【高中生物】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必修1.pptx

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1、2.4蛋白质是生命活动的承担者第二章 探究一：探究一：那生物体内的蛋白质有那生物体内的蛋白质有什么功能呢？什么功能呢？一、蛋白质的含量和分布思考：你能够说出几种富含蛋白思考：你能够说出几种富含蛋白质的食物呢？质的食物呢？二、蛋白质的功能 任务一：阅读教材任务一：阅读教材P28P28，举例说出，举例说出蛋白质承担的功能蛋白质承担的功能蛋 白 质的 功 能1.组成生物体结构蛋白。2.催化功能大多数酶。3.运输功能血红蛋白等。4.免疫功能抗体。5.调节作用胰岛素等。蛋白质是生命活动的主要承担者。许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、

2、头发、蛛丝、羽毛等的成分主要是蛋白质。发、蛛丝、羽毛等的成分主要是蛋白质。【功能1】组成生物体的结构结构蛋白。【功能2】催化功能大多数酶。酶酶细胞内的化学反应离不开酶的催化。细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质绝大多数酶都是蛋白质。egeg、胃、胃/胰蛋白酶、唾液淀粉酶等胰蛋白酶、唾液淀粉酶等酶的与底物酶的与底物特异性结合特异性结合，专一地催化某反应。，专一地催化某反应。【功能3】运输功能血红蛋白、载体蛋白等。有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白、载体蛋白。有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白、载体蛋白。细胞膜上具有物质运细胞膜上具有物质运输功能的载体蛋白输功能的载体蛋白O2分子分

3、子血红蛋白血红蛋白运输氧气运输氧气【功能4】免疫功能抗体。抗体是具有抗体是具有免疫功能免疫功能的蛋白质，可帮助人体抵的蛋白质，可帮助人体抵御细菌和病毒的侵害。御细菌和病毒的侵害。抗体通过与抗原抗体通过与抗原特异性特异性结合，实现免疫防御功能。结合，实现免疫防御功能。有有些些蛋蛋白白质质能能够够起起信信息息传传递递的的作作用用，调调节节机机体体的的生生命命活活动动，如胰岛素、胰高血糖素。如胰岛素、胰高血糖素。胰岛素胰腺胰腺胰岛胰岛【功能5】调节作用胰岛素等。细胞间传递信息的细胞间传递信息的调节蛋白调节蛋白，通过蛋白质，通过蛋白质间的间的特异性结合特异性结合，实现信息的精准传递。，实现信息的精准传

4、递。资料资料1 1：民间有一种民间有一种“吃什么吃什么补什么补什么”的说法，如吃鱼眼的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，那么这些食物中的蛋白骨，那么这些食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？质能被人体直接吸收吗？三、蛋白质的基本单位氨基酸蛋白质必须经过消化，水解成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用，也就是说蛋白质是由氨基酸组成的。氨基酸：氨基酸：组成蛋白质的基本单位组成蛋白质的基本单位组成元素：组成元素：C、H、O、N、（S）任务二：任务二：观察氨基观察氨基酸的分子酸的分子结构，找结构，找出氨基酸出氨基酸结构的结构的异异同点同点，尝，尝试概括试概括氨氨基酸结构基酸结构

5、通式通式。甘氨酸甘氨酸甲硫甲硫氨酸氨酸半胱半胱氨酸氨酸缬氨酸氨酸氨基氨基羧基羧基侧链基团侧链基团（R R基）基）侧链基团侧链基团RCHCH2NOHO氨基氨基羧基羧基1 1、结构、结构三、蛋白质的基本单位氨基酸1.每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。2.这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）3.R基的不同决定了氨基酸分子的不同。特点：CRHCOOHH2N（）NHH氨基氨基羧基羧基COOH（）CHHHHCOOHNH2HRCOOH CHH2N CH3 C CH2NCOOHHH CH3 CH3 CH2NCOOHH CHCH3CH3练习

6、：下面属于组成人体蛋白质氨基酸的是_ NH2 CHH2N CH3H2NC COOHHHHNC COHHOHH=构成蛋白质的氨基酸必构成蛋白质的氨基酸必须满足的条件须满足的条件：至少有：至少有一个氨基和一个羧基；一个氨基和一个羧基；并且氨基和羧基同时连并且氨基和羧基同时连接在同一个碳原子上接在同一个碳原子上 必需氨基酸必需氨基酸:人体细胞不能合成的人体细胞不能合成的，必须从，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，外界环境中直接获取的氨基酸，共共8 8种种。非必需氨基酸非必需氨基酸:人体细胞能够合成的人体细胞能够合成的氨基酸，氨基酸，共共1313种种。（婴儿9种，组氨酸）甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮

