((人教版))[[高一生物课件]]高一生物《生命活动的主要承担者——蛋白质》PPT课件.ppt

1 1你能够说出多少种富你能够说出多少种富含蛋白质的食品？含蛋白质的食品？2 2你知道蛋白质在生命活你知道蛋白质在生命活动中的主要作用有哪些？动中的主要作用有哪些？安徽阜阳劣质奶粉喂养下的安徽阜阳劣质奶粉喂养下的大头婴儿v由于天天吃蛋白质含量极低的奶粉导致发育不良，身体严重浮肿，脑袋大大头婴儿的头比较大，面部肌肉松驰，表情比较呆滞，对外界事物的刺激反应较低。为什么婴儿长期吃劣质奶粉会出现这种症状？第2节 生命活动的主要承担者蛋白质一、化学元素组成：一、化学元素组成：蛋白质主要由蛋白质主要由C C、H H、O O、N 4N 4种种化学元素组成。很多重化学元素组成。很多重要的蛋白质还含有要的蛋白质还含有P P、S S两种元素，有的也含微量元素两种元素，有的也含微量元素FeFe、MnMn 、MgMg、CuCu、ZnZn等元素。等元素。二、相对分子质量：二、相对分子质量：蛋白质是一种高分子化合物，也就是说的相对分子量很蛋白质是一种高分子化合物，也就是说的相对分子量很大的生物大分子。蛋白质分子质量的变化范围很大，从大的生物大分子。蛋白质分子质量的变化范围很大，从几千一直到几千一直到100100万以上。例如，牛的胰岛素的相对分子质万以上。例如，牛的胰岛素的相对分子质量是量是57005700，人的血红蛋白的相对分子质量是，人的血红蛋白的相对分子质量是6450064500。比较下列物质：H H2 2O O（水）（水）分子量分子量C C30323032H H48164816O O872872N N280280S S8 8FeFe4 4（血红蛋白）血红蛋白）物质物质考一考你食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢?v不能,要分解成氨基酸,才被人体吸收,也就是说蛋白质是由氨基酸组成的.三、基本单位：氨基酸1.种类：种类：组成蛋白质组成蛋白质的的氨基酸大氨基酸大约有约有2020种种必需氨基酸必需氨基酸必需氨基酸必需氨基酸 （8 8种）种）种）种）概念概念概念概念：人体细胞不能合成，必需从食物中获取人体细胞不能合成，必需从食物中获取 的氨基酸的氨基酸种类种类种类种类：亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸甲硫氨酸（蛋氨酸）、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸甲硫氨酸（蛋氨酸）、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸非必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸概念概念概念概念：人体细胞能够合成的氨基酸人体细胞能够合成的氨基酸种类种类种类种类：1212种种CH4甲烷CHHHHCH3COOHCOOHCOOH乙酸NH3NH2氨基酸甘氨酸羧基(酸性)氨基氨基酸的结构氨基酸的结构CHNH2HCOOH甘氨酸甘氨酸CHNH2CHCOOHCH3CH3缬氨酸缬氨酸CHNH2COOHCH3CHNH2CHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸亮氨酸丙氨酸丙氨酸试一试推导出氨基酸的结构通式。RCHNH2COOHCH3v每种氨基酸至少有一个氨基每种氨基酸至少有一个氨基(-NH(-NH2 2)和一个羧基和一个羧基(-(-COOH)COOH)，并且氨基和羧基连在同一个碳原子上。，并且氨基和羧基连在同一个碳原子上。v这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R R表表示）示）v氨基酸之间的区别在于氨基酸之间的区别在于R R基不同。基不同。小结：氨基酸的结构小结：氨基酸的结构氨基酸的结构通式：氨基酸的结构通式：每种氨基酸每种氨基酸至少至少都有一个氨基（都有一个氨基（NH2）和一个羧基）和一个羧基（COOH），并且都有一个氨基（），并且都有一个氨基（NH2）和一个）和一个羧基（羧基（COOH）连接在同一个碳原子上，这个碳原）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（用子还连接一个氢原子和一个侧链基团（用R表示）。表示）。R R基的不同决定氨基酸种类不同。基的不同决定氨基酸种类不同。