【課件】蛋白質是生命活動的主要承擔者課件2022-2023學年高一上學期生物人教版必修1

第4節(jié)蛋白質是生命活動的主要承擔者蛋白質是細胞含量最多的有機化合物。(本章第一節(jié))基因→前體mRNA→成熟mRNA→蛋白質。(施一公訪談)蛋白質：目前已知結構最復雜、功能最多。如何驗證這些物質含有蛋白質呢？

蛋白質與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產生紫色反應。溫故知新【問題探討】從某些動物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術縫合線。手術后過一段時間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。1．為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？2．這種縫合線發(fā)生什么樣的化學變化才能被吸收？這對你認識蛋白質的化學組成有什么啟示？提示：因為組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質。提示：這種手術縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|才能被吸收，初中學習過食物中的蛋白質要分解為氨基酸才能被吸收，因此說蛋白質在化學組成上應該可以分解為更小的分子。閱讀教材P28，舉例說出蛋白質承擔的功能結構調節(jié)信息傳遞免疫防御運輸催化1、許多蛋白質是構成細胞和生物體結構的重要物質，稱為結構蛋白。肌肉羽毛蛛絲頭發(fā)生物膜=pro+脂質+糖類核糖體=rRNA+pro染色體=pro+DNA2、酶是一類生物催化劑，細胞中的化學反應離不開酶的催化。絕大多數酶都是蛋白質,少數是RNA。蛋白質胃蛋白酶氨基酸胃蛋白酶結晶3、有些蛋白質具有運輸功能，如血紅蛋白(參與氧氣運輸)；細胞膜上的載體蛋白。血紅蛋白細胞膜上的載體蛋白4、有些蛋白質能夠起到信息傳遞，調節(jié)機體的生命活動的作用,比如胰島素、生長激素等。（性激素是固醇）胰島胰島素圖示細胞1：胰島A細胞→分泌“胰高血糖素”細胞2：胰島B細胞→分泌“胰島素”5、有些蛋白質有免疫功能。人體內的抗體是蛋白質，可以幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。抗體1、結構蛋白：細胞和生物體結構的重要物質，如肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等，構成核糖體、染色體等。2、催化：絕大多數酶是蛋白質，如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、轉氨酶、呼吸酶等。3、運輸：如血紅蛋白運輸氧氣，細胞膜生協(xié)助物質跨膜的載體。4、信息傳遞(調節(jié))：如胰島素、生長激素等。5、防御(免疫)：如抗體(免疫球蛋白)。可以說，細胞的各項生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者。一、蛋白質的功能小試牛刀酶酶蛋白質大分子物質肽酶由多個氨基酸分子縮合成的物質氨基酸組成蛋白質的基本單位思考:

食物中的蛋白質能被人體直接吸收嗎？人體內有數萬種不同的蛋白質。據估計，生物界的蛋白質種類多達1010~1012種。為什么蛋白質能有這么多的種類和這么多樣的功能？這與它的組成和結構有關嗎？1、氨基酸的種類：21種2、氨基酸的分類(人體)必需氨基酸(8種)：人體細胞不能合成，必須從外界環(huán)境中獲取。非必須氨基酸(13種)：人體細胞能夠合成。3、氨基酸的結構通式[苯丙～、蛋(甲硫)～、賴～、蘇～、色～、亮～、異亮～、纈～]記憶：笨蛋來宿舍，亮一亮鞋思考：糖類充足時可轉化為脂肪和某些氨基酸的某些指什么？二、蛋白質的基本組成單位——氨基酸【思考·討論】1、下列四種氨基酸的結構有什么共同特點？2、“氨基酸”這一名詞與其分子結構有怎樣的對應關系？CHH2NHCOOH甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3纈氨酸CHH2NCOOHCH3CHH2NCHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸丙氨酸氨基羧基側鏈基團試一試,能不能推導出氨基酸的結構通式？HCRHNCOOHH側鏈基團氨基羧基★★氨基酸的結構特點：每種氨基酸至少有一個氨基(-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。這個碳原子還連接一個氫原子和一個側鏈基團。酸氨基CHHHHCOOHNH2HR驗證驗證4、氨基酸的元素組成：一定含C、H、O、N，有的含有S。N：主要在氨基，部分在R基；S：在R基上。谷氨酸的R基為－C3H5O2，在一個谷氨酸分子中，C和O的原子數分別是（）

