【课件】蛋白质是生命活动的主要承担者课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

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+DNA2、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？CHH2NHCOOH甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3缬氨酸CHH2NCOOHCH3CHH2NCHCOOHCH3CH3CH2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？HCRHNCOOHH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CHHHHCOOHNH2HR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C3H5O2CCHNH2COOHCH2SH①CHH2NCOOHCH2SH②CHH2NCOOHCH2OH④③CH2—CH2—COOH

H2N—C—COOH│HCHH2NHCH2COOH⑤CH2—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:___________②③④⑥⑦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。③C4个键、O2个键、N3个键、H1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？CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH2OH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）-CNH2HR1-C-OHO--=+-CNHR2-C-OHO--=--HH-CNHR3-C-OHO--=--HH+-CNH2HR1-C-O--=-CNHR2-C-O--=-H-CNHR3-C-OHO--=-H+2H2O1肽的名称确定：由几个氨基酸构成，就称为几肽2H2O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HCH3CH2SH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？

213211000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CH3CHCOOHNHHCHNHHCH2SHCOHO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。SHSHSS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_____。112、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。22多肽N-1二肽三肽N-1N-2N-2N-MN-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11R基nnR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CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCOOHR6多肽链形成蛋白质肽键数=氨基酸数－1脱去的水分子数

=H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O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H2NCOOH游离羧基数=1游离氨基数=H2NH2NCOOHCOOH游离羧基数=2游离氨基数=R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10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1an至少个man至少个环状多肽an至少个n-1n-1na-18(n-1)1n-mn-mnnna-18(n-m)na-18nm03、蛋白质相对分子质量计算缬氨酸CHCH3CH3H2N—C—C—OHHOH2N—C—C—OHHOH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？17475+117=192192-18=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HHH2SN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CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7O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）+6B、m+1个；18（m-4）