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56张ppt)

(共56张PPT)
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
生活中常见的蛋白质
（1）大豆制品：豆腐、豆浆、腐竹等；
（2）奶类制品：奶粉、酸奶、牛奶等；
（3）肉蛋类食品：牛、羊肉、鸡蛋等；
很大（从几千到100万以上）
1.相对分子质量：
高分子化合物
一、蛋白质的简介
2.含量:
占细胞干重的 以上。
50%
是细胞内含量最多的有机化合物
蛋白质英文protein,源于希腊文proteios，有“头等的”“重要的”的意思。
含量高！
很重要！
功能多样
组成细胞的有机物中，含量最多的是蛋白质
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。
二、蛋白质的功能
二、蛋白质的功能
2、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。（下左图所示为胃蛋白质酶结晶）
3、运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能。
如血红蛋白、载体蛋白。（下右图所示为血红蛋白空间结构）
二、蛋白质的功能
人体胸腹部透视图
胰岛内各种细胞的分布
胰岛B细胞
（分泌胰岛素）
胰岛A细胞
（分泌胰高血糖素）
4、调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、胰高血糖素。
二、蛋白质的功能
5、免疫功能：人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
二、蛋白质的功能
1. 结构蛋白：
2. 催化：
3. 运输：
4. 信息传递：
5. 防御：
如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
绝大多数酶是蛋白质。
如血红蛋白运输氧。
如胰岛素能传递信息,调节机体的生命活动。
如抗体具有免疫功能。
蛋白质是生命活动的主要承担者！
从某些动物组织中提取胶原蛋白，可以制成手术缝合线，这种缝合线可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。
组成缝合线的胶原蛋白是生物大分子，如何被人体组织吸收？
大分子蛋白质要分解成小分子，才能被人体吸收。
氨基酸
1. 结构
“氨基酸”这个名词会跟分子结构有怎样的对应关系？
NH3
H-N-H
H
-NH2
氨基
羧基
-COOH
H-N-
H
学生活动：请比较以下四种氨基酸的结构组成，尝试写出氨基酸的结构通式。
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
C
C
H
H2N
CH3
C
OOH
丙氨酸
H
H2N
(CH2)4
C
OOH
赖氨酸
半胱氨酸
C
H
H2N
SH
C
OOH
CH2
C
H
H2N
CH2
C
OOH
COOH
天冬氨酸
NH2
氨基
羧基
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
氨基酸分子结构通式：
C
H
C
H2N
OH
O
R
氨基
羧基
侧链基团
特点：a.每个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同时连在同一个碳原子上。
b.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基)
c.R基不同，氨基酸不同。
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
判断下列分子是不是构成蛋白质的氨基酸？如果不是为什么？
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
1
2
小试牛刀
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
3
4
5
小试牛刀
HOOC—C—C—COOH
NH2
—
H
—
—
—
H
H
天冬氨酸
H2N—CH—COOH
—
（CH2）2
—
S
—
CH3
甲硫氨酸
小试牛刀
1.含量:
占细胞干重的 以上。
50%
很大（从几千到100万以上）
2.相对分子质量：
高分子化合物
一、蛋白质的简介
3.组成元素：
主要C、H、O、N
有的含P、S
有的含微量的金属元素Fe、Cu、Mn、Zn等
食品中为什么要添加氨基酸？
在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。
氨基酸（21种）
必需氨基酸（8种）
非必需氨基酸（13种）
人体细胞能否合成
人体细胞不能合成，需从外界环境获取
人体细胞能合成
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
蛋（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
食物 缬氨酸 亮氨酸 异亮 氨酸 苏氨酸 苯丙 氨酸 色氨酸 蛋氨酸 赖氨酸
黄豆 1800 3631 1607 1645 1800 462 409 2293
玉米 415 1274 275 370 416 65 153 308
蚕豆 1376 2399 1060 1268 1218 211 174 1996
猪肉 （瘦肉） 1134 1629 857 1019 805 268 557 1629
鸡蛋 866 1175 639 664 715 204 433 715
对虾 1021 1561 781 842 823 213 574 1530
食物中的必需氨基酸含量（毫克/食部1百克）
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
组成生物体的氨基酸数目有限（21种）
生物界的蛋白质1010～1012种
？
氨基酸如何构成种类繁多、功能多样的蛋白质？
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1、氨基酸结合方式：脱水缩合
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
四、蛋白质的结构及其多样性
1、氨基酸结合方式：脱水缩合
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
肽键
二肽
H
H2O
C
H
R3
H
N
COOH
三肽
四、蛋白质的结构及其多样性
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（一般呈链状）。
四、蛋白质的结构及其多样性
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H
肽键
H2O
特别提醒：寻找肽键的方法
注意：形成肽键时，相应的—COOH失去—OH，相应的—NH2失去—H，形成一分子水。
所以脱去的水分子中，H既来自氨基又来自羧基，O来自羧基。
肽键
四、蛋白质的结构及其多样性
正确 错误（举例）
氨基 —NH2 NH2或—NH3
羧基 —COOH COOH
肽键 —CO—NH— CO—NH
氨基、羧基及肽键的写法和多肽的命名
双缩脲试剂检测的是含有两个及以上肽键的多肽和蛋白质。
四、蛋白质的结构及其多样性
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。
2、由肽链形成蛋白质
二硫键
四、蛋白质的结构及其多样性
二硫键（－S－S－）它由两个含硫氨基酸如半胱氨酸R基上的巯基（－SH）脱去两个H形成。
2、由肽链形成蛋白质
