人教版（2019）高一生物必修一2.4蛋白质是生命活动的主要承担者教学课件(共45张PPT)

(共45张PPT)
第二章 组成细胞的分子
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
说一说生活中富含蛋白质的食物有哪些？
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、防御等重要功能。可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
一、蛋白质的功能
①结构蛋白 参与组成细胞结构
③调节机体的生命活动（胰岛素） 信息传递和调节作用
④运输功能（血红蛋白运输氧） 运输作用
②化学反应离不开酶的催化 催化作用
⑤免疫功能（抗体） 免疫防御作用
【问题探讨】
*
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？
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸。
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
*
氨基酸：是组成蛋白质的基本单位。
元素组成：主要由C、H、O、N四种元素组成,有的还含有S等。
在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。
根据能否在人体内合成
必需氨基酸（8种）：人体不能合成，必须从外界获取的氨基酸。
非必需氨基酸（13种）：人体细胞能够合成的氨基酸。
甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸
口诀：甲来写一本亮色书
【拓展应用】教材P32
*
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？
因为必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获取。
这些氨基酸的结构具有什么共同特点
C
C
C
C
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
*
结构特点：
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。
氨基
羧基
R基（侧链基团） 决定氨基酸种类
碳原子还连接一个H原子和一个侧链基团，用R表示。
类比推理
小组交流：尝试用你身体的部位类比氨基酸的结构通式。
H
C
H2N
OH
O
R
人和人之间的区别主要看哪个部位？
各种氨基酸之间的区别在于谁的不同？
脸
R基
判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
1
2
3
4
5
当堂检测
*
1、每种氨基酸不一定只含有一个氨基和一个羧基。（ ）
2、有些氨基酸不能在人体细胞内合成。（ ）
3、所有的氨基酸一定含有C、H、O、N四种元素。（ ）
4、谷氨酸的R基为—C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（ ）
A.5、9、4、1 B. 4、8、5、1
C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1
A
当堂检测
*
5、下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸( )
B
21种氨基酸
1010—1012种蛋白质
尽管氨基酸的种类有限，但却构成了种类繁多、功能多样的蛋白质。
氨基酸形成蛋白质的过程
小组合作探究：
（1）自主阅读课本30页氨基酸脱水缩合的过程；
（2）小组合作，角色扮演：
由甘氨酸和丙氨酸脱水缩合形成二肽的过程；
以二肽为基础，加上缬氨酸脱水缩合形成三肽的过程。
要求：角色扮演时要进行必要的解说（比如：握住的手的位置相当于什么？）
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
二、蛋白质的结构和多样性
1、氨基酸的结合方式：
脱水缩合
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
3个氨基酸脱水缩合：
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
肽键
三肽
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（链状）,也叫肽链。
H2O
氨基酸的结合方式：
脱水缩合的知识总结
脱水缩合的反应物是：
脱水缩合的产物是：
脱水缩合形成的化学键的名称：
脱水缩合的脱去的H2O中H和O的来源分别是：
脱水缩合的脱去的H2O的个数和产生的肽键的个数的关系是：
脱水缩合的产生的肽链的命名原则是：
氨基酸
水和多肽（肽链）
肽键
H来自氨基和羧基 O来自羧基
相等
反应物氨基酸的个数就是___肽
下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：
（1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。
（2）脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。
4
R基
4
五
脱水缩合
4
第一步：找肽键
第二步：找R基
小试牛刀（教材P32）
【判断】氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。
肽链盘曲、折叠，才形成具有一定空间结构的蛋白质。
错误。
氨基酸通过脱水缩合形成的是 。
肽链
二、蛋白质的结构及其多样性
由于肽链上不同氨基酸之间还能形成氢键、二硫键等，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。
2.蛋白质的形成过程（教材P30）
氢键
二硫键
+
二硫键
-SH＋-SH→-S-S-
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
1
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
3
四条肽链聚集形成复杂空间结构
4
血红蛋白的结构--- 一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。
2.蛋白质的形成过程
脱水缩合
一条或多条
盘曲折叠
如果用21各不同的字母代表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
3．图丙说明：氨基酸的 不同，构成的肽链不同。
1．图甲说明：氨基酸的 不同，构成的肽链不同。
3.蛋白质种类多种多样的原因
