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50张ppt）

(共50张PPT)
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（1)
生物必修一 分子与细胞
授课人：XXX
第1课时
第二章 组成细胞的分子
蛋白质的功能
01
02
学习目标
03
蛋白质的基本单位
蛋白质的结构及其多样性
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？
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
变为小分子物质；蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
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？
复习旧知
1.含量:
2.组成元素:
占细胞干重的50%以上。
C、H、O、N（ S、P ）其中Ｓ是蛋白质的特征元素。
例：人血红蛋白的分子式：C3032H4816O872N780S8Fe4
3.相对分子质量：很大，属大分子化合物。
细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。蛋白质是生命活动的主要承担者。
4.检测：
蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
细胞中含量最多的有机物是
蛋白质
新课导入
想一想:哪些食品富含蛋白质
蛋白质承担着怎样的功能呢？
（1）大豆制品； （2）奶类制品；（3）肉蛋类食品。
婴儿为什么要以奶为主要食物？
运动员或者健身达人为什么都会食用蛋白粉？
蛋白质的功能
1
活动1：阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能（自主学习）
①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
②催化蛋白：起生物催化作用，如绝大多数酶
③运输蛋白：如血红蛋白、细胞膜上的载体
④调节蛋白：如胰岛素和生长激素等
⑤免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体
可以说，细胞的各项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 运输 催化 信息传递 免疫
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
蛋白质功能的实现
抗原
抗体可变区
抗原
抗体
蛋白质的功能
1
不能，蛋白质是生物大分子要经过消化，水解为氨基酸才能被人体吸收
蛋白质的基本单位是：
胃蛋白酶
肠肽酶
氨基酸
胰蛋白酶
蛋白质 多肽 氨基酸
胃、胰蛋白酶
肠肽酶
蛋白质的基本单位----氨基酸
2
蛋白质可以直接被人体吸收吗？
蛋白质的基本单位----氨基酸
2
①氨基酸的结构具有哪些共同特点？
②“氨基酸”这一名词的由来？
③组成人体蛋白质的氨基酸有多少种？分为几类？分别是哪些？氨基酸的种类取决于什么？
活动2：阅读教材P29，思考讨论，回答以下相关问题
蛋白质的基本单位----氨基酸
2
①氨基酸的结构具有什么共同特点？
C
C
C
C
氨基
羧基
蛋白质的基本单位----氨基酸
2
1.结构通式：
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)
并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
R基不同，氨基酸则不同。
H2N
氨基
C
OH
O
羧基
C
H
R
侧链基团
2.结构特点：
蛋白质的基本单位----氨基酸
2
1.根据氨基酸的结构通式，分析组成蛋白质的元素有哪些？
　
C、H、O、N，可能还有S。
2.组成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，“至少”的涵义是什么？如果氨基酸分子中不止一个氨基和一个羧基，其他的氨基和羧基又位于什么位置？
氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少各1个，也可以是几个。其他的氨基和羧基可位于R基上。
NH2
H2N
N
H
H
N
H
H
N
H
H
COOH
C OH
O
C O H
O
HOOC
氨基
羧基
书写提醒：
蛋白质的基本单位----氨基酸
2
特别提醒　氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：
—NH2、—COOH、—R (千万不要忘记原子团前要有短线“—”)
蛋白质的基本单位----氨基酸
2
“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要组成部分——氨基和羧基。
羧基中的氢氧键（O-H）易断裂，生成H+ ，呈酸性，所以称为氨基酸。
酸
氨基
“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
发挥你的想象力，能否将抽象的结构具体化，以便更好的掌握氨基酸的结构通式
习题检测
D
如果一个氨基酸中含有2个氨基（—NH2），其中一个氨基和羧基连在同一个碳原子上，那么另一个氨基的部位是（ ）
A.与氨基酸相连 B.与羧基端相连
C.和氢相连 D.连在R基上
方法: “一查数量”: 是否有氨基和羧基；
“二看位置”: 是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
注意: 只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸
蛋白质的基本单位----氨基酸
2
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
组成人体蛋白质的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）
共13种，人体可自身合成的氨基酸
共8种，人体不能自身合成的氨基酸
3.种类：
（婴儿9种，组氨酸）
蛋白质的主要功能和实例(连一连)
构成细胞和生物体的结构物质
c肌肉、毛发中的蛋白质
免疫功能
运输功能
催化功能
调节机体的生命活动
b血红蛋白
a绝大多数酶
d胰岛素
e抗体
小试牛刀
1.谷氨酸的Ｒ基为Ｃ３Ｈ５Ｏ２，写出谷氨酸的结构式。