7、氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸 甲甲 携携 来来 一一 本本 亮亮 色色 书书2.2.种类：种类：组成人体蛋白质的组成人体蛋白质的2121种氨基酸种氨基酸三、蛋白质的基本单位氨基酸分类依据：人体细胞能否合成。注：评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基种类和含量注：评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基种类和含量注：评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基种类和含量注：评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基种类和含量四、蛋白质的结构资料资料2

8、2：19651965年由我国科学家人工合年由我国科学家人工合成的世界上第一个有生物活性的结成的世界上第一个有生物活性的结晶牛胰岛素，其分子量相对较小，晶牛胰岛素，其分子量相对较小，是由是由5151个氨基酸组成。个氨基酸组成。思考：科学家是怎样把单个思考：科学家是怎样把单个氨基酸合成蛋白质的呢？氨基酸合成蛋白质的呢？通过生化反应，脱水缩合脱水缩合一条或多条盘曲折叠脱水缩合脱水缩合任务三：结合任务三：结合教材教材P30P30，探究，探究氨基酸是如何氨基酸是如何形成蛋白质，形成蛋白质，从氨基酸到蛋从氨基酸到蛋白质有哪些结白质有哪些结构层次构层次。1脱水缩合H2O肽键肽键OHOCCR2HNHCCR1H

9、2NHOOHH二肽二肽注意：注意：肽链的命名与氨基酸个数一致。肽链的命名与氨基酸个数一致。四、蛋白质的结构肽键肽键H2OCCOOHR3HNHHOH肽键肽键OCR1H2NHCCCR2HNHOH2O脱水脱水 缩合缩合1肽的名称确定：肽的名称确定：由几个氨基酸构成，就称为几肽由几个氨基酸构成，就称为几肽2H2O中各元素的来源：中各元素的来源：H来自于来自于_，O来自于来自于_氨基和羧基氨基和羧基羧基羧基三三肽肽根根据下列化合物的据下列化合物的结构分析回答下面的构分析回答下面的问题。(1)该化合物中，化合物中，表示表示_，表示表示_。(2)该化合物由化合物由_个氨基酸失去个氨基酸失去_个水分子而形成，

10、个水分子而形成，这种反种反应叫做叫做_。(3)该化合物中的氨基酸种化合物中的氨基酸种类不同，是由不同，是由_决定的，其序号是决定的，其序号是_。(4)该化合物名称化合物名称为_，含，含_个个肽键，序号是，序号是_。氨基氨基羧基基43脱水脱水缩合合R基基四四肽3六、蛋白质的结构氨基酸氨基酸二二肽三三肽多多肽肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。2多肽的形成核糖体(唯一场所）（细胞生物）1合成场所五、蛋白质的结构-氢键3肽链连接方式氨基酸之氨基酸之间脱脱水水缩合形成多合形成多肽链一条多一条多肽链的特定区域的特定区域进行有行有规律的律的盘曲折叠曲折

11、叠这条条肽链进一步一步盘绕形成一定的空形成一定的空间结构构四、蛋白质的结构HHOOC CCHCH2 2C CHH2 2N NOHOHSHSHHH2 2C COOC CHHC CHH2 2N NOHOHSHSHHHOOC CCHCH2 2C CHH2 2N NOHOHS SHH2 2C COOC CHHC CHH2 2N NOHOHS S二硫键肽链之间可通过肽链之间可通过二硫键二硫键相连接相连接-二硫键3肽链连接方式四、蛋白质的结构l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l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

12、其多样性结构多样性功能多样性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血红蛋白的谷氨酸血红蛋白的缬氨酸四、蛋白质的特性1变性吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？化，这是为什么？高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，使内部的肽键暴露出来，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定的蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象

13、被破空间构象被破坏坏，从而导致其，从而导致其物理、化学性质的改变物理、化学性质的改变和和生物活性丧失生物活性丧失的现象，的现象，叫做叫做蛋白质的变性蛋白质的变性。高温、高温、X射线射线、超声波、超声波 物理因素物理因素 化学因素化学因素 重金属盐、强酸、强碱、酒精重金属盐、强酸、强碱、酒精不可逆，肽键一般不断裂四、蛋白质的特性2盐析注意：盐析过程蛋白质的结构没有发生变化，变化是可逆的。在鸡蛋清中加一些食盐，会看到白色絮状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。物，兑水稀释后絮状物消失。加入清水稀释蛋白质结构变化吗？蛋白质蛋白质在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的溶液中溶解度降