A.4,4個B.5,5個 C.5，4個 D.4,5個C3H5O2CCHNH2COOHCH2SH①CHH2NCOOHCH2SH②CHH2NCOOHCH2OH④③CH2—CH2—COOH

H2N—C—COOH│HCHH2NHCH2COOH⑤CH2—CH2—CH2—CH2—NH2

│H—C—COOH│NH2

⑥（1）以上屬于氨基酸的是_________（2）如果是氨基酸，則它們的R基分別是:___________②③④⑥⑦找出生物體中氨基酸，分析它們的R基5、常見化學基團(官能團)氨基：-NH2羧基：-COOH羥基：-OH醛基：-CHO強調：①基團的空白化學鍵用“-”表示，不能省略。②H可以“-”連接CON，也可直接寫在后面。③C4個鍵、O2個鍵、N3個鍵、H1個鍵。④“R”讀成“R基”，但只能寫“R”。官能團：決定有機化合物的化學性質的原子或原子團1.氨基酸如何形成蛋白質？2.從氨基酸到蛋白質大致有哪些結構層次？CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH2OH脫水縮合肽鍵脫水縮合:一個氨基酸分子的羧基(━COOH)脫去羥基（━OH）和另一個氨基酸分子的氨基(━NH2)脫去（

━H），形成一分子水，形成肽鍵將兩個氨基酸連接起來，這種結合方式叫做脫水縮合。（三肽）……..（四肽）（多肽）-CNH2HR1-C-OHO--=+-CNHR2-C-OHO--=--HH-CNHR3-C-OHO--=--HH+-CNH2HR1-C-O--=-CNHR2-C-O--=-H-CNHR3-C-OHO--=-H+2H2O1肽的名稱確定：由幾個氨基酸構成，就稱為幾肽2H2O中各元素的來源：H來自于__________，O來自于_____氨基和羧基羧基甘氨酸丙氨酸半胱氨酸HCH3CH2SH三個不同種氨基酸可形成多少種三肽？體內21種常見氨基酸，能形成多少種三肽？若21種氨基酸組成含1000個氨基酸的大分子蛋白質，有多少種可能？

213211000蛋白質結構多樣性的原因：氨基酸數目不同，肽鏈結構不同氨基酸種類不同，肽鏈結構不同氨基酸排列順序不同，肽鏈結構不同CH3CHCOOHNHHCHNHHCH2SHCOHO氨基酸之間僅僅只能依靠肽鍵連接嗎？還有沒有其它作用力？多肽鏈中不相鄰的氨基酸之間常常會規(guī)則性的形成氫鍵，進行有規(guī)律的盤曲，折疊。蛋白質結構多樣性的原因：氫鍵，二硫鍵等有些蛋白質含有多條多肽鏈，通過二硫鍵維系在一起。二硫鍵是兩個半胱氨酸經過脫氫，在兩個硫原子之間形成的化學鍵。SHSHSS肽鏈肽鏈SH巰基氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈1一條肽鏈的特定區(qū)域進行有規(guī)律的盤曲、折疊2肽鏈進行進一步盤繞形成一定的空間結構3四條肽鏈聚集形成復雜空間結構4氨基酸二肽蛋白質三肽多肽......→→→氨基酸的種類、數目、排列順序多樣肽鏈盤曲、折疊形成的空間結構多樣氨基酸個數、肽鍵數以及產生水分子數的關系1、2個氨基酸脫水縮合,脫水___個，形成___個肽鍵，形成的化合物叫_____。112、3個氨基酸脫水縮合,脫水___個，形成___個肽鍵，形成的化合物叫_____。3、N個氨基酸脫水縮合形成一條肽鏈，脫水_____個，形成肽鍵______個，形成的化合物叫_____。4、N個氨基酸脫水縮合形成2條肽鏈，脫水_____個，形成肽鍵______個。5、N個氨基酸脫水縮合形成M條肽鏈，脫水________個，形成肽鍵________個。22多肽N-1二肽三肽N-1N-2N-2N-MN-M肽鍵數=脫去水分子數=氨基酸數-肽鏈數蛋白質的結構異常單個氨基酸改變蛋白質結構異常紅細胞形態(tài)異常鐮刀型細胞