氨基氨基R基基C原子原子羧基羧基H原子原子vRENTI.swf分组讨论以下哪些是组成蛋白质的氨基酸分组讨论以下哪些是组成蛋白质的氨基酸?CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2OHCHNH2HCH2COOH练习练习1：CHNH2COOHCH3C CNH2COOHHHCH3CH3CNH2COOHHCHCH3CH3下面属于组成蛋白质的氨基酸的是下面属于组成蛋白质的氨基酸的是_NH2COOH结论：结论：每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基基(有的氨基酸的基中还含有有的氨基酸的基中还含有NH2或或COOH)并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。子上。根据什么判断氨基酸的种类？根据什么判断氨基酸的种类？R基基 CHNH2COOHCH3 CHNH2COOHCH2SH CH2NH2COOH CHNH2COOHCH2H（2）如果是氨基酸，则它们的）如果是氨基酸，则它们的R基分别是基分别是:_1、（1）以上属于氨基酸的是）以上属于氨基酸的是_C CH H3 3,H,SHCH2练习练习2：CHCH3CH3练习练习3:根据氨基酸通式根据氨基酸通式,写出下面四种氨基酸的写出下面四种氨基酸的R基：基：H,，CH3，CH2CH3CH3CHH2NCCOHHOH甘氨酸甘氨酸缬氨酸缬氨酸丙氨酸丙氨酸H2NCCOHHOCH2CH3CH3CHH2NCCOHHOCH3H2NCCOHHOCHCH3CH3亮氨酸亮氨酸R基分别是基分别是:生活中部分食物的蛋白质营养价值比较食物食物蛋白质含量蛋白质含量营养价值营养价值鲜奶类鲜奶类(1.5-3.8)%(1.5-3.8)%主要含酪蛋白和丰富的赖氨酸主要含酪蛋白和丰富的赖氨酸禽肉类禽肉类(12-22)%(12-22)%必需氨基酸比值接近肉、蛋类必需氨基酸比值接近肉、蛋类鱼肉类鱼肉类(15-20)%(15-20)%氨基酸比较丰富但色氨酸含量较低氨基酸比较丰富但色氨酸含量较低五谷类五谷类(7-16)%(7-16)%必需氨基酸不平衡，一般缺乏赖氨酸，必需氨基酸不平衡，一般缺乏赖氨酸，亮氨酸过高，氨基酸利用率低亮氨酸过高，氨基酸利用率低请思考，单一吃某一种食物营养均衡吗？上述食物中的蛋白质都是大分子物质，是由上述食物中的蛋白质都是大分子物质，是由很多很多个氨基酸组成的。很多很多个氨基酸组成的。v19651965年由我国科学年由我国科学家人工合成的世界家人工合成的世界上第一个有生物活上第一个有生物活性的结晶牛胰岛素，性的结晶牛胰岛素，其分子量相对较小，其分子量相对较小，是由是由5151个氨基酸组个氨基酸组成。成。那么在蛋白质中，氨基酸是如何组成蛋那么在蛋白质中，氨基酸是如何组成蛋白质的呢？白质的呢？氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式CHCOOHR1CHNH2COOHR2NH2COHNHOH氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式:CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二二肽肽肽键肽键脱水缩合氨基酸结合之后生成的化合物是否还符合氨氨基酸结合之后生成的化合物是否还符合氨基酸的结构通式？是不是氨基酸？基酸的结构通式？是不是氨基酸？氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式:脱水缩合脱水缩合肽键肽键CHCOOHR2HNOH HCCHR1NH2COCHR2HNO二肽二肽H2OH2O氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式:脱水缩合脱水缩合CCHR1NH2COCHR2HNO肽键肽键二肽二肽CHCOOHR2HNH2O肽键肽键三三肽肽v以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（链状）。有多个肽键的化合物，叫多肽（链状）。H2OCNH2HHCONHCCH3HCOOHCONHCHCH2C ONH2CONHHCH2C COOH（1 1）该化合物中，）该化合物中，表示表示_，表示表示_ _，表表示示_。（2 2）该化合物有氨基该化合物有氨基_个，个，有羧基有羧基_个。该化合个。该化合物的名称是物的名称是_、该化合物中还有氨基酸吗？、该化合物中还有氨基酸吗？