2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 课件

(共58张PPT)
分类 元素组成 生理功能
脂肪(甘油三酯) C H O （三分子脂肪酸、一分子甘油 ） ①细胞内良好的 ；②很好的 ，有隔热、保温作用；③具有
作用，可以保护内脏器官
磷脂
固醇 胆固醇
性激素
维生素D
储能物质
绝热体
缓冲和减压
脂质
C H O N P
是构成细胞膜、多种细胞器膜的重要成分
①构成动物细胞膜 的重要成分；②参与血液中 脂质 的运输
促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成
能有效地促进人和动物肠道对钙和磷吸收
C H O
苏丹Ⅲ/Ⅳ
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
转运 连接 膜蛋白功能 受体 酶
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。
问题探讨
1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收
讨论
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
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？
这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收,
胶原蛋白线
传统缝合线
纤细
强韧
可吸收
蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
学习目标：
1.概述蛋白质的结构和功能;
2.说出氨基酸的结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程;
3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者;
4.关注蛋白质研究的新进展。
生命活动的主要承担者——蛋白质
一、含量：
约占细胞总重7%-10%,是细胞含量最多的有机物，也是细胞干重中含量最多的化合物。
二、化学元素组成：
主要由C、H、O、N 4种化学元素构成，
少数含有P 、S、I、Fe 等元素。
（如：半胱氨酸和甲硫氨酸中含有S元素）
Protein
蛋白质是细胞必需的营养成分，每天吃哪些食物可以补充蛋白质呢？
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。
富含蛋白质的食品:
联系生活: 一分钟了解”红肉”和”白肉”
在营养学上，“红肉”指的是在烹饪前呈现出红色的肉，如猪、牛、羊、鹿、兔等哺乳动物的肉。红肉中含有较多的铁红素，所以显示红色。红肉含有较高的饱和脂肪酸，过量食用会增加心血管疾病的风险。根据《中国居民膳食指南》建议，每日红肉摄入量最好控制在50克以内。
“白肉”则指那些烹饪前呈现岀白色的肉，包括鸡、鸭、鹅等禽类，还有鱼、甲壳类动物(如虾、蟹等)，以及贝类动物(如牡蛎、蛤蜊)等的肉。白肉纤维细腻、脂肪含量较低，脂肪中不饱和脂肪酸含量较高。且白肉中蛋白质含量更高，氨基酸组成与人体所需的氨基酸更接近，更有利于消化吸收。
相对来讲，白肉更健康，但这并不意味着要完全拒吃红肉。与白肉相比，红肉中富含铁、锌等微量元素以及维生素B12、蛋白质、烟酸、等。这些成分对人体的健康也至关重要，尤其是正处于生长发育期的孩子，还有就是贫血的人群。
与生活的联系
组成生物体的蛋白质又有怎样的功能呢？
一、蛋白质的功能
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。如肌肉、头发、蛛丝、羽毛等的成分主要是蛋白质。
淀粉酶
丝氨酸蛋白酶
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。
胃蛋白酶
3、运输作用：有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白、载体蛋白。
图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素
4、调节作用：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、生长激素。
5、免疫作用：有些蛋白质有免疫功能。人体的抗体是蛋白质
艾滋病(AIDS)HIV抗体(Y状抗体)
细胞因子
总结：蛋白质的主要功能
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
①结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，如肌球蛋白、肌 动蛋白等
②催化蛋白：起生物催化作用，如绝大多数酶
③运输蛋白：如血红蛋白、细胞膜上的载体
④调节蛋白：如胰岛素和生长激素等
⑤免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体
记忆小贴士
催姐运面条
注意：
酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA；
激素有蛋白质有脂质；
抗体全是蛋白质。
蛋白质
胃、小肠的消化
氨基酸
蛋白质可以被人体直接吸收利用吗？
蛋白质必需经过消化成氨基酸才能被人体吸收
和利用。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
