2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者(共31张PPT2个视频)-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修一

(共31张PPT)
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
生物（人教版）必修一
学习目标：
1.通过对蛋白质的学习，形成唯物主义观和正确的健康观；从结构与功能观角度理解蛋白质的多样性。（生命观念）
2.归纳氨基酸结构，演绎氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，通过推理、空间想象解答与蛋白质有关的计算问题。（科学思维）
3.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）
复习旧知
1.含量:
占细胞干重的50%以上。
细胞核中的遗传信息，
往往要表达成蛋白质才能起作用。
蛋白质是生命活动的主要承担者。
2.检测：
蛋白质与双缩脲试剂发生作用，
产生紫色反应
细胞中含量最多的有机物是
蛋白质
蛋白质解析图
多样
结构
调节
免疫
运输
催化
蛋白质是生命活动的主要承担者
任务1：阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能
一、
蛋白质的功能
不能，蛋白质是生物大分子要经过消化，水解为氨基酸才能被人体吸收
蛋白质的基本单位是：
胃蛋白酶
肠肽酶
氨基酸
胰蛋白酶
蛋白质 多肽 氨基酸
胃、胰蛋白酶
肠肽酶
蛋白质的基本单位----氨基酸
二、
蛋白质可以直接被人体吸收吗？
种类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有21种。
任务2：观察氨基酸的分子结构，概括氨基酸结构通式
蛋白质的基本单位--氨基酸
二、
蛋白质的基本单位----氨基酸
二、
1.结构通式：
每种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连接在同一个碳原子上。
R基不同，氨基酸则不同。
H2N
氨基
C
OH
O
羧基
C
H
R
侧链基团
2.结构特点：
酸
氨基
C
NH2
COOH
H
R
NH2
H2N
N
H
H
N
H
H
N
H
H
COOH
C OH
O
C O H
O
HOOC
氨基
羧基
书写提醒：
蛋白质的基本单位----氨基酸
二
特别提醒　氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：
—NH2、—COOH、—R (千万不要忘记原子团前要有短线“—”)
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
苯丙氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸)、赖氨酸、苏氨酸、
色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸
组成人体蛋白质的氨基酸有21种
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
笨 蛋 来 宿 舍 晾 一晾 鞋
(苯)(蛋)(赖)(苏)(色)(亮)(异亮)(缬)
蛋白质有数万种
共13种，人体可自身合成的氨基酸
共8种，人体不能自身合成的氨基酸
（婴儿9种，组氨酸）
氨基酸：20种
蛋白质：
1010～1012
？
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
氨基酸形成蛋白质的过程：
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
脱水缩合——氨基酸之间相互连接而脱去水的过程。
1. 水中氢来自：
2. 水中氧来自：
氨基和羧基
羧基
1. 氨基酸的脱水缩合
三. 蛋白质的结构及多样性
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
（1）肽键：连接两个氨基酸分子的化学键：
（2）二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物。
-NH-CO-或-CO-NH-
两个
（3）生成一个肽键，脱去 水。
一分子
肽键
肽键
三. 蛋白质的结构及多样性
2. 二肽
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
H2O
三. 蛋白质的结构及多样性
肽键
三肽
（1）三肽（多肽）: 由三个或多个氨基酸分子缩合而成的化合物。
（2）肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链。
3. 三肽、多肽和肽链
有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状多肽。
由几个氨基酸形成的就叫几肽
三肽、四肽……
统称为
多肽
肽链
呈链状
氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？
三. 蛋白质的结构及多样性
肽链盘曲、折叠，形成蛋白质
由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子含有几条肽链，它们通过一定的化学键互相结合在一起。（教材P30）
氨基酸的种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸的排列顺序不同
α-螺旋
β-折叠
肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同
三. 蛋白质的结构及多样性
脱水缩合 盘曲折叠
氨基酸 肽链(一条或多条)
蛋白质（有功能）
结构异常导致功能异常：
在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常。
正常血红蛋白的肽链和正常红细胞
异常血红蛋白的肽链和镰状红细胞
运输氧的能力会大为减弱
蛋白质的结构决定其功能
与社会联系
网络披露：
有人论文中提到可用熟鸡蛋可以孵出小鸡，你如何评论？
蛋白质的变性：
