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（共39张ppt2个视频）

(共39张PPT)
第二章 组成细胞的分子
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
目标
01
02
03
从氨基酸的结构特点理解氨基酸脱水缩合的过程，构建数学模型解答与蛋白质有关的计算问题。（科学思维）
从蛋白质功能多样性角度明确蛋白质与人体健康的关系。（社会责任）
通过对蛋白质的学习，建立生命的物质性的观点；从结构与功能观角度理解蛋白质的多样性。（生命观念）
学习目标
Learning target
蛋白质的功能
Function of protein
组成细胞和生物体结构
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。
蛋白质的功能
Function of protein
2
作为酶来催化化学反应
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
蛋白质的功能
Function of protein
传递信息，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
3
糖尿病患者注射胰岛素
胰腺
胰岛
蛋白质的功能
Function of protein
免疫防御功能
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
蛋白质的功能
Function of protein
运输物质的功能
5
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
蛋白质的功能
Function of protein
结构
调节
免疫
运输
催化
蛋白质是生命活动的主要承担者
【问题探讨】
胶原蛋白手术缝合线
纤细
强韧
可吸收
胶原蛋白线
传统缝合线
用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解为更小的分子。
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
C
C
C
C
1 氨基酸有哪些化学元素组成 ？
2 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
4“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系么？
3 不同氨基酸分子的区别在哪里？
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
C
COOH
H
H2N
R
R
H
H2N
COOH
C
侧链基团
氨基
羧基
H2N
N
H
H
或
COOH
C
O
OH
或
▲不同的氨基酸具有不同的R基团
决定氨基酸的种类
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
练一练
哪些是组成蛋白质的氨基酸
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
CH2
H2N
COOH
CH2
CH2OH
CH2
H2N
COOH
CH2
H2N
CH
H2N
COOH
COOH
CH2
CH
COOH
CH3
HOOC
CH
NH2
HOOC
CH2
NH2
CH
NH2
CH3
H2N
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
√
√
√
√
×
×
×
×
练一练
哪些是组成蛋白质的氨基酸
随堂练习
In-class practice
谷氨酸的R基为－C3H5O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是
A.4、4 B.5、4
C.4、5 D.5、5
必需氨基酸：人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，共8种。
非必需氨基酸：人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。
（婴儿9种，组氨酸）
赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
（甲 携 来 一 本 亮 色 书）
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
人体中氨基酸为21中，蛋白质为1010-1012种。
那么21种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？
脱水缩合
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
脱水缩合和水解反应
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合的方式叫脱水缩合。
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
二肽
肽名是如何确定的？
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
肽键
H2O
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
H2O
三肽
绘制三肽合成过程，思考H2O中各元素的来源
脱出来的H2O中：
H来自氨基和羧基
O来自羧基
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
肽键
H2O
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
H2O
三肽
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽。
多肽能够行使蛋白质的各项功能吗？
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
SH
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
SH
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
S
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
S
二硫键
许多蛋白质含有两条或多条多肽链，他们通过一定的化学键如二硫键结合在一起。
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
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
氨基酸
蛋白质
多肽
脱水缩合
盘曲折叠
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
3位同学模拟3种不同的氨基酸合成一条肽链，能形成多少种不同的肽链？
6种
（1）导致肽链多样性进而蛋白质多样性的原因是：
氨基酸的排列顺序不同
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
氨基酸的数目不同
氨基酸的种类不同
观察以下四条多肽链，总结出它们不同的原因？
（2）导致肽链多样性进而蛋白质多样性的原因是：
（3）导致肽链多样性进而蛋白质多样性的原因是：
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样
（3）导致蛋白质多样性的原因是：
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
蛋白质结构
（主要指空间结构）
蛋白质功能
决定
血红蛋白的谷氨酸
血红蛋白的缬氨酸
运输氧气能力下降
与社会的联系
Connection with society
蛋白质变性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。
使蛋白质变性的因素：
高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐。
与社会的联系
Connection with society
2.为什么加热、加酸、喷洒酒精能达到消毒、灭菌的目的？
1.为什么吃煮熟的鸡蛋、熟肉容易消化？
与社会的联系
Connection with society
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。
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
肽链 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
1
1
1
1
2
3
m
n－1
1
2
2
1
3
2
n
n－1
…
…
…
n－2
n－3
n－m
n－2
n－3
n－m
…
n
n
n
完成下表的相关内容，并找出规律
在链状多肽中
肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
多个氨基酸组成环状多肽中肽键数和氨基酸数各为多少，并找出规律？
在环状多肽中
肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
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
蛋白质中游离氨基和羧基的数目
在链状多肽中
至少含有的游离的氨（羧）基数=1
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
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
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
S
S
SH +
HS
+ 2H
蛋白质相对分子质量的计算
随堂练习
In-class practice
狼体内有a 种蛋白质，21 种氨基酸；兔体内有b 种蛋白质，21 种氨基酸。狼捕食兔后，狼体内的氨基酸种类和一个细胞中含有的蛋白质种类最可能是
42，a+b 　　 B. 21，a+b
C. 21，小于a D. 21，大于a
随堂练习
In-class practice
豆腐中含有一些人类必需的氨基酸。制作豆腐时,在煮熟的豆浆中加入熟石膏或盐卤(含NaCl)即可制作口感绵韧的豆腐,因此有“卤水点豆腐,一物降一物”的说法。下列有关叙述正确的是
A.蛋白质的水解产物是氨基酸
B.豆浆中加入熟石膏或盐卤制作豆腐是利用了盐卤使蛋白质变性的原理
C.人体细胞能合成的、对人体生命活动有重要作用的氨基酸,称为必需氨基酸
D.蛋白质是生命活动的主要承担者,只有细胞内才有蛋白质分布
随堂练习
In-class practice
下图为胰岛素原分子加工成为成熟的胰岛素分子示意图，叙述正确的是
A.胰岛素原分子至少含有2个游离的氨基和羧基
B.胰岛素原分子不能与双缩脲试剂反应
C.胰岛素分子共含有49个肽键
D.胰岛素分子不具有空间结构
随堂练习
In-class practice
如图表示某蛋白质(无环状肽)中氨基酸和相关基团的数目。下列有关叙述错误的是
A.共有2条肽链
B.共有124个肽键
C.形成此蛋白质时，相对分子质量减少2250
D.R基中共含有15个氨基
随堂练习
In-class practice
某多肽长链分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到如下3种氨基酸，则此多肽中含有赖氨酸的个数为
A.2个 B.3个 C.5个 D.8个