【課件】2.4蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者課件2021-2022學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

“醫(yī)生用鑷子夾起一點線，再用小刀割斷。我是看著醫(yī)生拆線的，起先只有微微的疼痛，但是看著看著，我漸漸開始發(fā)虛汗…….我嘗試不去看我的傷口，但我能明顯感覺到痛感，每割一刀，鑷子拔掉線，都會拉扯到傷口，非常痛我不住的流虛汗，我能感覺自己臉色已經(jīng)發(fā)白，呼吸困難，如果不是間斷的痛感，我可能要暈過去了…….”問題：作為一種新型的手術(shù)縫合線，膠原蛋白線應(yīng)具有怎樣的特性？強韌;可吸收；纖細(xì)膠原蛋白線生物界的蛋白質(zhì)種類多達(dá)1010-1012種；人體內(nèi)約有100000多種蛋白質(zhì)。第二章組成細(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

早在19世紀(jì),恩格斯根據(jù)當(dāng)時的科學(xué)認(rèn)識,曾經(jīng)說過:“生命是蛋白體的存在方式…”蛋白質(zhì)：建造和修復(fù)細(xì)胞（身體）的重要原料。

任務(wù)1：舉例說明蛋白質(zhì)的功能

任務(wù)1：舉例說明蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。

參與構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)催化運輸免疫蛋白質(zhì)是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物大分子。物質(zhì)分子量水18葡萄糖180脂肪<1萬血紅蛋白66552膠原蛋白幾十萬到上百萬蛋白質(zhì)這么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是如何形成的呢？是蛋白質(zhì)的基本組成單位燉肉的香味與湯里的氨基酸有關(guān)味精：谷氨酸鈉鹽直觀感知氨基酸問題：多糖也是生物大分子。常見的多糖有淀粉、纖維素、糖原等。構(gòu)成多糖的基本組成單位都是葡萄糖。蛋白質(zhì)種類極其多樣，推測構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸是一種還是多種？從分子水平上認(rèn)識氨基酸

任務(wù)2：歸納氨基酸的結(jié)構(gòu)特點活動1：圈出各氨基酸相同部分、不同部分，并嘗試寫出氨基酸結(jié)構(gòu)通式。氨基氨基羧基氨基羧基氨基羧基氨基酸決定是否是組成蛋白質(zhì)的氨基酸決定氨基酸種類嘗試寫出氨基酸結(jié)構(gòu)通式?！狢—H2NCOOH？RH活動2：利用球棍模型構(gòu)建甘氨酸。C:黑色球。4孔N:藍(lán)色球。3孔O:紅色球。2孔H:白色小球。1孔小棍：化學(xué)鍵雙鍵先拼出氨基、羧基，再連接在中心C原子上。氨基酸決定是否是組成蛋白質(zhì)的氨基酸決定氨基酸種類嘗試寫出氨基酸結(jié)構(gòu)通式?！狢—H2NCOOHRH氨基酸的結(jié)構(gòu)特點：（1）都有一個氨基和一個羧基和一個H連接在同一個碳原子上（2）每種氨基酸分子至少含有一個氨基（-NH2)和一個羧基（-COOH）（3）不同的氨基酸分子，具有不同的R基。

問題：下列物質(zhì)哪些屬于氨基酸？①②③⑤⑥活動3：甄別真假氨基酸。半胱氨酸巰基二硫鍵（拓展）必需氨基酸是指人體必不可少，而機體內(nèi)又不能合成、必須從食物中補充的氨基酸。如果飲食中經(jīng)常缺少它們，就會影響健康。必需氨基酸共有8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”問題：氨基酸是如何連接起來形成多肽的呢？問題：蛋白質(zhì)是生物大分子，需要將氨基酸結(jié)合在一起。若要將多個氨基酸連成長鏈，需要如何呢？

任務(wù)3：建構(gòu)氨基酸脫水縮合形成肽鏈過程活動1：觀察氨基酸脫水縮合示意圖。

任務(wù)3：建構(gòu)氨基酸脫水縮合形成肽鏈過程CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNHCHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二肽肽鍵脫水縮合氨基酸的結(jié)合方式問題：脫水縮合是否與R基有關(guān)？

任務(wù)3：建構(gòu)氨基酸脫水縮合形成肽鏈過程活動2：寫出三肽的結(jié)構(gòu)式。（R基分別用R1/R2/R3表示）活動3：探討肽鏈多樣性的原因。問題1：3種氨基酸（足量），可形成幾種三肽？H2N——COOHH2N——COOH33問題2：膠原蛋白分子一條肽鏈含1050個氨基酸，由18種氨基酸構(gòu)成，這條肽鏈的種類可能有____種。181050學(xué)案：2.寫出任意一個由下面指定的3種氨基酸合成的三肽。甘氨酸（R:—H）

賴氨酸（R:—(CH2)4—NH2

）天冬氨酸（R:—CH2—COOH）

思考：上述三肽中有幾個肽鍵，幾個氨基，幾個羧基？

3.假設(shè)氨基酸的平均分子質(zhì)量是128，則三肽的分子量是多少？

4.3個不同的氨基酸能形成幾種三肽？小結(jié)：（1）n個氨基酸脫水縮合形成1條肽鏈，則該肽鏈含有肽鍵_______個，形成肽鏈過程中脫水______個，至少含有氨基_______個，至少含有羧基________個。（將形成的該肽鏈重新完全水解為氨基酸，需要