氨基氨基羧基羧基肽键肽键22多肽多肽（四肽）（四肽）肽键数肽键数=氨基酸个数氨基酸个数1肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：(1)(2)肽键数肽键数=氨基酸个数氨基酸个数2肽键数肽键数=氨基酸个数氨基酸个数肽链条数肽链条数=nm肽键数肽键数=失去的水分子失去的水分子数数思考思考5：M个氨基酸形成一条肽链，同时可个氨基酸形成一条肽链，同时可生成几个水分生成几个水分子？形成几个肽键？子？形成几个肽键？思考思考6：M个氨基酸形成个氨基酸形成N条肽链，同时可条肽链，同时可生成几个水分生成几个水分子？形成几个肽键？子？形成几个肽键？M-1M-1M-NM-N例例1、由、由150个氨基酸构成的蛋白质有两个氨基酸构成的蛋白质有两条肽链，则该蛋白质分子中有几个肽键？条肽链，则该蛋白质分子中有几个肽键？形成该分子时同时生成几个分水？形成该分子时同时生成几个分水？例例2、由、由150个氨基酸构成的蛋白质有两个氨基酸构成的蛋白质有两条肽链，则该蛋白质分子中至少含有几个条肽链，则该蛋白质分子中至少含有几个氨基，羧基？氨基，羧基？14814822练习：练习：根据下面图解，回答问题：根据下面图解，回答问题：（1）该图中，）该图中，表示表示，表示表示，表示表示。（2）该化合物由）该化合物由个氨基酸分子失去个氨基酸分子失去个水分子而形成，这种反应个水分子而形成，这种反应叫叫反应。反应。（3）该化合物含有）该化合物含有个肽键，该图所示化合物的名称是：个肽键，该图所示化合物的名称是：。（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由）该图中所示的氨基酸种类不同，是由决定的。决定的。（5）如果图中氨基酸的平均分子量为）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是，则该化合物的分子量是。氨基氨基肽键肽键羧基羧基四肽四肽(多肽多肽)三三四四三三脱水缩合脱水缩合R基基666CNH2HHCONHCCH3HCOOHCONHCHCH2C ONH2CONHHCH2C COOH蛋白质的结构蛋白质的结构观察该图，说说从氨基酸到蛋白质大致有观察该图，说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？哪些结构层次？氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 二肽二肽二肽二肽 三肽三肽三肽三肽 ：多肽多肽多肽多肽一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质多多多多条多肽链盘曲条多肽链盘曲条多肽链盘曲条多肽链盘曲折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质进入人体消化道的蛋白质的食物要经进入人体消化道的蛋白质的食物要经过哪些酶的作用才能分解为氨基酸？过哪些酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，得经过这些氨基酸进入人体细胞后，得经过哪些过程才能变成人体的蛋白质？人哪些过程才能变成人体的蛋白质？人体的蛋白质和食物中的蛋白质会一样体的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？吗？讨论：讨论：答：食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰答：食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。能分解为氨基酸。这些氨基酸进入进入细胞后，要形成二肽、这些氨基酸进入进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样氨基酸：氨基酸：20种种蛋白质：蛋白质：10101012v蛋白质多样性的原因蛋白质多样性的原因氨基酸数目成百上千氨基酸数目成百上千氨基酸排列顺序千变万化氨基酸排列顺序千变万化肽链空间结构千差万别肽链空间结构千差万别蛋白质结构蛋白质结构极其多样极其多样蛋白质种类蛋白质种类极其多样极其多样氨基酸的种类不同氨基酸的种类不同讨论：讨论：如果用如果用20种不同的字母分别代表种不同的字母分别代表20种氨种氨基酸，若写出由基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？可以写出多少条互不相同的长链？2010蛋白质结构的多样性会使蛋白质蛋白质结构的多样性会使蛋白质功能体现多样性，你知道蛋白质功能体现多样性，你知道蛋白质有哪些功能吗？