【高中生物】蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者課件 2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

2.4蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者第二章探究一：那生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)有什么功能呢？一、蛋白質(zhì)的含量和分布思考：你能夠說出幾種富含蛋白質(zhì)的食物呢？二、蛋白質(zhì)的功能

任務(wù)一：閱讀教材P28，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能蛋白質(zhì)的功能1.組成生物體—結(jié)構(gòu)蛋白。2.催化功能—大多數(shù)酶。3.運(yùn)輸功能—血紅蛋白等。4.免疫功能—抗體。5.調(diào)節(jié)作用—胰島素等。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)。如肌肉、頭發(fā)、蛛絲、羽毛等的成分主要是蛋白質(zhì)?！竟δ?】組成生物體的結(jié)構(gòu)——結(jié)構(gòu)蛋白?！竟δ?】催化功能——大多數(shù)酶。

酶細(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)。eg、胃/胰蛋白酶、唾液淀粉酶等酶的與底物特異性結(jié)合，專一地催化某反應(yīng)?！竟δ?】運(yùn)輸功能——血紅蛋白、載體蛋白等。有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能。如血紅蛋白、載體蛋白。細(xì)胞膜上具有物質(zhì)運(yùn)輸功能的載體蛋白O2分子血紅蛋白運(yùn)輸氧氣【功能4】免疫功能——抗體?？贵w是具有免疫功能的蛋白質(zhì)，可幫助人體抵御細(xì)菌和病毒的侵害?？贵w通過與抗原特異性結(jié)合，實(shí)現(xiàn)免疫防御功能。有些蛋白質(zhì)能夠起信息傳遞的作用，調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)，如胰島素、胰高血糖素。胰島素胰腺胰島【功能5】調(diào)節(jié)作用——胰島素等。細(xì)胞間傳遞信息的調(diào)節(jié)蛋白，通過蛋白質(zhì)間的特異性結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息的精準(zhǔn)傳遞。資料1：民間有一種“吃什么補(bǔ)什么”的說法，如吃魚眼能明目，喝虎骨酒可以壯筋骨，那么這些食物中的蛋白質(zhì)能被人體直接吸收嗎？三、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸蛋白質(zhì)必須經(jīng)過消化，水解成為各種氨基酸，才能被人體吸收利用，也就是說蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的。氨基酸：組成蛋白質(zhì)的基本單位組成元素：C、H、O、N、（S）任務(wù)二：觀察氨基酸的分子結(jié)構(gòu)，找出氨基酸結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)，嘗試概括氨基酸結(jié)構(gòu)通式。甘氨酸甲硫氨酸半胱氨酸纈氨酸氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)（R基）側(cè)鏈基團(tuán)RCHCH2NOHO氨基羧基1、結(jié)構(gòu)簡式：三、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸1.每個(gè)氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基(-NH2)和一個(gè)羧基(-COOH)，并連在同一個(gè)碳原子上。2.這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)（R表示）3.R基的不同決定了氨基酸分子的不同。特點(diǎn)：CRHCOOHH2N（）NHH氨基羧基COOH（）CHHHHCOOHNH2HRCOOH

—C—HH2NCH3①

—C—

—CH2NCOOHHHCH3CH3②

—C——③H2NCOOHH

—C—HCH3CH3練習(xí)：下面屬于組成人體蛋白質(zhì)氨基酸的是________①③NH2

—C—HH2NCH3④H2N—C—COOHHHH—N—C—C—OHHOHH=構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸必須滿足的條件：至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基；并且氨基和羧基同時(shí)連接在同一個(gè)碳原子上

