2024-2025学年高一生物学必修1（人教版）上课课件 第2章- 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者

第节4蛋白质是生命活动的主要承担者第2

章高中生物学必修11.能说出氨基酸分子的结构特点，以及氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程。（生命观念、科学思维）2.概述蛋白质的结构和功能。（生命观念、科学思维）3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。（生命观念、科学思维）学习目标重点1.氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。2.蛋白质的结构和功能。难点1.氨基酸形成蛋白质的过程。2.蛋白质的结构多样性的原因。重点难点一氨基酸的结构及其种类

组成蛋白质的基本单位是[1]

，其结构通式是[2]

，在生物体中约有[3]

种。每种氨基酸分子至少都含有一个[4]

（结构式为[5]

和一个[6]

（结构式为[7]

），并且都有一个氨基和一个羧基连接在[8]

上。二蛋白质的结构及其多样性一个氨基酸分子的[9]

和另一个氨基酸分子的[10]

相连接，同时脱去[11]

分子的水，这种结合方式叫作[12]

，连接两个氨基酸分子的化学键叫作[13]

，结构通式为[14]

。蛋白质的多样性：（1）在细胞内，每种氨基酸的数目[15]

；（2）氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的[16]

千变万化；（3）多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的[17]

千差万别，因此蛋白质分子的结构是极其多样的。课前预习氨基酸羧基成百上千—COOH脱水缩合肽键—NH—CO—21氨基—NH2羧基同一个碳原子氨基一排列顺序空间结构

三蛋白质的功能蛋白质分子在细胞中承担着多种重要功能。1.构成细胞和生物体的重要物质，称为[18]

蛋白。2.对细胞内的化学反应有[19]

作用。3.具有[20]

功能，如血红蛋白。4.起[21]

传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素。5.具有[22]

功能，如抗体；等等。 结构催化运输信息免疫判断题1.组成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上（）2.组成蛋白质的氨基酸分子约有21种，有些氨基酸是人体细胞不能合成的（）3.含有两个肽键的化合物称为二肽（）4.细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质（）5.蛋白质的盐析和高温变性结果是一样的，都是由其空间结构发生变化引起的（）6.高温、过酸、过碱等都会使蛋白质分子中的肽键受到破坏，从而造成蛋白质分子失活（）7.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能不会发生变化（）××√√×××内容精解一

氨基酸的结构及其种类氨基酸的结构组成元素：C、H、O、N，有的还含有S等元素。结构通式（如下图）

结构特点1.每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（—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。

2.不同氨基酸之间的区别在于R基不同。种类必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。成年人有8种。非必需氨基酸：人体细胞能合成的氨基酸，共13种。【妙记】

巧记8种必需氨基酸甲携来一本亮色书（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）。【易错提醒】不要将“—NH2”误写为NH2

或—NH3

；不要将“—COOH”误写为或COOH。 例1难度★★☆

典型★★☆右图为构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式，下列叙述错误的是（）结构④在人体内有21种B.氨基酸理化性质的不同是由结构④不同决定的C.从图中可以看出，一个氨基酸一定仅含有一个氨基（—NH2

）和一个羧基（—COOH）D.甘氨酸的结构简式如下图所示，是构成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最小的【解析】人体中组成蛋白质的氨基酸有21种，而R基是氨基酸分类的重要依据，A项正确。R基不同决定了氨基酸理化性质的不同，B项正确。一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，R基中也可能含有氨基或羧基，C项错误。由甘氨酸的结构简式可知，甘氨酸的R基为—H，因此甘氨酸是构成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最小的，D项正确。【答案】C

二蛋白质的结构及其功能氨基酸脱水缩合形成肽链氨基酸分子通过脱水缩合的方式形成肽链，合成过程如下图所示。相关概念辨析肽键：连接两个氨基酸分子的化学结构叫肽键，结构简式为—CO—NH—或—NH—CO—。肽：由几个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物就叫几肽。多个氨基酸脱水缩合形成的肽也叫多肽。肽链：多肽通常呈链状结构，称为肽链。

【特别提示】（1）肽键有以下几种写法：—CO—NH—或—NH—CO—或或（注意：不管哪种写法，两端均需留有短线）。（2）氨基酸脱水缩合时，每形成一个肽键，就脱去一分子水。形成肽键时，—COOH上的—OH和—NH2

上的—H形成一分子H2O。（3）R基上的氨基和羧基一般不参与脱水缩合。（4）一条肽链至少含有一个游离的—NH2

和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端（R基上也可能含有游离的羧基或氨基）。环状肽中可能不含游离的氨基和羧基。（5）多肽的命名依据其氨基酸残基数，而不是肽键数，如三肽含两个肽键。蛋白质分子的多样性蛋白质分子的结构层次C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→……→多肽→蛋白质（含一条或多条肽链）。蛋白质具有多样性的原因在细胞内，每种氨基酸的数目成百上千，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构是极其多样的。分类与功能举例结构蛋白：构成细胞和生物体构成动物和人体的肌肉功能蛋白：构成细胞和生物体的功能物质催化作用酶运输载体的作用血红蛋白和载体蛋白等运动功能肌肉收缩，产生运动信息传递作用蛋白质类激素等免疫作用抗体等

