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51张ppt）

(共51张PPT)
知识点回顾
细胞中含量最多的化合物是 。
在细胞干重条件下，含量最多的化合物是 。
组成细胞的有机化合物中，含量最多的是 。
蛋白质与 试剂发生作用，产生 反应。
水
蛋白质
蛋白质
双缩脲
紫色
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
第二章组成细胞的分子
说一说生活中富含蛋白质的食物有哪些？
一、蛋白质的功能
肌肉
头发
1.结构蛋白
构成细胞和生物体结构的重要物质，称之为结构蛋白
胃蛋白酶等消化酶
2.催化作用
血红蛋白
运输氧气
3.运输作用
抗原
抗体
4.免疫功能
图中黄色区域的部分细胞分泌胰岛素，调节血糖平衡
5.调节生命活动
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
a.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
e.绝大多数酶
d胰岛素
c.抗体
小试牛刀
总结：
总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。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
当堂检测
7
1、蛋白质是生物体主要的能源物质。（ ）
2、蛋白质是构成细胞结构的重要物质。（ ）
3、所有激素的化学本质都是蛋白质。（ ）
4、下列关于能源物质的叙述，正确的是（ ）
A、蛋白质可作为细胞的能源物质
B、生物体中主要储存能量的物质是糖类
C、生物体进行生命活动的主要能源物质是脂肪
D、所有糖类都可作为生物体的生命活动提供能量。
A
问题探讨
8
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？
2、这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
这种手术缝合线要变成小分子物质才能被吸收；因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解成更小的分子。
二、蛋白质的基本组成单位——
1.氨基酸：是组成蛋白质的基本单位
根据能否在人体内合成
必需氨基酸（8种):人体不能合成，必须从外界获取的氨基酸
非必需氨基酸（13种）：人体细胞能够合成的氨基酸
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
氨基酸
婴儿有9种（组氨酸）
记忆小贴士：“甲携来一本亮色书”
2.种类：在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种
甘氨酸
缬氨酸
亮氨酸
丙氨酸
H
C
H
H2N
C
OH
O
CH
CH3
CH3
C
H
H2N
C
OH
O
CH
CH3
CH3
CH2
C
H
H2N
C
OH
O
CH3
C
H
H2N
C
OH
O
观察分析：下面四种氨基酸都有的组成元素是什么？结构有哪些共同的特点？
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
R
氨基
羧基
侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质
O
C OH
C
H
H
H N
中心碳原子
氢原子
简写：
R
H
H2N—C—COOH
一定有C、H、O、N，有的含S等
3.元素组成：
4.结构通式：
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
12
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。
碳原子还连接一个H原子和一个侧链基团，用R表示。
一个“中心”
三个“基本点”
氨基
羧基
R基 决定氨基酸种类
5.结构特点：
NH2
H2N
N
H
H
N
H
H
N
H
H
COOH
C OH
O
C O H
O
HOOC
氨基
羧基
强调：
书写化学基团，短线一定要带上
思考：判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么，共有的部分是什么？
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
1
2
3
4
5
×
×
×
√
√
当堂检测
15
1、氨基酸之间的差异是由R基引起的。（ ）
2、每种氨基酸不一定只含有一个氨基和一个羧基。（ ）
3、有些氨基酸不能在人体细胞内合成。（ ）
4、某氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，则另一个氨基（ ）
A、在羧基上 B、和羧基连在同一个碳原子上
C、在R基上 D、在氨基上
C
当堂检测
16
1、谷氨酸的R基为—C3H5O2，1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
A
17
2、下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸( )
17
“一查”：是否有氨基和羧基；
“二看”：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
B