14、低而析出在某些盐（如氯化钠、硫酸钠等）的溶液中溶解度降低而析出的现象的现象，称为，称为蛋白质盐析蛋白质盐析。降低。降低盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。盐溶液浓度后，蛋白质又会重新溶解。四、蛋白质的特性3水解蛋白蛋白酶能够将蛋白质分子中的酶能够将蛋白质分子中的肽键断裂肽键断裂，形成单个的氨基酸，形成单个的氨基酸分子。分子。糖尿病病人只能注射而不能口服糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素，这是为什么呢？胰岛素，这是为什么呢？因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化成氨基酸，而失去胰岛素的功能。部分水解（酶水解）部分水解（酶水解）完全水解（酸水解、碱水解）完全水解（酸水解、碱水解

15、）产物为各种氨基酸混合物产物为各种氨基酸混合物产物为多肽和氨基酸的混合物产物为多肽和氨基酸的混合物盐析蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化，可逆导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属离子变性肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸水解氨基酸顺序，肽键，空间结构，功能。不变不变改变改变6蛋白质的盐析、水解和变性（一）依据氨基酸结构通式的推测物质组成1、已知氨基酸的分子式，推测R基的组成。2、已知R基，写出氨基酸的分子式。例如：氨基酸分子式是C6H1402N2，则R基为_。例如：丙氨酸R基是CH3，则丙基酸分子式为_。C4H10N-C3H702N五、蛋白质的相关计算CNCOOHRHHH羧基羧基氨

16、基氨基侧链基团侧链基团氨基酸肽键=256311822656=（二）计算脱水数和肽键数规律一：氨基酸数肽链数=肽键数=脱去的水分子数（链状）（二）计算脱水数和肽键数肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数1 1脱去的水分子数脱去的水分子数 =H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O公式1：脱去水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数2 2脱去的水分子数脱去的水分子数 =1、肽键数与氨基酸数目的关系：10个氨基酸组成的环状多肽公式2：肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数如m个氨基酸构成n个环状多肽，有_个肽键（环状结构）m（二）计算脱水数和肽键数【检测】下图为脑啡肽的结构简

17、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4H2NCOOH羧基数羧基数=1 1至少含有的氨基数至少含有的氨基数/H2NH2NCOOHCOOHR1R2R3R4R5R6R7R8R9R10公式1：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2：蛋白质中含有游离氨基/羧基数=肽链的条数+R基中游离氨基/羧基至少含有的氨基数至少含有的氨基数/羧基数羧基数=2=2（三）计算氨基数、羧基数公式3：蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=0公式4：蛋白质中

18、含有游离氨基/羧基数=R基中游离氨/羧基（三）计算氨基数、羧基数【例】某蛋白质含多个氨基酸形成的5条肽链，至少含有多少个氨基，至少含有多少个羧基()A.5、2 B.3、3 C.4、5 D.5、5D【例】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分别为()A.798、2和2 B.798、12和10 C.799、1和1 D.799、11和9BCHCOOHR2HN二二肽肽CHR1H2NOHCOH肽键肽键H2O脱水缩合脱水缩合（四）计算蛋白质相对分子质量CHCOOHR2HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HN

19、OH2OH2O肽键肽键肽键肽键三三肽肽公式1：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（四）计算蛋白质相对分子质量1.某蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子，至少含有一NH2和一COOH个数及氨基酸数分别为多少个（）A.105，105，105 B.110，110，110 C.4，4，113 D.1，1，113C【习题巩固】2.已知某蛋白质由条肽链构成，共含有35000个肽键，这个蛋白质分子含有氨基酸最多为多少种？()A.35000 B.35006 C.27500 D.21D公式2：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

20、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蛋白质中存在二硫键S二硫键二硫键HH2HS（四）计算蛋白质相对分子质量【例1】已知21种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由2条肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分子量最接近于()A.12800 B.12544 C.11036 D.12288 C【例2】氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900，由此可知，此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（）A.52、52 B.50、50 C.52、50 D.50、49 C肽键数脱水数9001850，氨基酸数肽键数肽链数50252N原子数

21、=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CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7（四）计算肽链中的原子个数N原子CNCOOHRHHH羧基羧基氨基氨基侧链基团侧链基团 -NHNH2 2（肽链数）（肽链数）N N原子数原子数=-CO-NH-CO-NH-R R中中N N数数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CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7（四）计算肽链中的

22、原子个数O原子CNCOOHRHHH羧基羧基氨基氨基侧链基团侧链基团 -COOHCOOH2 2（肽链数（肽链数2 2）O O原子数原子数=-CO-NH-CO-NH-R R中中O O数数1.某蛋白质分子中有M个氨基酸，其中有N条肽链，则此蛋白质中至少含有多少个氧原子()A.2MB.M-NC.MD.M+ND2.今有一多肽化合物，其分子式为C55H70O19N10，已知将它完全水解后只得到下列四种氨基酸：丙氨酸（C3H7NO2）甘氨酸（C2H5NO2）谷氨酸（C5H9NO4）苯丙氨酸（C9H11NO2）问：(1)该多肽是多少肽？(2)该多肽进行水解后，需个水分子(3)一条肽链中谷氨酸的数量是_十肽94

