2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件(共62张PPT)2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

(共62张PPT)
导入
新课导入：蜘蛛侠的特异功能
观看蜘蛛侠视频和荧光水母，思考这些生命现象中生命活动的承担者和体现者是谁？
导入
第4节　
蛋白质是生命活动的主要承担者
第二章　组成细胞的分子
学习目标
3、蛋白质的结构及其多样性
2、蛋白质的基本单位--氨基酸的种类和结构特点
4、认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切
1、蛋白质的功能
阅读课本P28图2-8，并完成下表
功能 举例
1
2
3
4
5
结构蛋白
催化
（绝大多数酶）
运输
（血红蛋白）
信息传递，调节
（胰岛素）
免疫
（抗体）
结构蛋白
催化
运输
信息传递，调节
免疫
羽毛、头发等
绝大多数酶
血红蛋白
胰岛素
抗体
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
记
课本P28
胃蛋白酶
胰岛素
免疫球蛋白
（抗体）
血红蛋白
钾离子通道蛋白
载脂蛋白
说一说
催化
信息传递，调节
免疫
运输
运输
运输
练习
以下属于蛋白质的功能的一组是（　　）
√
①食物在小肠内彻底消化　②注射疫苗预防流感　
③人不吃蔬菜易患坏血症　④老年人的骨质疏松症
⑤胰岛素调节血糖浓度　 ⑥激素与受体准确地识别　⑦生命活动的主要能源物质
⑧葡萄糖在载体蛋白的协助下被小肠绒毛上皮细胞吸收
①②③⑤⑧ B. ①②⑤⑥⑧
C. ①③⑤⑥⑦ D. ②④⑥⑦⑧
思考：
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。1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
缝合线的胶原蛋白(大分子物质)
氨基酸
(小分子物质)
消化 分解
吸收
组织细胞中的氨基酸
合成
人体内的蛋白质
课本P28
课本P29
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
在人体中，组成蛋白质的氨基酸有 种。
21
1.氨基酸的种类
共13种，人体细胞能合成的氨基酸
共8种，人体细胞不能合成的，
必须从外界环境中获取的氨基酸
分类依据：能否在人体细胞中合成
必需氨基酸：
非必需氨基酸：
赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸
课本P29
课本P30
思考·讨论
P29
氨基酸的结构特点
观察下列几种氨基酸的结构。
讨论：1.这些氨基酸的结构具有哪些共同点和不同点？
2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗
相同：
不同：
氨基
羧基
侧链基团(R基)
甘氨酸是分子量最小的氨基酸
R
R
R
R
2.氨基酸的结构通式及特点
(2)氨基酸分子结构通式
C
H
N
H
氨基
羧基
C
O
OH
H
R
侧链基团
(1)氨基酸的组成元素：
C、H、O、N、(S）
课本P29
一个中心，4个基本点
(3)氨基酸的结构特点
①数量：每种氨基酸分子至少含有 和 。 “至少”的原因在于 中也可能含有氨基和羧基。
②位置：并且都有 和 连在
上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基）。
③R基：不同的氨基酸取决于_______不同。
一个氨基
同一个碳原子
R基
一个羧基
一个氨基
一个羧基
R基
相同部分
[决定是否是组成蛋白质的氨基酸]
不同部分
[决定氨基酸的种类]
即R基不同，氨基酸就不同
课本P29
3.下图为组成生物体蛋白质的氨基酸结构通式,其中不同种类氨基酸的区别在于 (　　)
A.① B.② C.③ D.④
B
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
①
②
③
④
⑤
判断下列分子是不是组成蛋白质的氨基酸？如是，R基是什么？
不是，无氨基
不是，无羧基
不是，氨基和羧基不在同个碳原子上
是
是
R基
R基
【例1】下列关于组成蛋白质的氨基酸的叙述，正确的是 (　　)
A.氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成
B.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是
C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
D.组成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最大的是甘氨酸
典例研析
《金版学案》P42
B
最小
有的还含有S、Fe等元素
还有氢原子、R基及中央碳原子
例2.缬氨酸的R基为—C3H7，则一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为
A.2、4、2、1
B.5、11、2、1
C.5、9、4、1
D.5、8、2、1
典例研析
B
氨基酸分子式：C2H4O2N-R
《金版学案》P42
3．下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ）
A．
B．
C．
D．
A
课本32
三、蛋白质的结构及其多样性
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
阅读课本P30文本，思考下列问题。
1.两个相邻氨基酸之间的结合方式是怎样的？
2.连接两个氨基酸分子的化学键叫作什么？
这个化学键是怎样形成的？
