2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件【知识精研+拓展延伸】高一上学期生物人教版2019必修1

第2章组成细胞的分子2.4蛋白质是生命活动的主要承担者

学习目标：1、氨基酸的结构通式和特点，理解氨基酸是蛋白质的基本组成单位。2、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。3、说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。4、分析蛋白质分子结构多样性与功能多样性的关系。“大头娃娃”事件2004年3月份，安徽阜阳连续7天报道了当地大量婴幼儿食用劣质奶粉后变成“大头娃娃”的消息，有关部门经对阜阳当地2003年3月1日以后出生、以奶粉喂养为主的婴儿进行的营养状况普查和免费体检显示，这些大头娃娃是长期食用蛋白质含量严重不足的劣质奶粉而患上“重度营养不良综合症”。根据我国现行质量标准，0—6个月的婴儿奶粉蛋白质含量应为12%-18%，而某款劣质奶粉蛋白质含量为1.74%。蛋白质为何如此重要呢？一、蛋白质的功能阅读教材P28页，尝试归纳概括蛋白质有哪些功能？蛋白质的功能结构蛋白构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、羽毛等。催化绝大多数酶都是蛋白质，如胃蛋白酶、呼吸酶、ATP酶运输如血红蛋白能运输氧气、载体蛋白运输物质进出细胞P66调节能够调节机体的生命活动，如胰岛素（激素）、受体免疫抗体、淋巴因子是蛋白质，帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害马达蛋白在微管上运输囊泡胰岛素可以口服吗？为什么？性激素呢？催狗运面条蛋白质多种多样，不同的蛋白质功能可能不同一、蛋白质的功能总结：为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？

因为细胞的各项生命活动都离不开蛋白质！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。问题探讨讨论：

这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收?对你认识蛋白质的化学组成有什么启示?这种缝合线必须要被分解为小分子物质（氨基酸）才能被吸收，因此说明蛋白质是由小分子物质组成的。氨基酸直接被人体吸收和利用蛋白质蛋白质的基本单位经过消化21种！二、蛋白质的基本单位——氨基酸思考讨论——氨基酸的结构特点H2NCCHHOOHH2NCCHCHOOHCH3CH3H2NCCHCH2OOHCHCH3CH3甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸氨基酸的分子结构有什么共同特点？H2NCCHCH3OOH氨基酸的分子结构通式至少有一个____________和一个_____________都有一个氨基和一个羧基连接在___________________上结构特点NCCHROOH氨基羧基侧链基团HH氨基羧基同一个碳原子③R基不同，氨基酸的种类也不相同。氨基：NH2或HHN羧基：COOHCOOH或二、蛋白质的基本单位——氨基酸非必需氨基酸：人体可自身合成的氨基酸，共13种。必需氨基酸：人体细胞自身不能合成的氨基酸。共8种。（“一家人来写两三本书”）21种氨基酸一家人来写两三本书缬异亮亮苯丙甲硫色苏赖不是每种蛋白质都含有21种氨基酸！二、蛋白质的基本单位——氨基酸氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若某氨基酸中含有其他元素，则一定在R基中。氨基酸的组成元素：C、H、O、N，有的含有P、S、Fe、Mg等元素。√√××判断下列分子是不是氨基酸？CHNH2COOHCH2SH②CHNH2COOHCH2OH③CHNH2HCH2COOH④CHNH2COOHCH2SH①二、蛋白质的基本单位——氨基酸CCOOHCH3HOOCHCNH2CH3H2NHCHHOOCHCH2NH2CNH2HOOCHCH2NH2CHNH2HOOCCHNH2HOOC12345×××√√判断下列分子是不是氨基酸？阅读教材P30-31，小组讨论，思考以下问题氨基酸如何构成蛋白质？

若要将氨基酸连成长链，需要借助氨基酸的共有部分？还是它的个性部分？NCCR1HOOHNCCR2HOOHHHHH氨基酸通过

反应构成蛋白质：脱水缩合肽键二肽＋H2NCCR1HOOHHH2NCCR1HONCOOHCR2HH2O＋COOHNCR2HHH肽键与双缩脲试剂反应生成紫色络合物！脱水缩合旧教材肽键：COHN或COHN肽键CHCOOHR3HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNO二肽H2OH2O肽键三肽2个氨基酸形成____，脱去__个水分子，形成__个肽键；3个氨基酸形成____，脱去__个水分子，形成__个肽键；4个氨基酸形成____，脱去__个水分子，形成__个肽键；多（n）个氨基酸形成____，脱去___个水分子，形成___个肽键；二肽11三肽22多肽n-1n-1四肽33三个氨基酸①一条肽链不管长短，一端至少有一个游离的氨基，另一端有一个游离的羧基。②由多少个氨基酸脱水缩合而成，就叫做几肽。2个氨基酸形成____，脱去__个水分子，形成__个肽键

