2.4 蛋白质是生命活动是主要承担者ppt课件-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第一册.pptx

1、第第4 4节节 蛋白质蛋白质是生命活动的主要是生命活动的主要承担者承担者第2章 组成细胞的分子 从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来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。就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。1 1、为什么这种缝合线可以被人体组织吸收、为什么这种缝合线可以被人体组织吸收?讨论讨论组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。2 2、这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收、这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸

2、收?这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？这种手术缝合线这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收要变为小分子物质才能被吸收,蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。胶原蛋白线传统缝合线纤细强韧可吸收问题探讨氨基酸蛋白质蛋白质（7%10%）无机盐无机盐（1%1.5%）脂质脂质（1%2%）糖类和核酸糖类和核酸（1%1.5%）水水（70%90%）英文，翻译为英文，翻译为“”蛋白质蛋白质是细胞中含量最高的有机化合物【课前回顾课前回顾】一、蛋白质的功能1.结构蛋白构成细胞和生物体结构构成细胞和生物体结构2.催化绝大多数酶的

3、本质是蛋白质，酶具绝大多数酶的本质是蛋白质，酶具有催化作用，可以催化细胞内的代有催化作用，可以催化细胞内的代谢活动。谢活动。如：胃蛋白酶、淀粉酶等。如：胃蛋白酶、淀粉酶等。一、蛋白质的功能血红蛋白载体蛋白一、蛋白质的功能3.运输某些蛋白质具有运输功能，某些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白具有运输氧的功能。如血红蛋白具有运输氧的功能。一、蛋白质的功能4.调节（信息传递）有些蛋白质可以调节机体的生命活动，有些蛋白质可以调节机体的生命活动，如胰岛素可以调节人体的血糖处于动如胰岛素可以调节人体的血糖处于动态平衡。态平衡。胰腺胰岛一、蛋白质的功能5.免疫（防御）有些蛋白质具有免疫功能，如有些蛋白质具有免疫

4、功能，如人体的抗体是蛋白质，可以帮人体的抗体是蛋白质，可以帮人体抵抗病菌和病毒等抗原的人体抵抗病菌和病毒等抗原的侵害。侵害。结构蛋白催化运输调节免疫功能eg:eg:肌球蛋白、肌动蛋白、蛛丝等肌球蛋白、肌动蛋白、蛛丝等eg:eg:绝大多数酶绝大多数酶eg:eg:血红蛋白、载体血红蛋白、载体eg:eg:胰岛素和生长激素等胰岛素和生长激素等eg:eg:抗体等抗体等一、蛋白质的功能细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质是生命活动的主要承担者。结构蛋白结构蛋白催化催化运输运输调节功能调节功能免疫（防御）免疫（防御）一切生命活动都离不开蛋白

5、质，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是细胞必需的营养成分，每天吃哪些食物可以补充蛋白蛋白质是细胞必需的营养成分，每天吃哪些食物可以补充蛋白质呢？质呢？食物中的蛋白质能否被人体食物中的蛋白质能否被人体直接直接吸收？吸收？食物中的蛋白质可以食物中的蛋白质可以直接直接被人体被人体吸收吸收吗？吗？蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸胃、小肠的消化氨基酸是组成蛋白质的基本单位直接被吸收直接被吸收1、氨基酸的结构：甘氨酸半胱氨酸甲硫氨酸缬氨酸(1)元素组成：C、H、O、N（S）甘氨酸丙氨酸氨基氨基羧基羧基侧链基团侧链基团（R R基）基）氢原子氢原子缬氨酸亮氨酸2、氨基酸的结构：C CR RC CH H2 2N NO

6、HOHO OH H氨基羧基侧链基团 特点：特点：1 1、每个氨基酸分子、每个氨基酸分子至少都含有都含有一个一个 和和一个一个 ，并连在并连在 碳原子上。碳原子上。3.氨基酸结构通式：2 2、这个碳原子还连接、这个碳原子还连接一个一个 和和一个一个 （R R表示）表示）3 3、氨基酸的不同由、氨基酸的不同由 决定。决定。R基不同氨基(-NH2)羧基(-COOH)同一个氢原子侧链基团练习1:下面属于氨基酸的是_ 练习2:根据氨基酸通式,找出下面两种氨基酸的R基：CH2 SH CH2 COOHa.a.氨基、羧基、氨基、羧基、R R基的正确书写格式分别为：基的正确书写格式分别为：NHNH2 2、COO