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。非必需氨基酸:人體細(xì)胞能夠合成的氨基酸，共13種。（嬰兒9種，組氨酸）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2.種類：組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸三、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸分類依據(jù)：人體細(xì)胞能否合成。注：評價(jià)各種食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價(jià)值時(shí)，人們注重其中必需氨基種類和含量四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)資料2：1965年由我國科學(xué)家人工合成的世界上第一個(gè)有生物活性的結(jié)晶牛胰島素，其分子量相對較小，是由51個(gè)氨基酸組成。思考：科學(xué)家是怎樣把單個(gè)氨基酸合成蛋白質(zhì)的呢？通過生化反應(yīng)，脫水縮合脫水縮合一條或多條盤曲折疊脫水縮合脫水縮合任務(wù)三：結(jié)合教材P30，探究氨基酸是如何形成蛋白質(zhì)，從氨基酸到蛋白質(zhì)有哪些結(jié)構(gòu)層次。1脫水縮合H2O肽鍵－OH‖O－C－CR2H－－－NH－－C－CR1H2NH－－‖OOH－H二肽注意：肽鏈的命名與氨基酸個(gè)數(shù)一致。四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)肽鍵H2O－C－COOHR3H－－－NH－HOH－肽鍵‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖OH2O脫水縮合1肽的名稱確定：由幾個(gè)氨基酸構(gòu)成，就稱為幾肽2H2O中各元素的來源：H來自于__________，O來自于_____氨基和羧基羧基三肽根據(jù)下列化合物的結(jié)構(gòu)分析回答下面的問題。(1)該化合物中，①表示________，⑦表示________。(2)該化合物由____個(gè)氨基酸失去_____個(gè)水分子而形成，這種反應(yīng)叫做__________。(3)該化合物中的氨基酸種類不同，是由________決定的，其序號(hào)是________________。(4)該化合物名稱為____，含__個(gè)肽鍵，序號(hào)是________________。氨基羧基43脫水縮合R基②④⑧⑨四肽3③⑤⑥六、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸二肽三肽……多肽肽鏈：多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu)叫做肽鏈。多肽：由多個(gè)氨基酸縮合而成的，含有多個(gè)肽鍵的化合物叫做多肽。2多肽的形成核糖體(唯一場所）（細(xì)胞生物）1合成場所五、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)----氫鍵3肽鏈連接方式氨基酸之間脫水縮合形成多肽鏈一條多肽鏈的特定區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的盤曲折疊這條肽鏈進(jìn)一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)HOCCH2CH2NOHSHH2COCHCH2NOHSHHOCCH2CH2NOHSH2COCHCH2NOHS二硫鍵肽鏈之間可通過二硫鍵相連接----二硫鍵3肽鏈連接方式四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸層面氨基酸的種類不同氨基酸的數(shù)量不同氨基酸的排列順序千變?nèi)f化肽鏈層面多肽鏈盤曲、折疊的方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因三.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性結(jié)構(gòu)多樣性→功能多樣性

每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨(dú)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(huì)影響其功能。結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)正常血紅蛋白異常血紅蛋白鐮狀細(xì)胞貧血患者的血紅蛋白運(yùn)輸氧的能力會(huì)大為削弱三.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性血紅蛋白的谷氨酸血紅蛋白的纈氨酸四、蛋白質(zhì)的特性1——變性吃煮熟的雞蛋、肉類等更容易消化，這是為什么？高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，使內(nèi)部的肽鍵暴露出來，容易被蛋白酶水解，因此吃熟雞蛋、熟肉容易消化。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)致其物理、化學(xué)性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象，叫做蛋白質(zhì)的變性。高溫、X射線、超聲波①物理因素②化學(xué)因素重金屬鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、酒精不可逆，肽鍵一般不斷裂四、蛋白質(zhì)的特性2——鹽析注意：鹽析過程蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，變化是可逆的。在雞蛋清中加一些食鹽，會(huì)看到白色絮狀物，兌水稀釋后絮狀物消失。加入清水稀釋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化嗎？蛋白質(zhì)在某些鹽（如氯化鈉、硫酸鈉等）的溶液中溶解度降低而析出的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)鹽析。降低鹽溶液濃度后，蛋白質(zhì)又會(huì)重新溶解。四、蛋白質(zhì)的特性3——水解蛋白酶能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)分子中的肽鍵斷裂，形成單個(gè)的氨基酸分子。糖尿病病人只能注射而不能口服胰島素，這是為什么呢？