23、o=肽键数+肽链数2+R基上的O原子数CHCOOHR2HNOHCCHR1H2NCOCHR2HNOH2O肽键肽键肽键肽键三三肽肽公式1：减少的肽键数=增加的水分子水数=增加的氨基/羧基数（五）蛋白质的水解计算公式2：减少的肽键数=增加的O/2HH2.下图表示某三十九肽中共有丙氨酸（R基为-CH3）4个，现去水解掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽。据图回答下列问题：图中，三十九肽被水解后肽键数量减少个，这些肽链和三十九肽相比，氨基和羧基分别增加、个，形成的肽链中的C原子减少个，O原子减少个。1391719269172838典例示范肽键总数=氨基酸数-肽链数=脱去的水分子数增加氨基/羧基=减少的肽

24、键=肽链数增加的O=肽键数增加的H=肽键数2712177（六）氨基酸的排列与多肽种类的计算1.1.假设有假设有A A、B B、C C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为为2 2种情形分析如下：种情形分析如下：（2）A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，形成多肽种类为：（1）A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸的数目无限的情况下，形成多肽种类为：形成二肽的种类：形成三肽的种类：形成多肽的种类：形成二肽的种类：形成三肽的种类：形成多肽的种类：33=9333=273n32=6321=6不能形成1.如图，甲为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数

25、字为氨基酸序号)，图乙为部分肽链放大图，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124个肽键B图乙中含有的R基是C从图乙可推知该肽链至少含有2个游离的羧基D图乙中的NH2不参与脱水缩合反应123个COOH3个R基上的 氨基不参与反应D肽键数=氨基酸数-1HH2 2N-N-COOHCOOHR1R2R3Rn-2Rn-1RnHH2 2N-N-COOH-COOHR1R2R3Rn-2Rn-1Rn氨基（或羧基）数=R基上的氨基（或羧基）数+11.某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数、短肽

26、的氨基总数的最小值依次是?（2）1条肽链分解成这9个短肽，需要的水分子数量是8个（1）短肽的数目是1+2+3+3=9条，肽键总数是51-9=42个解析：氨基总数的最小值=肽链的条数肽键总数=氨基酸数-肽链数=脱去的水分子数（3）氨基总数的最小值=肽链的条数=1+2+3+3=9典例示范4.现脱掉某60肽中的2个丙氨酸（相应位置如下图），得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态存在。下列有关该过程产生的全部有机物中相关原子、基团或肽键数目的叙述正确的是（）A肽键数目减少2个B氢原子数目增加4个C氧原子数目增加2个D氨基和羧基分别增加4个D【解析】根据氨基酸脱水缩合的反应式，可知脱去的水分

27、子数肽键数氨基酸数肽链数。脱掉该60肽中的2个丙氨酸，得到3个多肽，其中肽键数为58355个，原有肽键数60159个，减少4个；脱去2个丙氨酸，消耗4个水分子，则形成的有机物中氢原子数增加8个，氧原子数增加4个；原60肽中至少有1个氨基和1个羧基，形成的有机物中有3个多肽和2个丙氨酸，至少有5个氨基和5个羧基，即氨基和羧基分别增加4个，故答案为D。典例示范4.由由m个氨基酸个氨基酸构成的一个蛋白构成的一个蛋白质分子，分子，含含n条多条多肽，其中，其中z条是条是环状多状多肽，其余是直，其余是直链肽，这个蛋白个蛋白质分子完全水解共需水分子分子完全水解共需水分子个数个数为()A.m-n+z B.m-

28、n-z C.m-z+n D.m+z+nA CNH2HR1CONH CHR2CONH CCOOHHR3直链肽直链肽 CNHHR1CONH CHR2CONH CCOHR3环肽环肽典例示范6.有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNzOwS(z12，w13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H6NO2)、天门冬氨酸(C4H7NO4)、赖氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。问：水解产物中天门冬氨酸的数目是（）Ay+12个Bz+12个Cw+13个D(w-13)/2个D D典例示范组成元素C、H、O、N（S）导致氨基酸种类：21种必需氨基酸：8种非必需氨基酸：13种通式：特点：至少有一个NH2和一个COOH连在同一个C原子上脱水缩合多肽组成蛋白质的氨基酸种类不同氨基酸的数目不同氨基酸排列顺序不同多肽的空间结构不同折叠盘旋蛋白质结构多样性功能多样性构成生物体，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，如抗体组成导致脱水数=肽键数=氨基酸数肽链数蛋白质分子量=氨基酸分子总质量脱去的水的分子总质量计算课课堂堂小小结结OHOHCCHHCCHH2 2NNOORR场所：核糖体形成键：肽键