氨基酸脱水缩合形成肽链例2难度★★★典型★★☆下图是某蛋白质的肽链结构示意图（图甲中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是（）

A.该蛋白质中含有1条肽链，共124个肽键B.图乙中含有的R基是①②④⑥⑧C.从图乙推知该肽链只含有2个游离的羧基D.从图乙推知该肽链至少含有2个游离的氨基【解析】图甲为一条肽链的示意图，数字为氨基酸序号，可见其由124个氨基酸组成，含有的肽键数=124-1=123个，A项错误。图乙为肽链某段的放大图。图中③⑤⑦所示结构是肽键，②④⑥⑧所示结构是R基，①是氨基，B项错误。图乙只是肽链的一段，①为肽链一端完整的1个氨基，②中有1个氨基，⑥⑧中各有1个羧基，⑨不是羧基。推知该肽链至少含有3个游离的羧基，至少含有2个游离的氨基，C项错误，D项正确。【答案】D 例3

难度★★☆典型★★☆下图是有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示的分析，正确的是（）A.a肯定含有PB.d表示氨基酸种类的多样性C.多肽链中b的数目一定等于c的数目D.①过程有水生成

【解析】据图分析，a表示C、H、O、N等，b表示氨基酸，c表示肽键，d表示蛋白质分子结构的多样性，①表示脱水缩合，a肯定含有C、H、O、N，一般不含P，A、B项错误；b表示氨基酸，c表示肽键，多肽链中氨基酸的数目多于肽键的数目，C项错误；图中①过程表示脱水缩合，有水生成，D项正确。【答案】D

三与蛋白质相关的计算分析

结合蛋白质的结构图解完成相应的计算（下图）肽链数目氨基酸数目肽键数目脱去水分子数多肽的相对分子质量1条mm-1m-1ma-18（m-1）n条mm-nm-nma-18（m-n）注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。【特别提示】（1）还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键（—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。（2）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。氨基酸的排列与多肽的种类假设有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成的多肽的种类分析如下：1.有A、B、C三种氨基酸，在每种氨基酸的数目无限的条件下，形成多肽的种类为：形成二肽的种类：（32=9）形成三肽的种类：（33=27）2.A、B、C三种氨基酸，在每种氨基酸只有一个的情况下，形成多肽的种类为：形成二肽的种类：（3×2=6）形成三肽的种类：（3×2×1=6）原子守恒法完成蛋白质的计算在1个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个C原子、2个O原子、4个H原子和1个N原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽（无特殊说明时，通常指链状多肽）时，要失去部分水分子，但是C原子、N原子的数目不会减少。1.C原子数=氨基酸分子数×2+R基上的C原子数。2.H原子数=各氨基酸中H原子的总数-脱去的水分子数×2。3.O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去的水分子数。4.N原子数=肽键数+肽链条数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子数的总和。5.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。例1难度★★☆典型★★☆下图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由2个“—SH”（巯基）构成的二硫键，其作用是连接2条相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成1个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（）m，18m

B.（m-4），18（m-4）C.（m-3），18（m-3）+4D.（m-2），18（m-2）+4【解析】由图可知，该蛋白质分子由2条肽链和1个环状多肽组成，故形成该蛋白质分子时失去的水分子数为氨基酸数-链状多肽条数，即（m-2）。由于有2个二硫键，形成1个二硫键失去2个“H”，所以形成该蛋白质分子时减少的相对分子质量为18（m-2）+4。【答案】D例2

难度★★★典型★★☆一条肽链的分子式为C22H34O13N6

，其水解后共产生了下列3种氨基酸：

据此判断，下列有关叙述错误的是（）A.1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸B.合成1个该肽链分子的同时将产生5个水分子C.1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基D.1个该肽链分子是由6个氨基酸脱水缩合而成的【解析】3种氨基酸都只含有1个氨基，则C22H34O13N6

是由6个氨基酸脱水缩合而成的，合成该肽链时产生5个水分子，B、D项正确；假设谷氨酸有x个，则根据氧原子守恒，即13=2x+6×2-5，解得x=3，由此可知，谷氨酸有3个，A项正确；1个C22H34O13N6

分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基，C项错误。【答案】C蛋白质的变性定义蛋白质变性是指在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象发生改变，从而导致其性质改变和生理活性丧失。原因蛋白质分子在重金属盐、强酸、强碱或高温等作用下，空间结构被破坏，使其生物活性丧失。过程蛋白质变性过程中只是改变了蛋白质分子的空间结构，不发生肽键的断裂（要破坏肽键，必须有蛋白酶的作用）。蛋白质的变性、盐析和水解深度拓展特点蛋白质变性后溶解度降低，并且蛋白质的变性不具有可逆性。蛋白质的盐析向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐（如NaCl）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。盐析是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。蛋白质的水解在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。走向高考例1［2018·江苏卷］哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是（）A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自