有哪些功能吗？三、蛋白质三、蛋白质的功能的功能1、结构蛋白结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的结构的重要物质重要物质。如如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。的成分主要是蛋白质。2、催化作用催化作用：细胞内的：细胞内的化学反应离不开酶化学反应离不开酶的的催化。催化。绝大多数酶都是蛋白质绝大多数酶都是蛋白质。（上图所示。（上图所示为胃蛋白质酶结晶）为胃蛋白质酶结晶）3、运输作用运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能。：有些蛋白质具有运输载体的功能。如如血红蛋白、载体蛋白血红蛋白、载体蛋白。4、调节生命活动调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作用，：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素胰岛素、生长激素。5、免疫作用免疫作用：抗体抗体6、识别作用识别作用：细胞膜的外表有一层：细胞膜的外表有一层糖蛋白糖蛋白，与，与细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。间，互相联络用的文字或语言。第二节第二节生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质本节聚焦本节聚焦:1.1.氨基酸的结构有什么特点氨基酸的结构有什么特点?氨基酸形成蛋白氨基酸形成蛋白质的过程。质的过程。2.2.蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能?3.3.为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者?4.4.关注蛋白质研究的新进展关注蛋白质研究的新进展(1)(1)区别组成蛋白质区别组成蛋白质2020种氨基酸的依种氨基酸的依据是据是A A氨基酸数目不同氨基酸数目不同 B BR R基不同基不同 C C羧基不同羧基不同 D D碳原子数目不同碳原子数目不同练习练习(2)肽键是下列哪两个基团之间形成肽键是下列哪两个基团之间形成的？的？A.磷酸基和羧基磷酸基和羧基B.羧基和氨基羧基和氨基C.醇基和醛基醇基和醛基D.醛基和氨基醛基和氨基 (3)(3)下列哪一项下列哪一项不是不是构成蛋白质的氨基酸构成蛋白质的氨基酸A A、NHNH2 2CHCHCOOHCOOHB B、CHCH3 3CHCHCOOHCOOH|CH CH2 2NHNH2 2 S SNHNH2 2 C C、NHNH2 2CHCHCOOHCOOHD D、NHNH2 2CHCHCOOHCOOH|CH CH2 2CHCH2 2COOHCOOHCHCH2 2C00HC00H(4)(4)某一多肽链中共有肽键某一多肽链中共有肽键151151个，则此分子中个，则此分子中含有一含有一NHNH2 2和和COOHCOOH的数目至少有的数目至少有 A A、152152，152 B152 B、151151，151 151 C C、1 1，1 D1 D、2 2，2 2(5)人体血红蛋白的一条肽链有人体血红蛋白的一条肽链有145个个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数以肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是别是A.145和和144B.145和和145C.145和和146D.146和和1451 1、有关蛋白质分子结构方面的计算、有关蛋白质分子结构方面的计算例例1 1、一个多肽的化学结构式为一个多肽的化学结构式为C C5555H H7070O O1919N N1010，已知将它水解只得到四种氨基酸：已知将它水解只得到四种氨基酸：CNHCNH2 2HH2 2COOH CHCOOH CH3 3CHCOOHNHCHCOOHNH2 2甘氨酸甘氨酸C C2 2HH5 5NONO2 2 丙氨酸丙氨酸C C3 3H H7 7NONO2 2CHCH2 2CHNHCHNH2 2COOH COOH CHCH2 2CHCH2 2COOHCHCOOHNHCOOHCHCOOHNH2 2苯丙氨酸苯丙氨酸C C9 9HH1111NONO2 2 谷氨酸谷氨酸C C5 5H H9 9NONO4 4问：该多肽水解后，有几个谷氨酸，几个苯丙氨问：该多肽水解后，有几个谷氨酸，几个苯丙氨酸？