【課件】蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者課件2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

1、第2章 組成細(xì)胞的分子第4節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者本節(jié)聚焦怎樣理解蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者？氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么特點？為什么細(xì)胞中蛋白質(zhì)的種類如此多樣？問題探討： 從某些動物的組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術(shù)縫合線。手術(shù)一段時間后，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。討論：1.為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？因為組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。2.這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這種手術(shù)縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收。啟示：蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分為更小的分子。蛋白質(zhì)Protein細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最多樣遺傳信息通過

2、表達(dá)成蛋白質(zhì)起作用蛋白質(zhì)解析圖蛋白質(zhì)的功能Function of protein一蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者參與組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、催化、運輸、調(diào)節(jié)、免疫等肌肉1.結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)蛋白質(zhì)的功能Function of protein一羽毛角蛋白纖維頭發(fā)蛛絲2.催化作用：細(xì)胞中大多數(shù)酶本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，催化化學(xué)反應(yīng)酶的與底物特異性結(jié)合，專一地催化某反應(yīng)蛋白質(zhì)的功能Function of protein一3.調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動：有些蛋白質(zhì)能通過信息傳遞達(dá)到調(diào)節(jié)生命活動的作用，如胰島素、生長激素等。胰島與胰島素細(xì)胞間信息傳遞蛋白質(zhì)的功能Function of protein一4.具有運

3、輸功能，如血紅蛋白、載體蛋白等載體蛋白血紅蛋白蛋白質(zhì)的功能Function of protein一5.免疫作用：有些蛋白質(zhì)具有免疫功能，如抗體抗體通過與抗原特異性結(jié)合，實現(xiàn)免疫防御功能?？乖贵w可變區(qū)抗原抗體蛋白質(zhì)的功能Function of protein一功能舉例結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白（羽毛、肌肉、頭發(fā)等主要是蛋白質(zhì)）催化作用絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)（胃蛋白酶）運輸載體功能血紅蛋白、脂蛋白信息傳遞、調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動胰島素免疫功能抗體蛋白質(zhì)的功能Function of protein一細(xì)胞各項生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。蛋白質(zhì)蛋白酶多肽肽酶氨基酸思考:食物中的蛋白質(zhì)能否被人體

4、直接吸收呢? 蛋白質(zhì)必須經(jīng)過消化，成為各種氨基酸，才能被人體吸收利用。蛋白質(zhì)的功能Function of protein一蛋白質(zhì)組成元素： C H O N S基本單位：氨基酸組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸約有21種共同點：蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸The basic unit of a protein-Amino acids二牛奶乳蛋白 C1642H2652N420O492S12胰島素 C257 H383 N65 O77 S6 甲狀腺激素 C15H11NO4I4血紅蛋白 C3032H4816N780O872S8Fe4NH2氨基酸的碳位均為氨基酸特征元素蛋白質(zhì)組成元素： C H O N S基本單位：氨

5、基酸組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸約有21種共同點：蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸The basic unit of a protein-Amino acids二 均為氨基酸即：每種氨基酸分子至少都含有一個氨基(NH2)和一個羧基(COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上特征元素書寫化學(xué)基團(tuán)，短線一定要帶上各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同每種氨基酸都只有一個氨基和一個羧基嗎？至少一個 CH2 CH2 COOH H2NC COOH H 谷氨酸 CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 HC COOH NH2 賴氨酸蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸The basic unit of a prote

6、in-Amino acids二【多選】判斷哪些是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸（ ）A B C DB、C必需氨基酸：人體細(xì)胞不能合成的，必須從外界環(huán)境中直接獲取的氨基酸， 共8種（嬰兒9種，組氨酸）。非必需氨基酸：人體細(xì)胞能夠合成的氨基酸，共13種。甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸、（甲攜來一本亮色書）氨基酸的分類并非不需要，而是可靠自身合成或轉(zhuǎn)化，不必非從外界獲取蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸The basic unit of a protein-Amino acids二有的同學(xué)只喜歡肉食，從氨基酸的角度分析，這種飲食習(xí)慣是否合理？氨基酸：21種蛋白質(zhì)：10101012蛋

