浙科版（2019）生物必修一 第一章第二节课时2 蛋白质是生命活动的主要承载者课件(共38张PPT)

(共38张PPT)
课时2　蛋白质是生命活动的
主要承载者
阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。
1.运用结构与功能观,认同蛋白质的功能多样性源自其结构多样性。
2.运用模型与建模,建构氨基酸脱水缩合的模型。
3.基于批判性思维,关注与蛋白质相关的社会议题,并做出理性的分析与解释,明确蛋白质在生命活动中的重要作用。
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1
一、蛋白质的功能
蛋白质不是 供给的主要来源,但功能多样,如肌肉中的
蛋白、头发中的 、红细胞中的 蛋白、种子中的 蛋白等,都具有特殊的生物学功能。
二、组成蛋白质的氨基酸及其种类
1.蛋白质的组成元素
主要由 四种元素组成,有些蛋白质还含有 元素。
能量
收缩
角蛋白
运输
储备
C、H、O、N
S
2.氨基酸的结构特点
一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团,即一个
和一个 、一个H和一个
基团。(如图)
3.氨基酸种类
约 种。
氨基(—NH2)
羧基(—COOH)
R
R基团
氨基
羧基
20
1.氨基酸的R基团若为—CH2—CO—CH3,请尝试写出该氨基酸的分子式。
提示:C5H9O3N。
2.组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗
提示:不是,大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基,而且都连接在同一个碳原子上,但有些氨基酸的R基团含有氨基或
羧基。
三、氨基酸分子结合方式——脱水缩合
1.二肽的形成过程(模式图)
2.图示分析
(1)a过程表示: ; b结构表示: ,物质c名称: 。
(2)由2个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫 ;许多个氨基酸以 连成一长串的肽链,称为 。
脱水缩合
肽键
二肽
二肽
肽键
多肽
排列顺序
四、蛋白质分子多样性的原因
空间结构
五、蛋白质分子的活性
1.维持正常活性的条件
必须具有正确的 。
2.活性丧失
蛋白质的 并不稳定,会随着温度的升高而发生改变。蛋白质的生物学活性会随着温度的升高而发生
改变。
空间结构
空间结构
1.高温、强酸、强碱等条件会使蛋白质的空间结构发生改变,即蛋白质变性。蛋白质变性本质是肽键的破坏吗
提示:不是,蛋白质变性只是蛋白质空间结构的改变,组成它的氨基酸的种类、数目、排列顺序并不改变,也不破坏肽键。
2.催产素、牛加压素均是由9个氨基酸组成的多肽化合物,但其生理作用彼此不同,试分析原因。
提示:因为组成它们的氨基酸种类、排列顺序以及肽链
盘曲、折叠形成的蛋白质的空间结构不同,结构不同决定了二者的功能不同。
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1.含有一个氨基和一个羧基的化合物就是氨基酸。
(　　)
提示:氨基酸分子中,氨基和羧基必须连接在同一个中央碳原子上。
2.组成蛋白质的R基团连接在与一个氨基和一个羧基相连的中心碳原子上。(　　)
×
√
3.蛋白质分子都是由20种氨基酸组成的化合物。(　　)
提示:不同蛋白质分子中,氨基酸种类数不同,少则几种。
4.不同氨基酸的种类差异主要区别在R基团、氨基和羧基的数量。(　　)
提示:不同氨基酸的种类差异主要区别在R基团,与氨基和羧基无关。
×
×
5.R基团可以是较长的链,或是环状结构。R基团中也可能含有氨基(—NH2)或羧基(—COOH),有时还含有硫原子。(　　)
6.蛋白质分子都由一条肽链组成。(　　)
提示:蛋白质分子由一条或几条肽链组成。
7.蛋白质和多肽分子是具有相同空间结构的化合物。(　　)
提示:多肽与蛋白质的空间结构不同。蛋白质是多肽链经过
盘曲、折叠等形成的具有一定空间结构的分子。
√
×
×
8.生长激素和胰岛素都是人体内对生命活动起着重要调节作用的激素,但是二者功能不同,其原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。(　　)
提示:生长激素和胰岛素的化学本质均是蛋白质,二者功能不同,功能由结构决定,说明二者结构不同,蛋白质的结构与构成该蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序以及肽链的数目、盘曲折叠方式等均有密切关系。
×
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2
任务一　探究氨基酸的种类及功能
[任务突破]
运用概念图分析组成蛋白质的氨基酸的结构与种类
[迁移应用]
[典例1-1] (2022·绿谷联盟高一月考)下列分子中,与构成生物体的蛋白质的氨基酸分子式不相符的是(　　)
√
解析:组成蛋白质的氨基酸分子中,至少含有一个氨基和一个羧基,且连接在同一个碳原子上,只有D项与构成蛋白质的氨基酸分子通式不相符。
[典例1-2] 如图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述
正确的是(　　)
A.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自②和③
B.每个氨基酸分子都只有一个①和一个③基团
C.结构④可含有的氨基或羧基参与脱水缩合
D.结构④为—CH3的氨基酸可以由其他化合物转化而来
√
