浙科版（2019）高中生物学必修1第1章细胞的分子组成1.2.2生物大分子以碳链为骨架——蛋白质教学课件(共47张PPT)

(共47张PPT)
富含蛋白质的食品
牛奶
鸡蛋
豆浆
牛肉
思考：专家建议每天吃1—2个鸡蛋你知道这是什么原因吗？
蛋白质与糖类和脂质不同，不是生物体内的主要能源物质，也不能贮存，而每天都要消耗一定的蛋白质，因此，有专家建议每天吃1—2个鸡蛋，有益健康 。
一旦摄入的蛋白质不足，就会出现易患病、面黄肌瘦 、发育不好等症状，若自身的蛋白质消耗超过20%，人的生命就会终止。
第一章 细胞的分子组成
新浙科版必修1
第二节 生物大分子以碳链为骨架
第2课时：蛋白质
1.能举例说出蛋白质的功能，功能的不同由结构不同决定的。
2.通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程，培养归纳与推理的能力；
3.解释蛋白质分子结构多样性与功能复杂性的关系。
学习目标
阅读P10小资料：蛋白质的每种特定功能都取决于其特定的结构
这些看似完全不同的物质，却是由结构大同小异的同一类蛋白质，即角蛋白构成的。
生长激素促进骨骼生长、调节生长发育等生命活动
构成细胞和生物体结构的重要物质：肌肉、毛发等
催化作用：绝大多数酶
运输作用：血红蛋白
载体（转运）作用：载体蛋白
调节作用：胰岛素、生长激素
免疫作用：抗体
储备蛋白：种子发育和胚胎发育提供氨基酸，如种子和动物卵清蛋白。
收缩和运动蛋白：如肌动蛋白、肌球蛋白、动力蛋白等。
（一）蛋白质的功能
蛋白质每种特定的功能都取决于其特定的结构
化学式
原子个数
物质
水
硫酸
葡萄糖
牛奶乳蛋白
人血红蛋白
H2O
H2SO4
C6H12O6
C1642H2452O492N420S12
C3032H4816O872N780S8Fe4
3
7
24
5224
9512
蛋白质是一种高分子化合物
占细胞干重的 50 %以上 ，由 C H O N （S ）等元素组成
一、蛋白质是生命活动的主要承载者（体现者）
食物中的蛋白质是怎样被人体吸收的？
蛋白质在人体内经过消化，分解为各种氨基酸，才可以被吸收、利用。
（二）、蛋白质的结构
1、基本单位：
氨基酸（约20种）
必需氨基酸：人体需要，但不能在人体内合成，必须由食物供给，8种(甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和苯丙氨酸)
非必需氨基酸：在人体内由其他化合物转化而来，约12种（甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺等）
（1）分类：
（2）氨基酸的结构：
阅读P12小资料：人体必需氨基酸
甘氨酸
天冬氨酸
天冬酰氨
观察给出的3种氨基酸的结构式，回答下列问题：
问题：
这些氨基酸的分子共有的部分是？
尝试用通式表示出氨基酸（不确定基团用R表示）？
观察给出的3种氨基酸的结构式，回答下列问题：
R基
R基的不同，导致氨基酸种类不同，约20种
思考:
根据什么判断氨基酸的种类？
甘氨酸
天冬氨酸
天冬酰氨
氨基：－NH2 ；羧基：－COOH
氨基
R基
C原子
羧基
H原子
氨基酸判断依据：
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH）连接在同一个碳原子上。
C
H
H2N
COOH
R
结构通式
②结构通式：
主要C、H、O、N（有些还含有S元素）
氨基：－NH2 ；羧基：－COOH
①元素组成：
C
H
H2N
COOH
R
氨基酸分类的依据：R基，可以是H，也可以是较长的链，或者是环状结构，也可能含有－NH2 或－COOH，有时还含有S原子。
找一找氨基酸中的R基
练习1：
下面属于氨基酸的是________
①
③
NH2
COOH
练习2:根据氨基酸通式,写出下面四种氨基酸的R基：
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
R基分别是:
下列化合物中，属于组成蛋白质的氨基酸的是(　　)
A．①②③④　　　　　　 B．①②③
C．①② D．②④
B
练习3:
氨基酸：20种
蛋白质：
分子量：1010～1012
氨基酸
二 肽
三 肽
肽 链
……
肽链盘曲、折叠形成蛋白质
氨基酸的结合方式
C
H
COOH
R1
C
H
NH2
COOH
R2
NH2
C
O
H
N
H
OH
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸的结合方式
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
脱水缩合
氨基酸的结合方式
氨基酸的结合方式:脱水缩合
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
基酸的结合方式:脱水缩合
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
三肽
H2O
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）。
（1）图中A表示　　　　　，D表示　　　　　　　　。
（2）该化合物由　　个氨基酸分子失去　　个分子水形成的，这种反应叫　　　　　。在这个过程中，相对分子质量减少了　　　　。该化合物称为　　　　　　　。
（3）图中表示R基的字母是　　　　　　　　 　　　　　　　
（4）图中有　　个肽键，有　　　个氨基和　　　个羧基。
（5）该化合物由　　　种氨基酸组成的。
氨基
羧基
3
2
脱水缩合
36
三 肽
B、C、G
2
1
2
2
肽键数=氨基酸个数－1
(1)
(2)
肽键数=氨基酸个数－2
肽键数目
=脱去的水分子=氨基酸数目（n）-肽链数（m）
肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：
例1：100个氨基酸形成一条肽链，则共有肽键多少个？如果氨基酸的平均分子量为128则这个多肽的分子量是多少？
11018
你能总结得出计算公式吗？
蛋白质的相对分子质量
=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量—脱去的水分子质量
注：氨基酸数目=n, 肽链数=m,氨基酸平均相对分子质量=a ,
则生成的蛋白质分子质量P为：
na-18*(n-m)
99
练习： 根据下面图解，回答问题：