7、白質(zhì)是以氨基酸為基本單位構(gòu)成的生物大分子。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of proteins三氨基酸脫水縮合形成肽鏈一級結(jié)構(gòu)H2N C C R1 O OHH 氨基酸1H2O R2 N C COOH H H氨基酸2二肽肽鍵 H思考：3個氨基酸脫水縮合，形成幾肽？ 其中含幾個肽鍵？脫去幾分子水？2. 該3肽中的氨基酸序列是怎樣的？ 寫出該三肽的結(jié)構(gòu)式。3.利用上面三種氨基酸，能形成多少種三肽？甘氨酸丙氨酸半胱氨酸H 活動：利用氨基酸卡片模擬脫水縮合過程CH3CH2SH蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of

8、 proteins三氨基酸脫水縮合形成肽鏈一級結(jié)構(gòu)COOHH2N肽鏈盤曲折疊形成具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)肽鏈中的氨基酸間形成氫鍵，使肽鏈盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子特定的R基（巰基SH）間形成二硫鍵等，將多條肽鏈結(jié)合起來蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of proteins三空間結(jié)構(gòu)氨基酸脫水縮合形成肽鏈一級結(jié)構(gòu)肽鏈中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序千變?nèi)f化SH + SH SS + 2HNADH 思考討論1從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？ 一級結(jié)構(gòu)： 氨基酸二肽三肽多肽；二三級結(jié)構(gòu)：由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等， 一條肽鏈按照一定形態(tài)折

9、疊、盤曲構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)； 四級結(jié)構(gòu)：多條肽鏈構(gòu)成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。2進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，需經(jīng)過怎樣的過程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體中的蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會一樣嗎？ 食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸肽酶等多種水解酶的作用，才能分解為氨基酸。 氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，要脫水縮合形成多肽，由多肽構(gòu)成人體蛋白質(zhì)。 不一樣，其具有完成人體生命活動的結(jié)構(gòu)和功能。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of proteins三 思考討論3如果用21個不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由

10、10個氨基酸組成的長鏈，可以寫出多少條互不相同的長鏈？試著說出蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因（提示：一個蛋白質(zhì)分子往往含有成百上千個氨基酸）。 2110種 氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序千變?nèi)f化， 肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of proteins三蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性功能多樣性單個氨基酸改變：谷氨酸-纈氨酸蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常紅細(xì)胞形態(tài)異常鐮狀細(xì)胞貧血癥蛋白質(zhì)的功能空間結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)其他血紅蛋白病：地中海貧血蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of proteins三 每一

11、種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨特結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，就可能會影響其功能。人血紅蛋白蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常-各類遺傳病人類許多疾病與人體細(xì)胞內(nèi)肽鏈的折疊錯誤有關(guān)，如囊性纖維化、阿爾茲海默癥、帕金森病囊性纖維化阿爾茲海默癥帕金森病蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of proteins三【知識拓展】蛋白質(zhì)的水解完全水解部分水解氨基酸（需要多種酶協(xié)同作用才能使蛋白質(zhì)完全水解）氨基酸和短肽糖尿病病人只能注射而不能口服胰島素 胰島素是一種蛋白質(zhì)，口服會在消化道里被消化成氨基酸，而失去功能。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The struct

12、ure and diversity of proteins三水解 活動：利用模型卡片，模擬蛋白質(zhì)水解的過程【知識拓展】蛋白質(zhì)的鹽析加入濃的無機(jī)鹽溶液可以使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀出來，這個過程叫鹽析。鹽析過程是可逆的，利用此法可以分離、提取蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的變性高溫X射線、超聲波、加熱 物理因素 化學(xué)因素重金屬鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，但不破壞_，因此依然能用_檢測。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of proteins三是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。變性具有不可逆性。一

13、級結(jié)構(gòu)雙縮脲試劑【知識拓展】蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性The structure and diversity of proteins三臨床工作中常用酒精、加熱、紫外線等來消毒殺菌？蛋白質(zhì)分子在物理或化學(xué)因素的影響下，原有的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而使菌體和病毒的蛋白質(zhì)變性而失去其致病性和繁殖能力。煮熟的雞蛋和肉類更容易消化，原因：高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。誤食重金屬鹽而中毒，應(yīng)該采取什么措施解毒？大量服用乳制品或蛋清、豆?jié){等，在消化道中與重金屬離子結(jié)合成變性的不溶物，以阻止重金屬離子吸收入體內(nèi)，再設(shè)法將沉淀物自胃中取出。2.4 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者 練習(xí)與應(yīng)用

