2.4 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者 課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第二章組成細(xì)胞的分子第

4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)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(dòng)的主要承擔(dān)者?氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)?為什么細(xì)胞中蛋白質(zhì)的種類(lèi)如此多樣?問(wèn)題探討手術(shù)縫合線從某些動(dòng)物組織中提取的膠原蛋白，可以用來(lái)制作手術(shù)縫合線:手術(shù)后過(guò)一段時(shí)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。討論1.為什么這種縫合線可以被人體組織吸收?組成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)問(wèn)題探討手術(shù)縫合線討論2.這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收?這對(duì)你認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示?分解為小分子物質(zhì)才能被吸收；

初中學(xué)習(xí)過(guò)食物中的蛋白質(zhì)要分解為氨基酸才能被吸收，因此說(shuō)明蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分解為更小的分子。壹蛋白質(zhì)的功能①結(jié)構(gòu)蛋白構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，如肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白等④調(diào)節(jié)蛋白胰島素和生長(zhǎng)激素等②催化蛋白生物催化作用，如絕大多數(shù)酶③運(yùn)輸?shù)鞍籽t蛋白、細(xì)胞膜上的載體⑤免疫蛋白免疫過(guò)程中產(chǎn)生的抗體一、蛋白質(zhì)的功能一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者一、蛋白質(zhì)的功能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)2、催化作用：如絕大數(shù)酶3、運(yùn)輸作用：如血紅蛋白、細(xì)胞膜上的載體4、調(diào)節(jié)作用：胰島素、生長(zhǎng)激素等5、免疫作用：抗體課堂小結(jié)口訣：狗催運(yùn)面條思考：為什么蛋白質(zhì)能承擔(dān)如此多的功能呢？人體內(nèi)數(shù)萬(wàn)種蛋白質(zhì)來(lái)自于哪里呢？

與蛋白質(zhì)多樣性有關(guān)。人體內(nèi)有數(shù)萬(wàn)種不同蛋白質(zhì)，據(jù)估計(jì)，生物界的蛋白質(zhì)種類(lèi)大約有1010～1012種。蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量很大（從幾千到幾百萬(wàn)）蛋白質(zhì)是一類(lèi)生物大分子。食物中的蛋白質(zhì)要分解成氨基酸才能被人體吸收,也就是說(shuō)蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的。貳蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸1.人體內(nèi)的21種氨基酸二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸非必需氨基酸：

必需氨基酸：組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸甲硫氨酸，纈氨酸，賴(lài)氨酸，異亮氨酸苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，蘇氨酸共13種，人體可自身合成的氨基酸共8種，人體不能自身合成的氨基酸

（嬰兒9種，組氨酸）（甲攜來(lái)一本亮色書(shū)）2.氨基酸的結(jié)構(gòu)一定有C、H、O、N四種元素部分還含有其他元素如S,

P等組成元素：S二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸結(jié)構(gòu)異同？CHCHH2NOHOCHCH2NOHOCH3CH3CHCHCH2NOHOCH3CHCH2NOHOCH2CH3CH3CH甘氨酸纈氨酸丙氨酸亮氨酸幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)式問(wèn)題1：這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)？問(wèn)題2：不同氨基酸的區(qū)別又在哪里？—NH2（氨基）—COOH（羧基）R基—H（氫原子）—R（R基）側(cè)鏈基團(tuán)2.氨基酸的結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸通過(guò)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，總結(jié)出氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？CRCH2NOHOH氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)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）③R基的不同決定了氨基酸分子的不同。（21種）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：2.氨基酸的結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸

?。?！特別提醒：氨基、羧基、R基的正確書(shū)寫(xiě)格式正確錯(cuò)誤（舉例）氨基—NH2NH2或—NH3羧基—COOHCOOHO||—C—OHO||

C—OH基團(tuán)前面的“—”必須寫(xiě)出來(lái)?。?！“氨基酸”代表了氨基酸分子結(jié)構(gòu)中的主要組成部分——氨基和羧基。羧基中的氫氧鍵（O-H）易斷裂，生成H+，呈酸性，所以稱(chēng)為氨基酸。酸氨基“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對(duì)應(yīng)關(guān)系嗎？發(fā)揮你的想象力，能否將抽象的結(jié)構(gòu)具體化，以便更好的掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)通式2.氨基酸的結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸種類(lèi)蛋白質(zhì)氨基酸多肽脫水縮合盤(pán)曲折疊C、H、O、N元素組成21種結(jié)構(gòu)通式CCOOHHH2NR功能結(jié)構(gòu)蛋白催化運(yùn)輸免疫信息傳遞生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者課堂小結(jié)COOH

