2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 课件（共35张ppt）高中生物人教版（2019）必修1

(共35张PPT)
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第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
必修1 第2章 组成细胞的分子
一、蛋白质的功能
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（图为肌肉纤维）。
有些蛋白质能够调节机
体的生命活动，如胰岛
素（图中黄色区域的部
分细胞能分泌胰岛素）。
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（图为胃蛋白酶结晶）。
有些蛋白质具有运输功能（图为血红蛋白示意图，能运输氧）。
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。
一、蛋白质的功能
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（图为肌肉纤维）。
有些蛋白质能够调节机
体的生命活动，如胰岛
素（图中黄色区域的部
分细胞能分泌胰岛素）。
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（图为胃蛋白酶结晶）。
有些蛋白质具有运输功能（图为血红蛋白示意图，能运输氧）。
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。
1、结构蛋白（肌肉、头发、羽毛、蛛丝等）
2、催化作用（绝大多数酶是蛋白质）
3、运输作用（血红蛋白、载体蛋白等）
4、调节作用（如胰岛素）
5、免疫作用（如抗体）
（如：人和动物的肌肉主要是蛋白质）
蛋白质的主要功能
1. 构成细胞和生物体结构的重要物质
2. 催化作用（如：酶）
3. 运输作用（如：血红蛋白）
4. 调节作用（如：激素）
5. 免疫作用（如：抗体）
可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
二、蛋白质的基本组成单位---氨基酸
1、氨基酸的种类
①组成蛋白质的氨基酸有21种
②分类
必需氨基酸（8种）
非必需氨基酸（13种）
人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取
人体细胞能够合成
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
（婴儿有9种）
二、蛋白质的基本组成单位---氨基酸
2、氨基酸的结构特点
C
H
NH2
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
NH2
CH
C
O
OH
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
NH2
C
O
OH
CH3
C
H
NH2
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
丙氨酸
观察比较下列氨基酸结构的共同点：
C
H
COOH
H2N
②氨基酸的结构通式：
侧链基团
①组成元素：
C、H、O、N
氨基
羧基
R
决定氨基酸种类
提示：氨基写法：—NH2
羧基写法：—COOH
共同部分
③氨基酸的结构特点：每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上。
2、氨基酸的结构特点
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
讨论以下哪些是组成蛋白质的氨基酸
下列物质中，属于氨基酸的是（　）
氨基酸是如何组成蛋白质的？
一个氨基酸的羧基与另外一个氨基酸的氨基
脱水缩合:
肽键
二肽
三、蛋白质的结构及其多样性
三、蛋白质的结构及其多样性
H2O
二肽
脱水缩合
肽键
C
C
H2N
R1
H
O
N
H
C
R2
H
C
O
N
H
C
H
R3
COOH
C
C
H2N
R1
H
O
N
H
C
R2
H
C
O
N
H
C
H
R3
C
O
N
H
C
R4
H
COOH
C
C
H2N
R1
H
O
N
H
C
R2
H
COOH
二肽
三肽
四肽
脱去水分子数
1
肽键数
1
2
2
3
3
脱去水分子数＝肽键数
五肽
六肽
七肽
……
多肽
通常由三个或三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个肽键的化合物都叫多肽。
多肽通常呈链状结构，叫做肽链。
三、蛋白质的结构及其多样性
蛋白质的结构层次
由于氨基酸之间能够形成_______等， 从而使得肽链能____________，形成具有一定空间结构的蛋白质。
氢键
盘曲、折叠
一级结构：氨基酸序列
二级结构：α螺旋、β折叠
蛋白质的结构层次
三级结构
多种化学键的作用下形成一定空间结构
蛋白质的结构层次
多肽链聚集形成一定空间结构的蛋白质
四级结构
由氨基酸形成蛋白质的示意图
C、H、O、N
(元素组成)
氨基酸
(基本单位)
多肽
(化学结构)
脱水
缩合
蛋白质
(空间结构)
盘曲
折叠
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，结合这个图试着解释蛋白质具有多样性的原因？
三、蛋白质的结构及其多样性
氨基酸的种类不同
氨基酸的数目成百上千
氨基酸的排列顺序变化多端
蛋白质的空间结构千差万别
2、氨基酸种类不同
1、氨基酸数目不同
3、氨基酸排列顺序不同
4、蛋白质的空间结构不同
蛋白质结构多样性的原因
蛋白质结构多样性
蛋白质种类多样性
蛋白质功能多样性
三、蛋白质的结构及其多样性
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
与社会的联系
2、鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，肽键暴露出来，更容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。
1、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。
蛋白质变性
　　例1、某蛋白质分子含有1条肽链，共有696个肽键，则此蛋白质分子中至少含有－COOH和－NH2的数目分别为　( 　　 )
　　A. 无法确定 B. 1、 1
　　C. 695、695 D. 696、696
B
一、有关蛋白质中至少含有氨基数和羧基数的计算
拓展
总结：
每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基
N条肽链中至少含有N个氨基和N个羧基
A、6个氨基酸形成1条肽链时，形成几个肽键？脱掉几个水分子？
B、n个氨基酸形成1条肽链时，形成几个肽键？脱去几个水分子？
氨基酸数目 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数目
1
n
n－1
n－1
6
5
5
1
二、有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算
C.6个氨基酸形成2条肽链时，形成几个肽键？脱去几个水分子？
D.n个氨基酸形成m条肽链时，形成几个肽键？脱去几个水分子？
氨基酸数目 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数目
1
n
m
n－m
n－m
小结：脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数
6
6
2
5
4
5
4
肽链1:
肽链2:
二、有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算
　　例2、氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900，由此可知，此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是( )
　　A. 52、52 B. 50、50
　　C. 52、50 D. 50、49
C
缬氨酸
CH
CH3
CH3
H2N—C— C—OH
H
O
H2N—C— C—OH
H
O
H
甘氨酸
甘氨酸、缬氨酸的分子量分别是75、117。
由一个甘氨酸和一个缬氨酸形成的二肽的分子量是 。你是如何计算出来的？
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三、有关蛋白质相对分子质量的计算
蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量 脱水数×18(水的相对分子质量)
三、有关蛋白质相对分子质量的计算
例3、组成人体的20种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为（ ）
A.73472 B.12800 C.63212 D.63140
C
若有其他化学键形成，则需再减去脱掉的原子质量，如每形成一个“—S—S—”键，需脱掉2个“H”)
如果组成蛋白质的氨基酸的分子数为n，氨基酸的平均分子量为a，完成下表的填写：
形成1条链 形成m条链
脱去水分子数
形成肽键数
至少氨基数
至少羧基数
实际羧基数
实际氨基数
蛋白质分子量
n-1
n-1
1
1
1+R
1+R
na-18(n-1)
n-m
n-m
m
m
m+R
m+R
na-18(n-m)
1、N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数
＝各氨基酸中N原子总数
2、O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数
＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数
四、蛋白质中含有N、O原子数的计算
1、若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，水解掉1个肽键即可。
2、每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子增加1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。
五、多肽中除去氨基酸的有关计算
组成蛋白质的氨基酸种类数目排列顺序不同
蛋白质的空间结构不同
组成元素
C、H、O、N
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：
脱水缩合
多肽
折叠盘曲
蛋白质
结构多样性
功能多样性
组成
O
C
H
C
H2N
OH
R
至少一个－NH2和一个－COOH，且都有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上