【公開課】生命活動的主要承擔(dān)著蛋白質(zhì)課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第2節(jié)生命活動的主要承擔(dān)者---蛋白質(zhì)2023/10/6Biology2015年中國重大科學(xué)研究成果施一公教授的這項(xiàng)“突破性”科學(xué)成果是什么呢？為什么同行專家給予這么高的評價呢？2015年中國重大科學(xué)研究成果《3.6埃的酵母剪接體結(jié)構(gòu)》（StructureofaYeastSpliceosomeat3.6AngstromResolution）和《前體信使RNA剪接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》（StructuralBasisofPre-mRNASplicing）生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)！問題探討討論:

1．你能夠說出多少種富含蛋白質(zhì)的食品？

2．食物中的蛋白質(zhì)能否被人體直接吸收呢?要分解成各種氨基酸才被人體吸收蛋白質(zhì)的基本單位---氨基酸食物中蛋白質(zhì)氨基酸消化吸收組織細(xì)胞中氨基酸合成人體內(nèi)蛋白質(zhì)

我們吃富含蛋白質(zhì)的食物，食物中的蛋白質(zhì)能被直接吸收到人體作為人體內(nèi)的蛋白質(zhì)來行使生活活動的功能嗎？化學(xué)分子式原子個數(shù)相對分子量水H2O318葡萄糖C6H12O624180牛胰島素C254H377N65O75S67775700血紅蛋白C3032H4816O872N780S8Fe4951264500蛋白質(zhì)的元素組成：主要由C、H、O、N四種元素組成（有的還含有P、S、Fe)蛋白質(zhì)是生物大分子:相對分子質(zhì)量幾千-100萬以上7組成蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸【探究】氨基酸的結(jié)構(gòu)通式（P20思考與討論）CHH2NHCOOH甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸CHH2NCOOHCH3丙氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3纈氨酸CHH2NHCOOH甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3纈氨酸CHH2NCOOHCH3CHH2NCHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸丙氨酸氨基羧基R基氨基酸結(jié)構(gòu)通式CHCOHO羧基NHH氨基R側(cè)鏈基團(tuán)側(cè)鏈基團(tuán)決定氨基酸的種類或HHROC—OHH—N—C—HRH2N—C—COOH氨基:

—NH2羧基:

—COOH側(cè)鏈基團(tuán)：—

R【探究】氨基酸的結(jié)構(gòu)通式一個中心、三個基本點(diǎn)、一個可變點(diǎn)氨基酸及其種類構(gòu)成蛋白質(zhì)的天然氨基酸有20種甘氨酸半胱氨酸賴氨酸

天冬氨酸1、這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)？3、“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對應(yīng)關(guān)系？

每種氨基酸分子至少都有一個氨基，一個羧基，并且都連接在同一個C原子上。

R基不同，決定氨基酸種類的不同。2、不同的氨基酸分子的區(qū)別在哪兒？“氨基酸”代表了氨基酸分子結(jié)構(gòu)中主要的部分-----氨基和羧基.羧基氨基側(cè)鏈基團(tuán)氨基酸分子通式每個氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基賴氨酸

天冬氨酸觀察天冬氨酸和賴氨酸的結(jié)構(gòu)，分析為什么說每個氨基酸“至少”含有一個氨基和一個羧基？可以看到，天冬氨酸的R基中含有羧基，賴氨酸的R基中含有氨基，因此氨基酸的R基中也可能含有氨基或羧基，所以說每個氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基。谷氨酸判斷下列分子是不是氨基酸？如果是的話，R基是什么？CCOOHCH3HOOCHCNH2CH3H2NHCHHOOCHCH2NH2CNH2HOOCHCH2NH2CHNH2HOOCCHNH2HOOC12345無氨基無羧基氨基和羧基不在同個碳原子上氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)各種氨基酸共有的元素是

，其中半胱氨酸還含有

元素。由此推知,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中，一定含有

四種元素，可能含有

元素,還可能含有

等微量元素，如血紅蛋白。觀察各種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)會發(fā)現(xiàn)：每種氨基酸分子至少都含有一個