3个氨基酸形成____，脱去__个水分子，形成__个肽键

4个氨基酸形成____，脱去__个水分子，形成__个肽键多(n)个氨基酸形成____，脱去___个水分子，形成__个肽键二肽11三肽2多肽n-1n-1四肽33脱去的水分子数_

肽键数

=氨基酸数-

_当为1

条多肽链时：2=145n当为2条多肽链时：氨基酸肽键23n-2脱去的水分子数_

肽键数

=氨基酸数-

_当为2条多肽链时：氨基酸数肽键数肽链数2条2条…………2条2=脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-2当为2条多肽链时：脱去的水分子数=

肽键数=氨基酸数-1

当为1条多肽链时：脱去的水分子数_

肽键数

=氨基酸数-

_肽链数=三.蛋白质的结构及其多样性

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。1.由肽链形成蛋白质氢键二硫键+2.氨基酸形成蛋白质的过程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......→→→三.蛋白质的结构及其多样性2.蛋白质食物需用经过哪些消化酶才能分解为氨基酸？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不一样，人体蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能。课本P31思考讨论2

3.氨基酸共有21种，一条由10个氨基酸组成的长链有多少种可能？2110蛋白质多种多样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三.蛋白质的结构及其多样性结构与功能相适应血红蛋白肌动蛋白胃蛋白酶胰岛素

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镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱三.蛋白质的结构及其多样性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

是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构遭到破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。蛋白质变性高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散变性因素：高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。与社会的联系注意：变性不可逆，只是空间结构改变，肽键一般不断裂加热、加酸、加酒精等可以消毒、灭菌，为什么？加热、加酸、加酒精等可以引起细菌和病毒的蛋白质变性失去活性。与社会的联系——蛋白质的水解在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质初步水解为多肽，最终会被彻底水解为氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。（1）盐析：向蛋白质溶液中加入食盐，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。盐析是物理变化，可复原，即是一个可逆的过程，故不影响蛋白质的性质。（2）变性：蛋白质由于高温、强酸碱、重金属盐等因素导致空间结构被破坏的过程称为变性,是不可逆，变性的过程肽键不断裂。（3）水解：蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程称为水解，和脱水缩合的过程相反，这个过程需要蛋白酶或者肽酶的催化。（4）氧化分解（代谢）：将蛋白质分解成CO2、水、尿素并释放能量的过程。比较：蛋白质的盐析、变性、水解和氧化分解拓展：蛋白质相关计算公式①：肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数脱水缩合＋H2NCCR1HOOH2H2O＋COOHNCR2HHHCOOHNCR2HHH＋HH2NCCR1HONCR2HHCOCR3HNCOOH环肽公式②：蛋白质至少含有（游离）的氨基/羧基数=肽链数

（游离的）氨基数=肽链数+R基上的氨基数

（游离的）羧基数=肽链数+R基上的羧基数HH2NCCR1HONCR2HHCOCR3HNCOOHHCOCR4HNHCOCR2HNHCOCR3HN环肽公式③：氧原子数=肽键数+肽链数x2+R基上的氧原子数=各氨基酸的氧原子总数-脱水数

氮原子数=各氨基酸的氮原子总数=氨基酸数+R基上的氮原子数HH2NCCR1HONCR2HHCOCR3HNCOOHHCOCR4HNHCOCR2HNHCOCR3HN例题：组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，一条含有100个肽键的多肽链的分子质量为多少？

公式④：多肽相对分子质量=氨基酸数x氨基酸相对分子质量-脱去水分子数x18HH2NCCR1HONCR2HHCOCR3HNCOOHHCOCR4HNHCOCR2HNHCOCR3HN有时还要考虑一些其他化学变化过程，如1个二硫键（-S-S-）形成，将脱去2个-H，相对分子质量因此应减少2。特殊情况：注意①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，所以以N原子数或O原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。②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若为环状多肽（肽链两端的氨基和羧基脱水缩合后会形成环状多肽），则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算，若无特殊说明，则不考虑环状肽。课堂小结元素组成C、H、O、N等氨基酸种类：21种通式：特点：蛋白质分子至少有一个—NH2和—COOH,且连在同一碳原子上脱水缩合RHCOOHNH2C构成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氨基酸的空间结构不同导致盘曲折叠结构多样性功能多样性多肽（肽链）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，如抗体一.概念检测水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。(1)细胞内的自由水和结合水都是良好的溶都能参与物质运输和化学反应。()(2)同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量高。()(3)将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。(

)××P22课后练习

×二、拓展应用1.医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。生理盐水的含义是什么?在什么情况下需要用生理盐水?2.目前已经探明，在火星两极地区有固态水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、Na、K等元素。科学家也曾在火星上发现了流动水的痕迹。科学家据此推测，火星上曾经或者现在存在着生命。为什么科学家会作出这样的推测呢?

质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境中溶质的浓度，所以叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输人药物时，应输人生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在稳定的状态。