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 课件(共44张PPT)

(共44张PPT)
蛋白质
（7%~10%）
无机盐
（1%~1.5%）
脂质
（1%~2%）
糖类和核酸
（1%~1.5%）
水
（70%~90%）
Protein
英文，翻译为“蛋白质”
蛋白质是细胞中含量最高的有机物
蛋白质是细胞必需的营养成分，每天吃哪些食物可以补充蛋白质呢？
【课前回顾】
1、大豆制品：豆腐、豆浆、腐竹等；
2、奶类制品：奶粉、酸奶、牛奶等；
3、肉蛋类食品：牛、羊肉、鸡蛋等。
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
内容提要：
1.怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？
2.构成蛋白质的氨基酸的结构有什么特点？
3.如何理解蛋白质分子种类的多样性？
转运 连接 膜蛋白功能 受体 酶
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
讨论
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为小分子物质才能被吸收,
蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
胶原蛋白线
传统缝合线
纤细
强韧
可吸收
一、蛋白质的功能
结构蛋白
1
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、蛛丝、羽毛等的成分主要是蛋白质。
2
催化作用：
细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。
酶
一、蛋白质的功能
运输作用
3
有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白、载体蛋白。
细胞膜上具有物质运输功能的载体蛋白
O2分子
血红蛋白运输氧气
一、蛋白质的功能
免疫作用
抗体是具有免疫功能的蛋白质，可帮助人体抵御细菌和病毒的侵害。
4
一、蛋白质的功能
调节生命活动：
有些蛋白质能够起信息传递的作用，调节机体的生命活动，如胰岛素、胰高血糖素。
胰岛素
5
糖尿病患者注射胰岛素
胰腺
胰岛
一、蛋白质的功能
一、蛋白质的功能（小结）
狗催运面条
结构蛋白
免疫功能
催化作用
酶
运输功能
胰岛素
调节功能
不能，要分解成氨基酸,才被人体吸收
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢
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
p29问题1 ：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
p29问题2：“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
问题3：不同氨基酸的区别又在哪里？
—NH2 （氨基）
—COOH （羧基）
R基
—H （氢原子）
—R （R基）侧链基团
二. 蛋白质的基本组成单位—氨基酸
代表氨基酸主要部分：
氨基和羧基
p29思考 讨论1
氨基
酸
共有结构部分
C
H
H N
R
氨基
羧基
C
OH
O
O
H
1. 氨基酸结构通式及结构特点
C
R
C
H2N
OH
O
H
氨基
羧基
侧链基团
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。
这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R表示）
R基的不同决定了氨基酸分子的不同。（21种）
结构特点：
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
问：以下哪些是构成蛋白质的氨基酸？若不是，说明原因。
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
【检测】
判断氨基酸的小技巧
方法: “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
2. 氨基酸的组成元素
一定有C、H、O、N四种元素
部分还含有其他元素如S、Se(硒)等
组成元素：
例: 分子式C1864H3021O576N468S21的化合物，最可能是（ ）
A.脱氧核糖 B.磷脂 C. 蛋白质 D. 肝糖原
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
C
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R基上。
c.氨基、羧基不同表示方法：
3.特别关注：
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
必需氨基酸：人体细胞不能合成的，这些氨基酸必须从外界环境中
获取，被称为必需氨基酸。共8种（婴儿9种，组氨酸）
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
有些同学有“偏食”的习惯，请分析这种习惯为什么不好？
非必需氨基酸：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。
组成人体蛋白质的氨基酸约有21种：
4.与社会的联系
（甲携来一本亮色书）
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能(　　)
(2)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子(　　)
(3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上(　　)
(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸(　　)
×
√
×
×
课堂检测
人体中氨基酸常见的21种，蛋白质为1010~1012种。
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
思考：氨基酸是如何变为蛋白质的呢？
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——氨基酸之间相互连接而脱去水的过程。
1. 水中氢来自：
2. 水中氧来自：
氨基和羧基
羧基
1. 氨基酸的脱水缩合
三. 蛋白质的结构及多样性
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
（1）肽键：连接两个氨基酸分子的化学键：
（2）二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物。
-NH-CO-或-CO-NH-
两个
（3）生成一个肽键，脱去 水。
一分子
肽键
肽键
三. 蛋白质的结构及多样性
2. 二肽
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
H2O
三. 蛋白质的结构及多样性
肽键
三肽
（1）三肽（多肽）: 由三个或多个氨基酸分子缩合而成的化合物。
（2）肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链。
3. 三肽、多肽和肽链
三肽
多肽链
氨基酸
脱水缩合...
