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课件（共42张ppt）

(共42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
细胞中含量最多的有机物
结构最复杂、功能最多样
遗传信息通过表达成蛋白质起作用
蛋白质解析图
蛋白质是生命活动的主要承担者
一、蛋白质的功能
功能 举例
结构蛋白 羽毛、肌肉、头发等主要是蛋白质
催化作用 绝大多数酶是蛋白质（胃蛋白酶）
运输功能 血红蛋白、载体蛋白
信息传递、调节机体的生命活动 胰岛素
免疫功能 抗体
一、蛋白质的功能
相对分子质量
H2O CO2 C3032H48160812N780S8Fe4
（血红蛋白）
18
44
65592
蛋白质是生物体内的大分子有机物
思考：
人成熟的红细胞的寿命约为120天，当细胞死亡其中的血红蛋白可以直接被吸收再利用吗？
不能，蛋白质必须经过水解为各种氨基酸才能被吸收。
蛋白质与氨基酸是什么关系呢？
氨基酸是组成蛋白质的基本单位
左图为构成人体蛋白质的氨基酸，一共有多少种？
这些氨基酸在结构上具有什么共同特点？
思考·讨论——组成蛋白质的氨基酸的结构特点
H
甘氨酸
亮氨酸
缬氨酸
丙氨酸
2.这些氨基酸在结构上具有什么共同特点？
3.“氨基酸”这一名词与其分子结构有何对应关系？
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
氨基酸分子结构通式
1、元素组成：C、H、O、N(部分含有S)
2、氨基酸的结构通式与结构特点
氨基酸结构特点：
（1）至少含有一个氨基(—NH2)与一个羧基(—COOH)
（2）一个氨基与羧基连接在同一个碳原子上
注意：
（1）不同氨基酸的物理、化学性质由R基决定
（2）R基上可能含有氨基或羧基
书写化学基团，短线一定要带上
C
H
H2N
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
HS
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
练习：以下哪些是组成蛋白质的氨基酸
注：含有氨基和羧基的化合物就叫氨基酸，自然界中的氨基酸有好几百种，但是能构成蛋白质的氨基酸只有21种。
3、氨基酸的种类
组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中必需氨基酸有8种，其余属于非必需氨基酸
必需氨基酸是指人体不能合成，需要从食物中获取以满足自身需要的氨基酸
对成人而言，8种必需氨基酸是赖氨酸、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
氨基酸分子结构通式
甲缬赖异苯亮色苏（甲携来一本亮色书）
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
例：谷氨酸的R基为 —C3H5O2 ，一分子谷氨酸中含有的C、H、O、N原子数依次是（ ）
A. 5、9、4、1
D. 4、9、4、1
C. 5、8、4、1
B. 4、8、5、1
A
1965年由我国科学家人工合成的世界上第一个有生物活性的结晶牛胰岛素，其分子量相对较小，是由51个氨基酸组成。
氨基酸是如何组成蛋白质的呢？
三、蛋白质的结构及其多样性
1、由氨基酸到蛋白质的过程
氨基酸
二肽
三肽
多肽
一条多肽链折叠形成蛋白质
几条多肽链折叠形成蛋白质
脱水缩合
脱水缩合
脱水缩合
折叠盘曲成空间结构
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H
肽键
水分子中的H和O来自于哪个基团？
脱水缩合: 一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的
氨基(-NH2)相连接，同时脱去一分子水。
2、氨基酸的结合方式
H2O
H H O
H N C C OH
R1
H H O
H N C C OH
R2
脱水缩合
氨基酸 + 氨基酸 二肽 + H2O
脱水缩合
肽键
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C OH +
R2
二肽
2、氨基酸的结合方式
2、氨基酸的结合方式:脱水缩合
2023-11-03
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
三肽
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（链状）。
H2O
2、氨基酸的结合方式:脱水缩合
2023-11-03
H2N－C－C－OH
H
H
O
H2N－C－C－OH
H
CH
CH3
CH3
O
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
H2N－C－C－OH
H
O
CH3
练习：
试试写出甘基酸、缬氨酸、丙氨酸3个氨基酸依次脱水缩合形成三肽的过程。
氨基端
羧基端
问题：
图示的肽由几个（种）氨基酸构成？你是如何判断的？
问题：
下图所示是同一种二肽吗？
1. 2个氨基酸脱水缩合，脱水 个，形成 个肽键，形成的化合物叫 。
2. 3个氨基酸脱水缩合，脱水 个，形成 个肽键，形成的化合物叫 。
3. N个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，脱水 个，形成 个肽键，形成的化合物叫 。
5. N个氨基酸脱水缩合形成M条肽链，脱水 个，形成 个肽键。
4. N个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，脱水 个，形成 个肽键。
思考：
1
1
二肽
2
2
三肽
N-1
N-1
多肽
N-2
N-2
N-M
N-M
6. N个氨基酸脱水缩合形成环状化合物，脱水 个，形成 个肽键。
7.一条肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。如果一条肽链上有2个氨基，则说明有一个氨基在 上。
N
N
1
1
R基
COOH
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
多肽链中不相邻的氨基酸之间常常会规则性的形成氢键
3、多肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质
多肽链中侧链基团相互作用使肽链具有一定的空间结构
二硫键
离子作用力
疏水效应
氢键
有些蛋白质含有多条多肽链，不同肽链之间依靠一定的作用维系在一起。图示胰岛素的两条肽链通过二硫键维系在一起。
-SH＋-SH→-S-S-
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