二硫键
-SH + -SH → -S-S-(二硫键) + 2H
四、蛋白质的结构及其多样性
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。
2、由肽链形成蛋白质
为什么蛋白质种类如此丰富？
四、蛋白质的结构及其多样性
思考·讨论
？
如果用21个不同的字母代表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？试着说出蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。
10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。
3、蛋白质结构多样性的原因：
氨基酸层面
肽链层面
氨基酸数目不同
氨基酸种类不同
氨基酸
排列顺序不同
盘曲、折叠方式及所形成的空间结构不同
多样的功能与结构有什么关系？
结构多样化 功能多样化
结构决定功能
四、蛋白质的结构及其多样性
三、蛋白质的结构及其多样性
4、蛋白质的结构与其功能相适应，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。
正常血
红蛋白
异常血
红蛋白
镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱
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。
蛋白质空间结构改变，也可能会影响蛋白质的功能
五、蛋白质变性
影响因素：
物理因素（高温、紫外线等）、
化学因素（强酸、强碱、重金属盐、乙醇等）。
※临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌
※沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净
※含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用
学以致用
五、蛋白质变性
注意：变性的蛋白质肽键没有被破坏，还能与双缩脲试剂发生紫色反应
2、盐析：蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的溶液中溶解度降低而析出的现象，降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解，是物理变化，可逆。
实例：在鸡蛋清中加一些食盐，会看到白色絮状物，兑水稀释后絮状物消失。
注意：盐析过程蛋白质的结构不发生变化，可复原。
五、蛋白质变性
内容总结
C、H、O、N（P、S）
导致
氨基酸
种类：21种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：13种
通式：
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH，且都 有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
脱水缩合
多肽
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
构成
导致
蛋白质的相关计算
肽键数
脱去水分子数
氨基酸数
2
1
1
3
2
2
………….
3
3
4
n
n-1
n-1
1条肽链：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-1
1、肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系
（1）、如果有n个氨基酸形成2条肽链的化合物，则要脱去______分子水、形成_____个肽键。
n-2
n-2
（2）如果有n个氨基酸形成m条肽链的化合物，则要脱去______分子水、形成_____个肽键。
肽键数=
脱去水分子数=
氨基酸数－肽链数
n-m
n-m
结论1
1、肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系
（3）环肽
15个氨基酸组成的环状多肽
如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键
m
1、肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系
肽键数=
脱去水分子数=
氨基酸数－肽链数
结论1
环肽：
肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
1、血红蛋白分子由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，那么该分子中含有的肽键数和脱去的水分子数分别是（ ）
A 、 570和570
B 、 572和570
C 、 574和574
D 、 578和578
A
练一练
一条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自
n 条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自
1
1
R基
n
n
R基
至少含有游离的氨基或羧基数=肽链数
所有氨（羧）基数 =肽链数+ R基氨（羧）基
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
2、游离氨基、羧基的计算
结论2：
2、多个氨基酸形成的5条肽链，至少含有多少个氨基，至少含有多少个羧基呢？（ ）
A.5、2 B.3、3 C.4、5 D.5、5
D
练一练
蛋白质分子质量=氨基酸分子质量-脱去水的分子质量
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
COOH
R6
结论3：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）
3、蛋白质相对分子质量的计算
注：有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键（-S-S-）形成，将脱去2个-H，相对分子质量因此应减少2。
3、上图为人胰岛素示意图，已知A链由21个氨基酸、B链由30个氨基酸脱水缩合而成，这由氨基酸形成胰岛素过程中，分子质量减少了多少？
888
练一练
4、组成人体的21种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为（ ）
A.73472； B.12800； C.63212； D.63140
C
练一练
多肽N原子数 =肽键数+肽链数+R基中的N原子数
多肽O原子数 =肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数
已知胰岛素由2条肽链，51个氨基酸组成。该蛋白质至少含有O原
子 个，至少含有N原子 个。
53
51
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
COOH
R6
4、蛋白质中N、O原子数计算：
小结
若氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条多肽链或m条肽链或环肽，则有：
肽链数 形成的肽键数 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 多肽相对分子质量
1
n-1
n-1
至少1个
至少1个
na-18(n-1)
m
n-m
n-m
至少m个
至少m个
na-18(n-m)
na-18n
n
n
环肽
最少为0
最少为0
四、有关蛋白质的计算