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36张ppt)

(共36张PPT)
蛋白质是
生命活动的主要承担者
问题探讨：
胶原蛋白可以用来制作手术缝合线。这种缝合线可以被人体吸收，避免拆线的痛苦。
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
动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
胶原蛋白要变成氨基酸小分子才能被吸收。
说明蛋白质在化学组成上可以水解为更小的分子。
艾滋病研究者发现这样一种怪现象：有1%~2%的HIV感染者感染HIV但不会发病。旅美中国学者张林琦博士及其同事为这一现象找到了初步答案。这些感染者在感染HIV后，体内会产生3种名为“α-防御素”的小分子蛋白质。这可能就是少数HIV感染者可以长期健康存活而不发病的原因。
α-防御素有什么作用？
头发
蛛丝
肌肉纤维
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，称为结构蛋白。例如：肌肉、毛发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质
羽毛
一、蛋白质的功能
催化功能
胃蛋白酶结晶
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。
运输功能
有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白（参与氧气运输）、载体蛋白（参与物质跨膜运输）。
血红蛋白
通道蛋白
调节功能
有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。
图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
免疫功能
有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
抗体
抗原
①结构功能
②催化功能
③运输功能
④调节功能
⑤免疫功能
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。
构成各种蛋白质的氨基酸的种类、氨基酸的数目、氨基酸的排列顺序以及多肽链盘曲、折叠的空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。
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。
蛋白质功能多种多样的原因
蛋白质的结构和功能相适应
1. 下列关于蛋白质功能的举例合理的是（ ）
A．催化—抗体 B．运输—唾液淀粉酶
C．调节—胰岛素 D．免疫—血红蛋白
C
2．催产素、牛加压素、血管舒缓素等多肽化合物的氨基酸数量相同，但其生理功能却不同，原因有（ ）
①氨基酸种类不同　 ②合成的场所不同
③氨基酸的排列顺序不同 ④肽链的折叠盘曲方式不同
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①②③④
B
你中午吃了一份宫保鸡丁，那么其中的蛋白质是否直接变成了他自己身体内的蛋白质呢？如果不是，那这些蛋白质最终以什么形式被他吸收呢？
蛋白质要在胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等酶的作用下分解成氨基酸，才被人体小肠吸收，进而被细胞利用合成相应的人体蛋白质。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
C
H
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
CH
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
C
H
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
几种氨基酸的结构式
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
1.氨基酸分子结构通式
C
H
H2N
R
氨基
羧基
侧链基团
C
OH
O
特点：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。
决定氨基酸的种类
2.必需氨基酸和非必需氨基酸
必需氨基酸：组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。
非必需氨基酸：另外13种氨基酸是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。
三、氨基酸形成蛋白质的过程
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
脱水缩合
肽键
氨基酸脱水缩合，形成肽键，通过肽键连接成肽链。
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C OH
R2
H2O
H H O
H N C C OH
R1
H H O
H N C C OH
R2
二肽
氨基酸
二肽
三肽
多肽
一条多肽链折叠形成蛋白质
几条多肽链折叠形成蛋白质
折叠盘曲成空间结构
肽键数=6-1
肽键数=8-1
肽链数为1时：肽键数 = 脱去水分子个数 = n-1
肽键数=14-2
肽链数为2时：肽键数 = 脱去水分子个数= n-2
肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数= n-m
（n表示氨基酸数、m表示肽链数）
四、蛋白质形成过程中的数量计算
1. 肽键数和水分子数计算
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
一
一
m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
m
m
蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。
2.氨基数和羧基数的计算
蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×18
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
3.蛋白质相对分子量的计算
蛋白质形成过程中的数量计算
肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数
蛋白质中含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数+R基中出现的数目
蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×18
下列物质中，不是构成蛋白质的氨基酸（ ）
D
A．
B．
C．
D．
练习
现有氨基酸1000个，其中氨基总数为1100个，羧基总数为1080个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有氨基数目、羧基数目及至少含有肽键数目依次为（ ）
A.102、82和998 B.102、82和999
C.2、2和998 D.100、80和998
A
五、鉴定实验
蛋白质+双缩脲试剂→紫色络合物
双缩脲试剂：
A液 0.1 g/ml NaOH溶液
B液 0.01g/ml CuSO4溶液
使用方法：先滴加A液（制造碱性环境），再滴加B液，最后摇匀。
某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是（ ）
A．6 18 B．5 18 C．5 17 D．6 17
下列关于氨基酸和蛋白质的说法，错误的是（ ）
A．在人体中能够合成的是非必需氨基酸
B．环状多肽中一定没有游离的氨基和羧基
C．每个氨基酸分子中肯定含有C、H、O、N这四种元素
D．蛋白质发生变性后其空间结构不能恢复
C
B
胰岛素分子是动物体内的一种激素，下图为结晶牛胰岛素的模式图，α链是由21个氨基酸结合成的，β链是由30个氨基酸结合成的。请回答：
（1）该分子中的51个氨基酸在胰腺细胞中通过______反应成为胰岛素。
（2）这51个氨基酸所形成的胰岛素含有肽键的数目为_________。
（3）由图中可以看出胰岛素分子中含有的化学元素有________________。这51个氨基酸形成的胰岛素的过程中相对分子质量减少了______________。
（5）该胰岛素是否可以口服___，原因是 ________________________。
脱水缩合
49
C、H、O、N、S
888
否
胃液中含有蛋白酶，会将蛋白质分解
六、蛋白质的多样性
蛋白质结构
多种多样
蛋白质种类
多种多样
氨基酸种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸排列顺序不同
蛋白质空间结构不同
蛋白质空间结构的重要性
血红蛋白β链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，形成了异常的血红蛋白S，取代了正常血红蛋白，氧分压下降时血红蛋白S分子之间相互作用，聚合成为螺旋形多聚体，使红细胞扭曲成镰状细胞（即镰变现象），导致运输氧的能力大为削弱。
正常红细胞
镰状细胞
蛋白质变性的原因
蛋白质的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。
致变因素：化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等；物理方法有加热（高温）、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等。
变性
蛋白质变性的应用
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、酸、重金属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。
加5%卵清蛋白溶液5ml于试管中，再加等量的饱和硫酸铵溶液，混匀后静置数分钟析出球蛋白沉淀。倒出少量浑浊沉淀，加少量水，沉淀是否溶解，为什么
溶解，蛋白溶液加入浓无机盐溶液，导致蛋白质溶解度降低而析出，这是盐析过程，蛋白质只是沉淀，并未变性，加水后即恢复溶解。
七、盐析与变性的区别
盐析是指在蛋白质水溶液中加入中性盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀出来的现象。得到的蛋白质一般不失活，一定条件下又可重新溶解。
盐析：
变化实质：物理变化（溶解度降低）
变化过程：可逆
用途：分离、提纯等
变性：
变化实质：化学变化（空间结构改变）
变化过程：不可逆
用途：杀菌、消毒等
用高浓度的尿素作为溶剂处理从细胞中分离纯化的蛋白质，可使其失去天然构象变为松散肽链（称为“变性”）；除去尿素后，蛋白质又可以自发地恢复原来的空间结构（称为“复性”），且蛋白质分子越小复性效果越好。这说明（ ）
A.尿素与肽酶的作用结果相似
B.氨基酸数量会影响蛋白质的空间结构
C.蛋白质在尿素中的溶解度低
D.双缩脲试剂可以鉴定该反应是否完成
B
THANKS