解析:氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自③羧基和①氨基;每个氨基酸都至少含有一个①和一个③基团;结构④为R基团,其中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合;结构④为—CH3的氨基酸是丙氨酸,丙氨酸为非必需氨基酸,可在生物体内由其他化合物转化而来。
任务二　脱水缩合与蛋白质
合成过程中的有关计算
[任务突破]
1.归纳氨基酸数、肽链数、肽键数(或脱去的水分子数)之间的
关系
(1)链状多肽:由于脱水缩合过程中,每形成一个肽键,就会形成一个水分子,因此有氨基酸数=肽链数+肽键数(或脱去的水分子数)。
(2)环状多肽:氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数。
2.明确蛋白质中氨基和羧基的数目
结合氨基酸结构特点及脱水缩合过程,分析可知:
(1)每一条肽链中至少含有一个游离氨基和一个游离羧基,分别位于肽链的两端;环状肽主链中可以不含游离的氨基和羧基,
环状肽中氨基、羧基数取决于构成环状肽氨基酸R基团中氨基、羧基的数目。
(2)蛋白质中游离氨基总数=肽链数目+R基团中的氨基数目;
蛋白质中游离羧基总数=肽链数目+R基团中的羧基数目。
3.运用质量守恒的方法分析蛋白质的相对分子质量
由脱水缩合的关系式可知,反应物的总量=产物的总量。由此得出,蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。
4.归纳蛋白质中含有的N、O原子数
(1)由于N原子存在于肽键、氨基或R基团中,因此,N原子数=肽键数+肽链数+R基团上的N原子数=各氨基酸中N原子总数。
(2)由于O原子存在于肽键、羧基或R基团中,因此,O原子数=肽键数+2×肽链数+R基团上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数。
(3)由n个氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中,至少含有n个N原子,至少含有(n+1)个O原子。
[迁移应用]
[典例2-1] 如果组成蛋白质的20种氨基酸的平均相对
分子质量为128,测得某种含有三条肽链蛋白质分子的
相对分子质量为11 384,该蛋白质分子所含的肽键数是
(　　)
A.110 B.103 C.100 D.97
√
解析:设该蛋白质分子所含肽键数为N,则该蛋白质所含的氨基酸数目=肽链数+肽键数=N+3;蛋白质相对分子
质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸个数-水的
个数×18,即11 384=128×(N+3)-18×N,解得N=100。
[典例2-2] 如图表示某种蛋白质中相关基团和氨基酸数目,下列
有关图中蛋白质的叙述,正确的是(　　)
A.此蛋白质共有 2 条肽链
B.此蛋白质的 R 基团中共含有 22 个氨基
C.共有 98 个肽键
D.99 个氨基酸形成此蛋白质时,共减少的相对分子质量为 1 764
√
解析:该蛋白质中,羧基的总数为26,R基团上的羧基数目是23,所以此蛋白质含有的肽链数=羧基总数-R基团上羧基数目=26-23=3(条);由题意可知,氨基总数=R基团上氨基数目+肽链数,所以此蛋白质的R基团中共含有25-3=22(个)氨基;肽键数=氨基酸数-肽链数=99-3=96(个);形成此
蛋白质时,共减少的相对分子质量为96×18=1 728。
任务三　探究蛋白质的结构与功能的关系
[任务突破]
1.运用模型理解蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
2.辨析蛋白质结构的认知误区
(1)高温、过酸、过碱都会造成蛋白质空间结构不可逆的改变,致使蛋白质失去生物学活性;低温只是抑制蛋白质的功能,未造成蛋白质空间结构的改变,不会造成蛋白质生物学活性的丧失,如酶的保存应选择在低温下。
(2)蛋白质中的N元素存在于R基团、氨基及肽键,主要存在部位为肽键。
(3)氨基酸脱水缩合时,H来自氨基(—NH2)和羧基
(—COOH),O来自羧基。因此,肽键断裂水解时,H的去处为氨基和羧基,O的去处仅是羧基。
(4)通常情况下,一条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,二者分别位于肽链的两端。
[迁移应用]
[典例3-1] (2022·精诚联盟高一联考)组成人体蛋白质的氨基酸约有20种,但是构成的蛋白质有1010～1012种。下列不属于构成蛋白质种类多样的原因是(　　)
A.氨基酸的数目成千上万
B.氨基酸脱水缩合的方式不同
C.肽链盘曲折叠方式千差万别
D.氨基酸排列顺序千变万化
√
解析:构成蛋白质种类多样的原因包括氨基酸的数目
成千上万、氨基酸排列顺序千变万化及肽链盘曲折叠方式千差万别;但氨基酸脱水缩合的方式均相同。
[典例3-2] 蛋白尿是诊断肾炎的重要依据,也是评定肾炎治疗效果的重要指标之一,鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来
检验。以下说法正确的是(　　)
A.加热使蛋白质的肽链充分伸展并断裂
B.加热使蛋白质发生变性,其原理与盐析相同
C.加热可使蛋白质中氨基酸的排列顺序发生改变
D.加热后的蛋白质分子比加热前更容易被蛋白酶水解
√
解析:加热后,蛋白质的空间结构发生改变,但是肽链
不会断裂;盐析是蛋白质的物理性质,析出的蛋白质的结构不变,因此蛋白质不会变性;加热改变蛋白质的
空间结构,不会改变氨基酸的排列顺序;加热会使
蛋白质的空间结构发生变化,空间结构松散,比加热前更容易被蛋白酶水解。