貧血癥蛋白質的功能空間結構一級結構游離氨基、羧基的計算一條多肽鏈中至少含有

個氨基，

個羧基。其他的氨基和羧基來自n

條多肽鏈中至少含有

個氨基，

個羧基。其他的氨基和羧基來自11R基nnR基至少含有氨（羧）基數=肽鏈數游離氨（羧）基數=肽鏈數+R基中氨（羧）基數CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCOOHR6多肽鏈形成蛋白質肽鍵數=氨基酸數－1脫去的水分子數

=H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O公式：脫去水分子數

=

肽鍵數

=

氨基酸數

-

肽鏈數肽鍵數=氨基酸數－2脫去的水分子數

=多肽鏈形成蛋白質H2NCOOH游離羧基數=1游離氨基數=H2NH2NCOOHCOOH游離羧基數=2游離氨基數=R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10公式：蛋白質中至少含有的游離的氨基或羧基數

=

肽鏈的條數公式：蛋白質中含有游離氨基/羧基數=肽鏈的條數+R基中游離氨/羧基環(huán)狀多肽形成蛋白質公式：脫去水分子數

=

肽鍵數

=

氨基酸數公式：蛋白質中至少含有的游離的氨基或羧基數=0公式：蛋白質中含有游離氨基/羧基數

=

R基中游離氨/羧基肽鏈數氨基酸平均相對分子質量氨基酸數目肽鍵數目脫去水分子數目多肽的相對分子質量氨基數目羧基數目1an至少個man至少個環(huán)狀多肽an至少個n-1n-1na-18(n-1)1n-mn-mnnna-18(n-m)na-18nm03、蛋白質相對分子質量計算纈氨酸CHCH3CH3H2N—C—C—OHHOH2N—C—C—OHHOH甘氨酸例：已知甘氨酸、纈氨酸的分子質量分別是75與117。由一個甘氨酸和一個纈氨酸形成的二肽的相對分子質量是多少？你是如何計算出來的？17475+117=192192-18=174全世界每年有成百上千人由于誤吃毒蘑菇而死亡，鵝膏草堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環(huán)狀八肽。若以20種氨基酸的平均分子量為128來計算，則鵝膏草堿的相對分子質量大約是（

）

A、1024

B、898

C、880

D、862解析：鵝膏草堿是一種環(huán)狀八肽，在形成時比同氨基酸數的鏈狀肽多脫掉一分子水。因此，其分子量為：8×128-8×18=880.答案：C公式：蛋白質相對分子質量

=

氨基酸數×氨基酸平均相對分子質量

-脫去的水分子數×18-二硫鍵數×2圖2-1某胰島素通過二硫鍵連接蛋白質中存在二硫鍵S二硫鍵HHH2SN原子數=各氨基酸中的N原子總數=氨基酸數+R基上的N原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基上的N原子數CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7O原子數=各氨基酸中O原子總數－脫水數=肽鍵數+肽鏈數×2+R基上的O原子數=氨基酸數×2+R基上的C原子數C原子數=氨基酸中的C原子數H原子數=各氨基酸中的H總數－脫水數×2－2×二硫鍵數知識拓展：1、蛋白質的鹽析（可恢復）加入某種無機鹽，是使物質溶解度降低而析出的過程。2、蛋白質的變性高溫X射線超聲波①物理因素②化學因素重金屬鹽、強酸、強堿破壞蛋白質的空間結構，但不破壞________，因此依然能用____________檢測。肽鍵雙縮脲試劑知識拓展：3、蛋白質的水解需要多種酶協(xié)同作用才能使蛋白質完全水解4、糖尿病病人只能注射而不能口服胰島素因為胰島素是一種蛋白質，口服會在消化道里以蛋白質的形式被消化成氨基酸，而失去胰島素的功能。肽鍵斷裂，蛋白質分解為短肽或氨基酸

血紅蛋白分子中含574個氨基酸，4條肽鏈，在形成此蛋白質分子時，脫下的水分子數和形成的肽鍵的數目分別是（）

A．573和573 B．573和570

C．570和573 D．570和570免疫球蛋白IgG的結構示意圖如下圖，其中-s-s-為二硫鍵。若該IgG由m個氨基酸構成，則該IgG的肽鍵數和脫去部分的相對分子質量為（）A、m個；18（m-4）+6B、m+1個；18（m-4）