(-NH2)和一個

(-COOH)，并且都有一個

和一個

連接在

個碳原子上。這個碳原子還連接一個

H和一個側(cè)鏈基團(tuán)，這個側(cè)鏈基團(tuán)用

表示。各種氨基酸之間的區(qū)別在于

的不同。C、H、O、NSC、H、O、NS、PFe氨基羧基氨基羧基同一RR基必需氨基酸人體細(xì)胞不能合成，必須從外界環(huán)境中直接獲取的氨基酸成人有8種，嬰兒有9種（多一種是組氨酸）成人8種必需氨基酸是：

甲硫氨酸（蛋氨酸），纈氨酸，賴氨酸，異亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，蘇氨酸記憶口訣：甲攜來一本亮色書氨基酸如何形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)呢？水H2O氨基酸的結(jié)合方式——脫水縮合CHCOHONHHR1HNHOHOCCHR2脫去的水分子必須是由一個氨基酸的____基提供—OH，由另一個氨基酸的____基提供—H羧氨水H2O氨基酸的結(jié)合方式——脫水縮合CHCONHHR1NHOHOCCHR2HCHCOHONHR3二肽三肽肽：氨基酸脫水縮合所形成的化合物。肽以組成的氨基酸數(shù)來命名，如含有7個氨基酸的多肽稱為七肽。肽鏈：多肽所呈的鏈狀結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)合方式——脫水縮合該反應(yīng)過程具有以下特點(diǎn)：(1)

基團(tuán)未參與反應(yīng)。一個氨基酸分子的

和另一個氨基酸分子的

相連接，同時脫去一分子

，這種結(jié)合方式，叫做脫水縮合。羧基（-COOH）氨基（-NH2）水RCR1COHH2NCR2COOHHHN(2)第一個氨基酸分子的

(基團(tuán))脫去

，第二個氨基酸分子的

(基團(tuán))脫去

，兩氨基酸的脫去部分結(jié)合形成

。兩個氨基酸之間新形成的化學(xué)鍵稱作

，可表示為

。新形成的化合物叫做

。(3)若不考慮R基團(tuán)，該二肽分子中還含有

個游離的氨基和__個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端。羥基（-OH）氨基H水肽鍵-NH-CO-二肽11羧基

—CH2NHH—C—ON—H

C—CH3HCOOH—C—ON—H

C—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②④⑥⑤⑦⑧③（1）該化合物中，①表示_____⑦表示______③表示_____；（2）該化合物由____個氨基酸通過____________反應(yīng)，失去____個水分子形成的，有氨基___個，有羧基__個，含有____個肽鍵。（3）該化合物稱為_________氨基羧基肽鍵22多肽（四肽）4脫水縮合33【趁熱打鐵】【拓展1】氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的關(guān)系氨基酸肽鍵氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈條數(shù)211141333122脫水?dāng)?shù)…n1n-1n-1n個氨基酸脫水縮合形成一條肽鏈，脫水

個，形成

個肽鍵，形成的化合物叫

.n肽n-1n-1【拓展1】氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的計(jì)算氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈條數(shù)422262445233脫水?dāng)?shù)…n2n-2n-2氨基酸肽鍵肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)n1條肽鏈n-1n-1n2條肽鏈n-2n-2脫水?dāng)?shù)nm條肽鏈n-mn-m…..…..…..…..【拓展1】氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的計(jì)算n個氨基酸脫水縮合形成m條肽鏈，脫水