酸？【解解析析】设设该该多多肽肽水水解解后后的的甘甘氨氨酸酸x x个个，丙丙氨氨酸酸y y个个，苯苯丙丙氨氨酸酸z z个个，谷谷氨氨酸酸w w个个，根根据据该该多多肽肽的的化化学学式式和和多多肽肽的的定定义义则则有有如下方程组成立：如下方程组成立：x+y+z+wx+y+z+w=10=10 2x+3y+9z+5w=55 2x+3y+9z+5w=55 2x+2y+2z+4w=28 2x+2y+2z+4w=28 5x+7y+11z+9w=885x+7y+11z+9w=88解上述方程组则得：解上述方程组则得：x=1 y=2 z=3 w=4x=1 y=2 z=3 w=4例例2、05上海第上海第30题题2 2、肽键数、肽键数=氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数=脱去水分子数脱去水分子数 某某2222肽肽被被水水解解成成1 1个个4 4肽肽，2 2个个3 3肽肽，2 2个个6 6肽肽，则则这这些些短短肽肽的的氨氨基基总总数数的的最最小小值值及肽键总数依次是（及肽键总数依次是（）A A、6 18 B6 18 B、5 18 5 18 C C、5 175 17 D D、6 176 17C例例3 3、血红蛋白是由血红蛋白是由574574个氨基酸构成的蛋白个氨基酸构成的蛋白质，含四条多肽链，那么在形成肽链过程质，含四条多肽链，那么在形成肽链过程中，其肽键的数目和脱下的水分子数分别中，其肽键的数目和脱下的水分子数分别是（是（）A A、573573和和573 B573 B、570570和和570570 C C、572572和和572 D572 D、571571和和571571B例例4、假如组成多肽的每个氨基酸中，只含有一个氨基和一假如组成多肽的每个氨基酸中，只含有一个氨基和一个羧基，那么：个羧基，那么：（1）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由10个氨基酸构成一条肽链，个氨基酸构成一条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为、。（2）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由10个氨基酸构成两条肽链，个氨基酸构成两条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为、。（3）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由n个氨基酸构成个氨基酸构成m条肽链，条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为、。1122mm3 3、至少含有的氨基或羧基数、至少含有的氨基或羧基数=肽链数肽链数=所有的氨基或羧基数所有的氨基或羧基数-肽键数肽键数 例例7 7、胰岛素分子是一种蛋白质，由胰岛素分子是一种蛋白质，由51个氨基酸个氨基酸缩合而成，含两条肽链。缩合而成，含两条肽链。胰岛素分子中含胰岛素分子中含个肽键；控制合成个肽键；控制合成胰岛素分子的基因中至少有胰岛素分子的基因中至少有个脱氧核个脱氧核糖核苷酸。糖核苷酸。这这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来比原来51个氨基酸的总分子量减少了个氨基酸的总分子量减少了；493068824 4、蛋白质分子量、蛋白质分子量=氨基酸分子总量氨基酸分子总量-脱出的脱出的水分子总量水分子总量例例8、假设组成蛋白质的假设组成蛋白质的20种氨基酸的平均分子量为种氨基酸的平均分子量为128，（1）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由10个氨基酸构成个氨基酸构成一条肽链，那么该多肽的分子量约为一条肽链，那么该多肽的分子量约为。（2）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由10个氨基酸构成个氨基酸构成两条肽链，那么该多肽的分子量约为两条肽链，那么该多肽的分子量约为。（3）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由n个氨基酸构成个氨基酸构成m条肽链，那么该多肽的分子量约为条肽链，那么该多肽的分子量约为。128n-18（n-m）11361118