和羧基 D.连在C原子上的H
2. 下图为脑啡肽的结构简式,据图分析下列叙述错误的是(　　)
A.脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的
B.该化合物中有1个羧基和1个氨基
C.脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的
D.该化合物属于四肽,因为含有4个肽键
D
c
练一练：
3.某多肽的分子式为C55H70O19N10,已知它由下列4种氨基酸组成:
甘氨酸(C2H5NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、
谷氨酸(C5H9NO4),那么该多肽彻底水解可产生多少个谷氨酸
分子( )
A.4个 B.5个 C.6个 D.3个
A
蛋白质的结构
4. (2021·山东泰安高一期末)二硫键(—S—S—)是蛋白质中连接2
条肽链的1种化学键。右图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的
结构图，对其叙述正确的是(　　)
A．该蛋白质至少有2个游离的羧基
B．形成该蛋白质的过程中脱去了277个水分子
C．该蛋白质至少有280个氨基
D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三
方面决定
A
5.—条肽链的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生了下列3种氨基
酸: 据此判断,下列有关叙述错误的是( )
A.1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸
B.合成1个该肽链分子同时将产生5个水分子
C.1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基
D.1个该肽链分子是由6个氨基酸脱水缩合而成的
C
（1）该图中，①表示　 ，③表示　　 ，⑦表示　 。
（2）该化合物由　　 个氨基酸分子失去　　 个水分子而形成，这种反应
叫　　　　 反应。
（3）该化合物含有　　个肽键，序号是_____________ 。该图所示化合物
的名称是：　 ，该化合物含有　　个氨基、 个羧基。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　 (序号）决定的。
氨基
肽键
羧基
四肽(多肽)
3
4
3
脱水缩合
6.根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。
③⑤⑥
②④⑧⑨
2
2