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（共32张ppt）

(共32张PPT)
第2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
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。
问题探讨
1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
用某些动物提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为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成小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解成氨基酸才能被吸收，因此蛋白质在化学组成上应该能分为更小的分子。
01
蛋白质的功能
蛋白质的功能——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、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质（图2为肌肉纤维）
功能蛋白——调节（信息传递）
有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素（图1中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素）
功能蛋白——催化
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（图1为胃蛋白酶结晶）。
功能蛋白——运输
有些蛋白质具有运输功能（图1为血红蛋白示意图，能运输氧）。
功能蛋白——免疫（防御）
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。
思考
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。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。
为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？
思考
吃胶原蛋白真的可以补充胶原蛋白吗？
蛋白质必需经过消化水解成氨基酸才能被人体吸收和利用。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
02
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
氨基酸的结构
氨基
酸
共有结构部分
C
H
H N
R
氨基
羧基
C
OH
O
O
H
思考·讨论
1.这些氨基酸的组成元素有哪几种？
2.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
3.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
C、H、O、N
每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个酸基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
“氢基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分——氨基和羧基。
氨基酸的结构
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基）。
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
C、H、O、N，有的含S
氨基酸的结构通式
组成蛋白质的氨基酸的判断标准
（1）数量标准：至少含有一个—NH2和一个—COOH。
（2）位置标准：一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上。
C
H
N
C OH
R
O
H
H
羧基
氨基
侧链基团
中心碳原子
—
—
—
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 上。
c.氨基、羧基不同表示方法：
R基
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
氨基酸的种类
必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取。
甲硫（蛋）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
非必需氨基酸：人体细胞能够合成。
组成人体蛋白质的氨基酸约有21种：
（甲携来一本亮色书）
共8种
衡量食品价值高低的一个很重要的指标是看必需氨基酸的种类。
思考
氨基酸如何形成胶原蛋白？
03
蛋白质的结构及其多样性
两个氨基酸分子脱水缩合
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
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，同时脱去一分子的水的结合方式。
H2O
水分子中的H和O来自于哪个基团？
两个氨基酸分子脱水缩合
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
两个氨基酸分子脱水缩合
二肽
三肽
多肽
氨基酸
—C
NH2
H
R1
—C
O
N—
H
C—
H
R2
COOH
肽键
二肽
H2O
OH
N
H
R1
—C—
C—
O
H2
+
—N
H
R2
OH
—C—
CO
H
H
H2O
—
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
两个氨基酸分子脱水缩合
二肽
三肽
多肽
氨基酸
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C—
H
R2
C— OH
O
—N
H
R3
OH
—C—
CO
H
H
+
二肽
三肽
H
C
R1
—C
NH2
—C—
O
N—
H
C—
H
R2
—C—
—N
H
R2
OH
CO
H
O
多肽
……
H2O
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
氨基酸个数、肽键数以及产生水分子数的关系
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
N-M
N-M
肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数
10个氨基酸组成的环状多肽
肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数
如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键
环状结构
m
氨基酸个数、肽键数以及产生水分子数的关系
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
至少含有氨（羧）基数 = 肽链数
游离氨（羧）基数 = 肽链数 + R基中氨（羧）基数
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
蛋白质相对分子质量的计算
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
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
蛋白质相关计算
肽链数 肽键 数目 脱去 水分子 数目 蛋白质的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基
数目
1 至少 个
m 至少 个
环状多肽 至少 个
n-1
n-1
na-18(n-1)
1
n-m
n-m
n
n
na-18(n-m)
na-18n
m
0
n个氨基酸，氨基酸的平均相对分子质量为a。
H2N——
——COOH
蛋白质分子结构的多样性
氨基酸层面
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
组成元素
C、H、O、N（S）
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：
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH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
多肽的空间结构不同
盘曲折叠
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
构
成
导致
本堂小结