2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1(共57张PPT)

(共57张PPT)
问题探讨：
胶原蛋白可以用来制作手术缝合线。这种缝合线可以被人体吸收，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 这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示
动物和人体的胶原蛋白是相似的物质.
胶原蛋白要变成氨基酸小分子才能被吸收。
说明蛋白质在化学组成上可以水解为更小的分子。
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
第1课时 蛋白质的功能和基本组成单位
第二章 组成细胞的分子
学习目标
1.举例说出蛋白质的功能 （重点）
2.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康的关系。
3.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位（重难点）
自学指导1
阅读课本P28-P30的内容，思考并回答以下问题。 5分钟
1.请举例说明蛋白质的功能有哪些？
2.构成人体蛋白质的氨基酸有_____种,可以如何进行分类？
3.阅读P29的思考讨论，完成讨论题。总结氨基酸的结构特点有哪些？尝试写出氨基酸的结构通式。
4.思考总结氨基酸的构成元素有哪些？
1、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。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
一、蛋白质的功能
2、调节作用（信息传递）：有些蛋白质作为信息分子，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。
（图中央黄色区域的部分细胞分泌胰岛素）
3、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。
胃蛋白质酶结晶
血红蛋白
4、运输功能：有些蛋白质具有运输载体的功能。如血红蛋白能运输氧、载体蛋白。
5、免疫功能（防御）： 如抗体
有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是免疫球蛋白，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来。 1min
连一连：
[答案] Ⅰ— ; Ⅱ— ; Ⅲ— Ⅳ— Ⅴ—
例1 下列不能体现蛋白质功能的是( @20@ )。
A.胰岛素能降低血糖浓度 B.抗体能抵御病菌的侵害
C.作为细胞生命活动的主要能源物质 D.作为氧气运输的载体
[解析] 胰岛素的化学本质是蛋白质，可以降低血糖浓度，A正确；抗体是免疫球蛋白，能抵御病菌的侵害，B正确；细胞生命活动的主要能源物质是葡萄糖，C错误；运输氧气的物质是血红蛋白，D正确。
C
2.下列关于蛋白质功能的叙述，错误的是( @22@ )。
A.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质， 被称为结构蛋白
B.有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如性激素
C.人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等的侵害
D.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
B
[解析] 蛋白质的功能主要有：可构成细胞和生物体的结构;调节机体的生命活动，如胰岛素;催化作用，如胃蛋白酶;运输作用，如血红蛋白;免疫作用，如抗体。性激素属于脂质，不属于蛋白质，B错误。
蛋白质的功能
Function of protein
思考:
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢
蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用。
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
组成人体蛋白质的21种氨基酸
提示提示
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）
动物性食物和豆类食品一般含必需氨基酸较多。经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。玉米的蛋白质中缺乏赖氨酸。
1.氨基酸的种类：
（婴儿9种，组氨酸）
共13种，人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取。
共8种，人体细胞能够合成。
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
观察、讨论：氨基酸的结构具有什么共同特点？
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
缬氨酸
|
CH
CH3
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
丙氨酸
|
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
亮氨酸
|
CH2
|
CH
CH3
CH3
氢原子
氨基
羧基
“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
观察、讨论：氨基酸的结构具有什么共同特点？
结构通式：
(3)各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
(1)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在同一个碳原子上。
(2)这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
每种氨基酸都只有一个氨基和一个羧基吗？
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在同一个碳原子上。
CH2 —CH2 —COOH
　　 │
H2N—C —COOH
│
H 谷氨酸
CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2
│
H—C —COOH
│
NH2 赖氨酸
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
观察、讨论：氨基酸的结构具有什么共同特点？
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
有21中氨基酸就意味着有21种R基团
根据R基团判断氨基酸的种类
C2H4O2N-R
C2H4O2N-H
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
观察、讨论：氨基酸组成元素有哪些？
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
