2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 2024-2025学年人教版（2019）高中生物必修一(共46张PPT)

(共46张PPT)
“胶原蛋白面膜”真能补充皮肤的胶原蛋白，抗皱抗衰老？皮肤能直接吸收蛋白质吗？
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
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
用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
本 节 聚 焦
怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？
氨基酸的结构有什么特点？
为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？
1.蛋白质的功能
2.蛋白质的结构
目 录/contents
PART 01
蛋白质的功能
01
【资料一】许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。
例如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
功能①： 。
组成细胞结构
（常考例子：结构蛋白）
蛋白质的功能
01
【资料二】有些蛋白质能够调节机体的生命活动，具有通过信息传递调节体内各器官生理活性的作用。例如:胰岛素是蛋白质，能够起到降血糖的作用；
生长激素也是蛋白质，能够调节生长和发育。
功能②： 。
调节作用/信息传递
（常考例子：激素）
蛋白质的功能
01
【资料三】细胞中的化学反应离不开酶的催化，而大多数的酶是蛋白质。
我们身体有数千种酶，每一种酶只能催化一种化学反应。相应的酶充足，反应就会顺利、快捷的进行，我们就会精力充沛，不易生病。否则，反应就变慢或者被阻断。
功能③： 。
催化作用
（常考例子：酶）
蛋白质的功能
01
【资料四】有些蛋白质具有运输功能。
如：血红蛋白、载体蛋白。
功能④： 。
运输作用
（常考例子：血红蛋白）
【资料五】有些蛋白质有免疫功能。
人体内的抗体是蛋白质，可以帮助
人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
抗原-抗体结合
功能⑤： 。
免疫作用/防御
（常考例子：抗体）
蛋白质的功能
01
蛋白质
的功能
结构蛋白：构成 结构的重要物质;
功能蛋白
作用：如大多数酶；
作用：如载体、血红蛋白；
作用：如抗体；
作用：如胰岛素等；
细胞和生物体
催化
运输
免疫
调节
总之，细胞的各项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。
记忆口诀：催狗运面条
防御
信息传递
PART 02
蛋白质的结构
02
硒代半胱氨酸
1.种类:在人体中，组成蛋白质的氨基酸有 种。
21
---单位氨基酸
蛋白质的结构
02
硒代半胱氨酸
2.组成元素: 。
C、H、O、N，有的还含有S
---单位氨基酸
蛋白质的结构
观察以下几种氨基酸的结构
C
H
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
H2N
O
OH
CH3
CH3
H
O
C
C
H2N
OH
CH3
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
CH3
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
---单位氨基酸
蛋白质的结构
02
H N
H
C
H
C
OH
O
R
氨基
羧基
侧链基团
【形象记忆】
3. 氨基酸分子结构通式
---单位氨基酸
蛋白质的结构
02
3.氨基酸分子结构通式:
C
H
C
OH
O
R
氨基
羧基
侧链基团
4.特点：
①每种氨基酸至少都含有 . 和 ，
并且都有一个氨基和一个羧基
连接在 上。
这个碳原子还连接 .和 。
②各种氨基酸之间的区别在于
的不同。
一个氨基（—NH2）
一个羧基（—COOH）
同一个碳原子
一个氢原子
一个侧链基团（用R表示）
R基
---单位氨基酸
蛋白质的结构
H N
H
每种氨基酸都只有一个氨基和一个羧基吗？
H
　　 │
H2N—C —COOH
│
CH2 —CH2 —COOH
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在同一个碳原子上。
【注】氨基酸的R基上也可能存在氨基或羧基。
H
　　 │
H2N—C —COOH
│
CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2
谷氨酸
赖氨酸
特别提醒
1.基团的正确书写
氨基：
羧基：
R 基：
—NH2 或
—COOH 或
（注意：基团前面的化学键“—”不能丢)
—R
2.结构通式的正确书写
或
中心碳原子连接的是—COOH 中的C原子和—NH2 中的N原子
非必需氨基酸：共13种，人体可自身合成的氨基酸
必需氨基酸：共8种，人体不能自身合成的、必须从外界环境中直接获取的氨基酸。
异亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸（一家人来写两三本书）
21种氨基酸
---单位氨基酸
蛋白质的结构
【判断】非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。（ ）
21种氨基酸都是人需要的氨基酸，
非必需氨基酸是指人体细胞能够合成的。
×
4. 氨基酸分类
COOH
—C—
H
H2N
CH3
①
—C—
—C
H2N
COOH
H
H
CH3
CH3
②
—C——
③
H2N
COOH
H
—C—
H
CH3
CH3
1.下面属于氨基酸的是________
①
③
NH2
—C—
H
H2N
CH3
④
H2N—C— COOH
H
H
H—N—C— C—OH
H
O
H
H
=
×
×
√
√
01
2．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
B
C3H7
√
√
√
√
√
√
分子式：C2H4O2N-R
分子式：C2H4O2N-C3H7
阅读教材P30-31，合作探究：
1.两个相邻氨基酸之间的结合方式是怎样的？
2.两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫什么？
3.连接两个氨基酸分子的化学键叫什么？
4.脱下的水中的H和O分别来自哪里？
脱水缩合
二肽
肽键
H 既来自氨基又来自羧基 O 只来自羧基
思考：生物体的蛋白质的种类多达1010～1012，但构成蛋白质的氨基酸只有21种，这21种氨基酸又是如何构成数目这么大的蛋白质呢？
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
指两个氨基酸之间，在碳原子和氮原子之间的化学键
脱水缩合
二肽
氨基酸的结合方式
---脱水缩合
蛋白质的结构
肽键
H2O
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
H2O
三肽
以此类推，由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽，多肽通常呈链状，叫作肽链。
---脱水缩合
蛋白质的结构
特别提醒
1.脱去的水分子中，H既来自羧基和氨基，O只来自羧基。
2.脱水缩合通常是指与中心碳原子相连的氨基和羧基参与反应，而R基中的氨基和羧基一般不参加反应。
---脱水缩合
