【课件】蛋白质是生命活动的主要承担者课件高一上学期生物人教版必修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学习目标：1.蛋白质结构多样性的原因及蛋白质的功能，理解蛋白质是生命活动的主要承担着。2.明确氨基酸是组成蛋白质的基本单位、结构特点和结构通式。3.理解氨基酸分子脱水缩合形成多肽的过程。4.掌握氨基酸以及蛋白质的相关计算。

蛋白质（protein）是细胞中含量最多的有机物。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？有某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是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，在肉、蛋、奶和大豆制品中含有丰富的蛋白质。蛋白质需经过消化，成为氨基酸才能被人吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。肌动蛋白和肌球蛋白，构成生物膜的蛋白质。头发1.结构蛋白构成细胞和生物体结构的重要物质，称之为结构蛋白。绝大多数酶都是蛋白质，例如：胃蛋白酶等消化酶2.催化作用血红蛋白运输氧气，细胞膜上的载体运输多种物质。3.运输作用抗原抗体4.免疫作用图中黄色区域的部分细胞分泌胰岛素，调节血糖平衡.胰岛素属于蛋白质类激素。5.调节作用“构催运免调”多样性1010~1012一、蛋白质的主要功能（教材P28)蛋白质是什么东西呢？我们了解蛋白质的分子质量胰岛素C256H381O76N65S65778牛奶乳蛋白C1642H2452O492N420S1236684人血红蛋白C3032H4816O872N780S8Fe464500大分子有机物基本组成单位氨基酸总之，蛋白质是生物体一切生命活动的体现者。蛋白质结构的多样性决定了蛋白质的特异性。蛋白质的消化过程胃蛋白酶肠肽酶胰蛋白酶蛋白质

多肽

氨基酸胃、胰蛋白酶肠肽酶思考:食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢?要分解成氨基酸,才被人体吸收二、蛋白质的组成单位——氨基酸（教材P29和P30）2、构成生物体蛋白质的氨基酸的种类：“氨基酸”字面含义：“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分——氨基(碱性)和羧基(酸性)。1、构成生物体蛋白质的基本组成单位：氨基酸有21种。既可以从食物中得到，又可以在体内合成。另外13种氨基酸。(1)必需氨基酸：是不能在体内合成的，只能在食物中得到的氨基酸,共有8种。(婴儿有9种，多出来的是组氨酸)。(2)非必需氨基酸：异亮氨酸，甲硫氨酸，赖氨酸，缬氨酸，亮氨酸，色氨酸，苯丙氨酸，苏氨酸。一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)CCOOHHH2NHCCOOHHH2NCHCH3CH3CCOOHHH2NCH3CCOOHHH2NCH2SHCH3

CH3

CCOOHHH2NCH2CH甘氨酸丙氨酸缬氨酸半胱氨酸亮氨酸CCOOHHH2NR二、蛋白质的组成单位——氨基酸COOH（）CRHCOOHH2N3.结构通式NH2（）NHH氨基羧基COOHOH羟基4、由氨基酸的结构通式得知，氨基酸的元素组成：C、H、O、N、（S、P）等。羧基氨基自由氢中心C原子侧链基团(Fe、Cu、Mn、I、Zn，Mg)从其结构通式看其结构特点是：每种氨基酸分子至少含有

个氨基和

个羧基，并且都有

个氨基和

个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类是由

基决定的。1111R那么蛋白质的组成元素呢？C、H、O、N，有的还含S、P等。5、判断组成蛋白质的氨基酸的方法下列是否属于构成蛋白质的氨基酸：(1)从数量上看：至少有一个—NH2和一个—COOH，NH2—CH2—CH2OH⇒缺乏羧基(—COOH)⇒缺乏氨基(—NH2)(2)从位置上看，必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，如没有则不属于构成蛋白质的氨基酸⇒氨基与羧基未连接在同一个碳原子上从其结构通式看其结构特点是：每种氨基酸分子至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？CCOOHCH3HOOCHCNH2CH3H2NHCHHOOCHCH2NH2CNH2HOOCHCH2NH212345CHNH2HOOCCHNH2HOOC练习1：如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式，下列叙述错误的是(