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
四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构的蛋白质
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？
如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的肽链，可以写出多少条互不相同的多肽？
试着说出蛋白质种类多种多样的原因？
思考·讨论——氨基酸怎样构成蛋白质
4、蛋白质结构多样性的原因
组成蛋白质的氨基酸数目成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，这构成了蛋白质分子的多样性
氨基酸的种类、数目、排列顺序的多样性，以及蛋白质具有复杂的空间结构。
三、蛋白质的结构及其多样性
蛋白质的结构（主要是指空间结构）与其功能相适应
想一想：
蛋白质的空间结构（构象）的改变会影响功能，还有其它方式可以改变蛋白质的构象吗？
三、蛋白质的结构及其多样性
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。
变性因素：酸、碱、加热、酒精等。
问题：
两种加工方法的原理是什么？
变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
蛋白质变性:
思考
1.为什么吃熟鸡蛋、熟肉更容易消化？
高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
2.变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗？
可以，因为变性的蛋白质空间结构破坏了，但是肽键还在；双缩脲
试剂是与蛋白质中的肽键发生反应的。
（含2个以上肽键）
含两个以上肽键化合物的鉴定
蛋白质水解：
＋
按照方式：
酶水解、酸水解、碱水解
按照程度：
彻底水解——氨基酸
初步水解——小分子肽
蛋白质的水解
胰蛋白酶能切开特定氨基酸之间的肽键
蛋白质水解：
进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？
胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等
不同的蛋白酶作用的部位（肽键）有差异，其水解产物为小分子肽和氨基酸；肽酶会从肽链的一端逐个水解肽键，其水解产物全为氨基酸。
※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。
Ⅰ 脱水数、肽键数
肽链：肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数
环肽：肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数
Ⅱ 蛋白质的相对分子量
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－脱去水分子数×18
(若有p个二硫键生成，则还应减去2p )
计算微专题
Ⅲ 游离氨基、羧基数
肽链：游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中的氨基或羧基数。
环肽：游离氨基或羧基数=R基中的氨基或羧基数。
Ⅳ O原子数、N原子数
肽链：O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数
＝各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子数。
N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数
=氨基酸数+R基上的N原子数
＝各氨基酸中N原子的总数。
计算微专题
【例1】二条肽链分别由360个氨基酸和380个氨基酸组成，若氨基酸的平均相对分子质量为a，则2条肽链之间相差的肽键数和相差的相对分子质量分别是 。
【例2】下面为牛胰岛素的结构图，该物质中-S-S是由两个-SH脱去两个H形成的，牛胰岛素含有 个肽键，牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为 ，牛胰岛素中至少有 个—NH2和 个—COOH
20 、20a-20×18
49
49×18+3×2=888
888
2
2
360a-359×18
380a-379×18
计算微专题
【例3】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 。
【例4】设氨基酸的平均相对分子质量为128，现有一条化学式为CxHyOzN18S3的链状多肽，已知该肽有1个游离的羧基和4个游离的氨基，则该多肽的相对分子质量为 。
798、12和10
1668
18=氨基酸数+3
分子量=氨基酸数×128-（氨基酸数-1）×18
计算微专题
【例5】如图表示某种蛋白质中相关基团或氨基酸的数目，该蛋白质中含有 条肽链， 个肽键，R基上共含 个氨基，形成该蛋白质时共脱掉 个水分子。
【例6】某链状多肽由22个氨基酸缩合而成。在某种情况下该多肽被水解成1个四肽，2个三肽，2个六肽，则这些短肽的游离氨基总数的最小值、肽键总数及水解成这些短肽所需的水分子总数分别为 。
2
124
15
124
共5条短肽，肽键=3+2×2+2×5
5、17、4
游离的羧基-R基上的羧基
计算微专题
1
肽键 C原子数 氨基、羧基 O原子
39肽
短肽们
39-1
39-4-4
7
8
3
甘氨酸×4
多3条链
（39-1）+1×2+R
（39-4-4）+4×2+R
【例7】某三十九肽中共有甘氨酸（结构式如图）4个，现用某种水解酶去除其中的甘氨酸，得到4条长短不等的多肽（如图），如将4条多肽总的原子数或结构数与原来多肽进行比较，则肽键数减少 个，C原子数目减少 个，
氨基和羧基分别增加 个，O原子数目减少 个。
计算微专题
【例8】某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸，合成1分子该物质将产生 个水分子，该多肽分子水解后可以产生 个谷氨酸。
甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸
3
5
N=氨基酸数+RN
O=肽链数×2+肽键数+RO
=1×2+5+RO
计算微专题
【例9】经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为 。
q－p＋1
O=肽链数×2+肽键数+RO
∴肽键数=p-2
N=氨基酸数+RN
=p-1+赖氨酸数
计算微专题