3.两个氨基酸缩合而成的化合物叫作什么？
4.多个氨基酸缩合而成的化合物叫作什么？
组成蛋白质的氨基酸有21种，它们是怎样形成蛋白质的
课本P30
1.氨基酸的结合方式
C
R1
H
H2N
OH
C
O
H2O
C
R2
COOH
H
H
N
H
——脱水缩合(场所：核糖体)
C
R2
COOH
H
H
N
肽键：连接两个氨基酸分子的化学键
肽键
C
R1
H
C
O
H2N
H2O
CO
NH
NH
CO
C
O
H
N
课本P30
C
R2
COOH
H
H
N
肽键
C
R1
H
C
O
H2N
H2O
二肽
二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物
（脱去 分子水，形成 个肽键）
1
1
思考：结合脱水缩合过程，分析脱去的水分子中的H原子和O原子各来自氨基酸的哪一部分？
C
H
R1
C
H
COOH
R2
H2N
C
O
H
N
H
OH
H2O
H2O中的H来自氨基(—NH2)和羧基(—COOH)，
O来自羧基(—COOH)。
C
R3
COOH
H
H
N
OH
H
H2O
H2O
C
C
R1
H
H2N
C
O
C
R2
H
H
N
O
二肽
肽键
肽键
C
R3
COOH
H
H
N
H2O
H2O
C
C
R1
H
H2N
C
O
C
R2
H
H
N
O
二肽
肽键
肽键
三肽
三肽：由三个氨基酸缩合而成的化合物
（脱去 分子水，形成 个肽键）
2
2
由此类推，
四肽：由 个氨基酸缩合而成的化合物
（脱去 分子水，形成 个肽键）
3
3
四
n肽：由 个氨基酸缩合而成的化合物
（脱去 分子水，形成 个肽键）
n-1
n-1
n
肽键数 = 脱去的水分子数
※肽的命名依据是：
氨基酸个数
（由几个氨基酸组成就是几肽）
二、扩展应用
2.某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。
(1)构成一个脑啡肽的氨基酸数目是 ；有 种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是 。
(2)请在图中标出其中的一个肽键。
(3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，它还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？
5
4
4
不能。
结构决定功能
课本P32
多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的，
含有多个肽键的化合物。
多肽通常呈链状结构，叫做肽链。
问题思考：
氨基酸脱水缩合形成的多肽链就是蛋白质吗？
(n≥3)
课本P30
2.由肽链形成蛋白质
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。
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。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。
-SH + -SH → -S-S- + 2H
二硫键
两条肽链
课本P30
图2-12 由氨基酸形成血红蛋白的示意图
讨论：从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸
多肽
盘曲、折叠
蛋白质
脱水缩合
多肽和蛋白质的主要区别在于：
多肽无明显的空间结构
蛋白质空间结构更复杂
课本P31
【例3】以下是形成蛋白质分子结构的层次,从低到高依次是 (　　)
①氨基酸　②C、H、O、N等元素　③氨基酸脱水缩合　④一条或几条多肽链盘曲、折叠　⑤多肽 ⑥蛋白质
A.②→①→③→④→⑥→⑤
B.①→②→③→④→⑥→⑤
C.①→②→⑥→③→④→⑤
D.②→①→③→⑤→④→⑥
典例研析
D
《金版学案》P44
氨基酸：
21种
蛋白质：
1010~1012种
？
3.蛋白质多样性的原因
以□、○代表不同的氨基酸；“—”代表肽键
A链：—□—□—□—□—□—□—
B链：—○—○—○—○—○—○—
①氨基酸 不同，
构成的肽链不同
A链：—□—□—□—□—□—
B链：—□—□—□—□—
A链：—□—○—○—□—○—
B链：—○—□—○—□—○—
A链：
B链：
②氨基酸 不同，
构成的肽链不同
③氨基酸 不同，
构成的肽链不同
④肽链 及其
不同，
构成的蛋白质不同
种类
数目
排列顺序
盘曲折叠方式
形成的空间结构
①直接原因：
②根本原因：
③同一个体不同细胞的蛋白质种类差异：
氨基酸的种类、数目、排序顺序不同，
肽链的盘曲、折叠方式及空间结构不同。
控制蛋白质合成的基因具有多样性。
基因选择性表达
归纳：蛋白质多样性
记
3
课本P31
2
5.下列各项中属于决定蛋白质分子具有功能多样性的是(　　)
A.各种蛋白质分子的肽键结构不同
B.各种蛋白质分子的缩合方式不同
C.各种蛋白质分子的空间结构不同
D.组成各种蛋白质分子基本单位的元素种类不同
C
《金版学案》P45
讨论：
如果用21个不同字母分别代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？
2110条
氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化。
1.氨基酸的结合方式
C
R1
H
H2N
OH
C
O
H2O
C
R2
COOH
H
H
N
H
——脱水缩合(场所：核糖体)
C
R2
COOH
H
H
N
肽键：连接两个氨基酸分子的化学键
肽键
C
R1
H
C
O
H2N
H2O
CO
NH
NH
CO
C
O
H
N
课本P30
四、蛋白质的相关计算
1.肽键数与氨基酸数的关系
(1)直链肽
氨基酸
肽键
①
氨基酸数
肽链数
肽键数
脱去
水分子数
....