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
4.由氨基酸形成蛋白质
由于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。
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。
三. 蛋白质的结构及多样性
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
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
肽链间形成二硫键维系蛋白质的空间结构
三. 蛋白质的结构及多样性
4.由氨基酸形成蛋白质
5. 蛋白质形成过程视频
三. 蛋白质的结构及多样性
观察分析下图，思考问题：
1. 图示的肽有几个氨基酸构成？如何判断？该化合物的名称是什么？
2.图示的肽由几种氨基酸构成？如何判断？形成该化合物，一共产生几分子水？
3.形成该化合物，损失了多少分子量？请分别找出该化合物中的氨基和羧基。
氨基酸个数=肽键数+1（或者看有多少R基），有几个氨基酸就叫几肽。
氨基酸种类看R基，有几种R基，就有几种氨基酸
损失的分子量就是失水的分子质量
练一练
1、有A、B、C三种不同的氨基酸各一个，可以形成多少种不同的
二肽？三肽？
2、有A、B、C三种不同的氨基酸无数个，可以形成多少种不同的
二肽？三肽？n肽？ 21种不同的氨基酸无数个形成5肽？
3、21种氨基酸组成含n个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？
3×3=32
33
3n
3×2
3×2×1
21n
思考 讨论2蛋白质的结构多样性的原因
215
氨基酸的种类、数目、排列顺序变化，使蛋白质的结构多样
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
α-螺旋
β-折叠
肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同
6. 蛋白质结构多样性的原因
三. 蛋白质的结构及多样性
种类
数量
排列顺序
空间结构
结构多样
种类繁多
氨基酸
肽链：
功能多样
决 定
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)
________
(抗体)
调节
催化
运输
免疫
________
(糖蛋白)
识别
6. 蛋白质结构多样性的原因
与社会联系——1蛋白质变性
网络披露：有人论文中提到可用熟鸡蛋可以孵出小鸡，你如何评论？
蛋白质的变性：
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，致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。过程不可逆。
蛋白质变性的原因：
化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）、物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）
思考：变性的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗？
还可以，因为变性的蛋白质肽键没有被破坏。
指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使蛋白质
沉淀析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变。
过程可逆
用于分离、提纯蛋白质
与社会的联系---2蛋白质盐析：
按照方式：
酶水解、酸水解、碱水解
按照程度：
完全水解——氨基酸
不完全水解——小分子肽
蛋白质的水解
※糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素
因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化
成氨基酸，而失去胰岛素的功能。
与社会的联系---3蛋白质水解：
水解
＋
酶
盐析
蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化，可逆
变性
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。
水解
空间结构发生改变，肽键未断裂。
(小结)&蛋白质的盐析、水解和变性
(1)含有两个肽键的化合物叫作二肽(　　)
(2)蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的(　　)
(3)变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应(　　)
(4)蛋白质盐析是不可逆的化学反应(　　)
×
×
√
×
课堂检测
1、肽键数、肽链数（m）与氨基酸个数（n）的关系
肽链数
1
2
m
肽键数
6-1
n-m
14-2
氨基酸数
n
1、肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数= n-m
（环状肽肽键数=氨基酸数）。
四. 蛋白质的相关计算
2、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
2、最少的氨（羧）基数=肽链数
所有氨（羧）基数 =肽链数+ R基氨（羧）基
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
四. 蛋白质的相关计算
3.蛋白质相对分子质量的计算
蛋白质分子质量=氨基酸分子质量-脱去水的分子质量
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
3：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 （二硫键数×2）
四. 蛋白质的相关计算
4、蛋白质中N、O原子数计算：
多肽N原子数 =肽键数+肽链数+R基中的N原子数
多肽O原子数 =肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数
已知胰岛素由2条肽链，51个氨基酸组成。该蛋白质至少含有O原
子 个，至少含有N原子 个。
53
51
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
四. 蛋白质的相关计算
10个氨基酸组成的环状多肽
肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数
如m个氨基酸构成n个环状多肽，
有____个肽键
（环状肽）
m
四. 蛋白质的相关计算
氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a）
一条肽链 m条肽链 环肽
肽键
脱去水分子
减轻的质量
多肽相对分子质量
至少含有的氨基 或羧基数
H2N——
——COOH
n-1
n-1
18（n–1）
na-18(n–1)
1
n-m
n-m
18（n–m）
na-18(n–m)
m
n
n
18n
na-18n
0
相关计算公式小结
四. 蛋白质的相关计算
组成元素： C、H、O、N，有的还含Fe、S、Se等
基本单位：氨基酸
种类：21种
通式
特点：
化学结构：多肽是多个氨基酸分子缩合后以肽键而成的特定氨基酸序列
多样性原因：氨基酸种类不同；数目成百上千；排列次序变化多端；空间结构千差万别
脱水
缩合
每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
空间结构：蛋白质
盘曲
折叠
特点：一条或几条肽链以一定的化学键连接，按一定的方式盘曲或折叠成有一定空间结构的蛋白质
一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸的氨基相连接，同时脱去一分子水的结合方式。
功能多样性：构成细胞和生物体的结构蛋白；生化反应的催化物质；具体运输能力的载体蛋白；调节生命活动的分泌蛋白；具有免疫功能的抗体蛋白
课堂小结
1.下列物质中,有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质,则其中含有的氨基，羧基和肽键的数目依次是( )
(1)NH2-CH2-COOH
(2)NH2-CH2-CH2OH
(3)NH2-CH-CH2-COOH
COOH
(4)NH2-CH-CH2-COOH
(5)NH2-CH-(CH2)4-NH2
NH2
COOH
A.2,2,2 B.3,3,2 C.4,3,3 D.3,4,3
课堂检测
√
2. 如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH” (巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由
m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为
A.(m－3)，18(m－3)＋4
B.(m－4)，18(m－4)
C.(m－2)，18(m－2)＋4
D.m，18m
√
课堂检测
（1）该图中，①表示　 ，③表示　　 ，⑦表示　 。
（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。
（3）该化合物含有　　个肽键，序号是_____________ 。该图所示化合物
的名称是：　 ，该化合物含有　　个氨基、 个羧基。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　 (序号）决定的。
氨基
肽键
羧基
四肽(多肽)
3
4
3
脱水缩合
3.根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。
③⑤⑥
②④⑧⑨
2
2
课堂检测