7、HCOOH、R R(基团前基团前 的的“”不能省略不能省略)b.b.组成蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸至少至少都有一个氨基和一个羧基，都有一个氨基和一个羧基，“至少至少”说明氨基酸说明氨基酸 分子中的氨基和羧基的数目分子中的氨基和羧基的数目大于等于大于等于1 1个个，其他的氨基和羧基位于，其他的氨基和羧基位于R R基上。基上。c.c.氨基、羧基不同表示方法：氨基、羧基不同表示方法：2.2.特别关注：特别关注：非必需氨基酸：非必需氨基酸：必需氨基酸：必需氨基酸：2、人体内的21种氨基酸（课本课本3030页）页）共共1313种，人体可自身合成种，人体可自身合成共共8 8种，人体不能自身合成种，人

8、体不能自身合成,必须必须从外界环境中获得从外界环境中获得甲硫氨酸，缬氨酸，赖氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸。（甲 携 来 一 本 亮 色 书）“必需吃的氨基酸”氨基酸：氨基酸：2121种种蛋白质：蛋白质：1010101010101212？蛋白质蛋白质是以是以氨基酸氨基酸为基本单位为基本单位构成的构成的生物大分子生物大分子。氨基酸的种类有限，氨基酸的种类有限，如何构成种类繁多、功能多样的蛋白质？如何构成种类繁多、功能多样的蛋白质？CHCOOHR2HN二肽二肽CHR1H2NOHCOH2OH1 1、氨基酸的结合方式：、氨基酸的结合方式：脱水缩合肽键肽键(1)(1)连接两个氨基酸分子

9、的化学键：连接两个氨基酸分子的化学键：。(2)(2)脱去的水中脱去的水中,H H来自来自 ，O O来自来自 。肽键氨基和羧基羧基氨基酸1氨基酸2 一个氨基酸分子的一个氨基酸分子的羧基羧基（COOHCOOH）和另一个氨基酸分子的）和另一个氨基酸分子的氨基氨基（NHNH2 2）相连接，同时）相连接，同时脱脱去一分子水去一分子水，这种结合方式叫，这种结合方式叫做做脱水缩合脱水缩合。HNCOH2O H H O H N C C OH R1 H H O H N C C OH R2脱水缩合 氨基酸+氨基酸 二肽+H2O 脱水缩合脱水缩合肽键 H H O H N C C R1 H H O N C C OH +

10、R2二肽二肽（一）氨基酸的连接（一）氨基酸的连接-脱水缩合反应式脱水缩合反应式肽键肽键CHCOOHR2HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNO二肽二肽H2OH2O3 3个氨基酸脱水缩合个氨基酸脱水缩合几个氨基酸形成的肽链就叫几肽几个氨基酸形成的肽链就叫几肽三肽及三肽以上称多肽。三肽及三肽以上称多肽。三肽三肽阅读教材P30，明确相关概念脱水缩合：肽键：二肽：多肽和肽链：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫做脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。由两个氨基酸缩合而成的化合物，叫作二肽。由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多

11、肽。多肽常呈链状结构，叫作肽链。肽键肽键CHCOOHR2HNCCHR1NH2COCHR2HNO肽键肽键一条肽链中至少含有多少个游离的氨基和羧基？一条肽链中至少含有多少个游离的氨基和羧基？一条肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端，其余的游离的氨基和羧基位于R基中。许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键二硫键相互结合在一起。相互结合在一起。二硫键二硫键两条肽链SHSH+SS+2H肽链间形成二硫键维系蛋白质的空间结构三肽三肽多肽链多肽链氨基酸氨基酸脱水缩合.一级结构一级结构二级结构二级结构

12、三级结构三级结构四级结构四级结构由于氨基酸之间能够形成氢键等，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。2.2.蛋白质的形成过程：蛋白质的形成过程：2.2.蛋白质的形成过程：蛋白质的形成过程：思考：思考：血红蛋白和肌蛋白都是这样形成的，为什么它们的功能不同？血红蛋白和肌蛋白都是这样形成的，为什么它们的功能不同？氨基酸氨基酸肽链肽链脱水脱水缩合缩合蛋白质蛋白质多条多条盘盘曲折叠曲折叠空间结构空间结构肽链肽链一条一条盘盘曲折叠曲折叠3 3、蛋白质分子多样性的原因、蛋白质分子多样性的原因氨基酸氨基酸种类种类不同不同氨基酸氨基酸数目数目不同不同氨基酸氨基酸排列顺序排列顺序不同不同肽链

