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40张ppt）

(共40张PPT)
第2章 组成细胞的分子
蛋白质是生命活动的主要承担者
第4节
问题探讨
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。
讨论
1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你
认识蛋白质的化学组成有什么启示？
一.蛋白质的功能
1.结构蛋白
构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白
一.蛋白质的功能
2.催化功能
催化细胞内的化学反应，绝大多数酶都是蛋白质。
3.调节功能
有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动。
一.蛋白质的功能
4.运输功能
血红蛋白运输氧气
细胞膜上载体蛋白运输物质进出细胞
胞内马达蛋白沿着细胞骨架运输囊泡
一.蛋白质的功能
5.免疫功能
抗体
抗原
人体内的抗体是蛋白质，具有免疫的功能
一.蛋白质的功能
6.识别功能
细胞膜的外表有一层糖蛋白，与细胞的识别作用密切相关。糖蛋白的识别作用好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之间，互相联络用的“文字”或“语言”。
蛋白质的功能
1.结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质；
2.催化作用：绝大多数酶；
4.运输功能：血红蛋白，载体蛋白等；
3.调节功能：如各种激素，起信息传递的作用，能够调节机体的
生命活动；
5.免疫功能：参与机体的防御，如抗体。
6.识别功能：细胞膜上的糖蛋白等。
蛋白质能够承担如此多样的功能，与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。
为什么蛋白质有这么多种类和这么多样的功能？
这与它的组成和结构有关吗？
二.氨基酸及其种类
C
H
H2N
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
CH
C
O
OH
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
C
H
C
O
OH
CH3
丙氨酸
思考与讨论
1.这些氨基酸的结构有什么共同特点？
2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
H2N
H2N
H2N
1.氨基酸的结构通式
C
H
N
R
C
O
OH
H
H
氨基
羧基
侧链基团
1.氨基酸是蛋白质的基本单位，组成元素为C、H 、O 、N,有的含有P 、S等；
2.特点：每个氨基酸分子中都有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一个碳原子上；
判断某化合物是否为构成蛋白质的氨基酸的依据。
3.各种氨基酸之间的区别在于R基的不同;
4.在书写上各基团之间的位置可以互换;
5.氨基酸的计算：
①已知R基，求氨基酸分子式;
②已知分子式，求R基。
判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？
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
×
×
×
√
√
小试牛刀
2.氨基酸的种类
自然界中的氨基酸有300余种，但组成蛋白质的氨基酸约有21种
必需氨基酸：
人体细胞不能合成的氨基酸(8种)
非必需氨基酸：
人体细胞能合成的氨基酸(13种)
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
氨基酸的营养均衡
三.蛋白质的结构
氨基酸
肽链
——氨基酸脱水缩合形成肽链
三.蛋白质的结构
——氨基酸脱水缩合形成肽链
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
H
脱水缩合
肽键
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)，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
三肽
肽键
由两个氨基酸缩合而成化合物叫做二肽。(含有一个肽键)。
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。多肽通常呈链状，叫作肽链。
三.蛋白质的结构
——氨基酸脱水缩合形成肽链
典例应用
一、氨基酸的结构及特点
例1 以下关于氨基酸的说法，正确的是(　　)
A.组成蛋白质的氨基酸都只有一个氨基和一个羧基，连接于碳原子上
B.组成人体蛋白质的氨基酸有21种，但有的氨基酸人体不能合成，必须从外界食物中获得，如赖氨酸
C.人体内最简单氨基酸的R基为—CH3
D.每个氨基酸分子都只含C、H、O、N四种元素
典例应用
一、氨基酸的结构及特点
例2 判断下列能组成生物体蛋白质的氨基酸的是_________　
①③④⑥
典例应用
一、氨基酸的结构及特点
例3 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
小试牛刀
下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：
（1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。
（2）脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。