（1）该图中， ①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，该图所示化合物的名称是： 　　　　 。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　　 决定的。
（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是　　　　。
氨基
羧基
四肽(多肽)
三
四
三
脱水缩合
R基
666
肽链数 氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 蛋白质相对分子质量
一条肽链 a 2
一条肽链 a 3
一条肽链 a n
两条肽链 a
三条肽链 a
m条肽链 a
1
1
2a-18
2
2
3a-18*2
n-1
n-1
na-18(n-1)
na-18(n-2)
n-2
n-2
n
n
n-3
n-3
n
n-m
n-m
na-18(n-m)
na-18(n-3)
总结：肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量
例2：胰岛素是一种蛋白质分子，结构如下：
A链有21个氨基酸
B链有30个氨基酸
①该胰岛素分子含有肽键
个；
②理论上分析，胰岛素分子至少含有 个 氨基， 个羧基；
49
2
2
-S-S-
S
S
S
S
A链
B链
③51个氨基酸形成胰岛素后，分子量比原来减少了 。
888
蛋白质的相对分子质量（含有二硫键）：
=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量
—脱去的水分子质量
—2×二硫键数量
例3：如图为某蛋白质的结构示意图，由两条直链肽和一条环肽构成。其中“—S—S—”表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为
A.m个，18m
B.(m－4)个，18(m－4)
C.(m－3)个，18(m－3)＋4
D.(m－2)个，18(m－2)＋4
√
结论4：
环状多肽：氨基酸数=脱水数=肽键数
多肽链（环状）
多肽链的相对分子质量：
na-18n
氨基酸
肽键
例4：已知血红蛋白的分子由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸。
其中一条肽链有145个肽键，则形成这条肽链的氨基酸分子数及它们相互缩合过程中生成的水分子数分别是( )
A. 146、146 B.146、145
C． 145、145 D. 145、146
B
这个血红蛋白分子中总共含有肽键（ ）个。
A.570 B.573 C.574 D.578
A
例5.血红蛋白分子由4条肽链574个氨基酸构成，则血红蛋白分子中至少含有几个游离的氨基？
结论5：
一条肽链至少含一个氨基和一个羧基
至少含有的氨基和羧基数
=肽链数
蛋白质中游离的氨基和羧基数
=R基上氨基和羧基数目+肽链数
4个
例6：通常情况下，分子式为C63H103O45N17S2的蛋白质化合物中，最多含有（ ） 肽键
A.63个； B.62个； C.17个； D.16个
D
结论6：
蛋白质中的N主要存在于肽键位置上
例7：某蛋白质由2条肽链、600个氨基酸组成,该蛋白质至少有氧原子的个数是(　 　)
A.604 B.602 C.601 D.598
B
结论7：
N、O原子数（n个氨基酸m条肽链）:
总N原子数=肽键中N(n-m)+末端N(m)+R基中的N；
总O原子数=肽键中O(n-m)+末端O(2m)+R基中的O。
观察下图说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
　　　脱水缩合　　　　　　　　　盘曲折叠 氨基酸 肽链（一条或多条） 蛋白质（三维立体结构）
分析蛋白质的多样性的原因
2、蛋白质的结构层次
组成毛发和指甲的角蛋白
血液中的血红蛋白
① 构成每种蛋白质的氨基酸的种类不同
② 每个蛋白质分子中氨基酸的数目不同
③ 氨基酸的排列顺序不同
1）氨基酸的种类、数目和排列顺序各不相同
假定20种氨基酸任意组成一个含100个氨基酸分子的蛋白质，将有多少种蛋白质？
氨基酸
20100
3、蛋白质结构的多样性
2）肽链的盘曲、折叠方式及其空间结构千差万别
蛋白质结构多样性
蛋白质功能多样性
特定蛋白质的空间结构决定其具有的特定生理功能
下面是日常生活中的一些实例,你知道为什么吗
3、含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。
2、加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。
1、沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。
血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。
绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。
加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。
变性
可逆（盐析、低温）
不可逆
空间结构被破坏
导致蛋白质变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属、紫外线、酒精等
蛋白质的变性
蛋白质的空间结构并不稳定，会随着温度的升高而发生改变。蛋白质的生物学活性会随着温度的升高而发生改变，在温度超过40～50℃时就可能丧失活性
1.早餐尽量高营养、高蛋白，每天早上可补充充足的牛奶和鸡蛋。下列叙述正确的是
A.鸡蛋煮熟过程中，肽键被彻底破坏导致蛋白质变性
B.食物中的蛋白质在细胞中被水解为氨基酸，才能被细胞利用
C.人体吸收的氨基酸，在血液中重新合成各种蛋白质
D.各种蛋白质在氨基酸的种类、数目和排列顺序上有所不同
练习
√
2.下列有关蛋白质的说法，错误的是
A．蛋白质的空间结构一旦发生改变，便会失去生物学活性
B．蛋白质是组成细胞的重要物质和生命活动的主要承担者
C．蛋白质具有运输、免疫、信息传递和催化作用等多种功能
D．鸟的羽毛和人的头发、指甲均由角蛋白组成
练习
√
课堂小结
蛋白质
氨基酸
多肽
组成元素
种类
结构通式
功能
C，H，O，N等
20种
R
C
H
H2N
COOH
生命活动的主要承担者
脱水缩合
盘区折叠
结构多样性
功能多样性
结构物质
运输
催化
调节
免疫
等......