)。A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2—COOHC.R基中可以有氨基或羧基D.只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸D练习2:关于生物体内氨基酸的叙述正确的是(

)A.氨基酸是蛋白质分子的基本单位，由氨基和羧基组成B.组成人体的氨基酸都能在人体内合成C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素D.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是D

R1CHH2NCOHOCOOHR2COOHHNCH

H

NH2缩合R2COOHHNCH

R1CHH2NCOH2O＋肽键二肽氨基酸的脱水缩合核糖体(2)过程(1)场所：总结：2个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为

，含有

个肽键，失去

个水分子。二肽11R3COOHHNCH

H

H2O＋肽键R2HNCH

R1CHH2NCOC—OHO=二肽三肽=R2CHNCH

R1CHH2NCOR3COOHHNCH

O肽键肽键总结：3个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为

，含有

个肽键，失去

个水分子。三肽22总结：m个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为

，含有

个肽键，失去

个水分子。m肽m-1m-1双缩脲试剂与蛋白质中的肽键反应形成紫色。(3)过程分析多肽:由3个或3个以上氨基酸分子缩合而成，含多个肽键的化合物。脱水缩合：肽键：连接两个氨基酸分子的化学键（－NH－CO－）一个氨基酸分子的羧基（－COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（－NH2）相连接，同时脱去一分子的水的结合方式。肽链：多肽通常呈链状结构，并盘曲、折叠①脱水缩合产生的H2O中的H来自于________________和______________，而O则只来自于_________________。②一条肽链上至少有_____游离的氨基和______游离的羧基，并分别位于肽链的两端。③R基中的—NH2或—COOH不参与肽键的形成，故多余的—NH2或—COOH位于_______中。-COOH(羧基）

—NH2（氨基）-COOH(羧基）

11R基练习3:蛋白质是由氨基酸通过肽键形成的大分子化合物，一个氨基酸分子中的氨基和另一个氨基酸分子中的羧基脱去一个水分子缩合形成肽键。蛋白质分子结构示意如下：其中用虚线框出的甲、乙、丙的名称依次为(

)A.氨基、肽键、羧基B.羧基、肽键、氨基C.肽键、氨基、羧基D.氨基、羧基、肽键A练习4：根据下列化合物的结构分析回答：(1)该化合物中，①表示__________，⑦表示_________。(2)该化合物由________个氨基酸失去_________个水分子而形成，这种反应叫做__________。(3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由__________决定的，其编号是__________。(4)该化合物称为__________，含__________个肽键，编号是__________。氨基羧基四三脱水缩合R基团②④⑧⑨四肽三③⑤⑥练习5：下列依次为丙氨酸、丝氨酸和天门冬氨酸的结构式：由这三个氨基酸脱水缩合成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目是(

)A.1,1,3

B.3,3,2

C.1,1,2 D.1,2,2D氨基酸平均相对分子质量氨基酸数肽链数肽键数目脱水数目氨基数目羧基数目肽链相对分子质量aaaaaa至少1个至少1个至少1个至少1个至少1个至少1个至少2个至少2个1251101210mm1n至少1个至少1个至少n个至少n个11449988m-1m-1m-nm-na×2－18×1a×5－18×4a×10－18×9a×10－18×8am－18(m-1)am－18(m-n)有关蛋白质的计算有关蛋白质的计算：（1）关于氨基酸缩合反应的计算：肽键数=_______________=_____________-___________=_________个,至少有-NH2和-COOH各______个。（2）关于蛋白质相对分子质量的计算：蛋白质相对分子质量＝

-

.=_________________________________－____________________________.=

.[其中(m-n)为失去的水分子数，18为水的相对分子质量]。假如m个氨基酸缩合形成n条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，然后由这些（n条）肽链构成一个蛋白质分子.脱去水分子数氨基酸数肽链数（m-n）n注意：肽链中氨基和羧基的数目与_______________有关，和________________

没有关系。肽链的条数氨基酸的数目氨基酸质量脱去水的质量失去水分子数×水的相对分子质量氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数目m·a-（m-n）18环状多肽脱去的水分子数？水数=肽键数（3）氨基数和羧基数：至少含氨基数=至少含羧基数=肽链数321(3×2×1＝6种)氨基酸的排列与多肽的种类假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情形进行分析：①