4
R基
4
五
脱水缩合
4
第一步：找肽键
第二步：找R基
第三步：看头尾
分析R基
挑战自我
四.蛋白质多样性的原因
1.肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化
三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？
体内21种常见氨基酸，能形成多少种三肽？
若21种氨基酸组成含1000个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？
213
211000
6
2.肽链空间结构不同
多肽链中侧链基团相互作用使肽链具有一定的空间结构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。
肽键之间
R基之间
多肽链中不相邻的氨基酸之间常常会规则性的形成氢键。
四.蛋白质多样性的原因
五.结构与功能相适应
1.蛋白质的变性与盐析
加热
思考与讨论
1.请思考有哪些因素会导致蛋白质变性？
2.蛋白质变性后哪个结构层次被破坏？还能用双缩
脲试剂检测吗？
高温，强酸，强碱，重金属。
蛋白质空间结构被破坏。
肽键未断，可以用双缩脲试剂检测。
蛋白质变性后不可恢复。
五.结构与功能相适应
2.蛋白质的变性与盐析
加热
思考与讨论
3.为什么煮熟的鸡蛋更好消化？
4.在鸡蛋清中加入食盐，会看到白色絮状物，这是蛋白质的盐析现象。蛋白质盐析后是否变性？
高温破坏蛋白质的空间结构，有利于消化道内的蛋白酶水解蛋白质，促进对蛋白质的吸收。
盐析是蛋白质在盐溶液中的溶解度降低的现象，是物理变化，蛋白质未发生变性，可复原。
五.结构与功能相适应
H2O
脱水缩合
肽键
+ H2O
氨基酸残基
二 肽
①肽键数=脱水数
相关计算
H2O
三 肽
n个氨基酸缩合而成的化合物叫
n肽
羧基末端/C-端
氨基末端/N-端
思考与讨论
1.由n个氨基酸组成的1条多肽链，脱去多少个水分子 形成多少个肽键？
2.1条多肽链中有多少个游离的氨基和羧基？
3.若n个氨基酸组成1个环状多肽，则脱水数，肽键数，游离氨基数与羧基数各是多少？
4.若n个氨基酸组成2条链，则上述问题的答案又是多少？
n-1个水分子与n-1个肽键
至少各一个
n个水分子与n个肽键；
至少0个游离氨基与羧基。
思考与讨论
1.左图展示的是人胰岛素的氨基酸序列图。图中显示有几条肽链？多少个氨基酸？形成多少个肽键？
2.若某蛋白质由n个氨基酸形成m条链，则脱水缩合时共形成多少个肽键？
3.若n个氨基酸组成的蛋白质中出现环肽，上述公式是否仍旧适用？
2条链
51个氨基酸
49个肽键
n-m个肽键
②氨基酸数-肽链数=肽键数
1
42
35
1
39
适用，环肽记作0条链
肽键=42+35+39-2=114
相关计算
①肽键数=脱水数
②氨基酸数-肽链数=肽键数
1.若20种氨基酸平均相对分子质量为128，求此蛋白质的相对分子质量。
假设某蛋白质由n个氨基酸，m条多肽链组成
相对分子质量=128n-18*(n-m)
例：若20种氨基酸平均相对分子质量为128，则人胰岛素的相对分子质量是多少？
脱氢缩合
+2H
相对分子质量=128×51-18×(51-2)-2×3
=5640
相关计算
假设某蛋白质由n个氨基酸，m条多肽链组成
2. 求此蛋白质分子中游离的氨基数与羧基数。
氨基数：m + R基上的氨基数；
羧基数：m + R基上的羧基数。
3. 求此蛋白质分子中O原子数与N原子数。
O原子数：
2n-(n-m)+ R基上的O原子数
=n + m+ R基上的O原子数
N原子数：
n+ R基上的N原子数
典例
1. 某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是(　　)
A．3　49　49 B．10　42　42
C．9　42　8 D．9　 50　9
C
典例
2．如图表示某一条多肽链，其中有3个甘氨酸(R基为—H)且分别位于第8、20、23位，下列叙述正确的是(　　)
A．此多肽至少含有N原子和O原子各30个
B．形成此多肽时，参与脱水缩合的氨基酸相对分子总量减少了540
C．用特殊水解酶选择性除去3个甘氨酸，形成的产物中有一个不是多肽
D．若组成此多肽的氨基酸种类、数目和排列顺序都不变，则它只能构成一种蛋白质分子
C
典例
3．某十九肽含4个天门冬氨酸(C4H7O4N)，分别位于第7、8、14、19位(见下图)。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是(　　)
A．该十九肽含有的肽键数目为19个
B．该十九肽至少含有6个游离的羧基
C．肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽
D．肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个
D
典例
4．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，相关叙述正确的是(　　)
A．合成1分子该物质将产生6个水分子
B．在细胞中合成该物质时只需要核糖体一种细胞器
C．该多肽分子中含1个氨基和1个羧基
D．每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸
D
典例
5.假设该蛋白质分子中的一条肽链为178肽，其分子式为CxHyNzOwS(z>178，w>179)，并且是由下列五种氨基酸组成的：
那么，将该178肽彻底水解后将会得到________个赖氨酸，________
个天冬氨酸(结果可含分子式中的未知数)。
z－178
(w－179)/2
当堂检测(5min)
1-5 BACBC
课程小结