②
4
1
3
3
n
1
n-1
n-1
7
2
5
5
③
④
n
2
n-2
n-2
⑤
n
m
n-m
n-m
肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数
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 B. 49 C. 50 D. 51
实例解析
B
肽键数＝氨基酸数 - 肽链数
49 = 21＋30 － 2
实例解析
2.某种蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键500个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数分别为（ ）
A. 498、498 B. 500、500
C. 502、500 D. 501、500
C
氨基酸数＝肽键数 + 肽链数 = 500 + 2 = 502
生成的水分子数＝肽键数 = 500
2.蛋白质中游离氨基数和羧基数的计算
(1)1条肽链中至少含有___个氨基和____个羧基。
如果1条肽链含有2个氨基，则说明有1个氨基在___ 上。
1
1
R基
(2)n条肽链中至少含有___个氨基和___个羧基。
n
n
①至少含有的游离氨基数(或羧基数)＝肽链数
②游离氨基数(或羧基数)=肽链数+R基中的氨基数(或羧基数)
1.肽链在合成后，进一步形成蛋白质时需要进行加工，在加工时常常要切去一部分氨基酸，再构成蛋白质。现有一条含100个氨基酸的肽链，其中含游离的氨基14个，加工时共切去氨基酸16个，则加工后多肽链所含的游离氨基至少还有(　　)
A．0个　　　　　　 B．1个
C．2个 D．14个
B
实例解析
至少含有的游离氨基数＝肽链数 = 1
2.现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为(　　)
A.798、2和2 B.798、12和10
C.799、1和1 D.799、11和9
实例解析
肽键数＝氨基酸数-肽链数＝800－2＝798
B
游离氨基数＝肽链数+R基中的氨基数
= 2 + (810 - 800) = 12
游离羧基数＝肽链数+R基中的羧基数
= 2 + (808 - 800) = 10
《金版学案》P46 第9题
【例4】图甲是血红蛋白的空间结构模式图,其含有两条α肽链,两条β肽链(α肽链和β肽链不同)。图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序,请回答下列问题。
《金版学案》P45
(1)图乙中①的名称是 ,③⑤⑦所指化学键为 　
(2)图乙所示的一段肽链由　　　　种氨基酸脱水缩合而成。
(3)根据两图可知,一条β肽链至少含有 个羧基,若两条β肽链完全相同,则1个血红蛋白分子至少含有　　　　个羧基。
(4)从两图可以得出,蛋白质多样性的原因是 。
氨基
肽键
3
3
8
氨基酸的数目、种类、排列顺序,多肽链的条数和形成的空间结构等不同
(2)环状肽
肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数
氨基酸
肽键
1
5
3
7
2
4
6
8
如下图所示：
若n个氨基酸脱水缩合形成环状肽，形成肽键_____个。
n
氨基酸数=
肽链数=
肽键数=
8
0
8-0 = 8
(2)多肽有直链肽和环状肽,下图为某种环状肽毒素的结构式。
①该环状肽是由 个氨基酸脱水缩合而成的,
有 个游离的氨基, 个游离的羧基。
②若m个氨基酸经脱水缩合形成一个环状肽,则该环状肽至少有氨基数和羧基数分别是 个。
《金版学案》P43
7
0
0
0,0
3.蛋白质相对分子质量的计算
若氨基酸的平均分子质量为a，一个由m个氨基酸形成n条肽链的蛋白质，其相对分子质量＝ 。
am-18(m-n)
(环状肽构成的蛋白质，其相对分子质量＝ )
am-18m
蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－脱去的水分子数×18 (不考虑形成二硫键)
-SH + -SH → -S-S- + 2H
注：每形成一个二硫键(-S-S-)将脱去两个H，相对分子质量应减少2。
(2)图2角蛋白形成过程中，丢失的氢来自于______，该角蛋白至少含有______个游离的羧基。若组成该角蛋白的氨基酸的平均相对分子质量为100，则该角蛋白的相对分子质量为______。
(3)图2角蛋白水解时，断裂的化学键是_____。该多肽链能盘曲折叠形成一定空间结构是由于氨基酸之间还能够形成_____键。
氨基,羧基，-SH
2
4212
肽键
氢
周测试卷3