蛋白质的结构
-SH + -SH → -S-S-(二硫键) + 2H
由于氨基酸之间能形成氢键，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定结构的蛋白质分子。
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，形成具有更为复杂空间结构的蛋白质分子。
二硫键
巯基
二硫键的存在使蛋白质的空间结构更加稳定
蛋白质的结构
---氨基酸到蛋白质
氨基酸
二肽
三肽
多肽
（肽链）
形成具有一定空间结构的蛋白质分子
多条肽链聚集在一起形成具有更为复杂空间结构的蛋白质分子
脱水缩合
脱水缩合
脱水缩合
盘曲、折叠
（氢键）
（二硫键）
蛋白质的结构
---氨基酸到蛋白质
1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
思考与讨论：氨基酸怎样构成蛋白质
2.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
食物蛋白
胃、胰、肠蛋白酶
多肽
肠肽酶
氨基酸
吸收
人体内氨基酸
合成
人体的蛋白质
3.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链 试着说出蛋白质种类多种多样的原因(提示:一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸)。
2110
由n个氨基酸所构成的肽链的种类数是21n种
思考与讨论：氨基酸怎样构成蛋白质
蛋白质结构多样性的原因
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
氨基酸的种类不同
---多样性原因
蛋白质的结构
种类
数量
排列顺序
空间结构
蛋白质结构多样性
氨基酸
肽链：
蛋白质功能多样性
决 定
功能蛋白
结构蛋白
(组成细胞和生物体)
________
(蛋白质类激素)
________
(大多数酶)
________
(载体蛋白)
________
(抗体)
调节
催化
运输
免疫
（根本原因：基因多样性）
蛋白质种类多样性
1.肽键数 = 脱水数 = 氨基酸数 - 肽链数
4.蛋白质的相对分子质量 = 氨基酸数×氨基酸的平均分子质量－失去的水分子数×18
蛋白质的相关计算
2.至少含有游离氨基数或羧基数 = 肽链数
3.游离的氨基数或羧基数 = 肽链数 + R基中的氨基数或羧基数
分别位于肽链的两端
注：如果有二硫键的存在，计算相对分子质量时，还应减去脱去的氢原子
-SH + -SH → -S-S-(二硫键) + 2H
注：如果是环肽（脱水数 = 肽键数 = 氨基酸数）
例如：在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，血红蛋白结构的改变直接造成了红细胞的异常。
正常红细胞
镰刀状红细胞
运输氧的能力大大减弱
结构决定功能
【蛋白质变性】
蛋白质在某些 和 因素作用下其特定的 被破坏，
从而导致其 的改变和 的现象。
该过程 。（“可逆”或“不可逆”）
物理
化学
→高温、强酸、强碱、重金属盐、紫外线等
空间构象
理化性质
生物活性丧失
不可逆
①熟鸡蛋更容易消化的原因是_____________________________________ __ __ __。
②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：_______
_______________ ________________________________________。
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
能。
因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键
※蛋白质的水解
完全水解
部分水解
需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
各种AA混合物
各种AA和肽段的混合物
※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。
01
血红蛋白分子含有两条α肽链和两条β肽链，其空间结构如图甲所示；
图乙表示β肽链一端的部分氨基酸序列。请分析回答下列问题：
(1)图乙所示结构含有 种氨基酸，①的名称是 。
(2)血红蛋白是由574个氨基酸组成的，氨基酸经过 过程形成4条
多肽链，该过程中形成 个肽键。
3
氨基
脱水缩合
570
01
血红蛋白分子含有两条α肽链和两条β肽链，其空间结构如图甲所示；图乙表示β肽链一端的部分氨基酸序列。请分析回答下列问题：
(3)若两条β肽链完全相同，则图甲所示的血红蛋白至少含有 个羧基。
(4)据图分析，蛋白质分子的多样性是由 .
不同导致的。
8
氨基酸的数目、种类、排列顺序
肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
01
血红蛋白分子含有两条α肽链和两条β肽链，其空间结构如图甲所示；图乙表示β肽链一端的部分氨基酸序列。请分析回答下列问题：
(5)若图甲血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成聚合成纤维状的异常血红蛋白，则由其参与组成的红细胞运输氧的能力将 (填“不变”“减弱”或“失去”)。由此能得到什么结论？ 。
减弱
蛋白质结构与功能相适应
01
(6)图丙为血红蛋白变性和水解的示意图，总结两者的区别： .
.
水解是蛋白质
变性是蛋白质空间结构被破坏的过程，此过程肽键一般不断裂
或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程，和脱水缩合的过程相反。
C、H、O、N，有的含有S
必需
非必需
氨基
羧基
碳原子
结构
功能
①氨基酸的种类、数目、排列顺序不同；②肽链的盘曲、折叠方式及其形成的
空间结构千差万别
①结构蛋白：组成细胞结构；
②功能蛋白：催化、运输、免疫、调节
催狗运面条
水解
本节导图
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
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
A
B
二、拓展应用
1. 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。
[提示] 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。
3. 在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么？
[答案] 必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。
二、拓展应用
2. 某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。回答下列问题。
1) 构成一个脑啡肽的氨基酸数目是______ ;有_____ 种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是_____ 。
2) 请在图中标出其中的一个肽键。
3) 如果上图中的氨基酸顺序发生了改变, 它还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？
不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。
5
4
4
感谢聆听