水分子）（2）n個氨基酸脫水縮合形成m條肽鏈，則這m條肽鏈共含有肽鍵_______個，形成m條肽鏈過程中脫水______個，至少含有氨基_______個，至少含有羧基________個（3）n個氨基酸脫水縮合形成m條肽鏈，若氨基酸的平均分子量是a，則這m條肽鏈的分子量是_______。（4）n個氨基酸脫水縮合形成1條環(huán)肽，則該環(huán)肽共含有肽鍵

個，脫水

個，至少含有氨基

個，至少含有羧基

個。（n個氨基酸形成m個環(huán)肽呢？）1.很多商家推出了“膠原蛋白口服液”、“膠原蛋白”面膜。宣稱具有“美白、去皺”等功能。請評價產(chǎn)品是否有效。2.很多理化因素可造成蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變，即變性。查找資料說明變性的因素及其應(yīng)用。3.查找資料，說明鐮刀型紅細(xì)胞的病因。課后思考變性學(xué)案、練習(xí)冊同步！作為一種新型的手術(shù)縫合線，膠原蛋白線應(yīng)具有強韌；可吸收；纖細(xì)問題：推測膠原蛋白線是一條肽鏈還是多條肽鏈？多條肽鏈不同蛋白質(zhì)具有不同的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)（多肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)之后才具有功能），那多肽鏈?zhǔn)侨绾涡纬蓮?fù)雜的空間結(jié)構(gòu)的呢？不同蛋白質(zhì)具有不同空間結(jié)構(gòu)的根本原因是什么呢？甘脯羥脯肽鏈中的氨基酸間形成氫鍵等，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。

任務(wù)4：建構(gòu)肽鏈折疊形成蛋白質(zhì)過程問題1：膠原蛋白一條肽鏈如何實現(xiàn)螺旋化？氫鍵等弱相互作用力幫助肽鏈折疊

任務(wù)4：建構(gòu)肽鏈折疊形成蛋白質(zhì)過程問題1：膠原蛋白一條肽鏈如何實現(xiàn)螺旋化？膠原蛋白三條肽鏈通過二硫鍵連接起來。問題2：膠原蛋白三條肽鏈連接起來？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

任務(wù)4：建構(gòu)肽鏈折疊形成蛋白質(zhì)過程二硫鍵巰基胰島素二硫鍵示意圖

任務(wù)4：建構(gòu)肽鏈折疊形成蛋白質(zhì)過程

任務(wù)5：總結(jié)由氨基酸形成蛋白質(zhì)過程活動：描述圖中各個階段的變化過程，說出多肽鏈形成蛋白質(zhì)經(jīng)歷了幾個結(jié)構(gòu)層次。多肽鏈盤曲、折疊，形成有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。蛋白質(zhì)主要位于細(xì)胞的水環(huán)境中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸中有親水（極性）氨基酸和疏水（非極性）氨基酸，那你能猜到多肽鏈在盤曲折疊形成空間結(jié)構(gòu)時，親水氨基酸和疏水氨基酸是大體怎么分布的嗎？氨基酸的性質(zhì)幫助肽鏈折疊氨基酸種類不同氨基酸數(shù)目不同肽鏈盤曲折疊方式不同氨基酸排列順序不同蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同蛋白質(zhì)種類多樣性（功能多樣性）小結(jié)：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其多樣性

任務(wù)7：闡述蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系脯氨酸羥脯氨酸維生素C缺乏維生素C也將導(dǎo)致羥脯氨酸合成不足，導(dǎo)致膠原蛋白異常。甘氨酸脯氨酸甘氨酸脯氨酸羥脯氨酸脯氨酸羥脯氨酸丙氨酸膠原蛋白中甘氨酸被丙氨酸替換后，無法形成三股螺旋的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致膠原蛋白功能異常，人體出現(xiàn)凝血障礙。單個氨基酸改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常紅細(xì)胞形態(tài)異常鐮刀型細(xì)胞

貧血癥蛋白質(zhì)的功能空間結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)鐮刀型細(xì)胞貧血癥谷氨酸纈氨酸問題：有哪些因素可引起蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變（但氨基酸序列并沒有改變）呢？

任務(wù)8：闡述蛋白質(zhì)變性的原理及其應(yīng)用高溫、過酸、過堿、重金屬鹽、X射線、紫外線、酒精等學(xué)化試劑等會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)（變性）(不可逆的），蛋白質(zhì)也就喪失其功能。蛋白質(zhì)變性（空間結(jié)構(gòu)改變）蛋白質(zhì)變性現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用問題：膠原蛋白線一般需要10-60天水解。蛋白質(zhì)的水解過程是如何發(fā)生的呢？

任務(wù)9：推理蛋白質(zhì)的水解過程根據(jù)氨基酸脫水縮合推測蛋白質(zhì)的水解過程。胃蛋白酶為球狀蛋白，具有三維空間結(jié)構(gòu)，適宜的PH值范圍為1.0~2.0，能在胃酸（PH0.8~1.9）中發(fā)揮作用。胃蛋白酶在對蛋白或多肽進(jìn)行剪切時，具有一定的氨基酸序列特異性。例如，它傾向于剪切氨基端或羧基端為芳香族氨基酸（如苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸）或亮氨酸的肽鍵。這種剪切特異性在pH值為1.3時表現(xiàn)得更為明顯：只傾向于剪切氨基端為苯丙氨酸或亮氨酸的肽鍵。為什么胃蛋白酶不水解其他胃蛋白酶？（不水解自己？）小結(jié)：蛋白質(zhì)在細(xì)胞的生命活動中承擔(dān)著多樣的功能：參與構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)、催化、運輸、調(diào)節(jié)、免疫