2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 课件 (共38张PPT)

(共38张PPT)
第2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
【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。
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质
思考：为何这种缝合线可以被人体组织吸收？
蛋白质是细胞中含量最多的有机物，我们每天需要摄入650g左右富含蛋白质的食物。那么蛋白质有哪些功能呢？
【探究一】蛋白质的功能
【活动①】 阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能。
结构
调节
免疫
运输
催化
“催狗运面条”
蛋白质是生命活动的主要承担者
1.口腔中含有唾液淀粉酶，因此米饭（淀粉）在口腔中咀嚼，会感到甜。
2.头发燃烧有股味道，这股味道是什么物质散发出来的呢
3.人体成熟的红细胞（含血红蛋白）能运输氧气。
4.为了预防流感,我们可以去医院接种预防针（免疫球蛋白）。
5.糖尿病病人需要注射胰岛素（属于蛋白质）才能把血糖降到正常水平。
【应用】 说出以下实例体现了蛋白质的什么功能？
催化作用
结构蛋白
运输功能
免疫功能
调节功能
1.(2024·漯河高中检测)下列各项中不能体现蛋白质的功能的是
A.羽毛的主要成分为蛋白质
B.血红蛋白能够运输O2
C.性激素促进生殖细胞的生成
D.抗体具有免疫功能
性激素属于固醇类物质，其促进生殖细胞的生成不能体现蛋白质的功能
【思考讨论】民间有一种说法叫“吃什么补什么”，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，从食物中摄取的蛋白质能被人体直接吸收吗？
蛋白质必需经过分解成氨基酸才能被人体吸收和利用
氨基酸是组成蛋白质的基本单位
巧记
（甲 携 来 一 本 亮 色 书）
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
氨基酸
21种
人体内能合成
人体不能合成
必需氨基酸(8种)
非必需氨基酸(13种)
评价蛋白质食品营养价值的主要依据
（婴儿9种，组氨酸）
（R基不同）
氨基酸的种类
1.(2024·广东中山高一质检)下列关于人体必需氨基酸和非必需氨基酸的说法，正确的是
A.必需氨基酸是指必须在人体细胞内合成的氨基酸
B.组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中8种是人体细胞能合成的
C.评价食物中蛋白质成分的营养价值时，常以必需氨基酸的种类和含量为标准
D.由苯丙氨酸可在体内转化为酪氨酸可知，苯丙氨酸属于人体的非必需氨基酸
必需氨基酸是指人体细胞不能合成的氨基酸
其中8种是人体细胞不能合成的，为必需氨基酸
苯丙氨酸是人体的必需氨基酸
【活动②】 观察教材P29中给出的4种氨基酸的结构式并回答：
【探究二】蛋白质的基本单位
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
(1)上面四种氨基酸都有的元素是___________________。
C、H、O、N
(2)构成蛋白质的氨基酸共有的部分是：
(3)据图可以看出，每个氨基酸都有一个___________和一个____________，而且它们都连接在同一个碳原子上。
氨基(—NH2)
羧基(—COOH)
C
COOH
H
H2N
【活动②】 观察教材P29中给出的4种氨基酸的结构式并回答：
【探究二】蛋白质的基本单位
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
(4)这四种氨基酸分子的不同部分分别是_____________________________
____________________；我们把氨基酸的不同部分称作_______________，
其决定了氨基酸的种类和性质。
—H、—CH(CH3CH3)、 —CH3
侧链基团(R基)
—CH2CH (CH3CH3)
(5)根据上述分析请写出氨基酸的结构通式：
【活动③】总结氨基酸的结构通式及特点
R
氨基
羧基
侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质
O
C OH
C
H
H
H N
中心碳原子
氢基
简写：
至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)
总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上
①结构通式
②结构特点
R基中也可能含有氨基(—NH2) 或羧基(—COOH)
C
R
H
COOH
H2N
氨基
NH2
N
H
H
或
羧基
COOH
C
O
OH
或
易错提示
C
COOH
H
H2N
R
氨基、羧基、R基的书写
①正确的格式：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记在原子团前面加“—”)。
②避免两种错误格式
a.写成NH2、COOH、R。
b.写成NH3、—NH3、HCOOH等。
[教材P32课后习题3]下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是
方法
注意
只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸
“一查”
“二看”