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012

氨基酸如何形成蛋白质？
三、蛋白质分子结构多样性的原因
注意：肽链的命名与氨基酸个数一致。
1
脱水缩合
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
二肽
三、蛋白质分子结构多样性的原因
肽键
H2O
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
H2O
脱水 缩合
1
肽的名称确定：
由几个氨基酸构成，就称为几肽
2
H2O中各元素的来源：
H来自于__________ ， O来自于 _____
氨基和羧基
羧基
三肽
公式：肽键数（脱去水分子个数）=氨基酸数-肽链数

三、蛋白质分子结构多样性的原因
H2O
H2O
H2O
2个
氨基酸
肽链
H2O
1条
n-1个
n个
n-2个
肽键
（ ）
1个
（ ）
1个
3个
1条
（ ）
2个
（ ）
2个
…
1条
（ ）
n-1个
（ ）
n个
2条
（ ）
（ ）
n-2个
n个
m条
（ n-m个）
（ n-m个 ）
…
…
公式：肽键数（脱去水分子个数）=氨基酸数-肽链数
三、蛋白质分子结构多样性的原因
【检测】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
(3)脑啡肽中有 个游离的氨基和 个游离的羧基。
1
1
2
合成场所
核糖体(唯一场所）
（所有生物）
3
多肽的形成
氨基酸
二肽
三肽
脱水缩合
……
统称为
多肽
肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。
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。
四肽
五肽
呈链状
肽链
三、蛋白质分子结构多样性的原因
4
多肽的链接方式
----氢键
氨基酸之间脱水缩合形成多肽链
氨基酸之间形成氢键，使肽链盘曲折叠
形成具有一定空间结构的蛋白质分子
三、蛋白质分子结构多样性的原因
4
多肽的链接方式
----二硫键
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
SH
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
SH
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
S
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
S
二硫键
三、蛋白质分子结构多样性的原因
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。
氨基酸
二肽
三肽
肽链
具有一定空间结构的蛋白质分子
多条肽链形成复杂的空间结构
脱水缩合
脱水缩合
脱水缩合
盘曲、折叠
【总结】氨基酸脱水缩合形成结构复杂的蛋白质
通过化学键结合在一起
进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸
这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质
人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗
食物蛋白
胃、胰、肠蛋白酶
多肽
肠肽酶
氨基酸
吸收
合成
人体中的蛋白质
人体内氨基酸
如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链
2110
由n个氨基酸所构成的肽链的种类数是21n种
=16679880978201条
试着说出蛋白质种类多种多样的原因。
(提示:一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸)
三、蛋白质分子结构多样性的原因
3．图丙说明：氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。
1．图甲说明：氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。
2．图乙说明：氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。
4．图丁说明：肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。
三、蛋白质分子结构多样性的原因
结构多样性
功能多样性
决定
氨基酸______
氨基酸______
氨基酸________
肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
功能蛋白
结构蛋白
(组成细胞和生物体)
(蛋白质类激素)
(大多数酶)
(载体蛋白，
血红蛋白)
(抗体，溶菌酶，淋巴因子)
种类
数目
排列顺序
调节
催化
运输
免疫
(糖蛋白)
识别
直接原因：
eg：胰岛素、生长激素
三、蛋白质分子结构多样性的原因
蛋白质分子结构多样性的原因
结构多样性
功能多样性
决定
氨基酸______
氨基酸______
氨基酸________
肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
功能蛋白
结构蛋白
(组成细胞和生物体)
________
(蛋白质类激素)