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，致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。过程不可逆。
蛋白质变性的原因：
化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）、物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）
思考：变性的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗？
还可以，因为变性的蛋白质肽键没有被破坏。
组成 元素
C、H、O、N、（S）
氨基酸
种类：
通式：
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点：
脱水缩合
多肽
组成蛋白质的氨基酸种类不同
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
组成
基本单位：
形成
导致
21种
至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
核糖体
小结
蛋白质的相关计算
四
1.蛋白质中肽键数与水分子数及氨基酸数目的关系
肽键数=脱去的水分子数=氨基酸个数－1(肽链条数)
肽键数=脱去的水分子数=氨基酸个数－2 (肽链条数)
ｎ个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链，则肽键数＝
ｎ个氨基酸脱水缩合形成ｍ条多肽链，则肽键数＝
(ｎ－1)个；
(ｎ－ｍ)个
多肽链形成蛋白质
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
公式：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数
蛋白质的相关计算
四
环状多肽形成蛋白质
1.蛋白质中肽键数与水分子数及氨基酸数目的关系
公式：脱去水分子数 = 肽键数 = 氨基酸数
如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键
m
多肽链形成蛋白质
H2N
COOH
游离羧基数
= 1
游离氨基数 =
H2N
H2N
COOH
COOH
游离羧基数
= 2
游离氨基数 =
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
公式：蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数 = 肽链的条数
公式：蛋白质中含有游离氨基/羧基数=肽链的条数+R基中游离氨/羧基
蛋白质的相关计算
四
2 蛋白质中游离氨基、羧基数目与肽链的关系
环状多肽形成蛋白质
公式：蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=0
公式：蛋白质中含有游离氨基/羧基数 = R基中游离氨/羧基
蛋白质的相关计算
四
2 蛋白质中游离氨基、羧基数目与肽链的关系
蛋白质的相关计算
四
3 蛋白质中相对分子质量的计算
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
H2O
肽键
肽键
三肽
公式：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
蛋白质的相关计算
四
公式：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
图2-1 某胰岛素通过二硫键连接
蛋白质中存在二硫键
S
二硫键
H
H
H2
S
3 蛋白质中相对分子质量的计算
蛋白质的相关计算
四
4 蛋白质原子数目的计算
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
N原子数
= 各氨基酸中的N原子总数
= 氨基酸数 + R基上的N原子数
= 肽键数 + 肽链数 + R基上的N原子数
O原子数
= 各氨基酸中O原子总数－脱水数
= 肽键数 + 肽链数×2 + R基上的O原子数
= 氨基酸数×2 + R基上的C原子数
C原子数
= 氨基酸中的C原子数
H原子数
= 各氨基酸中的H总数－脱水数×2
－2 × 二硫键数
1.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
2.由105个氨基酸合成某蛋白质过程中，失去了水的相对分子量为1800。则该蛋白质的肽链数是
A. 100 B.5 C.105 D.205
经典例题
1、分子式为C63H103O65N17S2的多肽化合物，通常情况下，最多含有多少个肽键（ ）
A、63 B、62 C、17 D、16
随堂练习
In-class practice
C
2、如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多分别为：
A、9种、9种 B、6种、3种
C、27种、6种 D、29种、3种
A
3、某多肽，经测定其分子式是C21HxOyN4S2（无二硫键）。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的： 苯丙氨酸（C9H11O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、亮氨酸（C6H13O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、半胱氨酸（C3H7O2NS），下列有关叙述不正确的是（ ）
A.该多肽水解后形成3种氨基酸
B.该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5
C.该多肽中有3个肽键
D.该多肽中不止1个羧基
随堂练习
In-class practice
D
4、美国科学家吉尔曼、罗德贝尔因发现G蛋白和G蛋白偶联受体(GPCRs)及其在细胞中转导信息的内在工作机制，分别荣获1994和2012年诺贝尔奖。GPCRs是由m个氨基酸组成的一条往返穿膜七次的多肽链跨膜蛋白，下面是其结构模式图。与此有关的说法不正确的是 (　　)
随堂练习
In-class practice
B
A．G蛋白偶联受体(GPCRs)的化 学本质是糖蛋白
B．图中所示的该条多肽链只有一个游离的氨基和羧基
C．图中—S—S—结构具有维持该受体空间结构的作用
D．合成该跨膜蛋白时共失去m－1个水分子