2.一分子谷氨酸含有的Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ原子数依次是（　 ）
Ａ.５、９、４、１　 Ｂ.４、８、５、１
Ｃ.５、８、４、１　 Ｄ.４、９、４、１
C
H
C
Ｃ３Ｈ５Ｏ２
H2N
OH
O
习题检测
C
H
NH2
H
CH2
COOH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
哪些是构成蛋白质的氨基酸
×
√
√
×
习题检测
这与蛋白质的组成和结构有关吗？
1010～1012种
蛋白质功能多种多样
蛋白质种类多种多样
蛋白质的结构及其多样性
3
21种氨基酸是怎么形成1010—1020种蛋白质的呢？
蛋白质的结构及其多样性
3
请阅读P30，思考下列问题：
①氨基酸如何连接在一起构成蛋白质？
②什么是肽键、二肽、多肽、多肽链？
③氨基酸形成蛋白质过程中，形成一个肽键，脱去几分子水？
④多肽与蛋白质有何区别？
蛋白质的结构及其多样性
3
C
C
O
OH
H
N
R2
H
H
C
C
O
OH
H
N
R1
H
H
+
C
C
O
OH
H
N
R2
H
H
C
O
OH
H
H
N
H2O
C
C
O
H
N
R1
H
H
肽键
脱水缩合：氨基酸之间相互连接而脱去水的过程。
肽键：连接两个氨基酸的那个化学键。
1.氨基酸的结合方式:
二肽
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物
【思考】脱出来的H2O中的H和O分别来自于哪里？
H来自氨基和羧基
O来自羧基
蛋白质的结构及其多样性
3
1.氨基酸的结合方式:
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
H2O
肽键
肽键
三肽
以此类推，多个氨基酸分子脱水缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（通常呈链状结构，肽链）。
蛋白质的结构及其多样性
3
1.氨基酸的结合方式:
有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状多肽。
由几个氨基酸形成的就叫几肽
三肽，四肽，……
统称为
多肽
肽链
呈链状
1条或多条
盘曲折叠
蛋白质
氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？
下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：
1.脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。
2.脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。
4
R基
4
五
脱水缩合
4
习题检测
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
1
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
3
四条肽链聚集形成复杂空间结构
4
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2
蛋白质的结构及其多样性
3
图3-4 氨基酸形成血红蛋白示意图
2.蛋白质的形成
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸
脱水缩合
二肽
三肽
……
多肽链
蛋白质的形成有哪些层次？
一定空间结构的蛋白质分子
盘曲折叠
C、H
O、N
等
元素
更复杂空间结构的蛋白质
多条肽链
蛋白质的结构及其多样性
3
2.蛋白质的形成
蛋白质的结构及其多样性
3
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。
2.蛋白质的形成:
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
蛋白质的结构及其多样性
3
—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
两条肽链
2.蛋白质的形成:
蛋白质的结构及其多样性
3
构成蛋白质的这些多肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。
例如，血红蛋白是含四条多肽链的蛋白质分子，含有574个氨基酸分子；胰岛素是由17种氨基酸、51个氨基酸形成两条肽链而组成
图3-3 血红蛋白分子空间结构图
2.蛋白质的形成:
进入人体消化道的蛋白质食物，需用经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸需要经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体和食物食物中蛋白质一样吗？
蛋白质
胃蛋白酶
胰蛋白酶
多肽
肠肽酶
氨基酸
氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽、多肽，由多肽链盘曲折叠构成人体的蛋白质。
不一样，人体蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能。
蛋白质的结构及其多样性
3
2.蛋白质的形成
如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，能形成多少种？
2110种十肽
21
21
21
21
21
21
21
21
21
21
若由100个氨基酸组成的多肽长链，能形成多少种？1000个氨基酸能形成多少种多肽链呢？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。
21100种多肽链
211000种多肽链
蛋白质的结构及其多样性
3
3.蛋白质结构的多样性
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
氨基酸层面
蛋白质的结构及其多样性
3
3.蛋白质结构的多样性
21
20
19
18
17
16
12
15
14
13
组成蛋白质的氨基酸数量不同
思考：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，每种氨基酸只有一个，能形成多少种十肽？
21×20×19×18…×12＝
蛋白质的结构及其多样性
3