13、的肽链的盘曲、折叠盘曲、折叠的方式不同的方式不同结构多样性决定了其功能的多样性3 3、蛋白质分子多样性的原因、蛋白质分子多样性的原因 3.3.如果用如果用2121个不同的字母代表个不同的字母代表2121种氨基酸，种氨基酸，那么，由那么，由2121种氨基酸组成含种氨基酸组成含n n个氨基酸的大分子蛋白质，有多少个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？种可能？21n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就可能会影响其功能单个氨基酸单个氨基酸改

14、变改变蛋白质结构蛋白质结构异常异常红细胞形态红细胞形态异常异常镰刀型细胞镰刀型细胞贫血症贫血症蛋白质的结构异常蛋白质的结构异常谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸是指蛋白质在某些是指蛋白质在某些物理物理和和化学化学因素作用下其特定的因素作用下其特定的空间结构空间结构遭到破坏，遭到破坏，从而导致其从而导致其理化性质的改变理化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。蛋白质变性高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散变性因素：变性因素：高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。不可逆，肽键一般不断裂破坏蛋白质的空间结构，破坏蛋白质的空间结

15、构，但但不破坏不破坏_，因此依然，因此依然能用能用_检测。检测。肽键双缩脲试剂5.变性的应用：1)1)鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。鸡蛋、肉类等经高温后蛋白质变性，更易消化。2)2)细菌、病毒经过细菌、病毒经过加热、加酸、加酒精加热、加酸、加酒精等处理后因蛋白质变性等处理后因蛋白质变性 而灭活。而灭活。（消毒、灭菌）（消毒、灭菌）3)3)动物、昆虫标本固定保存、防腐。动物、昆虫标本固定保存、防腐。4)4)很多毒素是蛋白质，经甲醛固定，减毒、封闭毒性碱基团作很多毒素是蛋白质，经甲醛固定，减毒、封闭毒性碱基团作 类毒素抗原，制作抗毒素。类毒素抗原，制作抗毒素。1.为什么吃熟鸡蛋、熟肉更

16、容易消化？高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。2.变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗？可以，因为变性的蛋白质空间结构破坏了，但是肽键还在；双缩脲试剂是与蛋白质中的肽键发生反应的。（含2个以上肽键）组成元素组成元素C、H、O、N（S）氨基酸氨基酸种类：种类：21种种必需氨基酸：必需氨基酸：8种种非必需氨基酸：非必需氨基酸：13种种通式：通式：CHCH2NOHOR特点：至少有一个特点：至少有一个NH2和一个和一个COOH连在同一个连在同一个C原子上原子上多肽多肽蛋白质的种类不同蛋白质的种类不同氨基酸的数目不同氨基酸的数目不同氨基酸排列顺序不同氨基酸排列顺序不同多肽的空间结构不同

17、多肽的空间结构不同蛋白质蛋白质结构多样性结构多样性功能多样性功能多样性构成生物体，如结构蛋白构成生物体，如结构蛋白运输作用，如血红蛋白运输作用，如血红蛋白催化作用，如酶催化作用，如酶调节作用，如胰岛素调节作用，如胰岛素免疫作用，如抗体免疫作用，如抗体组成课堂小结课堂小结第第4 4节节 蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质是生命活动的主要承担者 有关蛋白质的计算有关蛋白质的计算 一条多肽链中至少含有一条多肽链中至少含有 个氨基，个氨基，个羧基。其他的氨基和羧基来自个羧基。其他的氨基和羧基来自 n n 条多肽链中至少含有条多肽链中至少含有 个氨基，个氨基，个羧基。其他的氨基和羧基来自个羧基。其他的氨

18、基和羧基来自 1 11 1R基n nn nR基CHCR R1 1H2NONHCHCR R2 2ONHCHCR R3 3ONHCHCR R4 4ONHCHCR R5 5ONHCHCR R6 6ONHCHCOOHR R7 7拓展1：游离氨基和羧基数目的计算：蛋白质中游离的氨基（羧基）数蛋白质中游离的氨基（羧基）数 =肽链数肽链数+R+R基中的氨基（羧基）数基中的氨基（羧基）数课堂练习课堂练习1 1：现有4个氨基酸的R基分别是“CH2COOH”“CH2CH2OH”“CH2CONH2”“CH2SH”它们脱水缩合形成一个四肽，则在该四肽中，氨基数为 ，羧基数为 。22环肽：肽键数=脱水数=氨基酸数如果形