第18题
1. 假设构成蛋白质的21种氨基酸的平均相对分子质量为128，由50个氨基酸构成的一条多肽链的分子量是( )
A. 6400 B. 2560
C. 5518 D. 2218
实例解析
C
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
= 50×128 －49×18
= 5518
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，18m
B．(m－4)，18(m－4)
C．(m－3)，18(m－3)＋4
D．(m－2)，18(m－2)＋4
D
实例解析
3.二硫键“-S-S-”是蛋白质中连接两条肽链的一种化学键。下图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是 (　　)
A.该蛋白质至少有2个游离的羧基
B.形成该蛋白质的过程中脱去了
277个水分子
C.该蛋白质至少有280个游离氨基
D.该蛋白质的功能由氨基酸的数目、种类、排列顺序三方面决定
实例解析
A
280-2=278
2个
肽链盘曲折叠的方式
及其空间结构
小结
归纳：计算
假设：氨基酸平均分子量为a
肽链数 氨基酸数 肽键数 脱水数 蛋白质 相对分子质量 氨基数 羧基数
1条 n n－1 n－1 an－18(n－1) 至少 1个 至少
1个
m条 n n－m n－m an－18(n－m) 至少 m个 至少m个
环状肽 （0条） n n n an－18n 最少 0个 最少
0个
理解
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。课本P31
镰刀型细胞贫血病
镰状的红细胞可发生溶血、堵塞毛细血管等，引起相关症状。
结构决定功能
阅读教材第23页“与生活的联系”，说出蛋白质变性的原理是什么？
哪些因素会引起蛋白质变性？
盐析和低温破坏蛋白质的结构吗？
蛋白质变性后肽键是否遭到破坏？
胰岛素能口服吗？
课本P32
蛋白质变性：指蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间结构遭到破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
变性因素：强酸、强碱、高温、酒精、重金属离子、紫外线等。
不可逆
课本P32
肽键未断裂
蛋白质的盐析：加入无机盐后，蛋白质析出的现象。
没有破坏蛋白质的结构，可逆。
肽键未断裂
8.分别用高浓度的NaCl溶液和高温处理胰岛素,下列有关说法正确的是(　　)
A.高温处理使胰岛素的空间结构变得伸展、松散
B.高浓度的NaCl溶液处理使胰岛素的空间结构被破坏
C.两种方式处理后，胰岛素的功能均丧失
D.两种方式处理后，胰岛素均不能与双缩脲试剂反应
A
未破坏
NaCl：不丧失；高温：丧失
均能
盐析
变性
元素
C、H、O、N(有的还含有S、Fe、P)
组成
氨基酸
通式：
特点：
种类：
至少有一个 和一个 连在 上
氨基
羧基
同一碳原子
种
21
非必需氨基酸(13种)
必需氨基酸(8种)
脱水缩合
多肽
盘曲折叠
蛋白质
①组成蛋白质的氨基酸种类不同
②组成蛋白质的氨基酸数目不同
③组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同
④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
结构多样性
功能多样性
①组成细胞结构，如结构蛋白
决定
②运输功能，如血红蛋白
③催化功能，如酶
④调节功能(信息传递)，如胰岛素
⑤免疫功能(防御)，如抗体
导致(直接原因)
课堂总结
本节内容结束！
练习与应用
课本P32
一、概念检测
1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。
(1)蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。（ ）
(2)氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。
（ ）
(3)只有细胞内才有蛋白质分布。（ ）
(4)蛋白质的空间结构与其功能密切相关。（ ）
√
×
√
×
2．质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是（ ）
A． 烧牛肉
B． 烤甘薯
C． 馒头
D． 米饭
A
4．蛋白质是生命活动的主要承担者。下列不属于蛋白质的是（ ）
A． 胰岛素
B． 性激素
C． 血浆蛋白
D． 抗体
B
固醇（脂质）