蛋白质是生命活动的主要承担者【知识专讲精研】 高一上学期生物人教版必修1

张文宏教授在谈到中小学生复学问题时要求家长给孩子的早餐“不要喝粥，要喝牛奶、吃鸡蛋”。从食物营养的角度分析，粥和牛奶、鸡蛋中所含的主要营养物质有什么不同？细胞中含量最多的有机物是

蛋白质想一想:哪些食品富含蛋白质?

蛋白质承担着怎样的功能呢？2.4蛋白质是生命活动的主要承担者第二章组成细胞的分子学习目标素养目标

1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点,阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。

2.分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系,举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。

3.说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。

4.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者,认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。

1.认同蛋白质的结构与其承担的功能是相适应的生命观念。

2.掌握模型与建模、归纳与概括、分析与综合等科学思维,提升对于蛋白质与生命活动关系的认识。【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。讨论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？

因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。

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，因此说明蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能免疫防御结构调节信息传递运输催化1.结构蛋白：2.催化：3.运输：4.信息传递：5.防御：如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。绝大多数酶是蛋白质。如血红蛋白运输氧。如胰岛素能传递信息,调节机体的生命活动。如抗体具有免疫功能。

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。

结构

运输

催化

信息传递

防御每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构蛋白质功能的实现抗原抗体可变区抗原抗体这与蛋白质的组成和结构有关吗？1010～1012种蛋白质功能多种多样蛋白质种类多种多样非必需氨基酸：

必需氨基酸：组成人体蛋白质的21种氨基酸蛋(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、（一）人体内的21种氨基酸共13种，人体可自身合成的氨基酸共8种，人体不能自身合成的氨基酸

"甲携来一本亮色书”1.氨基酸的组成元素是什么？2.找出共同点和不同点，写出氨基酸的结构通式3.氨基酸分子结构有什么特点？甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸阅读书本P29“蛋白质的基本组成单位-氨基酸”，结合下图回答下列问题：（二）氨基酸的结构甘氨酸甲硫氨酸半胱氨酸缬氨酸1.元素组成？结构异同？C、H、O、N（S）甘氨酸甲硫氨酸半胱氨酸缬氨酸氨基羧基侧链基团（R基）（二）氨基酸的结构氨基酸的结构通式酸氨基（二）氨基酸的结构氨基和羧基的数量：每种氨基酸至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）；氨基和羧基的连接位置：都有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）连接在同一个碳原子上；这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。氨基酸不同的决定因素：R基的不同NHHCOHOCRH氢原子侧链基团氨基羧基氨基酸的结构特点：氨基NH2NHH或羧基COOHCOOH或1.氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：

(基团前的“—”不能省略)2.白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基,“至少”说明氨基酸分子中的氨基和羧基数目大于等于1个，其他的氨基和羧基位于

上。3.氨基基不同表示方法：特别关注—NH2、—COOH、—RR基CCOOHHH2NR以下哪个结构是构成蛋白质的氨基酸卡片？2A、B、C、D、氨基酸：21种蛋白质：1010～1012?1.氨基酸形成蛋白质的方式叫什么？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？3.什么是二肽？什么是多肽？什么是肽链？阅读书本P30“蛋白质的的结构及其多样性”，回答下列问题：（一）氨基酸脱水缩合形成肽链氨基酸：21种蛋白质：1010～1012?CHR1H2NCOOH连接两个氨基酸分子的化学键名称是什么？是如何形成的？新生成的化合物名称是什么？（二肽？多肽？肽链？）HH2OHNCHR2COOHHH2OHNCHR3COOH二肽肽键三肽肽键肽键（一）氨基酸脱水缩合形成肽链HCH3CH2SH思考：1.3个氨基酸脱水缩合形成的三肽，其中含几个肽键？脱去几分子水？2.该3肽中的氨基酸序列是怎样的？自己写一写三肽1.氨基酸脱水缩合产生的水中氢和氧原子分别来自氨基酸的哪一部分?H来自于