因?yàn)橐葝u素是一種蛋白質(zhì)，口服會(huì)在消化道里以蛋白質(zhì)的形式被消化成氨基酸，而失去胰島素的功能。部分水解（酶水解）完全水解（酸水解、堿水解）產(chǎn)物為各種氨基酸混合物產(chǎn)物為多肽和氨基酸的混合物鹽析蛋白質(zhì)在鹽溶液中溶解度降低析出溶解度的變化，可逆導(dǎo)致變性的因素：高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子變性肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽或氨基酸水解氨基酸順序

，肽鍵

，空間結(jié)構(gòu)

，功能

。不變不變改變改變6蛋白質(zhì)的鹽析、水解和變性（一）依據(jù)氨基酸結(jié)構(gòu)通式的推測物質(zhì)組成1、已知氨基酸的分子式，推測R基的組成。2、已知R基，寫出氨基酸的分子式。例如：氨基酸分子式是C6H1402N2，則R基為____________。例如：丙氨酸R基是—CH3，則丙基酸分子式為_____________?！狢4H10N-C3H702N五、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算CNCOOHRHHH羧基氨基側(cè)鏈基團(tuán)

氨基酸

肽鍵－==256311822656－==－==（二）計(jì)算脫水?dāng)?shù)和肽鍵數(shù)規(guī)律一：氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)=肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)（鏈狀）（二）計(jì)算脫水?dāng)?shù)和肽鍵數(shù)肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－1脫去的水分子數(shù)

=H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O公式1：脫去水分子數(shù)

=

肽鍵數(shù)

=

氨基酸數(shù)

-

肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－2脫去的水分子數(shù)

=1、肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)目的關(guān)系：10個(gè)氨基酸組成的環(huán)狀多肽公式2：肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)=脫去的水分子數(shù)如m個(gè)氨基酸構(gòu)成n個(gè)環(huán)狀多肽，有____個(gè)肽鍵（環(huán)狀結(jié)構(gòu)）m（二）計(jì)算脫水?dāng)?shù)和肽鍵數(shù)【檢測】下圖為腦啡肽的結(jié)構(gòu)簡式，據(jù)圖回答：1.腦啡肽分子是由_______種氨基酸形成的，造成氨基酸種類不同的原因是________不同。2.腦啡肽中含有____個(gè)肽鍵，腦啡肽的名稱是_____肽，形成過程稱為___________，形成過程中共脫去___個(gè)水分子。4R基4五脫水縮合4H2NCOOH羧基數(shù)=1至少含有的氨基數(shù)/H2NH2NCOOHCOOHR1R2R3R4R5R6R7R8R9R10公式1：蛋白質(zhì)中至少含有的游離的氨基或羧基數(shù)

=

肽鏈的條數(shù)公式2：蛋白質(zhì)中含有游離氨基/羧基數(shù)=肽鏈的條數(shù)+R基中游離氨基/羧基至少含有的氨基數(shù)/羧基數(shù)=2（三）計(jì)算氨基數(shù)、羧基數(shù)公式3：蛋白質(zhì)中至少含有的游離的氨基或羧基數(shù)=0公式4：蛋白質(zhì)中含有游離氨基/羧基數(shù)

=

R基中游離氨/羧基（三）計(jì)算氨基數(shù)、羧基數(shù)

【例】某蛋白質(zhì)含多個(gè)氨基酸形成的5條肽鏈，至少含有多少個(gè)氨基，至少含有多少個(gè)羧基()

A.5、2B.3、3C.4、5D.5、5D【例】現(xiàn)有氨基酸800個(gè)，其中氨基總數(shù)為810個(gè)，羧基總數(shù)為808個(gè)，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() A.798、2和2B.798、12和10C.799、1和1D.799、11和9BCHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH肽鍵H2O脫水縮合（四）計(jì)算蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量CHCOOHR2HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNOH2OH2O肽鍵肽鍵三肽公式1：蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量

