新人教版必修一高中生物2.2-生命活动的主要承担者——蛋白质(66张幻灯片)

(共66张PPT)
大头婴儿
由于天天吃蛋白质含量极低的奶粉导致发育不良，身体严重浮肿，脑袋大。
大头婴儿的头比较大，面部肌肉松驰，表情比较呆滞，对外界事物的刺激反应较低。为什么婴儿长期吃劣质奶粉会出现这种症状？
蛋白质对小孩子的生长发育重要吗?
第二节
生命活动的主要承担者
—蛋白质
哪些食品富含蛋白质?
思考:
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢?
要分解成氨基酸，才被人体吸收。
氨基酸--蛋白质的基本组成单位
1、基本组成单位：氨基酸
在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种。
甲烷
R
COOH
2、氨基酸分子结构通式
C
H
H2N
特点：
a.每种氨基酸分子都至少含有一个氨基(
-NH2
)和一个
羧基(
-COOH
)，并且连在同一个碳原子上；
b.
R基（20种）不同，氨基酸种类不同。
氨基(—NH2)
侧链基团（R基）
羧基(－COOH)
中心碳原子
氢原子
H
谷氨酸
天冬氨酸
1、判断下列分子是不是氨基酸？
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
2、请写出下面两种氨基酸的R基？
非必需氨基酸：共12种，人体可自身
合成的氨基酸
必需氨基酸：共8种，人体细胞不能自身合成，
必须从外界环境中直接获取。
甲硫氨酸（蛋氨酸）、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸、
异亮氨酸、亮氨酸、
苯丙氨酸、苏氨酸
20种
氨基酸
“假色来写一两本书”
婴儿还有一种组氨酸
氨基酸分子是如何相互连接构成蛋白质的呢？
（一）氨基酸的结合方式：
C
H
COOH
R1
C
H
NH2
COOH
R2
NH2
C
O
H
N
H
OH
氨基酸的结合方式
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
H
氨基酸的结合方式:
C
H
R1
NH2
C
O
H2O
二肽
肽键
脱水缩合
肽键写法：—NH—CO—
或
氨基酸的结合方式:脱水缩合
肽键
OH
H
二肽
H2O
H2O
氨基酸的结合方式:脱水缩合
肽键
二肽
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）。
H2O
（1）n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉几个水分子？形成几个肽键？如果n个氨基酸形成m条肽链呢？
对于一条肽链来说：
脱去的水分子数＝氨基酸数－1
肽键数
＝
对于多条肽链来说：
脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数
5-1
6-1
4-1
m条肽链
（2）一条肽链至少含有多少个羧基和多少个氨基？
一条肽链至少一个羧基和一个氨基
（3）m条肽链至少含有多少个羧基和多少个氨基？
m条肽链至少m个羧基和m个氨基
（4）蛋白质的相对分子质量？
氨基酸数×氨基酸平均分子量－脱水数×18
1.
几种数量关系总结如下
（二）有关蛋白质的计算
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
多肽相对分子量
氨基
数目
羧基数目
1条肽链
a
n
n－1
n－1
na－18(n－1)
至少
1个
至少
1个
m条肽链
a
n
n－m
n－m
na－18(n－m)
至少m个
至少m个
环肽
a
n
n
n
na－18n
至少
0个
至少0个
肽链是没有生物活性的，当
肽链按不同形式盘曲折叠
形成具一定空间结构的蛋白
质分子时才表现出生物活性。
　(三）
从氨基酸到蛋白质的结构层次
氨基酸
二肽
三肽
：
多肽
一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质
多条多肽链盘曲折叠形成蛋白质
一级结构
二、三级结构
四级结构
（四）组成元素：主要由C、H、O、N组成，
有的还有P、S、Fe等。
（五）高分子化合物：
相对分子质量很大，从几千到几百万
　　如：牛的胰岛素
5700
　人的血红蛋白
64500
为什么蛋白质的结构多种多样？
①氨基酸种类不同，肽链结构是否相同？
①氨基酸种类不同，肽链结构不同
②氨基酸数目不同，肽链结构是否相同？
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
②氨基酸数目不同，肽链结构不同
为什么蛋白质的结构多种多样？
③氨基酸排列顺序不同，肽链结构是否相同？
④肽链空间结构不同，蛋白质种类是否相同？
③氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同
④肽链空间结构不同，蛋白质种类不同
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
肽链的空间结构不同
生物性状的多样性
（直接原因）
蛋白质结构的多样性
（根本原因)
DNA结构多样性
蛋白质的结构具有多样性的原因
拓
展：
蛋白质的一些理化性质
1、盐溶与盐析
盐溶：浓度低的盐溶液可以增加蛋白质的溶解度；
盐析：浓度高的盐溶液可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质发生沉淀；
注意：盐溶与盐析没有破坏蛋白质的空间结构
2、蛋白质的变性
某些物理因素或化学因素使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，更容易被蛋白酶水解。这个过程就被称之为蛋白质的变性。
(1)
