2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 (共31张PPT) 2024-2025学年人教版（2019）高中生物必修一

(共31张PPT)
第4节 蛋白质是生命活动的
主要承担者
第2章 组成细胞的分子
理解蛋白质是生命活动的主要承担者
1
了解氨基酸的结构特点
2
理解细胞中蛋白质的种类多样的原因
3
学习目标
一、蛋白质的功能
肌肉
头发
1.结构物质
构成细胞和生物体结构的重要物质，称之为结构蛋白
胃蛋白酶等消化酶
2.催化
血红蛋白
运输氧气
3.运输
抗原
抗体
4.免疫
图中黄色区域的部分细胞分泌胰岛素
5.调节
生命活动的主要承担者
几种常见的蛋白质
胰岛素
C256H381O76N65S6
5778
牛奶乳蛋白
C1642H2452O492N420S12
36684
血红蛋白
C3032H4816O872N780S8Fe4
64500
生物
大分子
基本组成单位？
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。
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
问题探讨
蛋白质的消化分解过程
蛋白质的基本单位是：
胃蛋白酶
肠肽酶
氨基酸
胰蛋白酶
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
观察下列几种氨基酸的结构：
亮氨酸
讨论
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？
思考·讨论
1.氨基酸的结构特点
亮氨酸
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
C
H
H2N
C
O
OH
CH3
丙氨酸
侧链基团
C
H
H2N
H
C
O
OH
甘氨酸
氨基
羧基
C
R
H
COOH
H2N
1.结构通式
NH2
（ ）
N
H
H
氨基
羧基
“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
COOH
C
O
OH
（ ）
每种氨基酸至少都含有一个氨基（一NH2)和一个羧基 (一COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。
（不同的氨基酸含有不同的R基团
，共21种）
（元素组成：C H O N,有的含有S、Se）
R基团中还可以有氨基和羧基吗？
半胱氨酸R基
硒代半胱氨酸R基
必需氨基酸：共8种（婴儿有9种，加组氨酸）
甲硫氨酸（蛋氨酸）、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸
思考：有些同学有“偏食”的习惯，请分析这种习惯好不好？
非必需氨基酸：另外的13种
组成人体蛋白质的氨基酸约有21种
2.氨基酸的种类
（甲 携 来 一 本 亮 色 书）
分类依据——
人体细胞是否能够合成
玉米、大米、小麦含赖氨酸较少，豆类食品含甲硫氨酸较少
小组活动
甲烷分子式、结构式
氨气分子式、结构式
氨基和羧基的两种写法
甲烷的三个氢被氨基、羧基、R基团取代后的写法
制作模型：黑C 白H 红R 绿羧基 棕氨基
R基团的种类、写出课本上几种氨基酸的R基团
组成蛋白质的氨基酸有21种
蛋白质有多少种？
1010～1012种
？
21种氨基酸如何构成多种多样的蛋白质？
三、蛋白质的结构及其多样性
C
C
O
OH
H
N
R2
H
C
C
O
OH
H
N
R1
H
H
+
C
C
O
OH
H
N
R2
H
H
C
O
OH
H
H
N
H2O
C
C
O
H
N
R1
H
H
肽键
脱水缩合：氨基酸之间相互连接
而脱去水的过程。
肽键：连接两个氨基酸的那个
化学键。
二肽
氨基酸的结合方式：脱水缩合
两个氨基酸缩合而成的化合物。
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
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。
四肽，……
多肽
（肽链）
蛋白质分子
由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
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。
由肽链形成蛋白质
这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。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，它的空间结构如图所示。
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？
思考讨论 氨基酸怎样构成蛋白质
氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽……多肽；一条肽链按照一定形态折叠、盘曲构成空间结构；多条肽链构成更为复杂的空间结构。
食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽……多肽，由多肽链构成人体蛋白质。人体蛋白质与食物中的蛋白质不一样，其具有完成人体生命活动的结构和功能。
3.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。
10个氨基酸能够组成2110 条互不相同的长链。
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（2）氨基酸种类不同，肽链结构不同
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（3）氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同
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（4）肽链盘曲折叠方式及形成的空间结构不同，蛋白质种类不同
（1）氨基酸数目不同， 肽链结构不同
蛋白质的多样性
血红蛋白
某种胰岛素
某种胰蛋白酶
蛋白质的结构影响功能
1.每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，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。
2.引起蛋白质变性的原因有哪些？
3.为什么吃熟鸡蛋、熟肉更容易消化？
高温、紫外线、过酸、过碱、重金属、酒精等
高温使蛋白质的空间结构变的伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
4.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。
1.蛋白质变性的实质是什么？
2.蛋白质的变性
理化因素
空间构象
破坏
导致
理化性质改变
生物活性丧失
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。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。
不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸序列变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。
肽链中的肽键数、脱去的水分子数与氨基酸个数的关系：
脱去水分子数= 肽键数= 氨基酸个数－直链肽链条数（环状肽肽键数=氨基酸数）
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(1)
(2)
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(3)
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氨基酸个数10
肽键数 9
肽链条数1
=
—
脱去水分子数 9
=
氨基酸个数10
肽键数 8
肽链条数2
=
—
=
脱去水分子数 8
肽键数 7
氨基酸个数10
肽链条数3
=
—
=
脱去水分子数 7
四、氨基酸的相关计算
学习笔记P22-23
例6 跟踪训练T6
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
一
一
m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
m
m
蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。
氨基数和羧基数的计算
结论
蛋白质中游离的氨基或羧基数
=肽链的条数+R基中含有的氨基数或羧基数。
蛋白质相对分子量的计算
缬氨酸
CH
CH3
CH3
H2N—C— C—OH
H
O
H2N—C— C—OH
H
O
H
甘氨酸
甘氨酸、缬氨酸的分子量分别是 、 。由一个甘氨酸和一个缬氨酸形成的蛋白质的分子量分别是 。你是如何计算出来的？
75 117
174
蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×18
*若含有二硫键，还应减去二硫键相对应的氢，形成一个二硫键去掉两个H。
氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a）
一条肽链 m条肽链 环肽
肽键
脱去水分子
减轻的质量
多肽相对分子质量
至少含有的氨基或羧基数
H2N——
——COOH
n-1
n-1
18（n–1）
na-18(n–1)
1
n-m
n-m
18（n–m）
na-18(n–m)
m
n
n
18n
na-18n
0
相关计算公式小结
蛋白质（多肽）中N原子数=肽链数+肽键数+R基中的N原子数
蛋白质（多肽）中O原子数=R基中的O原子数+2×肽链数+肽键数
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
蛋白质中的N、O原子的计算
种类
蛋白质
氨基酸
多
肽
脱水缩合
盘曲
折叠
C、H、O、N
元素组成
21种
结构
通式
C
COOH
H
H2N
R
氨基酸的种类、数量、排列顺序、肽链的盘曲折叠方式及形成的空间结构
结构多样性
功能
结构蛋白
催化
运输
免疫
信息传递
功能多样性
生命活动的主要承担者
本节小结
决定