缬氨酸
|
CH
CH3
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
丙氨酸
|
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
缬氨酸
|
CH2
|
CH
CH3
CH3
____________,某些蛋白质中还含有S、P、Fe等, 其中N含量约达蛋白质的16%
C、H、O、N
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
组成元素：________________
C、H、O、N、S
胱氨酸
半胱氨酸
甲硫氨酸
C
H
H2N
COOH
CH2
CH2
S
CH3
SH
C
H
H2N
COOH
CH2
巯基
S
C
H
H2N
COOH
CH2
S
C
H2N
COOH
CH2
H
二硫键
练一练：以下哪些是组成蛋白质的氨基酸
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
—CH2—
NH2
COOH
②
—C—
H
NH2
COOH
CH3
①
—C—
H
NH2
COOH
CH2—
H
③
—C—
H
NH2
COOH
CH2
SH
④
（2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是: ____ _____ _____
（1）以上属于组成蛋白质的氨基酸的是_____
①②④
-CH3,
-H,
SH
CH2
试一试：
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
第2课时 蛋白质的结构及其多样性
第二章 组成细胞的分子
学习目标
1.根据氨基酸脱水缩合的反应式，阐明肽链的形成过程。（重难点）
2.根据氨基酸的种类、数量、排列顺序和肽链的空间结构，分析蛋白质结构的多样性，从而理解蛋白质功能的多样性。（重难点）
自学指导2
阅读课本P30-P32的内容，思考并回答以下问题。 3分钟
1.氨基酸分子的结合方式？参与这个过程的部位有哪些，生产的H2O中各元素的来源？
2.连接两个氨基酸分子的化学键是什么？
3.蛋白质的形成过程？
4.蛋白质为什么多种多样？
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
1、氨基酸分子的结合方式
脱水缩合
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
H2O
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
C
H
H2N
C
R1
O
COOH
H
C
R2
N
H
二肽
1、氨基酸分子的结合方式
肽键
连接两个氨基酸分子的化学键：
二肽
- C
NH2
H
R1
-C-OH
O
-
-
=
+
- C
N
H
R2
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
+
（三肽）
……..（四肽）
（多肽）
- C
NH2
H
R1
-C-
O
-
-
=
- C
N
H
R2
-
-
-
H
-C-OH
O
=
+
2H2O
- C
NH2
H
R1
-C-
O
-
-
=
- C
N
H
R2
-C-
O
-
-
=
-
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
H
二肽：
多肽：
　肽链：
蛋白质：
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫做二肽。
由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫做三肽或者多肽。（清楚具体氨基酸数目时具体称呼）
多肽通常由氨基酸脱水缩合连接呈链状结构，叫做肽链。
一条或几条肽链盘曲折叠，形成一定的空间结构的物质。
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
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
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
四条肽链聚集在一起形成复杂空间结构
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
2.蛋白质的形成过程：（以血红蛋白的形成为例）
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
？
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
3、蛋白质分子多样性原因
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
★-★-★-★-★-★-★-★-★-★
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
②氨基酸种类不同
□-□-□-□-□-□-□-□-□-□
□-□-□-□-□-□-□
①氨基酸数目成百上千
☆-☆-○-◎-◇-▲-△-●-□-◎-○-★-■-◇-★-◆-◆-□
●-■-◎-○-△-○-☆-□-◎-▲-★-◆-◇-★-◇-◆-□-△
③氨基酸排列顺序千差万别
④蛋白质空间结构千差万别
结构与功能相适应
结构决定功能
氨基酸种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸排列顺序不同
肽链空间结构不同
蛋白质结构的多样性
蛋白质功能的多样性
决定
1.血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不相同的原因是
A.所含氨基酸种类不同；
B.所含氨基酸数量不同；
C.所含氨基酸的排列顺序不同；
D.所含氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同。
D
2.人体的肌肉主要由蛋白质构成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，其根本原因是：
A.属于不同系统
B.所含蛋白质分子结构不同
C.肌肉细胞的形状不同
D.在人体内的分布位置不同
B
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
知识拓展：
※蛋白质的水解
完全水解
部分水解
需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
各种氨基酸混合物
各种氨基酸和肽段的混合物
※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。
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
知识拓展：
※蛋白质的盐析
加入某种无机盐，是使物质溶解度降低而析出的过程。
※蛋白质的变性
高温 X射线 超声波
① 物理因素
② 化学因素
重金属盐、强酸、强碱
破坏蛋白质的空间结构，但不破坏________，因此依然能用____________检测。
可逆
不可逆
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