观察下列几种氨基酸结构
思考 讨论
氨基酸的结构特点
讨论
—NH2:氨基
—COOH:羧基
侧链基团R基
试一试,能不能推导出氨基酸的结构通式？
“氨基酸”这一名词代表了氨基酸分子结构中的重要部分是氨基和羧基
1. 氨基酸的结构
C
H
C
H2N
OH
O
R
氨基
羧基
侧链基团
①至少有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）；
②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；
③R基不同，氨基酸种类不同，共有21种。
（1）结构通式：
（2）结构特点：
各种氨基酸之间的区别在于 的不同。
R基
a.氨基、羧基不同表示方法：
2.特别关注：
或HOOC-
“—”必须连在N或C上
b.氨基酸结构通式的不同表示方法：
c.氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：—NH2、—COOH、—R (基团前的“—”不能省略)
或 H2N-CH-COOH
R
-C2H4O2N
一个氨基酸化学式为C5H11O2N，求该氨基酸中R基的化学式
—C3H7
数量关系（分子式）：R + C2H4O2N
判断
以下哪些是组成蛋白质的氨基酸 R基是什么？
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
H2N
COOH
H
C
H
H2N
H
CH2
COOH
√
√
×
×
C
NH2
CH3
H2N
H
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
×
√
甘氨酸是分子量最小的氨基酸
蛋白质
蛋白质的功能
蛋白质的结构
相适应
氨基酸
多肽链中氨基酸排序
多肽链有律的折叠、盘曲
多肽链进一步地盘绕
不同多肽链之间相连
缩合
主链
R基团
空间结构
变性
失去
结构
调节
催化
运输
破坏
免疫
如
基本单位
结构通式
生命活动
属于
必需氨基酸：
非必需氨基酸：
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)
人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。
8种（婴儿9种，多一种组氨酸）
（13种，婴儿12种）
组成人体蛋白质的氨基酸约有21种：
2. 氨基酸的种类
氨基酸
有些同学有“偏食”的习惯，请分析这种习惯为什么不好？
半必需氨基酸
物质名称 化学式 原子 个数 分子
质量
水 甲烷 硫酸 血红蛋白 H2O CH4 H2SO4 C3032H4816O872N780S8Fe4 3 5 7 9512 18
16
98
66552
思考：氨基酸分子是怎样构成蛋白质分子的？
蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的生物大分子。
(相对分子质量为从几千到100万以上)
（常见的生物大分子有：多糖、蛋白质、和核酸，它们都有其基本组成单位。
注:脂肪不是生物大分子）
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
肽键
三、蛋白质的结构
1、氨基酸的结合方式：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。
水分子中的O和H来自于哪个基团？
水分子中的O来自羧基，
H来自羧基和氨基
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
3个氨基酸脱水缩合：
H2O
肽键
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R2
H
N
肽键
三肽
H2O
H2O
由几个氨基酸脱水缩合就是“几肽”（不是根据肽键数确定）。
由三个及三个以上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）。
3个氨基酸脱水缩合：
（1）该图中，①表示　 ，③表示　　 ，⑦表示　 。
（2）该化合物由　　 个氨基酸分子失去　　 个水分子而形成，这种反应
叫　　　　 反应。
（3）该化合物含有　　个肽键，序号是_____________ 。该图所示化合物
的名称是：　 ，该化合物含有　　个氨基、 个羧基。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　 (序号）决定的。
氨基
肽键
羧基
四肽(多肽)
3
4
3
脱水缩合
根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。
③⑤⑥
②④⑧⑨
2
2
氨基酸
肽链
脱水缩合
蛋白质
多条肽链聚集
空间结构肽链
一条盘曲折叠
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
几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
2.蛋白质的结构层次
一级结构
二级结构
三级结构
（亚基）
四级结构
肽键
氢键
氢键、二硫键等
亚基间的一些次级键
--SH
--SH
--S—S-- +2H
二硫键
两条肽链
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
组成蛋白质的氨基酸有21种
蛋白质有多少种
1010～1012种

21种氨基酸为何能构成这么多种蛋白质呢？