個，形成

個肽鍵,至少含有

個游離的氨基，

個游離的羧基。n-mn-mmm脫去的水分子數(shù)=脫去的水分子數(shù)=

–

氨基酸分子數(shù)=

氨基酸分子數(shù)=肽鍵數(shù)氨基酸分子數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)脫去的水分子數(shù)+肽鏈數(shù)關(guān)于脫水縮合的計(jì)算規(guī)律【拓展2】多肽相對分子質(zhì)量的計(jì)算=nxa-(n–m）x18多肽相對分子質(zhì)量氨基酸數(shù)氨基酸平均分子量肽鏈數(shù)脫水?dāng)?shù)已知多肽含有n個氨基酸，m條肽鏈，氨基酸的平均分子量為a，則該多肽的相對分子質(zhì)量為：思考1、100個氨基酸形成的1條肽鏈，至少含有多少個氨基，至少含有多少個羧基呢？思考2、100個氨基酸形成的2條肽鏈，至少含有多少個氨基，至少含有多少個羧基呢？CR1COHH2NCR2COOHHHNCOCR3HHN在一個蛋白質(zhì)中至少含有的游離氨基（或者游離羧基）數(shù)＝肽鏈數(shù)。二硫鍵HCCH2COHONHHSHCCH2COHONHHSHH半胱氨酸部分氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程中，要形成二硫鍵“—S—S—”，它是由2個“—SH”脫氫形成的。如果計(jì)算分子量題目要求考慮二硫鍵，注意每個二硫鍵形成時，分子量減少2。肽鏈相關(guān)計(jì)算小結(jié)已知形成肽鏈的氨基酸數(shù)為n，肽鏈數(shù)為m，氨基酸的平均相對分子量為a，則：肽鍵數(shù)n－m脫去的水分子數(shù)n－m蛋白質(zhì)平均分子量na－18(n－m)游離的氨基數(shù)≥m游離的羧基數(shù)≥mN原子數(shù)≥nO原子數(shù)≥n＋m動動腦氨基酸二肽三肽多肽肽鏈具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)脫水縮合盤曲折疊蛋白質(zhì)的形成過程結(jié)合課本P21圖示，嘗試概括蛋白質(zhì)形成的過程。多肽與蛋白質(zhì)的區(qū)別多肽中氨基酸數(shù)較蛋白質(zhì)少，一般少于50個，而蛋白質(zhì)大多由100個以上氨基酸數(shù)組成多肽一般沒有嚴(yán)密并相對穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，即其空間結(jié)構(gòu)比較易變具有可塑性，而蛋白質(zhì)分子則具有相對嚴(yán)密、比較穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，這也是蛋白質(zhì)發(fā)揮生理功能的基礎(chǔ)多肽僅是多個氨基酸的集合體，蛋白質(zhì)還結(jié)合其他物質(zhì)（如Fe）一般多肽無生物活性，蛋白質(zhì)有生物活性鹽析在雞蛋清中加入一些食鹽，就會看到白色的絮狀物兌水稀釋后，你會發(fā)現(xiàn)絮狀物消失——在食鹽的作用下析出的蛋白質(zhì)鹽析是可逆的——蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化【拓展】蛋白質(zhì)的性質(zhì)（P23）變性熟雞蛋更容易消化高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。（不發(fā)生肽鍵斷裂）變性后，蛋白質(zhì)無法恢復(fù)原來的狀態(tài)變性是不可逆的【拓展】蛋白質(zhì)的性質(zhì)【拓展】蛋白質(zhì)的性質(zhì)（一）蛋白質(zhì)變性過程中發(fā)生的變化不發(fā)生肽鍵斷裂，主要發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的變化（二）蛋白質(zhì)變性的因素1、重金屬鹽（汞鹽、銀鹽）2、酸、堿、乙醇、尿素3、高溫4、X射線、紫外線（三）蛋白質(zhì)變性的結(jié)果導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失?！就卣埂康鞍踪|(zhì)的性質(zhì)（四）蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用1、加熱或用乙醇處理可使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性而死亡，從而達(dá)到滅菌的目的；2、為防止生物制品（如疫苗、抗毒血清等）變性，應(yīng)將它們保存在適宜的環(huán)境中。生物界中的蛋白質(zhì)高達(dá)1010～1012種，20種氨基酸是如何形成如此種類豐富的蛋白質(zhì)的呢？蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的多樣性歸納蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因下圖中“□”或者“○”代表不同的氨基酸，請閱讀教材P23第一段內(nèi)容，分析各圖代表的含義，歸納蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。

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◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎氨基酸

不同,構(gòu)成的肽鏈不同氨基酸

不同，構(gòu)成的肽鏈不同

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氨基酸

不同，構(gòu)成的肽鏈不同肽鏈

不同，構(gòu)成的蛋白質(zhì)不同種類數(shù)目排列順序空間結(jié)構(gòu)

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-◎【探究】蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因CHCONHHR1NHOHOCCH

R2CHCONHH

R2NHOHOCCH

R1R1基團(tuán)與氨基連在一個中心碳原子上R2基團(tuán)與氨基連在一個中心碳原子上【拓展3】下圖中的二肽相同嗎？甘-丙和丙-甘是兩種不同的二肽【拓展】氨基酸的排列與多肽種類的計(jì)算假若有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分為如下兩種情形分析：(1)每種氨基酸都無限的情況下，可形成二肽的種類為