2．图乙说明：氨基酸的 不同，构成的肽链不同。
4．图丁说明： 不同。
种类
数目
排列顺序
肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构
蛋白质结构多样性决定功能多样性
结构与功能相适应
【注意区别】氨基酸种类不同的原因：
R基不同
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。
4.蛋白质结构与功能相适应
正常
血红蛋白
异常
血红蛋白
镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱
二、蛋白质的结构及其多样性
【相关性信息】人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病等。
熟鸡蛋、熟肉比生鸡蛋、生肉更易消化吸收，为什么？
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。
是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构遭到破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
蛋白质变性
高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
变性因素：
高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。
与社会的联系
注意：变性不可逆，只是空间结构改变，肽键一般不断裂
（教材P32）
饱和食盐溶液
鸡蛋白溶液
加蒸馏水
【拓展】蛋白质的盐析与变性
蛋白质的变性
空间结构是否改变 是否有活性 肽键是否断裂 能否与双缩脲试剂反应
盐析
变性
否
是
有
无
否
否
蛋白质的盐析
高温
是
是
【提示】双缩脲试剂的鉴定原理：在碱性条件下，肽键和Cu2+反应。
【问题1】如何才能破坏肽键，即使蛋白质水解成氨基酸 ？
蛋白质的水解：加入蛋白酶
【问题2】如果往装有蛋白质溶液的试管先加入蛋白酶，
再加入双缩脲试剂，溶液最终是否会出现紫色反应？
会。因为蛋白酶的化学本质也是蛋白质，蛋白酶会与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。
1．蛋清溶液做如下两种方式的处理， 下列有关分析正确的是（　　）
A．经①②③过程处理，蛋白质的空间结构及肽键没有遭到破坏
B．③④过程均能破坏蛋白质的空间结构及肽键
C．①③④过程分别是蛋白质的盐析、变性和水解
D．向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲溶液变紫色，乙溶液不会变紫色
C
一、氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数之间的关系
二、肽链数、氨基数、羧基数之间的关系
三、蛋白质相对分子量的计算
四、蛋白质中原子数的计算
【计算专题】
氨基酸数目 肽链条数 肽键数 脱去H2O数
1
2
1
2
…
2
1
形成1条肽链时：脱水数＝肽键数＝氨基酸数－1
一、氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数之间的关系
3
n
…
…
1
1
4
1
1
3
3
n-1
n-1
氨基酸
肽键
脱去水分子数=肽键数=8－2=6
脱去水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数
脱去水分子数=肽键数=9－3=6
若形成m条肽链：
……
…
环状多肽中，主链中没有氨基和羧基，若有则在R基中；
肽键数=脱水数=氨基酸数（环肽的肽链数可看成零）；
比相应直链多失去1分子水
相对分子质量比相应的直链再少18；
1、胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是 ( )
A.48个 B.49个
C.50个 D.51个
B
胰岛素分子被彻底水解成为氨基酸所需水分子数是？
49个
H2N
R1
C
H
C
O
N
R2
C
H
H
C
O
R3
C
H
H
N
C
O
R4
C
H
H
N
COOH
二、肽链数、氨基数、羧基数之间的关系
H2N
R1
C
H
C
O
N
R2
C
H
H
C
O
R3
C
H
H
N
C
O
R4
C
H
H
N
COOH
1条肽链至少有几个游离的氨基和羧基？
肽链条数 游离的氨基数 游离的羧基数
不考虑R基 考虑R基 不考虑R基 考虑R基
1
2
…
…
…
1
n
2
n
1+R基中的氨基
1+R基中的羧基
1
2+R基中的氨基
n+R基中的氨基
…
2
n
…
2+R基中的羧基
n+R基中的羧基
结论：不考虑R基，n条肽链至少含有n个氨基和n个羧基。
公式：游离的氨基/羧基数＝肽链数+R基上的游离氨基/羧基数
二、游离的氨基数、羧基数的计算
若是环状肽，则氨基(或羧基)数=R基中的氨基(或羧基)数
2、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
B
某些蛋白质在形成过程中会形成二硫键（—S—S—），
每形成一个二硫键，相对分子质量要减2。
三、蛋白质相对分子量的计算
注意：
—SH + —SH → —S—S— + 2H
公式：蛋白质分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均分子质量-18 × 脱水数
- 2 × 二硫键数
3、已知20种氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的分子量接近于（ ）
C
A. 12800 B. 12544 C. 11036 D. 12288
四、蛋白质中原子数的计算
1. N原子数 =
= 肽键数 + 肽链数×2 + R基上的O原子数
2. O原子数 =
= 肽键数+肽链数+R基上的N原子数
各氨基酸中N原子总数
各氨基酸中O原子总数一脱去H2O数
H2N
R1
C
H
C
O
N
R2
C
H
H
C
O
R3
C
H
H
N
C
O
R4
C
H
H
N
COOH
4、某蛋白质分子中有M个氨基酸，其中有N条肽链，则此蛋白质中至少含有多少个氧原子 （ ）
A. 2M
B. M-N
C. M
D. M+N
D
组成元素
C、H、O、N（S）
导致
小分子（氨基酸）
种类：21种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：13种
通式：
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
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
盘曲折叠
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
构
成
导致
本堂小结