3.蛋白质的结构多样性的原因
四、蛋白质结构的多样性
1.氨基酸
下图所示是同一种二肽吗？不是。多肽链是有顺序的——从氨基端到羧基端（即体内多肽链合成的顺序）。对于生物大分子而言，其顺序是很重要的。甘氨酸残基半胱氨酸残基半胱氨酸残基甘氨酸残基氨基酸的顺序氨基酸的排列顺序不同会导致肽链的结构不同2.肽链的空间结构
二硫键
两条肽链
①种类不同
②数目成千上万
③排列顺序千变万化
多肽链盘曲、折叠的方式及
蛋白质的空间结构千差万别
结构多样性决定了其功能的多样性
蛋白质多
样性原因
氨基酸
蛋白质
蛋白质的结构多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构千差万别
单个氨基酸改变
蛋白质结构异常
红细胞形态异常
镰刀型细胞贫血症
蛋白质的功能改变
空间结构改变
蛋白质的结构和功能相适应
1.定义：蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，
从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。
与社会的联系---蛋白质变性：
2.因素：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）
3.实质：蛋白质的氢键和离子键等被破坏，使空间结构发生了改变。但在变性过程中，肽键和二硫键没有断裂，化学组成也没有改变。
卷曲、紧密
伸展、松散
4.结果：生物活性丧失；粘度增加、扩散系数降低；容易聚集沉淀，更易消化。
过程不可逆
变性的蛋白质仍可以与双缩脲试剂发生紫色反应。
5.变性的应用：
1) 鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。
2) 细菌、病毒经过加热、加酸、加酒精等处理后因蛋白质变性
而灭活。（消毒、灭菌）
3) 动物、昆虫标本固定保存、防腐。
4) 很多毒素是蛋白质，经甲醛固定，减毒、封闭毒性碱基团作
类毒素抗原，制作抗毒素。
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，容易被蛋白酶水解成小分子物质，即利于消化。
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）
指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使蛋白质
沉淀析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变，生物活性未丧失。
过程一般可逆，用于分离、提纯蛋白质
（高浓度的盐析也会导致变性）
与社会的联系---蛋白质盐析：
按照水解程度：
完全水解——氨基酸
不完全水解——小分子肽
蛋白质的水解：
※为什么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。
与社会的联系---蛋白质水解：
水解
＋
酶
蛋白质的功能
Function of protein
思考:
民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨
食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能
（1）该图中，①表示　 ，③表示　　 ，⑦表示　 。
（2）该化合物由　　 个氨基酸分子失去　　 个水分子而形成，这种反应
叫　　　　 反应。
（3）该化合物含有　　个肽键，序号是_____________ 。该图所示化合物
的名称是：　 ，该化合物含有　　个氨基、 个羧基。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　 (序号）决定的。
氨基
肽键
羧基
四肽(多肽)
3
4
3
脱水缩合
根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。
③⑤⑥
②④⑧⑨
2
2
1.若有A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个
即：3×2×1＝6种
3
2
1
形成三肽的种类：
2.若有A、B、C、D四种氨基酸，每种氨基酸只有一个
形成三肽的种类：
4
3
2
即：4×3×2＝24种
与蛋白质有关的计算
即：3×3×3＝27种
3
3
3
3.若有A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限
形成三肽的种类：
形成四肽的种类：
3
3
3
3
即：3×3×3×3＝81种
在人体中由于氨基酸的种类、数目和排列顺序的不同，导致合成的肽链千差万别，蛋白质结构多样。
【想一想】
1）2个氨基酸形成一条肽链时失去几个水分子？形成几个肽键？
至少几个氨基？几个羧基？
2）3个氨基酸形成一条肽链时失去几个水分子？形成几个肽键？
至少几个氨基？几个羧基？
1个
1个
1个
1个
2个
2个
1个
1个
3）n个氨基酸形成一条肽链时失去几个水分子？形成几个肽键？
至少几个氨基？几个羧基？
n-1
n-1
1个
1个
一条肽链中：脱水数＝肽键数＝氨基酸数－1
至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基（分别位于肽链的两端，R基上也可能有其他的氨基和羧基。
第1条链 用n1个氨基酸
脱水数 肽键数 氨基数 羧基数
第2条链 用n2个氨基酸
第m条链 用nm个氨基酸
n1-1
n1-1
n2-1
n2-1
.......