A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成三肽的种类：333(33＝27种)②A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成三肽的种类：练习6：某一肽链内共有肽键200个，则脱水缩合形成该肽链的氨基酸的分子数是(

)。A．50个B．200个C．201个D．199个练习8：某一条多肽链中共有肽键151个，则此分子中—NH2和—COOH的数目至少有（

）A.152；152

B.151；151C.1；1D.2；2CC练习7：四个氨基酸分子发生缩合反应形成一个多肽，失去的水分子及形成的肽键的数目分别是：（

）A.4个,4个B.3个,3个C3个,2个D2个,3个B变式练习：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为（

）A.798、2和2B.798、12和10C.799、1和1D.799、11和9B练习9：(2012·广州模拟)现有1000个氨基酸,其中氨基有1020个,羧基有1050个,则由此合成的4条肽链中共有肽键、氨基和羧基的数目是(

)。A.996,1016,1046

B.996,4,4C.996,24,54

D.996,20,50C变式练习：已知21种氨基酸的平均相对分子质量是128，某蛋白质分子由2条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分子质量最接近于(

)A.12800 B.12544C.11036 D.12288C练习10：某蛋白质分子含a条肽链，有b个氨基酸脱水缩合而成，如果氨基酸的平均相对分子质量是c，则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别是:（

）A.b(c－18)＋18a和18(b－a)B.b(c＋18)＋18a和18(a＋b)C.b(c－18)－18a和18(a－b)D.b(c＋18)－18a和18(b－a)A二肽蛋白质多肽氨基酸脱水缩合脱水缩合思考与讨论：氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？肽链呈链状1条或多条盘曲折叠蛋白质分子结构多样性的原因①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同—□—□—□—□—□—□——○—○—○—○—○—○—②氨基酸的数目不同，构成的肽链不同—□—□—□—□—□——□—□—□—□—③氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同—□—○—○—□—○——○—□—○—□—○—④肽链的盘曲、折叠方式及形成的空间结构不同，构成的蛋白质不同蛋白质的结构多样性和功能多样性

练习12：下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的(

)A.蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B.已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质C.有些蛋白质具有防御功能，如抗体；有些蛋白质具有接受信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性D.蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性C练习11：人的胰岛素和胰蛋白酶的主要成分都是蛋白质，但合成这两种蛋白质的细胞的功能却大不相同，其根本原因是（）A.不同细胞中遗传信息的表达情况不同B.组成蛋白质的氨基酸种类、数量和排列顺序不同C.蛋白质的空间结构不同D.两种细胞所含有的基因不同A蛋白质的结构影响功能（教材P32）（1）每一种蛋白质分子都有与它所承担的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。（2）变性会导致蛋白质的理化性质改变和生物活性丧失。①变性的定义：在某些物理和化学因素作用下，蛋白质的空间构想被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。②引起变性的因素：高温、过酸、过碱、重金属、酒精等。(3)盐析由于蛋白质分子的直径达到了胶体微粒的大小，所以蛋白质溶液是胶体。加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来，这个过程叫盐析。盐析作用主要破坏蛋白质的水化层，当盐析沉淀出的蛋白质重新用水处理时，沉淀会重新溶解，性质不变，所以盐析是可逆反应。利用此法可以分离、提纯蛋白质。变性和盐析：蛋白质的肽键都没有破坏，均可以与双缩脲试剂反应感悟拓展1.蛋白质形成时，一条或几条肽链通过一定化学键(如二硫键—S—S—)互相结合在一起，计算蛋白质的相对分子质量时，除要考虑脱水的数目，考虑脱去的2个H(如—SH—SH―→—S—S—＋2H)。2.合成蛋白质时失去的水分子数等于蛋白质水解时需要的水分子数。

4.氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数5.羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数6.N原子数＝各氨基酸中N的总数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数7.O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数3.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、羧基只可能出现在R基团上。13、二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，下列相关叙述正确的是()A．该蛋白质至少有两个羧基B．该蛋白质完全水解需要277个水分子