=

氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量

-脫去的水分子數(shù)×18（四）計(jì)算蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量1.某蛋白質(zhì)由4條肽鏈組成，共含有109個(gè)肽鍵，則此蛋白質(zhì)分子，至少含有一NH2和一COOH個(gè)數(shù)及氨基酸數(shù)分別為多少個(gè)（

）A.105，105，105B.110，110，110C.4，4，113D.1，1，113C【習(xí)題鞏固】2.已知某蛋白質(zhì)由６條肽鏈構(gòu)成，共含有35000個(gè)肽鍵，這個(gè)蛋白質(zhì)分子含有氨基酸最多為多少種？(

)A.35000B.35006C.27500D.21D公式2：蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量

=

氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量

-脫去的水分子數(shù)×18-二硫鍵數(shù)×2圖2-1某胰島素通過二硫鍵連接蛋白質(zhì)中存在二硫鍵S二硫鍵HH2HS（四）計(jì)算蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量【例1】已知21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是128，現(xiàn)有一蛋白質(zhì)分子由2條肽鏈組成，共有肽鍵98個(gè)，此蛋白質(zhì)的相對分子量最接近于()A.12800 B.12544

C.11036 D.12288C【例2】氨基酸分子縮合形成含2條肽鏈的蛋白質(zhì)分子時(shí)，相對分子量減少了900，由此可知，

此蛋白質(zhì)分子中含有的氨基酸數(shù)和肽鍵數(shù)分別是（）

A.52、52B.50、50C.52、50D.50、49

C肽鍵數(shù)＝脫水?dāng)?shù)＝900÷18＝50，氨基酸數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＝50＋2＝52N原子數(shù)=各氨基酸中的N原子總數(shù)=氨基酸數(shù)+R基上的N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7（四）計(jì)算肽鏈中的原子個(gè)數(shù)——N原子CNCOOHRHHH羧基氨基側(cè)鏈基團(tuán)

-NH2（肽鏈數(shù)）N原子數(shù)=-CO-NH-

-R中N數(shù)O原子數(shù)=各氨基酸中O原子總數(shù)－脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)×2+R基上的O原子數(shù)CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7（四）計(jì)算肽鏈中的原子個(gè)數(shù)——O原子CNCOOHRHHH羧基氨基側(cè)鏈基團(tuán)

-COOH×2（肽鏈數(shù)×2）O原子數(shù)=-CO-NH-

-R中O數(shù)1.某蛋白質(zhì)分子中有M個(gè)氨基酸，其中有N條肽鏈，則此蛋白質(zhì)中至少含有多少個(gè)氧原子()A.2MB.M-NC.MD.M+ND2.今有一多肽化合物，其分子式為C55H70O19N10，已知將它完全水解后只得到下列四種氨基酸：①丙氨酸（C3H7NO2）②甘氨酸（C2H5NO2）③谷氨酸（C5H9NO4）④苯丙氨酸（C9H11NO2）問：(1)該多肽是多少肽？(2)該多肽進(jìn)行水解后，需

個(gè)水分子(3)一條肽鏈中谷氨酸的數(shù)量是______十肽94o=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)×2+R基上的O原子數(shù)CHCOOHR2HNOHCCHR1H2NCOCHR2HNOH2O肽鍵肽鍵三肽公式1：減少的肽鍵數(shù)=增加的水分子水?dāng)?shù)=增加的氨基/羧基數(shù)（五）蛋白質(zhì)的水解計(jì)算公式2：減少的肽鍵數(shù)=增加的O/2HH—2.下圖表示某三十九肽中共有丙氨酸（R基為-CH3）4個(gè)，現(xiàn)去水解掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽。據(jù)圖回答下列問題：圖中，三十九肽被水解后肽鍵數(shù)量減少

