2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 课件(共44张PPT)--2025-2026学年上学期高一生物（人教版）必修1

(共44张PPT)
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
蛋白质是细胞含量最多的有机化合物。(本章第一节)
基因→前体mRNA→成熟mRNA→蛋白质。(施一公访谈)
蛋白质：目前已知结构最复杂、功能最多。
如何验证这些物质含有蛋白质呢？
蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。
温故知新
【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。
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？
提示：因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
提示：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解为更小的分子。
阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能
结构
调节
信息传递
免疫
防御
运输
催化
1、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
羽毛
蛛丝
头发
生物膜=pro+脂质+糖类
核糖体=rRNA+pro
染色体=pro+DNA
2、酶是一类生物催化剂，细胞中的化学反应离不开酶的催化。
绝大多数酶都是蛋白质, 少数是RNA。
蛋白质
胃蛋白酶
氨基酸
胃蛋白酶结晶
3、有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白(参与氧气运输)；细胞膜上的载体蛋白。
血红蛋白
细胞膜上的载体蛋白
4、有些蛋白质能够起到信息传递，调节机体的生命活动的作用,比如胰岛素、生长激素等。（性激素是固醇）
胰岛
胰岛素
图示
细胞1：胰岛A细胞→分泌“胰高血糖素”
细胞2：胰岛B细胞→分泌“胰岛素”
5、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。
抗体
1、结构蛋白：细胞和生物体结构的重要物质，如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等，构成核糖体、染色体等。
2、催化：绝大多数酶是蛋白质，如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、转氨酶、呼吸酶等。
3、运输：如血红蛋白运输氧气，细胞膜生协助物质跨膜的载体。
4、信息传递(调节)：如胰岛素、生长激素等。
5、防御(免疫)：如抗体(免疫球蛋白)。
可以说，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。
一、蛋白质的功能
小试牛刀
酶
酶
蛋白质
大分子物质
肽
酶
由多个氨基酸分子缩合成的物质
氨基酸
组成蛋白质的基本单位
思考: 食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？
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。
为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？
1、氨基酸的种类：21种
2、氨基酸的分类(人体)
必需氨基酸(8种)：人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取。
非必须氨基酸(13种) ：人体细胞能够合成。
3、氨基酸的结构通式
[苯丙～、蛋(甲硫)～、赖～、苏～、色～、亮～、异亮～、缬～]
记忆：笨蛋来宿舍，亮一亮鞋
思考：糖类充足时可转化为脂肪和某些氨基酸的某些指什么？
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
【思考·讨论】
1、下列四种氨基酸的结构有什么共同特点？
2、“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
C
H
H2N
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
H2N
C
O
OH
CH3
C
H
H2N
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
丙氨酸
氨基
羧基
侧链基团
试一试,能不能推导出氨基酸的结构通式？
H
C
R
H N
C
O
OH
H
侧链基团
氨基
羧基
★★氨基酸的结构特点：每种氨基酸至少有一个氨基(-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。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
酸
氨基
C
H
H
H
H
COOH
NH2
H
R
验证
验证
4、氨基酸的元素组成：一定含C、H、O、N，有的含有S 。
N：主要在氨基，部分在R基；S：在R基上。
谷氨酸的R基为－C3H5O2，在一个谷氨酸分子中，C和O的原子数分别是（　）
　A.4,4个 B.5,5个 C.5，4个 　D.4,5个
C3H5O2
C
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
①
C
H
H2N
COOH
CH2
SH
②
CH
H2N
COOH
CH2
OH
④
③
CH2 —CH2 —COOH
H2N—C —COOH
│
H
C
H
H2N
H
CH2
COOH
⑤
CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2
│
H—C —COOH
│
NH2
⑥
（1）以上属于氨基酸的是_________
（2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是:___________
②③④⑥
⑦
找出生物体中氨基酸，分析它们的R基
5、常见化学基团(官能团)
氨基：-NH2
羧基：-COOH
羟基：-OH
醛基：-CHO
强调：①基团的空白化学键用“-”表示，不能省略。
②H可以“-”连接CON，也可直接写在后面。
③C 4个键、O 2个键、N 3个键、H 1个键。
④“R”读成“R基”，但只能写“R”。
官能团：决定有机化合物的化学性质的原子或原子团
1.氨基酸如何形成蛋白质？
2.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
H
脱水缩合
肽键
脱水缩合: 一个氨基酸分子的羧基(━ COOH)脱去羟基（━OH）和另一个氨基酸分子的氨基(━ NH2)脱去（ ━ H），形成一分子水，形成肽键将两个氨基酸连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。
（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
1
肽的名称确定：
由几个氨基酸构成，就称为几肽
2
H2O中各元素的来源：
H来自于__________，O来自于_____
氨基和羧基
羧基
甘氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
H
CH3
CH2
SH
三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？
体内21种常见氨基酸，能形成多少种三肽？
若21种氨基酸组成含1000个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？
排序：=6
213
211000
蛋白质结构多样性的原因：
氨基酸数目不同， 肽链结构不同
氨基酸种类不同，肽链结构不同
氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同
CH3
C
H
C
O
OH
N
H
H
C
H
N
H
H
CH2
SH
C
OH
O
氨基酸之间仅仅只能依靠肽键连接吗？还有没有其它作用力？
多肽链中不相邻的氨基酸之间常常会规则性的形成氢键，进行有规律的盘曲，折叠。
蛋白质结构多样性的原因：
氢键，二硫键等
有些蛋白质含有多条多肽链，通过二硫键维系在一起。二硫键是两个半胱氨酸经过脱氢，在两个硫原子之间形成的化学键。
SH
SH
S
S
肽链
肽链
SH
巯基
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
氨基酸
二肽
蛋白质
三肽
多肽
......
