2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件（45张PPT)2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共45张PPT)
课前回顾
分类 种类 质量分数/%
无机化合物 水 70~90
无机盐 1~1.5
有机化合物 蛋白质 7~10
脂质 1~2
糖类和核酸 1~1.5
含量最多的有机化合物是 。
蛋白质
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
新课导入
想一想:哪些食品富含蛋白质
蛋白质是生命活动的主要承担者，那么蛋白质承担着怎样的功能呢？
（1）大豆制品； （2）奶类制品；（3）肉蛋类食品。
婴儿为什么要以奶为主要食物？
运动员或者健身达人为什么都会食用蛋白粉？
头发
蛛丝
肌肉
功能1：构成细胞和生物体结构（结构蛋白）
肌肉纤维
资料1：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。
在我们人体内，从各个器官，到作为支架的结缔组织，再到每个细胞里的各种细胞器，它们的组成都离不开蛋白质的参与。
一. 蛋白质的功能
自主学习：请同学们阅读课本P28，图2-8相关内容，总结蛋白质的功能。
资料2：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。
例如:人体进食蛋白质类食物之后，蛋白质在胃部分解需要胃蛋白酶催化。
胃蛋白酶结晶
蛋白质
功能2：催化作用
蛋白质
胃蛋白酶
氨基酸
一. 蛋白质的功能
血红蛋白
血红蛋白示意图
资料3：血红蛋白是红细胞内包含的一种蛋白质，具有结合运输O2和CO2的功能。
此外，在细胞膜上也有很多起到运输载体功能的蛋白质，它能把物质运输进入细胞，（参与物质跨膜运输）。
载体蛋白示意图
功能3：运输作用
一. 蛋白质的功能
资料4：胰岛素是一种能够传递信息，调节机体生命活动的蛋白质。当血糖浓度身升高时，胰岛素会加速合成，作用与组织细胞，使之加速摄取、利用和贮存葡萄糖。
功能4：调节功能（又称为信息传递）
生长激素促进骨骼生长、调节生长发育等生命活动
一. 蛋白质的功能
资料4：抗体，是一种由浆细胞分泌，被免疫系统用来鉴别和中和外来物质，如细菌、病毒等大型Y形蛋白质，可以帮助人体抵御细菌和病毒等抗原的侵害。
抗体
抗体与外来病毒结合
功能5：免疫功能（防御作用）
一. 蛋白质的功能
新冠疫苗：注射灭活新冠病毒疫苗（抗原），不会致病又能产生相应的抗体，当同样的病毒再次入侵时，机体可快速产生抗体消灭病毒。
补充：细胞膜的外表有一层糖蛋白，与细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。
P44
一. 蛋白质的功能
功能6：识别作用
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
①结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，
如肌球蛋白、肌动蛋白等。
②催化作用：起生物催化作用，如绝大多数酶。
③运输作用：如血红蛋白、细胞膜上的载体。
⑤调节作用：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。
④免疫作用：免疫过程中产生的抗体。
功能蛋白
识别作用：糖蛋白
谐音记忆：狗催运面条
一. 蛋白质的功能
奶类
蛋类
瘦肉类
豆类
思考：我们从食物中摄取的蛋白质如何为我们所用？
蛋白质必需经过消化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。
1. 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
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
问题1 ：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
问题2：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
氨基
①：—NH2
②：H2N—
或
羧基
①：—COOH
②：HOOC—
或
氨基与羧基的书写
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
2. 氨基酸的结构通式
通过刚才所学知识，试着推导出氨基酸的结构通式？
C
R
C
H2N
OH
O
H
氨基
羧基
侧链基团
注：与C原子相连的四部分可以任意互换位置。H也可以写到C上
3. 氨基酸的结构特点
通过氨基酸的结构通式，总结出氨基酸结构特点？（小组讨论）
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】
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
判断氨基酸的小技巧
问：半胱氨酸是组成生物体蛋白质的氨基酸之一，其R基是-CH2-SH，则它的结构式是怎么样的？
C
CH2-SH
H
H2N
COOH
分子式为：C3H7O2NS
【检测】
书写小技巧
补充人体必需氨基酸
思考:为什么有些食品中要添加某些氨基酸？
4. 氨基酸的分类
组成人体蛋白质的氨基酸种类共有21种。
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
组成人体蛋白质的21种氨基酸
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
共13种，人体可自身合成的氨基酸
共8种，人体不能自身合成的氨基酸
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
（婴儿9种，组氨酸）
（甲 携 来 一 本 亮 色 书）
(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？
自主学习：请阅读P30，思考下列问题：
