2.4蛋白质是生命活动的主要承担者教学课件(共32张PPT)——高中生物学人教版（2019）必修一

(共32张PPT)
蛋白质是生命活动的主要承担者
学习目标
1.理解蛋白质是生命活动的主要承担者
2.说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程
3.概述蛋白质结构和功能的多样性
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
思考1：为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
提示：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
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
思考2：这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？
提示：这种手术缝合线要变成小分子物质才能被吸收，初中学过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收
蛋白质的功能
1
蛋白质的基本组成单位
2
蛋白质的结构及其多样性
3
蛋白质的相关计算
4
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，称为结构蛋白。肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
2.调节作用
有些蛋白质能够起信息传递的作用，调节机体的生命活动，如胰岛素、胰高血糖素。
蛋白质的功能
血管
β细胞
α细胞
δ细胞
胰腺
胰岛
胰岛素
蛋白质的功能
3.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
蛋白质的功能
4.运输作用
有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白、载体蛋白
O2分子
蛋白质的功能
5.免疫作用
有些蛋白质具有免疫功能。抗体是具有免疫功能的蛋白质，可帮助人体抵御细菌和病毒的侵害
总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、免疫等重要功能。可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
蛋白质能够承担如此多样的功能，这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。
蛋白质的功能
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸。
氨基酸是蛋白质的基本组成单位
1.氨基酸的组成元素
C、H、O、N、S（部分氨基酸含有S）
甲硫氨酸
C
H
H2N
COOH
CH2
CH2
S
CH3
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
2.氨基酸的结构特点
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
缬氨酸
|
CH
CH3
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
丙氨酸
|
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
缬氨酸
|
CH2
|
CH
CH3
CH3
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
（1）这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个酸基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
（2）“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分——氨基和羧基。
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
H2N
氨基
C
OH
O
羧基
C
H
R
侧链基团
氨基酸的结构通式
氨基
由一个氮原子，两个氢原子组成
① —NH2
② H2N—
或
羧基
由一个碳原子，两个氧原子，一个氢原子组成
① —COOH
② HOOC—
或
注意：书写不能少了短横线“—”
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
总结
其他氨基酸与以上4种氨基酸结构相似，即每种氨基酸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。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。各种氨基酸之间的区别在于 R 基的不同，如甘氨酸上的 R 基是一个氢原子（—H），丙氨酸上的 R 基是一个甲基（—CH 3）。
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3.氨基酸的种类
根据人体能否自身合成可将氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸
人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种
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
口诀：甲携来一本亮色书
13种，可以自身合成
蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸脱水缩合形成多肽
C
R1
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
N
OH
O
R2
H
H
C
O
C
R1
H
H2N
C
H
C
OH
O
R2
N
H
+
H2O
肽键
二肽
脱水缩合
水中氢来自氨基和羧基
水中氧来自羧基
蛋白质的结构及其多样性
（三肽）
……..（四肽）
（多肽）
- C
NH2
H
R1
-C-OH
O
-
-
=
+
- C
N
H
R2