個(gè)，這些肽鏈和三十九肽相比，氨基和羧基分別增加

、

個(gè)，形成的肽鏈中的C原子減少

個(gè)，O原子減少

個(gè)。1391719269172838典例示范肽鍵總數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=脫去的水分子數(shù)增加氨基/羧基=減少的肽鍵=肽鏈數(shù)增加的O=肽鍵數(shù)增加的H=肽鍵數(shù)×2712177（六）氨基酸的排列與多肽種類的計(jì)算1.假設(shè)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2種情形分析如下：（2）A、B、C三種氨基酸，每種氨基酸只有一個(gè)的情況下，形成多肽種類為：（1）A、B、C三種氨基酸，每種氨基酸的數(shù)目無限的情況下，形成多肽種類為：形成二肽的種類：形成三肽的種類：形成多肽的種類：形成二肽的種類：形成三肽的種類：形成多肽的種類：3×3=93×3×3=273n3×2=63×2×1=6不能形成1.如圖，甲為某蛋白質(zhì)的肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖(其中數(shù)字為氨基酸序號(hào))，圖乙為部分肽鏈放大圖，請據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是(

)A．該蛋白質(zhì)中含有1條肽鏈124個(gè)肽鍵B．圖乙中含有的R基是①②④⑥⑧C．從圖乙可推知該肽鏈至少含有2個(gè)游離的羧基D．圖乙②中的—NH2不參與脫水縮合反應(yīng)123個(gè)××COOH3個(gè)R基上的氨基不參與反應(yīng)D肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-1H2N--COOHR1R2R3Rn-2Rn-1RnH2N--COOHR1R2R3Rn-2Rn-1Rn氨基（或羧基）數(shù)=R基上的氨基（或羧基）數(shù)+11.某肽鏈由51個(gè)氨基酸組成，如果用肽酶把其分解成1個(gè)二肽、2個(gè)五肽、3個(gè)六肽、3個(gè)七肽，則這些短肽的肽鍵總數(shù)、分解成這些小分子肽所需水分子總數(shù)、短肽的氨基總數(shù)的最小值依次是?

（2）1條肽鏈分解成這9個(gè)短肽，需要的水分子數(shù)量是8個(gè)（1）短肽的數(shù)目是1+2+3+3=9條，肽鍵總數(shù)是51-9=42個(gè)解析：氨基總數(shù)的最小值=肽鏈的條數(shù)肽鍵總數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=脫去的水分子數(shù)（3）氨基總數(shù)的最小值=肽鏈的條數(shù)=1+2+3+3=9典例示范4.現(xiàn)脫掉某60肽中的2個(gè)丙氨酸（相應(yīng)位置如下圖），得到幾種不同的有機(jī)產(chǎn)物，其中脫下的氨基酸均以游離態(tài)存在。下列有關(guān)該過程產(chǎn)生的全部有機(jī)物中相關(guān)原子、基團(tuán)或肽鍵數(shù)目的敘述正確的是（

）A．肽鍵數(shù)目減少2個(gè)B．氫原子數(shù)目增加4個(gè)C．氧原子數(shù)目增加2個(gè)D．氨基和羧基分別增加4個(gè)D【解析】根據(jù)氨基酸脫水縮合的反應(yīng)式，可知脫去的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。脫掉該60肽中的2個(gè)丙氨酸，得到3個(gè)多肽，其中肽鍵數(shù)為58－3＝55個(gè)，原有肽鍵數(shù)＝60－1＝59個(gè)，減少4個(gè)；脫去2個(gè)丙氨酸，消耗4個(gè)水分子，則形成的有機(jī)物中氫原子數(shù)增加8個(gè)，氧原子數(shù)增加4個(gè)；原60肽中至少有1個(gè)氨基和1個(gè)羧基，形成的有機(jī)物中有3個(gè)多肽和2個(gè)丙氨酸，至少有5個(gè)氨基