3.蛋白质结构的多样性
下图所示是同一种二肽吗？
多肽链是有顺序的—从氨基端到羧基，对于生物大分子而言，其顺序是很重要的。
氨基酸的排列顺序不同
蛋白质的结构及其多样性
3
3.蛋白质结构的多样性
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
组成蛋白质氨基酸种类
思考：如果只有A、B 2种氨基酸，氨基酸A数量9个，B氨基酸数量1个，形成10个氨基酸的十肽，能形成多少种十肽？
10种
思考：如果只有1种氨基酸，能形成多少种十肽？
1种
蛋白质的结构及其多样性
3
3.蛋白质结构的多样性
蛋白质的结构及其多样性
3
4.蛋白质功能的多样性
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。
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
蛋白质的结构及其多样性
3
4.蛋白质功能的多样性
人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病等
1)、2个氨基酸脱水缩合,脱水___个，形成___个肽键，形成的化合物叫_____。
1
1
2)、3个氨基酸脱水缩合,脱水___个，形成___个肽键，形成的化合物叫_____。
3)、N个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，脱水_____个，形成肽键______个，形成的化合物叫_____。
4)、N个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，脱水_____个，形成肽键______个。
5)、N个氨基酸脱水缩合形成M条肽链，脱水________个，形成肽键_______个。
2
2
多肽
N - 1
二肽
三肽
N - 1
N - 2
N - 2
X
N - X
X- 1
N - X- 1
N - M
N - M
肽键数=氨基酸数－肽链数
=脱去水分子个数
习题检测

（1）该图中， ①表示　　 ，③表示　　 ， ⑦表示　　　　 。
氨基
肽键
羧基
四
三
脱水缩合

（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。
—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
①
②
③
④
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
（3）该化合物含有　 个肽键，该图所示化合物的名称是 　 ____，基本单位是____________。
四肽(多肽)
R基
⑨
氨基酸
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　 决定的，图中代表R基的数字是_________________
三
②
④
⑧
⑨
—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
①
②
③
④
⑥
⑤
⑦
⑧
（5）该化合物含有　　　 个氨基，_________个羧基，_________种氨基酸。
二
二
四
—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
①
②
③
④
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
8
与生活的联系
吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？
高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
易被蛋白酶水解
蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构遭到破坏，导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象，称为蛋白质变性。
变性因素：
高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。
注意：变性不可逆，只是空间结构改变，肽键一般不断裂。
与生活的联系
与生活的联系
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
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。
与生活的联系
蛋白质的水解、盐析、变性
水解∶根据蛋白质的水解程度，可以分为完全水解和部分水解两种。完全水解（或称彻底水解），得到的水解产物是各种氨基酸的混合物；部分水解（或称不完全水解），得到的产物是各种大小不等的肽段和氨基酸。蛋白质可以被酸、碱或蛋白酶催化水解。
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改变，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。能导致蛋白质变性失活的因素有强酸、强碱、高温、紫外线、重金属盐等。蛋白质变性是空间构象发生改变，不涉及肽键的断裂。
盐析∶向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。
民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用 本节所学的知识对这种说法作出评价。
小结
1. 下列关于蛋白质的叙述，正确的是( 　　)
A. 具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的
B. 人体能合成组成蛋白质的各种氨基酸
C. 结构不同的蛋白质不可能具有相似的功能
D. 高温处理后的蛋白质可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
2．下列有关二肽、直链多肽和蛋白质的叙述，错误的是(　 　)
A．基本单位都是氨基酸 B．遇双缩脲试剂都显砖红色
C．都含有肽键 D．都至少含有一个氨基和一个羧基
D
课堂检测
B
3．抗利尿激素是由9个氨基酸组成的一条链状多肽类激素，是尿液浓缩和稀释的关键性激素。下列叙述正确的是(　　 )
A．组成该激素的基本元素包括C、H、O、N、P
B．彻底水解该激素需要消耗8分子水
C．该激素含有游离的氨基和羧基各1个
D．该激素的合成会脱去8个H
B
课堂检测