。O来自于

。H2N、COOHCOOH【思考】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3.氨基酸脱水缩合的产物什么?肽是怎么命名的？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。由两个氨基酸缩合而成的化合物二肽：多肽：肽链：三肽：肽的名称①产生水②产生二肽或多肽由三个氨基酸缩合而成的化合物由几个氨基酸构成，就称为几肽【思考】

—CH2NHH—C—ON—H

C—CH3HCOOH—C—ON—H

C—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②④⑥⑤⑦⑧③（1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③表示_____

；（2）该化合物由____个氨基酸通过____________反应，失去____个水分子形成的，有氨基___个，有羧基__个，含有____个肽键。（3）该化合物称为

_______氨基羧基肽键22四肽4脱水缩合33观察下图，讨论并回答P31思考与讨论中的问题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为什么肽链能够折叠？空间结构靠什么维持？—SH—SH+—S—S—+2H许多蛋白质分子都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。由于氨基酸之间能够形成氢键等，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）肽链连接方式：氢键、二硫键SSCOHOO-

氢键二硫键SS1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？2.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多肽氨基酸胃蛋白酶肠肽酶胰蛋白酶不一样，人体中的蛋白质具有完成人体生命活动的有关功能。【思考】为什么氨基酸只有21种，但蛋白质种类却可以达到1010~1012种？（三）蛋白质多样性的原因1.三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？—COOH—COOHH2N—H2N—2.体内21种常见氨基酸，能形成多少种10肽？3.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？2110002110肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化6肽链盘曲折叠形成具有空间结构的蛋白质甘氨酸脯氨酸羟脯氨酸（三）蛋白质多样性的原因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结构多样种类繁多功能多样结构决定功能（三）蛋白质多样性的原因（四）蛋白质的结构异常结构决定功能由纤维状连接的血红蛋白组成的红细胞就会扭曲成镰刀状。镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱正常红细胞是两面凹的圆盘状结构异常的胶原蛋白无法发挥正常功能

蛋白质变性

蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。与社会的联系

使蛋白质变性的因素：高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐。盐析：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。盐析现象可逆与社会的联系2.为什么加热、加酸、喷洒酒精能达到消毒、灭菌的目的？1.为什么吃煮熟的鸡蛋、熟肉容易消化？蛋白质的水解胃蛋白酶胰蛋白酶肠肽酶氨基酸蛋白质多肽组成蛋白质的氨基酸种类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组成元素C、H、O、N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：至少一个－NH2和一个－COOH，连在且都有一个连在同一个C原子上脱水缩合多肽折叠盘曲蛋白质结构多样性功能多样性组成OCHCH2NOHR图示氨基酸数脱水数肽键数35710n1条肽链时：…………22446699n-1n-1脱水数=肽键数氨基酸数－肽键数=1蛋白质的有关计算1.肽键与氨基酸的关系：图示氨基酸数脱水数肽键数68914n2条肽链时：…………4466771212n-2n-2脱水数=肽键数氨基酸数－肽键数=2…………蛋白质的有关计算1.肽键与氨基酸的关系：图示氨基酸数脱水数肽键数91119n3条肽链时：…………66881616脱水数=肽键数氨基酸数－肽键数=3……………………n－3n－3蛋白质的有关计算1.肽键与氨基酸的关系：=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×183.蛋白质中游离氨基或羧基数目计算：①至少含有的游离氨基或羧基数目=②游离氨基数目=③游离羧基数目=蛋白质的有关计算2.蛋白质相对分子质量：4．蛋白质中含有N、O原子数的计算：(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数。蛋白质的有关计算1.在活细胞中，蛋白质的作用有(

)①参与细胞的运动②各种膜结构的重要成分③主要的能源物质④催化⑤性激素的主要成分⑥调节细胞代谢A．①③⑤B．②③⑤C．①②④⑤D．①②④⑥2.已知某种氨基酸的R基是—CH2—CO—NH2。在一个该氨基酸分子中，含有C、H、O、N的原子数依次是(

)A．2、4、1、1B．3、8、3、2C．4、10、3、2D．4、8、3、2DD3.如图为某蛋白质的结构模式，其中“—S—S—”表示由两个“—SH”(巯基)脱去两个H之后形成的二硫键，下列说法正确的是(