化学因素：强酸、强碱、重金属离子、酒精…
(2)
物理因素：加热、紫外线、x-射线…
注意：变性破坏了蛋白质的空间结构
例．鸡蛋煮熟后，蛋白质失去活性，
原因是高温破坏了蛋白质的(　　)
A．肽键
B．肽链
C．空间结构
D．氨基酸
C
3
、蛋白质的水解
（1）概念：蛋白质在酸、碱或酶的作用下，能生成一系列的中间产物，最后生成氨基酸。
（2）破坏的化学键：肽键（—CO—NH—）
蛋白质
蛋白酶
多肽
肽酶
氨基酸
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。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等
的成分主要是蛋白质。
2、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。（上图所示
为胃蛋白质酶结晶）
3、运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能。
如血红蛋白、载体蛋白。
血红蛋白
4、调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。
图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素
5、免疫作用：抗体
蛋白质的功能
1、结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质
总之，一切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。
2、功能蛋白：
催化作用：绝大多数酶都是蛋白质
运输作用：如红细胞中的血红蛋白
调节生命活动：胰岛素，生长激素等
免疫作用：如抗体
组成元素
C、H、O、N（P、S）
导致
氨基酸
种类：20种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：12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
折叠盘旋
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
导致
教材中常见蛋白质
（1）大部分酶：如蛋白酶、肽酶、脂肪酶等
（2）部分激素：如胰岛素、生长激素
（3）载体蛋白
（4）抗体（抗毒素
凝集素）
（5）部分抗原
：如决定病毒抗原特异性的衣壳。
（6）神经递质的受体
（7）朊病毒：成分为蛋白质，可导致疯牛病等
（8）糖被：位于细胞膜外表面，由蛋白质和多糖组成
（9）血红蛋白
（10）干扰素
（11）胶原蛋白和弹性蛋白：动物细胞间质的主要成分
（12）含有蛋白质的实验材料：黄豆研磨液、蛋清等。
氨基、羧基、原子个数与肽链、肽键的关系
(1)氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数；
(2)羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数；
(3)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N的总数；
(4)O原子数＝肽键数＋肽链数×2＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱水数；
(5)H原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱水数。
【知识拓展1】
　
(1)蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有
二硫键形成时，要考虑该过程脱去氢的质量，形成一个二硫键脱去2个氢原子。
(2)若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数＝参与脱水的氨基酸数＝肽键数，其游离的氨基、羧基只能在R基上有可能出现。
(3)氨基酸脱水缩合前后某些特定数目的守恒氨基酸分子中半胱氨酸
(C3H7NO2S)含S，天冬氨酸C4H7NO4)R基上有羧基，赖氨酸(C6H14N2O2)R基上有氨基，它们在形成多肽时数量保持不变，是解题的一个关键突破口。
【知识拓展2】
例1.
如右图表示一个由153个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)
A．该分子中含有152个肽键
B．该分子形成过程中，产生了153个水分子
C．该分子中有1个氨基酸侧链基团含硫
D．该分子彻底水解将产生153种氨基酸
B
【解析】　从图中可以看出侧链基团含有的氨基和羧基之间也形成了一个肽键，因此该分子中含有153个肽键，产生了153个水分子。该分子彻底水解最多将产生20种氨基酸。
【答案】　B
例2.
已知天冬酰胺的R基为—C2H4ON，现有分子式为C63H103N17S2的多肽链，其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽链中最多有肽键
（
）
A.17个
B.16个
C.15个
D.14个
D
【解析】多肽C63H103N17S2中有17个N，因含有两个天冬酰胺（R基为—C2H4ON），故该多肽由15个氨基酸脱水缩合而成，形成的肽键数目为14。
【答案】　D
1.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
随堂练习
解析：由氨基酸数－肽链数＝肽键数可知，2条肽链的蛋白质共有肽键798，每条肽链的两端各有一个氨基和一个羧基，故两条肽链的氨基和羧基数为肽链两端的氨基和羧基加氨基酸R基上的氨基和羧基，即氨基总数＝2＋10＝12，羧基总数＝2＋8＝10。
答案：B
2.