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
+
- C
NH2
H
R1
-C-
O
-
-
=
- C
N
H
R2
-C-
O
-
-
=
-
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
H
+
2H2O
蛋白质的结构及其多样性
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，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽
蛋白质的结构及其多样性
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。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。由于肽链上不同氨基酸之间还能形成氢键等，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
二硫键
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
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构
蛋白质的结构及其多样性
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
蛋白质的结构及其多样性
蛋白质分子多样性的原因
氨基酸层面
氨基酸的种类不同
氨基酸的数量不同
氨基酸的排列顺序千变万化
肽链层面
多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别
在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样，这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。
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。如：氨基酸替换引起的镰状细胞贫血。
蛋白质的结构及其多样性
正常红细胞
镰状红细胞
蛋白质的结构及其多样性
蛋白质的盐析、水解、变性
盐析：蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化，可逆
水解：肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸
变性：空间结构发生改变，肽键未断裂，与双缩脲试剂仍可出现紫色反应（高温、强酸、强碱）
蛋白质的盐析
蛋白质的变性
1条肽链 m条肽链
氨基酸数
肽键数
脱去水分子数
氨基酸平均相对分子质量
蛋白质相对分子质量
氨基数目
羧基数目
n
n
n-1
n-m
n-1
n-m
a
a
an-18(n-1)
an-18(n-m)
至少1个
至少m个
至少1个
至少m个
蛋白质的相关计算
①氮原子数=氨基酸中氮原子总数
=肽链数（游离氨基数）+ 肽键数 + R基上氮原子数
②氧原子数=氨基酸中氧原子总数 - 脱去的水分子数
= 肽链数 × 2（每个肽链游离羧基含2个氧原子）
+ 肽键数 （每个肽键上含1个氧原子）
+ R基上氧原子数
蛋白质的相关计算
课堂小结
蛋白质是生命活动的主要承担者
蛋白质的功能
蛋白质的基本组成单位
蛋白质的结构及其多样性
蛋白质的相关计算
结构蛋白、运输、调节、催化、免疫
氨基酸的组成元素
氨基酸的结构通式
氨基酸的种类（必需、非必需）
氨基酸脱水缩合
氨基酸的种类、数量、排列顺序、肽链的空间结构
课堂小测
1.下列关于蛋白质的叙述，错误的是( )
A.氨基酸种类和排列顺序相同的蛋白质，其功能一定相同
B.蛋白质与物质代谢、信息传递及稳态的维持均有关系
C.蛋白质发挥作用的场所可以是细胞内，也可以是细胞外
D.蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂发生紫色反应
解析：A、氨基酸的种类和排列顺序相同的蛋白质，其空间结构不一定相同，因而其功能不一定相同，A错误；B、有的蛋白质是酶，与物质代谢有关，有的蛋白质是激素，与信息传递有关，有的蛋白质是抗体，与内环境稳态的维持有关，B正确；C、绝大多数酶都是蛋白质，酶可以在细胞内起作用也可以在细胞外起作用，人体内的抗体是蛋白质，抗体与抗原结合发生在细胞外，C正确；D、高温、强酸、强碱等因素可使蛋白质的空间结构发生不可逆的改变，使蛋白质失去活性，称为变性，蛋白质变性后仍然含有肽键，因此可以与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。
A
2.饭后人体调节血糖浓度的大致过程如下：食物中的淀粉被消化酶水解后，以葡萄糖的形式经由小肠上皮细胞的葡萄糖转运蛋白吸收进入血液，胰岛B细胞感知到血糖浓度升高后合成并分泌胰岛素，最终在胰岛素的作用下，血糖浓度恢复正常。以上描述中没有体现出的蛋白质功能是( )
A.调节 B.催化 C.运输 D.免疫
解析：食物中的淀粉被消化酶水解后，以葡萄糖的形式经由小肠上皮细胞的葡萄糖转运蛋白吸收进入血液，胰岛B细胞感知到血糖浓度升高后合成并分泌胰岛素，最终在胰岛素的作用下，血糖浓度恢复正常，体现了蛋白质具有催化、运输、调节的功能。题干中没有体现出蛋白质具有免疫的功能。
D
3.某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的肽链（如图），下列有关该过程的叙述，错误的是( )
A.肽键数目减少了8个
B.新生的4条肽链总共至少有4个氨基
C.如果新生的4条肽链总共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在—R（侧链基团）上
D.4条肽链若重新连接成一条长链，将脱去3个水分子
解析：A、三十九肽原有38个肽键，新形成的四条肽链的肽键数是（39-4）-4＝31个肽键，则肽键数目减少了7个，A错误；B、每条肽链至少含有1个氨基，新生的4条肽链至少含有4个氨基，B正确；C、每条肽链至少含有1个羧基，新生的4条肽链至少含有4个羧基，如果总共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在-R（侧链基团）上，C正确；D、4条肽链若重新连接成一条长链将脱去3个水形成3个肽键，D正确。
A
Thanks