.......
nm -1
nm -1
.......
.......
脱水数=(n1-1)+(n2-1)+(n3-1)+......(nm-1)
=n1+n2+n3+......nm-m
=n-m
4）n个氨基酸形成m条肽链时失去几个水分子？形成几个肽键？
至少几个氨基？几个羧基？
1
1
1
1
1
1
脱水数=氨基酸数-肽链数
第1条链 用n1个氨基酸
脱水数 肽键数 氨基数 羧基数
第2条链 用n2个氨基酸
第m条链 用nm个氨基酸
n1-1
n1-1
n2-1
n2-1
.......
.......
nm -1
nm -1
.......
.......
肽键数=
n-m
4）n个氨基酸形成m条肽链时失去几个水分子？形成几个肽键？
至少几个氨基？几个羧基？
1
1
1
1
1
1
氨基数=羧基数=
m
肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数
氨基数=肽链数
(假设氨基酸的平均相对分子量为A)
氨基酸数 肽键数 脱水数 游离 氨基 游离 羧基 肽链相对分子量
1条链 n
m条链 n
n-1
n-1
至少1个
至少1个
至少m个
至少m个
n-m
n-m
nA-18(n-1)
nA-18(n-m)
与蛋白质有关的计算
①肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数
②游离氨基或羧基数:至少游离氨(羧)基数=肽链数
实际游离氨(羧)基数=肽链数+R基中的氨(羧)基数
③产生的蛋白质质量（假设氨基酸的平均相对分子量为A，共n个氨基酸形成m条肽链，有t个二硫键）
/产生蛋白质时减少的质量
nA-18(n-m)-2t
18(n-m)+2t
特例：
1）肽键数:
3）若氨基酸数目为n，氨基酸平均相对分子质量为A，则多肽的相对分子质量为：
nA-18n
1.环状肽
=脱水数=氨基酸数
2）游离的氨基和羧基的数目：
至少0个（R基中可能有）
蛋白质的结构
4. (2021·山东泰安高一期末)二硫键(—S—S—)是蛋白质中连接2
条肽链的1种化学键。右图是由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个氨基
D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三
方面决定
A
278
2个
还有肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构
产生蛋白质时减少的质量:
5008
蛋白质中N、O原子数计算：
多肽N原子数 =氨基酸数+R基中的N原子数
多肽O原子数 =（氨基酸数+肽链数）+R基中的O原子数
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
不考虑R基，多肽中O原子数和N原子数关系为：
多肽O原子数 =多肽N原子数+肽链数
1.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
练一练：
做题时以N、O原子数的计算为突破口
2.某多肽的分子式为C55H70O19N10,已知它由下列4种氨基酸组成:
甘氨酸(C2H5NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、
谷氨酸(C5H9NO4),那么该多肽彻底水解可产生多少个谷氨酸
分子( )
A.4个 B.5个 C.6个 D.3个
A
基本单位：
( )
氨基酸
21种
种类：
必需氨基酸
非必需氨基酸
通式：
结构特点：
多肽
脱水
缩合
折叠
组装
蛋白质
计算方法
课堂小结
n个氨基酸 肽键数 脱水数 最少剩氨基，羧基
1条肽链
m条肽链
n-1
n-1
n-m
n-m
1个，1个
m个，m个
( )
( )
蛋白质
功能
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课堂练习√XX√课堂练习
3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是 ( )
4.下列物质中，不属于蛋白质的是 ( )
A.胰岛素 B.胆固醇
C.胃蛋白酶 D.抗体
A
B
二、
5
4
4
肽键
不具有
氨基酸的排列顺序决定脑啡肽的功能，氨基酸的排列顺序变了，新的物质就不再具有脑啡肽的镇痛功能。
感谢聆听
8.—条肽链的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生了下列3种氨基
酸: 据此判断,下列有关叙述错误的是( )
A.1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸
B.1个该肽链分子含有5个肽键
C.1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基
D.该化合物叫做六肽
C
4个