是否有氨基和羧基
是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
判断氨基酸的小技巧
2.(2023·广东惠州高一期末)组成人体蛋白质的氨基酸有21种，以下属于组成人体蛋白质的氨基酸的是
A. B.
C. D.
氨基酸的结构特点是：每种氨基酸分子中至少有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)；都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还同时连接1个氢原子和一个R基，C符合题意。
3.(2024·河北石家庄高一期末)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
C3H7
解题思路：写出氨基酸结构通式，把给定的R基放进通式
[过渡]通过上一节课的学习，我们知道人体中氨基酸有21种，蛋白质有1010-1012种。那么21种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？
脱水缩合
氨基酸：
21种
蛋白质：
1010～1012
【探究三】蛋白质的结构及其多样性
【活动③】 观看视频，并结合课本P30，回答以下问题
C
H
R1
H2N
C
O
OH
H
H2O
H
N
C
H
R2
C
O
OH
H
H2O
H
N
C
H
R3
COOH
肽键
肽键
(1)尝试总结出脱水缩合的概念？
一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一 个氨基酸分子的氨基(—NH2)脱去一分子水而连接起来,这种结合方式叫做脱水缩合。
C
H
R1
H2N
C
O
OH
H
H2O
H
N
C
H
R2
C
O
OH
H
H2O
H
N
C
H
R3
COOH
二肽
肽键
三肽
肽键
由几个氨基酸构成，就称为几肽
(3)什么是多肽？什么是肽链？
(2)连接两个氨基酸分子的化学键名称是什么？是如何形成的？
由多个氨基酸缩合而成的含有多个肽键的化合物叫多肽。
多肽通常呈链状结构，叫做肽链。
多肽：
肽链：
【任务④】 观察以下多肽链的模式图，并结合脱水缩合过程，作出分析：
(1)肽链形成过程中，失去的水分子中氢和氧元素的来源分别是什么？
氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。
(2)氨基酸脱水缩合产生的一条多肽链中，氨基数和羧基数是多少
至少含一个氨基和一个羧基，分别在肽链的两端，多余的氨基和羧基分布在R基中
【任务④】 观察以下多肽链的模式图，并结合脱水缩合过程，作出分析：
(6)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸形成1条肽链，则该多肽的相对分子质量是多少？若形成m条肽链呢？
na－18(n－1)
(5)氨基酸、肽链、形成的水分子、肽键的数量关系是怎样的？
形成的水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数
na－18(n－m)
(6)有些蛋白质分子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。
-SH + HS- → -S-S-(二硫键) + 2H
想一想：在形成一个二硫键时，相对分子质量减少多少？
4.下图是某化合物的分子结构式。关于该化合物的叙述，错误的是
A．上图含有③和⑤两个肽键，因此该化合物为三肽
B．该化合物由3种氨基酸组成
C．该化合物中含1个游离的氨基和1个游离的羧基
D．若彻底水解该化合物分子，则共需要2个水分子
由图可知：含1个游离的氨基和2个游离的羧基
5.(2024·福州市高一检测)我国中科院上海生化所于1982年5月合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，如图是该物质的结构简式。脑啡肽的合成采用的是蛋白质工程技术，这是生物发展在分子水平上的又一突破。请根据此化合物的结构分析回答：
(1)该化合物有________个氨基和________个羧基。
(2)该化合物是由________个氨基酸
失去________分子水而形成的，这样的反应叫作_________，该化合物叫________肽。在形成时，相对分子质量减少了________。
(3)脑啡肽水解后可产生________种氨基酸，造成氨基酸种类不同的原因是___________。
(4)其基本单位的结构通式为_________________。
1
1
5
4
脱水缩合
五
72
4
R基不同
肽键数＝氨基酸的个数－肽链数
6.下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是
A.牛胰岛素含有50个肽键
B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH
C.牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸
D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882
肽键数＝氨基酸的个数－肽链数＝51－2＝49
构成蛋白质的氨基酸有21种，但每种蛋白质不一定都由21种氨基酸形成
脱去的水分子数目＝形成的肽键数＝49个，此过程中还形成3个二硫键，即脱去6个H，所以51个氨基酸脱水缩合形成胰岛素时，减少的相对分子质量为49×18＋6＝888
如图：人体血红蛋白分别由两条α链和两条β链构成