________
(大多数酶)
________
(载体蛋白，
血红蛋白)
________
(抗体，溶菌酶，淋巴因子)
种类
数目
排列顺序
调节
催化
运输
免疫
不同生物体：基因多样性
________
(糖蛋白)
识别
直接原因：
根本原因：
同一生物体：基因的选择性表达
胰岛素、生长激素
缬氨酸
组氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
谷氨酸
谷氨酸
赖氨酸
缬氨酸
组氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
缬氨酸
谷氨酸
赖氨酸
正常红细胞
运氧能力强
镰状红细胞
运氧能力弱
镰状细胞贫血的病因
蛋白质的结构与功能的关系
氨基酸序列改变
蛋白质功能
影响
5
蛋白质的变性、盐析、水解和变质
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。
变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
变性
因素
变性：
化学因素：
物理因素：
强酸、强碱、重金属离子等
高温、紫外线照射等
5
蛋C白质的变性、盐析、水解和变质
向某些蛋白质溶液中加入无机盐后，可降低蛋白质的溶解度，使蛋白质析出，这叫盐析。是物理变化，可复原。
盐析：
在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。
水解和脱水缩合的过程相反。
水解：
被腐生微生物分解转化为了其他物质。
变质：
举例 本质 肽键 生物活性 是否可逆 因素 应用
变性 生鸡蛋→熟鸡蛋 蛋白质的空间构象被破坏 未断裂 失活 不可逆 化学因素 物理因素 利用酒精、加热、紫外线消毒、杀菌
盐析 鸡蛋清中加盐析出蛋白质，加水复原 蛋白质在中性溶液中溶解度改变 未断裂 不失活 可逆 盐溶液的种类、浓度、温度等 制肥皂时，盐析得纯净的硬质酸钠
水解 胃蛋白酶对肉的分解 蛋白质分解为短肽和氨基酸 断裂 失活 不可逆 酶 复方胃蛋白酶颗粒缓解消化不良、食欲缺乏等症
变质 牛奶变质发酸、结块 微生物作用下蛋白质分解转化为其他物质 断裂 失活 不可逆 腐生微生物 冷冻、真空、干燥条件下抑制微生物的生长繁殖，延长食品储藏期
举例 本质 肽键 生物活性 是否可逆 因素 应用
变性 生鸡蛋→熟鸡蛋 蛋白质的 被破坏 化学因素 物理因素 利用酒精、加热、紫外线消毒、杀菌
盐析 鸡蛋清中加盐析出蛋白质，加水复原 蛋白质在中性溶液中 改变 盐溶液的种类、浓度、温度等 制肥皂时，盐析得纯净的硬质酸钠
水解 胃蛋白酶对肉的分解 蛋白质分解为 。 酶 复方胃蛋白酶颗粒缓解消化不良、食欲缺乏等症
变质 牛奶变质发酸、结块 下蛋白质分解转化为其他物质 腐生微生物 冷冻、真空、干燥条件下抑制微生物的生长繁殖，延长食品储藏期
空间构象
溶解度
短肽和氨基酸
微生物作用
未断裂
未断裂
断裂
断裂
失活
不失活
失活
失活
不可逆
不可逆
不可逆
可逆
源于必修1 P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是
____________________________________________________________。
②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：
_____________________________________________________________。
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
能，因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键
【专题】蛋白质相关计算
1. 多肽种类的计算
(1) 3种氨基酸，每种氨基酸数目无限情况下，形成二肽或三肽的种类：
① 形成二肽的种类：
32 = 9种
② 形成三肽的种类：
33 = 27种
(2) 3种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，形成二肽或三肽的种类：
① 形成二肽的种类：
3×2 = 6种
② 形成三肽的种类：
3×2×1 = 6种
【专题】蛋白质相关计算
2. 蛋白质形成过程的相关计算
(1)肽键数＝失去水分子数＝
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
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
(2)游离的氨基或羧基数＝
肽链数 + R基中的氨基或羧基数
氨基酸数－肽链数
(3)蛋白质相对分子质量＝
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18
1、胰岛素有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是（ ）
A．48个 B．49个 C．50个 D．51个
B
B
2、测得某蛋白质由2条肽链组成，共含有51个氨基酸。已知氨基酸的平均相对分子质量为128，则该蛋白质的相对分子质量约为(　 　 )
A．6528 B．5646 C．5628 D．5238
51×128-（51-2）×18=5646
课堂检测：
3. 某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有的—NH2和—COOH的个数及氨基酸数分别为(　　)