某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是(　
　)
A.n－m　　　　B.n－2m
C.n＋m
D.n＋2m
[解析]　两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，里面含一个氧原子，n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键n－m个，所以肽键中氧原子是n－m个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的n－m个，所以应至少有氧原子个数为n－m＋2m＝n＋m。
[答案]　C
3．下面关于肽链和蛋白质关系的叙述，正确的是(　　
)
A．二者是同一概念
B．多肽属于蛋白质的一种
C．多肽和蛋白质都具有空间结构
D．肽链可以进一步形成蛋白质
解析：多肽是由多个氨基酸缩合通过肽键形成的化合物，具有一定的生理功能，一般相对分子质量在1500以内，通常呈链状，不具有空间结构。肽链是反应多肽所具有的结构情况，多个氨基酸通过肽键相连，呈链状。肽链可以进一步卷曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。所以多肽不同于蛋白质，多肽与肽链概念也是不同的。
答案：D
4.
胰岛素和大多数酶都是蛋白质，但它们的功能却不相同，这是因为（
）
A.氨基酸的种类和数目不同
B.氨基酸的排列顺序不同
C.蛋白质的空间结构不同
D.以上都是
D
5.
关于蛋白质功能的错误叙述是（
）
A.细胞和生物体的结构物质
B.调节细胞和生物体的新陈代谢
C.细胞和生物体的主要能源物质
D.参与细胞的免疫作用
C
6.
同一草场上的牛和羊吃了同样的草，可牛肉和羊肉的口味却有差异，这是由于(
)
A．同种植物对不同生物的影响不同
B．牛和羊的消化功能强弱有差异
C．牛和羊的蛋白质结构有差异
D．牛和羊的亲缘关系比较远
C
7、下列面料中，从物质组成的主要化学成分上看，不属于同类的是（
）
A.
毛织品
B.
丝织品
C.
棉麻织品
D.
皮革制品
C
8.某多肽链由50个氨基酸组成，那么组成该多肽的氨基酸最多有多少种？（
）
A.无数种
B.50种
20种
D.未知数
C
9.催产素、牛加压素、血管舒缓素等多肽化合物的氨基酸数
①氨基酸种类不同　②合成的场所不同　③氨基酸的排列顺序不同　④肽链的折叠盘曲方式不同量相同，但其生理功能却不同，原因有
(　　
)
A.①②③
B.①③④
C.②③④
D.①②③④
B
10、下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是
(　
　)
A:A中肯定含有C、H、O、N等元素
B:组成人体的B约有20种，绝大多数都不能在人体内合成
C:多肽中B的数目等于C的数目
D:蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的根本原因
A
11、根据下面图解，回答问题：
　　　
CH3
?????
??
H　
H
　　　
｜????????
|
???????
｜
　H2N—C—CO—NH—C—CO—NH—C—COOH
　　　
｜　　　
｜　　　　
｜
　　　
H　　
CH2　
CH2
　　　　　　　　
｜　　　
｜
　　　　　　　
CO　　　
　
COOH
　　　　　　　
｜
　　　　　　　
NH2
1、该化合物中有　氨基酸。该化合物中有　个肽键。
2、该化合物是由　个氨基酸失去　分子水而形成的，这样的反应叫做???
???
。
3、该化合物有氨基__个，有羧基__个。该化合物的名称是______________。
3
2
3
2
脱水缩合
三肽(多肽)
2
2
12、右图为结晶牛胰岛素的一个模式图,其中A链有21个氨基酸,B链有30个氨基酸,请据图回答:
(1)这51个氨基酸彼此之间结合成胰岛素的方式是
.
(2)该蛋白质分子中含有
肽键
个,写出其中一个肽键的结构简式:
脱水缩合
49
—NH—CO—
(3)A链两端的官能团为
和
.
-NH2
-COOH
(4)从理论上分析，胰岛素分子至少含有
个-NH2，
有
个-COOH。
2
2
13、根据下面图解，回答问题：
????
?
?????????????????????????????????????????????????????????????
（1）该图中，
①表示　　　　???????
，③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
肽键
羧基
四肽(多肽)
三
四
三
脱水缩合
R基
666
①
②
③
④
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
14．中新社2019年7月26日电：德国权威部门宣布在德国持续了月余的肠出血性大肠杆菌传染病疫情已经结束。肠出血性大肠杆菌传染病于今年5月中旬首先在德国北部地区爆发，这场疫情最终导致德国范围内50人死亡。这种致病细菌能分泌外毒素，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，最终导致死亡，其中的一种外毒素的结构式如下图所示。
请据图分析回答：
(1)该化合物中含有游离的氨基__________个，羧基__________个。
(2)组成该化合物的氨基酸有________种，其中重复出现的R基是________，请写出氨基酸的结构通式。
(3)该化合物称为____________化合物，含有________________个肽键。
0
0
5
-CH3
环状七肽
7
谢谢