【生物】蛋白质是生命活动的主要承担者课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第二章

组成细胞的分子第4节蛋白质是生命活动的主要承担者教学目标目标010203从氨基酸的结构特点理解氨基酸脱水缩合的过程，构建数学模型解答与蛋白质有关的计算问题。（科学思维）从蛋白质功能多样性角度明确蛋白质与人体健康的关系。（社会责任）通过对蛋白质的学习，建立生命的物质性的观点；从结构与功能观角度理解蛋白质的多样性。（生命观念）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。情景视频二合作探究二：为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。合作探究三：你能够说出几种富含蛋白质的食物呢？一蛋白质的功能合作探究四：那生物体内的蛋白质有什么功能呢？富含蛋白质的食物一蛋白质的功能蛋白质的功能1结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，

如肌球蛋白、肌动蛋白等催化蛋白：起生物催化作用，如绝大多数酶运输蛋白：如血红蛋白、细胞膜上的载体调节蛋白：如胰岛素和生长激素等免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体

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。功能蛋白蛋白质的功能1蛋白质能够承担如此多样的功能，离不开蛋白质的多样性。人体蛋白质有数万种，生物界多达1010~1012种。蛋白质种类和功能的多样取决于蛋白质的组成和结构。

蛋白质是一类生物大分子，种类多种多样。蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用。二蛋白质的基本组成单位-氨基酸合作探究五：民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，那么这些食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？蛋白质的基本单位----氨基酸2①请用准确的语言描述氨基酸的元素组成。②氨基酸的结构具有哪些共同特点？不同氨基酸在结构上的区别在哪里？③“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？活动2：阅读教材P29，思考讨论，回答以下相关问题蛋白质的基本单位----氨基酸2①氨基酸的结构具有什么共同特点？CCCC

氨基

羧基R氨基羧基侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质OC

OHCH

H

H

N中心碳原子氢原子简写：RHH2N—C—COOH分子通式：R—C2H4O2N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R基中也可能含有氨基（—NH2）或羧基（—COOH）一定有C、H、O、N，有的含S、Se等CHRNH2COOH1组成元素2结构通式3结构特点蛋白质的基本单位----氨基酸2组成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，“至少”的涵义是什么？如果氨基酸分子中不止一个氨基和一个羧基，其他的氨基和羧基又位于什么位置？氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少各1个，也可以是几个。其他的氨基和羧基可位于R基上。NH2H2NNHHNHHNHHCOOHCOHOCOHOHOOC氨基羧基书写提醒：蛋白质的基本单位----氨基酸2特别提醒氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记原子团前要有短线“—”)蛋白质的基本单位----氨基酸2“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要组成部分——氨基和羧基。羧基中的氢氧键（O-H）易断裂，生成H+

，呈酸性，所以称为氨基酸。酸氨基“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？发挥你的想象力，能否将抽象的结构具体化，以便更好的掌握氨基酸的结构通式蛋白质的基本单位----氨基酸2非必需氨基酸：

必需氨基酸：组成人体蛋白质的21种氨基酸甲硫氨酸，缬氨酸，赖氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸。（甲携来一本亮色书）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3.种类：（婴儿9种，组氨酸）CHNH2HCH2COOHCHNH2COOH(CH2)4NH2CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2SH哪些是构成蛋白质的氨基酸，并圈出R基。×√√×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（

），并找出其R基。A. B.C. D.一、氨基酸的结合方式

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？

氨基酸：21种蛋白质：1010～1012脱水缩合

蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。一、氨基酸的结合方式1.脱水缩合：

一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合的方式叫脱水缩合。H2O肽键－OH‖O－C－CR2H－－－NH－－C－CR1H2NH－－‖OOH－H二肽问题2:请思考，肽的命名原则是什么？

一、氨基酸的结合方式2.肽命名原则：

由几个氨基酸脱水缩合构成，就称为几肽。问题3:请绘制出三肽合成过程，并思考H2O中H和O分别来自于哪里？肽键－C－COOHR3H－－－NH－HOH－肽键‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖O三肽H2OH2O脱出来的H2OH来自氨基和羧基1O来自羧基2一、氨基酸的结合方式2.肽命名原则：