①氨基酸如何连接在一起构成蛋白质？
②什么是肽键、二肽、多肽、多肽链？
③氨基酸形成蛋白质过程中，形成一个肽键，脱去几分子水？
④多肽与蛋白质有何区别？
三. 蛋白质的结构及多样性
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
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。
由几个氨基酸形成的就叫几肽
三肽、四肽……
统称为
多肽
肽链
呈链状
1条或多条
盘曲折叠
蛋白质
氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？
三. 蛋白质的结构及多样性
4. 蛋白质形成过程
从氨基酸到蛋白质大致结构层次
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
1
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
3
四条肽链聚集形成复杂空间结构
4
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2
图3-4 氨基酸形成血红蛋白示意图
4. 蛋白质形成过程
三. 蛋白质的结构及多样性
脱水缩合 盘曲折叠
氨基酸 肽链(一条或多条)
既然蛋白质都是按照上述方式构成的多肽链，为什么会有那么多种类的蛋白质呢？
蛋白质
三. 蛋白质的结构及多样性
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
5. 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
5. 蛋白质结构多样性的原因
结构异常导致功能异常：
在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常。
正常血红蛋白的肽链和正常红细胞
异常血红蛋白的肽链和镰状红细胞
运输氧的能力会大为减弱
蛋白质的结构决定其功能
与社会联系
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。
(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)蛋白质变性是可逆的化学反应(　　)
×
×
√
×
课堂检测
1. (多选)两种氨基酸结构式如图，它们在形成二肽化合物时，最可能相互缩合的基团是
典题应用
A.①与⑤
B.②与④
C.②与⑥
D.③与④
√
√
课堂检测
2.血红蛋白分子含有两条α肽链和两条β肽链，其空间结构如图甲所示；图乙表示β肽链一端的部分氨基酸序列。请分析回答：
(1)图乙所示结构含有____种氨基酸，①的名称是______。
(2)据图分析，蛋白质分子的多样性是由___________________________
____________________________________________不同导致的。
3
氨基
氨基酸的数目、种类、排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
四. 蛋白质的相关计算
1. 脱去水分子数与肽键数及氨基酸数目的关系
肽链数目 氨基酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 多肽链相对分子量(氨基酸平均分子量a) 至少含有几个氨基和羧基
1条 4
1条 8
1条 n
2条 14
m条 n
H2O
H2O
H2O
氨基酸
肽键
4-1=3
4-1=3
4a－18 x 3
1、1
H2O
H2O
H2O
H2O
8-1=7
8-1=7
7a - 18 x 3
1、1
n-1
n-1
an-18(n-1)
1、1
14-2=12
14-2=12
12a - 18 x 12
2、2
n-m
n-m
an - 18 (n-m)
m、m
公式：
①肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数
②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－脱去水分子数×18 (不考虑二硫键)
环状多肽形成蛋白质
1. 脱去水分子数与肽键数及氨基酸数目的关系
四. 蛋白质的相关计算
思考：n个氨基酸脱水缩合成环状肽：①脱去水分子数与肽键数及氨基酸数的关系如何？②至少含有的氨基和羧基数是多少？
①公式：脱去水分子数 = 肽键数 = 氨基酸数
②至少含有的氨基和羧基数为0、0
1. 如图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是
A.牛胰岛素含有50个肽键
B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2
和2个—COOH
C.牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸
D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882
√
课堂检测
2.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
√
3. 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
组成 元素
C、H、O、N、（S、Fe）
氨基酸
种类：
通式：
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点：
脱水缩合
多肽
组成蛋白质的氨基酸种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
折叠盘旋
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
组成
基本单位：
形成
导致
21种
至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
核糖体
课堂小结