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
【活动④】 观察下图，回答P31思考与讨论中的问题：
S
S
C
O
H
O
O -
氢键
二硫键
S
S
由于氨基酸之间能够形成氢键、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。
二硫键的形成:
丢失两个H
—SH
—SH
—S—S—
+
2H
(1)为什么肽链能够折叠？空间结构靠什么维持？
(2)从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
(3)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？
氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→
一条或几条多肽链盘曲折叠形成蛋白质
蛋白质
胃蛋白酶
肠肽酶
胰蛋白酶
多肽
氨基酸
初步水解
彻底水解
(4)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？
2110
(5)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）
氨基酸的种类不同
氨基酸的数量不同
氨基酸的排列顺序多种多样
肽链数目、盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同
氨基酸层面
肽链层面
α-螺旋
β-折叠
结构异常导致功能异常：在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常。
正常血红蛋白的肽链和正常红细胞
异常血红蛋白的肽链和镰状红细胞运输氧的能力会大为减弱
结构决定功能
种类
数量
排列顺序
空间结构
结构多样
种类繁多
氨基酸
肽链：
功能多样
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
________
(糖蛋白)
识别
蛋白质多样性的原因
【活动⑤】 阅读P32【与社会的联系】，回答下列问题：
(1)为什么吃熟鸡蛋和熟肉更容易消化？
卷曲、紧密
伸展、松散
高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，分子结构伸展松散，易被蛋白水解酶分解。
(3)蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：
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
(2)胰岛素保存温度一般为2~8℃。温度太高，胰岛素会失去活性，原因是_____。
高温破坏了胰岛素的空间结构，会导致其功能丧失
(4)分析蛋白质的盐析、水解和变性
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
变性的因素：
(肽键断裂)
氨基酸顺序 ，肽键 ，
空间结构 ，功能 。
不变
改变
水解
变性
改变
不变
短肽
氨基酸
水解酶
初步水解
蛋白质
水解酶
彻底水解
特点：
高温、强酸、强碱、重金属离子
(肽键断裂)
7.(2024·哈师大附中高一月考，改编)下图为细胞中蛋白质合成过程简图，①～④表示相关变化过程，下列分析错误的是
A.①～③过程都叫作脱水缩合
B.④过程不相同，合成的蛋白质也就不相同
C.①②③过程形成的化学键相同，④过程一定没有新化学键形成
D.蛋白质独特的空间结构是不同蛋白质功能不同的直接原因
④过程也可能有新化学键形成，比如二硫键等
8.(2024·山西大同高一期末)人体血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含有4条多肽链，其形成过程如图所示。下列有关叙述错误的是
A.血红蛋白分子中至少含有4个游
离的羧基
B.N主要位于血红蛋白的氨基中
C.形成血红蛋白的过程中至少会产
生570个水分子
D.通过②③④过程形成的复杂空间
结构与血红蛋白的功能密切相关
N主要位于血红蛋白中氨基酸之间连接处的
9.(2024·山东日照高一期中)如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，对该图的分析正确的是
A.多肽链中B数目等于C数目
B.A 中肯定含有C、H、O、N、P、S 元素
C.①过程有水产生
D.蛋白质的功能多样性决定其结构多样性
氨基酸总数＝肽键数＋肽链数，即B数目＝C数目＋肽链数目
蛋白质的元素组成中肯定有C、H、O、N四种元素，有些蛋白质中还含有S等
蛋白质的结构多样性决定其功能多样性
10.(2024·安徽滁州高一上月考)人体内含有多种多样的蛋白质。下列有关蛋白质结构与功能的叙述，正确的是
A.高温、强酸或强碱都能破坏氨基酸的结构而使蛋白质变性
B.蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性
C.氨基酸的含量可以用双缩脲试剂进行检测
D.盐析会造成蛋白质的生物活性丧失
变性不能破坏氨基酸的结构
氨基酸中不含有肽键，不能用双缩脲试剂进行检测
蛋白质的盐析→溶解度减小→析出沉淀物，蛋白质分子的空间结构和生物活性不发生改变
蛋白质的功能
蛋白质的结构
相适应
氨基酸
多肽链中氨基酸排序
多肽链有规律的折叠盘曲
多肽链进一步地盘绕
不同多肽链之间相连
脱水缩合
主链
R基团
空间结构
变性
失去
结构
调节
催化
运输
破坏
免疫
如
基本单位
结构通式
生命活动
属于
蛋白质(基本元素：C、H、O、N，有的含有S等元素)
课堂小结
21种