A．105个，105个，105个
B．110个，110个，110个
C．4个，4个，113个
D．1个，1个，113个
C
解析　肽键数＝氨基酸数－肽链数，故氨基酸数＝109＋4＝113；氨基数、羧基数最少的情况应为构成肽链的氨基酸的R基上没有氨基、羧基，仅在肽链的末端存在，因此该蛋白质至少有4个氨基和4个羧基，C正确。
4. 组成生物体某蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为100，该蛋白质含有两条肽链，两条肽链中共有18个肽键，则该蛋白质的相对分子质量为(　　)
A．2324 B．1676 C．2000 D．3600
B
蛋白质的相对分子质量＝氨基酸总数×100－脱去水分子数×18＝(肽键数＋肽链数)×100－肽键数×18＝(18＋2)×100－18×18＝1676。
计算蛋白质相对分子质量时，若肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，除了考虑水分的减少外，要再减去2(即两个氢原子)。
蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)形成二硫键(—S—S—)
【专题】蛋白质相关计算
2. 蛋白质形成过程的相关计算
(1)肽键数＝失去水分子数＝
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
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
(2)游离的氨基或羧基数＝
肽链数 + R基中的氨基或羧基数
氨基酸数－肽链数
(3)蛋白质相对分子质量＝
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去的水分子数×18
(4)蛋白质相对分子质量(含二硫键)＝
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量- 脱去的水分子数×18- 二硫键数×2
例题
5. 某蛋白质由α、β两条肽链(α链有5个氨基酸，β链有7个氨基酸)构成。在形成该蛋白质时，氨基酸相对分子质量减少(　　)
A．180 B．183 C．186 D．204
C
解析 氨基酸分子形成蛋白质时，共脱去水分子数＝5＋7－2＝10个，脱去氢原子共6个(形成三个二硫键脱出的)，所以氨基酸的相对分子质量减少10×18＋6＝186，C正确
3. 环状肽计算
【专题】蛋白质相关计算
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
(1)肽键数＝
(2)环状肽中游离氨基或羧基数＝
(3)环状肽相对分子质量＝
氨基酸
肽键
氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
5
5
3
1
1
3
3
5
3. 环状肽计算
【专题】蛋白质相关计算
脱去水分子数＝氨基酸数
R基中氨基或羧基数
氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－氨基酸数×18
例题
6. 某环状多肽由39个氨基酸脱水缩合而成，其中含有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽(　　)
A．至少含有5个游离羧基 B．有38个肽键
C．可能没有游离的氨基 D．一定含有21种氨基酸
C
解析　不考虑R基，环状多肽中不含有游离的羧基，由于该环状多肽中含有4个谷氨酸，谷氨酸的R基中含有1个羧基，因此该环状多肽至少含有4个游离的羧基，A错误；该环状多肽由39个氨基酸形成，其所含肽键数＝氨基酸数＝39个，B错误；由于谷氨酸的R基中不含氨基，所以该环状多肽可能没有游离的氨基，C正确；组成蛋白质的氨基酸有21种，但是该多肽不一定含有所有种类的氨基酸，D错误。
【专题】蛋白质相关计算
4. 蛋白质中原子数的计算
(1)N原子数＝各氨基酸中N原子总数＝
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
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
(3)O原子数＝
肽链数×2＋肽键数＋R基上的O原子数
肽链数＋肽键数＋R基上的N原子数
(4)H原子数＝
(2)C原子数＝各氨基酸中C原子总数＝
氨基酸数×2＋R基上的C原子数
各氨基酸中O原子总数－脱去的水分子数＝
各氨基酸中H原子总数－脱去的水分子数×2
例题　
7. 某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子个数是(　)
A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m
C
解题分析　
n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为(n－m)个，每个肽键连接的一端有1个氧原子。每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含2个氧原子。故该蛋白质至少有氧原子的个数为n－m＋2m＝(n＋m)个。
组成元素
C、H、O、N（S）
导致
小分子（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