19、成的是环状肽链呢？如果形成的是环状肽链呢？课堂练习：课堂练习：现有现有800800个氨基酸，共含有个氨基酸，共含有810810个氨基，个氨基，808808个个羧基。这些氨基酸经过脱水缩合形成了一个含有两条肽链羧基。这些氨基酸经过脱水缩合形成了一个含有两条肽链的的蛋白质，则在该蛋白质中，氨基数为蛋白质，则在该蛋白质中，氨基数为 ，羧基数，羧基数为为 ，肽键数为，肽键数为 。1210798课堂练习：课堂练习：由由5050个氨基酸形成蛋白质的过程中共脱水个氨基酸形成蛋白质的过程中共脱水4848个，则该蛋白质含有个，则该蛋白质含有 条肽链条肽链。2蛋白质相对分子质量蛋白质相对分子质量=氨基酸数氨基酸数

20、氨基酸平均相对分子质量氨基酸平均相对分子质量 -脱水数脱水数1818-二硫键数二硫键数2 2H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHHSSSH+HS+2H拓展3：蛋白质的相对分子质量的计算假设氨基酸的平均相对分子质量为假设氨基酸的平均相对分子质量为128128，由，由1010个氨基酸个氨基酸形成的一条肽链的相对分子质量是多少？形成的一条肽链的相对分子质量是多少？128x10-18x9蛋白质相对分子质量蛋白质相对分子质量=氨基酸数氨基酸数氨基酸平均相对分子质量氨基酸平均相对分子质量 -脱水数脱水数1818-二硫键数二硫键数2 2课堂练习：课堂练习：已知氨基酸的平均相对分子质量为已知氨基酸

21、的平均相对分子质量为120120，一个蛋白质，一个蛋白质由两条肽链构成，共有肽键由两条肽链构成，共有肽键9898个，那么该蛋白质的相对分子质量个，那么该蛋白质的相对分子质量为为 。10236课堂练习：课堂练习：某蛋白质由某蛋白质由124124个氨基酸组成，其中有个氨基酸组成，其中有8 8个个-SH-SH，在肽链形，在肽链形成空间结构（如图）时，生成成空间结构（如图）时，生成4 4个二硫键（个二硫键（-S-S-S-S-），若氨基酸的平均），若氨基酸的平均相对分子质量为相对分子质量为125125，则该蛋白质的相对分子质量约为，则该蛋白质的相对分子质量约为 。13278 19651965年，年，中国

22、中国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有活性的科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有活性的结结晶牛胰岛素晶牛胰岛素。该胰岛素有。该胰岛素有1717种、种、5151个氨基酸个氨基酸形成形成两条肽链两条肽链而组成的。其而组成的。其中中A A链含有链含有2121个氨基酸、个氨基酸、B B链含有链含有3030个氨基酸。请计算个氨基酸。请计算该胰岛素的相对分该胰岛素的相对分子质量。子质量。（若氨基酸的平均相对分子质量为（若氨基酸的平均相对分子质量为a a）脱水数脱水数=肽键数肽键数 =氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数 =4949该胰岛素的相对分子质量该胰岛素的相对分子质量=氨基酸的数量氨基酸的平均相

23、对分子氨基酸的数量氨基酸的平均相对分子 质量质量-脱水数脱水数18-18-二硫键数二硫键数2 2=51a-49=51a-4918-318-32 2=51a-88851a-8883.3.下图为某蛋白质的结构示意图，该蛋白质分子共由下图为某蛋白质的结构示意图，该蛋白质分子共由 m m 个氨个氨基酸组成，则形成基酸组成，则形成1 1 个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少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（的相对分子质量分别为（）A A.m m，18m 18m B.B.（m-4m-4），），1818（m-4m-4）C.C.（m-3m-3），），1818（m-3m-3）+4+4 D

24、.D.（m-2m-2），），1818（m-2m-2）+4+4D D（1 1）该图中，表示）该图中，表示 ，表示，表示 ，表示表示 。（2 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，这种反个水分子而形成，这种反应叫应叫 反应。反应。（3 3）该化合物含有）该化合物含有个肽键，个肽键，序号是序号是_ 。该图所示化合物该图所示化合物 的名称是：的名称是：，该化合物含有该化合物含有个氨基、个氨基、个羧基。个羧基。（4 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 (序号）序号）决定的。决定的。氨基 肽键 羧基 四肽(多肽)3 4 3脱水缩合 6 6、根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。、根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。2 2