種，可形成三肽的種類為

種。(2)每種氨基酸只有一個的情況下，形成二肽的種類為

種，形成三肽的種類為

種。（1）二肽：AA,AB,AC,BA,BB,BC,CA,CB,CC三肽：AAA,AAB,AAC,ABA,ABB,ABC,ACA,ACB,ACC,BAA,BAB,BAC,BBA,BBB,BBC,BCA,BCB,BCC,CAA,CAB,CAC,CBA,CBB,CBC,CCA,CCB,CCC92766蛋白質(zhì)的功能——結(jié)構(gòu)物質(zhì)蛋白質(zhì)的功能——結(jié)構(gòu)物質(zhì)羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。這說明：有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。蛋白質(zhì)的功能——催化作用細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。這說明：有些蛋白質(zhì)具有催化作用。淀粉酶的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的功能——運(yùn)輸載體紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白(如圖)具有運(yùn)輸氧的功能。這說明：有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸載體的功能。蛋白質(zhì)的功能——信息傳遞和調(diào)節(jié)動物體的內(nèi)分泌細(xì)胞能分泌激素，如胰島素(圖中央淺色區(qū)域的部分細(xì)胞分泌胰島素)，大多數(shù)激素屬于蛋白質(zhì)，它們通過向靶細(xì)胞傳達(dá)信息，起到調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動的作用。這說明：有些蛋白質(zhì)具有信息傳遞和調(diào)節(jié)功能。蛋白質(zhì)的功能——免疫人體內(nèi)的抗體(如圖)是蛋白質(zhì)?？贵w是活躍在血液中的一支“突擊隊(duì)”，具有保衛(wèi)機(jī)體免受細(xì)菌和病毒的侵害，提高機(jī)體抵抗力的作用。這說明：有些蛋白質(zhì)具有免疫作用。小結(jié)歸納本節(jié)小結(jié)序號功能舉例1結(jié)構(gòu)物質(zhì)肌肉、頭發(fā)2催化酶3運(yùn)輸血紅蛋白4調(diào)節(jié)激素5免疫抗體蛋白質(zhì)功能的多樣性決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性氨基酸的種類氨基酸的數(shù)量氨基酸的排列順序肽鏈的空間結(jié)構(gòu)課堂檢測1、（2013·江蘇卷）下面關(guān)于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯誤的是（）A.不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量不盡相同B.有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白具有相似的功能C.組成蛋白質(zhì)的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合D.組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合D課堂檢測2、（2015·福建卷）人體內(nèi)含有多種多樣的蛋白質(zhì)，每種蛋白質(zhì)（）都含有20種氨基酸 都是在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用C.都具有一定的空間結(jié)構(gòu) D.都能催化生物化學(xué)反應(yīng)C課堂檢測3、（2013·上海卷）某蛋白質(zhì)由124個氨基酸組成，其中有8個—SH，在肽鏈形成如圖空間結(jié)構(gòu)時，生成4個二硫鍵（—S—S—），若氨基酸的平均分子量為125，則該蛋白質(zhì)的分子量約為（）13278

13286C.13294

D.15500A-S-S--S-S--S-S--S—S-課堂檢測4、人體的肌肉主要由蛋白質(zhì)組成。同樣是肌肉，心肌具有自動收縮的特性，平滑肌有較強(qiáng)的舒張性，骨骼肌能夠強(qiáng)有力的收縮，這些區(qū)別說明構(gòu)成他們的蛋白質(zhì)有區(qū)別,這些區(qū)別可能是(

)A．所含氨基酸的數(shù)目不同B．所含氨基酸的種類不同C．所含氨基酸的排列順序不同D．所含氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同D課堂檢測5、下列物質(zhì)中有的是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，有的不是，以下所有的氨基酸分子中，經(jīng)縮合反應(yīng)形成的物質(zhì)可能是(

)①NH2—CH2—COOH

②NH2—CH2—CH2OH③NH2—CH(COOH)—(CH2)2—COOH④NH2—CH2—CH2—COOHA．二肽 B．三肽

C．四肽 D．蛋白質(zhì)A6、谷氨酸的Ｒ基為Ｃ３Ｈ５Ｏ２，一分子谷氨酸含有的Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ原子數(shù)依次是（）Ａ.５、９、４、１Ｂ