知识拓展：
※临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌
蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。
吃生鸡蛋好还是熟鸡蛋好？？
肽链数
至少含有的氨基数/羧基数 =
（1）每条肽链至少有一个游离氨基和一个游离羧基
所有游离氨基数/羧基数
=肽链数 + R基中含有的氨基数/羧基数
三肽
1.氨基数、羧基数的计算
与蛋白质有关的计算
例题：某蛋白质分子含有4条肽链，共有96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. 4、100 B. 4、 4
　　C. 100、100 D. 96、96
B
1.氨基数、羧基数的计算
氨基酸
肽键
氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
－
=
=
2
5
6
3
1
1
8
2
2
6
5
6
－
=
=
－
=
=
（1）链状肽：
氨基酸数－肽链数=肽键数=脱去的水分子数
2.肽键数、脱水数、氨基酸数(n)和肽链数(m)之间的关系：
氨基酸数 肽键数 脱水数
5
5
3
3
3
5
氨基酸
肽键
（2）环状肽：
氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数
2.肽键数、脱水数、氨基酸数(n)和肽链数(m)之间的关系：
例题：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
肽键数=水分子数=900/18=50
氨基酸数=肽键数+肽链数=50+2=52
2.肽键数、脱水数、氨基酸数(n)和肽链数(m)之间的关系
　　例题：血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是 （ 　 ）
　　A．573和573 B．573和570
　　C．570和573 D．570和570
D
2.肽键数、脱水数、氨基酸数(n)和肽链数(m)之间的关系
3.蛋白质分子量的计算
　　若已知某蛋白质分子含有n个氨基酸，m条肽链，氨基酸的平均分子量为a，求该蛋白质在形成的过程中失去水的分子量和蛋白质的分子量。
失去水的分子量=
（n－m）×18
蛋白质相对质量分数＝氨基酸平均相对分子质量x氨基酸总数－18x脱水数
失去水的分子数=
n－m
例题：组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，一条含有100个肽键的多肽链的分子量为多少？
（100+1）X128—100X18=11128
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
脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数
练习1：组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质，其分子量为　（　）
A.　12800　　　　　B.　　11018　
C.　11036　　　　 D.　　8800　
脱水数＝100 2＝98
蛋白质的分子量＝128×100 18×98＝11036
c
练习2．某蛋白质由2条肽链、502个氨基酸组成。在其脱水缩合的过程中，相对分子质量至少减少（ 　　）
　　A．36 B．9000
　　C．9018 D．9072
B
计算规律总结
肽链条数 氨基酸分子数 肽键数 脱去水分子数 (游离)氨基 (游离)羧基
1 n
2 n
…… ……
蛋白质相对分子质量计算公式：　
（a代表氨基酸的平均分子质量）
注：二硫键的形成要脱去两个氢原子。
n-1
n-1
至少1个
至少1个
n-2
n-2
至少2个
至少2个
……
……
……
……
n-m
n-m
至少m个
至少m个
m
n
n·a-18(n-m)
D
2.O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数
=肽键数+肽链数×2+R基上的O原子数
H原子数=各氨基酸中H原子总数-脱去水分子数×2
3.N原子数=各氨基酸中N原子总数
=肽键数+肽链数+R基上的N原子数
1.C原子数=各氨基酸中C原子总数
=氨基酸数X2+R基上的C原子数
4、计算某个氨基酸中C、H、O、N等元素的原子数：
4、计算某个氨基酸中C、H、O、N等元素的原子数：
例题：丙氨酸的R基为—CH3，在一个丙氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是 （ 　　）
　　A.3，4 　B. 4，3
　 C.3，2 D. 4，4
C
C
H
R
NH2
OH
C
O
C2H4O2NR
解析：
练习1：现有氨基酸100个，其中氨基总数为102个，羧基总数为101个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质中，含有氧原子的数目是(　　)
A．101 B．102
C．103 D．104
D
　练习3：全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏草碱的分子量约为( )
　　A. 1024 B. 898
　　C. 880 D. 862
C
8X128—8X18=880
变式1：　若某蛋白质的分子量为11935，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（ 　）
A.1条　 B. 2条　　
C.3条　　 D. 4条
C
11935=127x（1908/18+m）-1908
　变式2：现有一分子式为C63H103O45N17S2的一条多肽链化合物，已知形成该化合物的氨基酸中有一个含2个氨基，另一个含3个氨基，则该多肽化合物水解时最多消耗多少个水分子？
一个氨基酸的R基含有1个氨基，另一个氨基酸的R基中含有2个氨基，氨基酸数= 17-1-2=14，14个氨基酸脱水缩合形成1条多肽链脱去的水分子数是14-1=13个。
变式3：已知氨基酸的平均分子量为128，测得某蛋白质的分子量为5646，试判断该蛋白质的氨基酸数和肽链数依次是 ( )
A . 51和1 B. 51和2
C. 44和1 D. 44和2
B
128X-18(X-Y)=5654 X、Y为整数。
（1）该图中， ①表示　　 ，③中碳氮元素之间表示　　 ，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，该图所示化合物的名称是 。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　　 决定的。
（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是　　　　。
根据下图，回答问题：
氨基
肽键
羧基
四肽(多肽)
三
四
三
脱水缩合
R基
666
1、胰岛素分子有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
2、某蛋白质分子含有4条肽链，共有96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. 4、100 B. 4、 4 C. 100、100 D. 96、96
B
B