14、（答案）一、1. 2.A 3.A 4.B二、1.食物中的蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，它們都要被消化成細(xì)胞可以吸收的小分子物質(zhì)才能被人體吸收，這些小分子都要在人體細(xì)胞內(nèi)重新合成不同的蛋白質(zhì)在人體內(nèi)執(zhí)行不同的功能。2.（1）5,4,4.（2）略。（3）不能，因為氨基酸的排列順序決定了腦啡肽的功能，如果氨基酸排列順序變了，新的物質(zhì)就不具有腦啡肽的鎮(zhèn)痛功能。3. 必需氨基酸是人體細(xì)胞不能合成的氨基酸，必須從食物中獲得，因此在評價各種食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，人們注重其中必需氨基酸的種類和含量。 脫水?dāng)?shù)、肽鍵數(shù)計算微專題三肽鏈：肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)環(huán)肽：肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)失去水分子數(shù) 蛋白質(zhì)的相對

15、分子量蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量氨基酸數(shù)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量脫去水分子數(shù)18 (若有p個二硫鍵生成，則還應(yīng)減去2p )【例1】二條肽鏈分別由360個氨基酸和380個氨基酸組成，若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，則2條肽鏈之間相差的肽鍵數(shù)和相差的相對分子質(zhì)量分別是 ?！纠?】下面為牛胰島素的結(jié)構(gòu)圖，該物質(zhì)中-S-S是由兩個-SH脫去兩個H形成的，牛胰島素含有 個肽鍵，牛胰島素形成時，減少的相對分子質(zhì)量為 ，牛胰島素中至少有 個NH2和 個COOH20 、20a-2018494918+32=88888822360a-35918380a-37918 游離氨基、羧基數(shù)計算微專題三肽鏈：游離氨基或羧基數(shù)肽鏈

16、數(shù)R基中的氨基或羧基數(shù)。環(huán)肽：游離氨基或羧基數(shù)=R基中的氨基或羧基數(shù)。 O原子數(shù)、N原子數(shù)肽鏈：O原子數(shù)肽鍵數(shù)2肽鏈數(shù)R基上的O原子數(shù) 各氨基酸中O原子的總數(shù)脫去的水分子數(shù)。 N原子數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)R基上的氮原子數(shù)=氨基酸數(shù)+R基上的N原子數(shù) 各氨基酸中氮原子的總數(shù)。【例3】現(xiàn)有氨基酸800個，其中氨基總數(shù)為810個，羧基總數(shù)為808個，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目依次分別為 。【例4】設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128，現(xiàn)有一條化學(xué)式為CxHyOzN18S3的鏈狀多肽，已知該肽有1個游離的羧基和4個游離的氨基，則該多肽的相對分子質(zhì)量為 。798、12和10

17、166818=氨基酸數(shù)+3分子量=氨基酸數(shù)128-（氨基酸數(shù)-1）18計算微專題三【例5】如圖表示某種蛋白質(zhì)中相關(guān)基團(tuán)或氨基酸的數(shù)目，該蛋白質(zhì)中含有 條肽鏈， 個肽鍵，R基上共含 個氨基，形成該蛋白質(zhì)時共脫掉 個水分子【例6】某鏈狀多肽由22個氨基酸縮合而成。在某種情況下該多肽被水解成1個四肽，2個三肽，2個六肽，則這些短肽的游離氨基總數(shù)的最小值、肽鍵總數(shù)及水解成這些短肽所需的水分子總數(shù)分別為 ?！纠?】某三十九肽中共有甘氨酸（結(jié)構(gòu)式如圖）4個，現(xiàn)用某種水解酶去除其中的甘氨酸，得到4條長短不等的多肽（如圖），如將4條多肽總的原子數(shù)或結(jié)構(gòu)數(shù)與原來多肽進(jìn)行比較，則肽鍵數(shù)減少 個，C原子數(shù)目減少 個，氨基和羧基分別增加 個，O原子數(shù)目減少 個游離的羧基-R基上的羧基212415124共5條短肽，肽鍵=3+22+255、17、4肽鍵C原子數(shù)氨基、羧基O原子39肽短肽們39-139-4-47831甘氨