由几个氨基酸脱水缩合构成，就称为几肽。肽键－C－COOHR3H－－NH－肽键‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖O三肽H2OH2O以此类推，多个氨基酸分子脱水缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。蛋白质的结构及其多样性3有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状多肽。由几个氨基酸形成的就叫几肽三肽，四肽，……统称为多肽肽链呈链状1条或多条盘曲折叠下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：1.脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。2.脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。4R基4五脱水缩合4习题检测蛋白质的结构及其多样性3氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？？由于氨基酸之间能够形成氢键，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。2.由肽链形成蛋白质

许多蛋白质含有两条或多条多肽链，他们通过一定的化学键如二硫键结合在一起。2.由肽链形成蛋白质-SH＋-SH→-S-S-这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。右下为血红蛋白的结构——一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。2.由肽链形成蛋白质二、蛋白质的结构及其多样性1.蛋白质的结构层次：

氨基酸之间脱水缩合形成肽链肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构四条肽链聚集形成复杂空间结构一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠一级结构二级结构三级结构四级结构二蛋白质的结构及其多样性蛋白质的盘曲折叠过程（视频）氨基酸层面氨基酸的种类不同氨基酸的数量不同氨基酸的排列顺序千变万化肽链层面多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别蛋白质结构多样性的原因进入人体消化道的蛋白质食物，需用经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸需要经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体和食物食物中蛋白质一样吗？蛋白质胃蛋白酶胰蛋白酶多肽肠肽酶氨基酸氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽、多肽，由多肽链盘曲折叠构成人体的蛋白质。不一样，人体蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能。蛋白质的结构及其多样性32.蛋白质的形成

每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。结构与功能相适应正常血红蛋白异常血红蛋白二、蛋白质的结构及其多样性3.蛋白质结构多样性的原因：

人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病等注意：变性的蛋白质肽键没有被破坏，还能与双缩脲试剂发生紫色反应变性：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变性因素：强酸、强碱、重金属盐、加热、酒精等变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散与社会的联系不可逆二、蛋白质的结构及其多样性5.蛋白质的功能异常：

①用酒精、加热、紫外线等来消毒和杀菌。②在重金属盐中毒急救时也常常利用蛋白质的这一特点。汞中毒时，早期可以服用大量乳制品或鸡蛋清，使蛋白质在消化道中与汞盐结合成变性的不溶解物，以阻止有毒的汞离子吸收入人体内，然后再设法将沉淀物自胃中洗出。变性作用不激烈，变性可逆；变性作用过于激烈，变性不可逆。(1)蛋白质变性及其运用：盐析：蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的溶液中溶解度降低而析出的现象，降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。在鸡蛋清中加一些食盐，会看到白色絮状物，兑水稀释后絮状物消失。注意：盐析过程蛋白质的结构没有发生变化，变化是可逆的。加入清水稀释源于必修1P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是____________________________________________________________。②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：______________________________________________________________。高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解能。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1数量关系分析1.1水分子数与蛋白质中肽键数及氨基酸数目的关系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

=1.1水分子数与蛋白质中肽键数及氨基酸数目的关系环状多肽形成蛋白质公式：脱去水分子数

=

肽键数

=

氨基酸数1.2蛋白质中游离氨基、羧基数目与肽链的关系多肽链形成蛋白质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1.2蛋白质中游离氨基、羧基数目与肽链的关系环状多肽形成蛋白质公式：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2蛋白质相对分子质量计算CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH肽键H2O2.蛋白质相对分子质量计算脱水缩合CHCOOHR2HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNOH2OH2O肽键肽键三肽2.蛋白质相对分子质量计算公式：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×182.蛋白质相对分子质量计算公式：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HHH2S3蛋白质中原子数目计算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CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR73.1N原子数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CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR73.2O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CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR73.3C原子数H原子数=各氨基酸中的H总数－脱水数×2CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR73.4H原子数－2×二硫键数计算原子数量时，由于R基上的C原子数不好确定，且H原子数较多，经常以N原子数或O原子数或者S原子为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。计算蛋白质的相对分子质量时，肽链上出现二硫键（—S—S—）时（二硫键由—SH和—SH脱去2个H形成），要再减去2（即两个氢原子），若无特殊说明，则不考虑二硫键。3.5原子数计算注意事项相关计算公式小结氨基酸数（n）；氨基酸平均分子相对质量（a）一条肽链m条肽链环肽肽键脱去水分子减轻的质量多肽相对分子质量至少含有的氨基或羧基数H