→
→
→
氨基酸的种类、数目、排列顺序多样
肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样
氨基酸个数、肽键数以及产生水分子数的关系
1、2个氨基酸脱水缩合,脱水___个，形成___个肽键，形成的化合物叫_____。
1
1
2、3个氨基酸脱水缩合,脱水___个，形成___个肽键，形成的化合物叫_____。
3、N个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，脱水_____个，形成肽键______个，形成的化合物叫_____。
4、N个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，脱水_____个，形成肽键______个。
5、N个氨基酸脱水缩合形成M条肽链，脱水________个，形成肽键________个。
2
2
多肽
N-1
二肽
三肽
N-1
N-2
N-2
N-M
N-M
肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数
蛋白质的结构异常
单个氨基酸
改变
蛋白质结构
异常
红细胞形态
异常
镰刀型细胞
贫血症
蛋白质的功能
空间结构
一级结构
游离氨基、羧基的计算
一条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自
n 条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自
1
1
R基
n
n
R基
至少含有氨（羧）基数 = 肽链数
游离氨（羧）基数 = 肽链数 + R基中氨（羧）基数
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
COOH
R6
多肽链形成蛋白质
肽键数
= 氨基酸数－1
脱去的水分子数 =
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
公式：脱去水分子数 = 肽键数 = 氨基酸数 - 肽链数
肽键数
= 氨基酸数－2
脱去的水分子数 =
多肽链形成蛋白质
H2N
COOH
游离羧基数
= 1
游离氨基数 =
H2N
H2N
COOH
COOH
游离羧基数
= 2
游离氨基数 =
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
公式：蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数 = 肽链的条数
公式：蛋白质中含有游离氨基/羧基数=肽链的条数+R基中游离氨/羧基
环状多肽形成蛋白质
公式：脱去水分子数 = 肽键数 = 氨基酸数
公式：蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=0
公式：蛋白质中含有游离氨基/羧基数 = R基中游离氨/羧基
肽 链 数 氨基酸 平均相对 分子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去 水分子 数目 多肽的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基
数目
1 a n 至少 个 m a n 至少 个 环状多肽 a n 至少 个 n-1
n-1
na-18(n-1)
1
n-m
n-m
n
n
na-18(n-m)
na-18n
m
0
3、蛋白质相对分子质量计算
缬氨酸
CH
CH3
CH3
H2N—C— C—OH
H
O
H2N—C— C—OH
H
O
H
甘氨酸
例：已知甘氨酸、缬氨酸的分子质量分别是75与117。由一个甘氨酸和一个缬氨酸形成的二肽的相对分子质量是多少？你是如何计算出来的？
174
75+117=192
192-18=174
全世界每年有成百上千人由于误吃毒蘑菇而死亡，鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若以 20 种氨基酸的平均分子量为 128 来计算，则鹅膏草碱的相对分子质量大约是（ ）
A、1024
B、898
C 、880
D、862
解析：鹅膏草碱是一种环状八肽，在形成时比同氨基酸数的链状肽多脱掉一分子水。因此，其分子量为：8×128-8×18=880.
答案：C
公式：蛋白质相对分子质量 = 氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量
- 脱去的水分子数×18 - 二硫键数×2
图2-1 某胰岛素通过二硫键连接
蛋白质中存在二硫键
S
二硫键
H
H
H2
S
N原子数
= 各氨基酸中的N原子总数
= 氨基酸数 + R基上的N原子数
= 肽键数 + 肽链数 + R基上的N原子数
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
O原子数
= 各氨基酸中O原子总数－脱水数
= 肽键数 + 肽链数×2 + R基上的O原子数
= 氨基酸数×2 + R基上的C原子数
C原子数
= 氨基酸中的C原子数
H原子数
= 各氨基酸中的H总数－脱水数×2
－2 × 二硫键数
知识拓展：
1、蛋白质的盐析（可恢复）
加入某种无机盐，是使物质溶解度降低而析出的过程。
2、蛋白质的变性
高温 X射线 超声波
① 物理因素
② 化学因素
重金属盐、强酸、强碱
破坏蛋白质的空间结构，但不破坏________，因此依然能用____________检测。
肽键
双缩脲试剂
知识拓展：
3、蛋白质的水解
需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
4、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。
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸
血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是（ ）
A．573和573 B．573和570
C．570和573 D．570和570
免疫球蛋白IgG的结构示意图如下图，其中-s-s-为二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG的肽键数和脱去部分的相对分子质量为（ ）
A、m个；18（m-4）+6
B、m+1个；18（m-4）
C、m-2个；18m+6
D、m-4个；18（m-4）+6
D
D
回答下列问题。
（1）构成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，还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？
某种脑啡肽具有镇痛作用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。
（1）5，4，4。
（3）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
下图为某蛋白质的结构示意图，该蛋白质分子共由m 个氨基酸组成，则形成1 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（　）
m，18m
（m-4），18（m-4）
（m-3），18（m-3）+4
（m-2），18（m-2）+4
D
组成元素
C、H、O、N（S）
导致
氨基酸
种类：21种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：13种
通式：
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子（中心C）上
脱水缩合
多肽
氨基酸的种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸的排列顺序不同
多肽的空间结构不同（折叠、盘曲）
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