—C—HH2NCH3①

—C—

—CH2NCOOHHHCH3CH3②

—C——③H2NCOOHH

—C—HCH3CH3練習(xí)1：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=練習(xí)2:根據(jù)氨基酸通式,寫(xiě)出下面兩種氨基酸的R基：R基分別是:H2N－C－C－OH

HOCH2－

SH

－CH2－SH

－CH2－COOHH2N－C－C－OH

HOCH2－

COOHH2N—C—C—OHHOH甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是A.C5H11O2NSB.C3H7SC.C4H11O2S D.C5H10O2N課堂檢測(cè)叁蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性民間有一種“吃什么補(bǔ)什么”的說(shuō)法，如吃魚(yú)眼能明目，喝虎骨酒可以壯筋骨，假如我們吃了雞肉，能直接變成我們自身的肌肉嗎？物中的蛋白質(zhì)能不能直接被人吸收？

蛋白質(zhì)是一類(lèi)生物大分子，種類(lèi)多種多樣。蛋白質(zhì)必須經(jīng)過(guò)消化，成為各種氨基酸，才能被人體吸收利用。問(wèn)題探討蛋白質(zhì)→氨基酸→蛋白質(zhì)一、氨基酸的結(jié)合方式我們知道人體中氨基酸有21種，蛋白質(zhì)有1010-1012種。那么21種氨基酸是如何形成種類(lèi)繁多的蛋白質(zhì)的呢？

氨基酸：21種蛋白質(zhì)：1010～1012脫水縮合

蛋白質(zhì)是生物大分子，由許多氨基酸分子通過(guò)脫水縮合形成肽鍵相連而成。脫水縮合：一個(gè)氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一個(gè)氨基酸分子的氨基（—NH2）相連接，同時(shí)脫去一分子水，生成一個(gè)肽鍵的過(guò)程。脫水縮合1.氨基酸的結(jié)合方式：CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH

1.氨基酸的脫水縮合(1)二肽與肽鍵肽鍵：連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵叫肽鍵。二肽：由兩個(gè)氨基酸縮合而成的化合物叫二肽。CHCOOHR2HNH+→H2O+OHCHR1NH2COCHR1NH2COCHCOOHR2HN肽鍵二肽

脫水縮合過(guò)程中脫出來(lái)的H2O分子中的H來(lái)自_____________；O來(lái)自于_______。氨基和羧基羧基COHNCONH一、氨基酸的結(jié)合方式1.氨基酸的脫水縮合(2)多肽與肽鏈CHR1NH2CHCOOHR2COHNCHCOOHR3HNH+→CHR1NH2CHR2COHNCHCOOHR3CONHH2O+肽鏈：多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫作肽鏈。多肽：由多個(gè)氨基酸縮合而成的化合物叫多肽。三肽兩個(gè)氨基酸脫水縮合，生成____個(gè)水分子，形成____個(gè)肽鍵；三個(gè)氨基酸脫水縮合，生成____個(gè)水分子，形成_____個(gè)肽鍵；n個(gè)氨基酸脫水縮合形成一條肽鏈，生成________水分子，形成_______個(gè)肽健。1122n-1n-1一、氨基酸的結(jié)合方式H2O肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)有的是環(huán)狀，首尾兩端的氨基、羧基也脫水縮合連接起來(lái)，成為環(huán)狀多肽。由幾個(gè)氨基酸形成的就叫幾肽三肽、四肽……統(tǒng)稱(chēng)為多肽肽鏈呈鏈狀1條或多條盤(pán)曲折疊蛋白質(zhì)3.三肽三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及多樣性小試牛刀下圖為腦啡肽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(lèi)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(chēng)是_____肽，形成過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)__________，形成過(guò)程中共脫去___個(gè)水分子。4R基4五脫水縮合4多肽能夠行使蛋白質(zhì)的各項(xiàng)功能嗎？從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？第一步：找肽鍵第二步：找R基第三步：看頭尾—SH—SH+—S—S—+2H許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過(guò)一定的化學(xué)鍵如二硫鍵相互結(jié)合在一起。二硫鍵由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤(pán)曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。兩條肽鏈總結(jié)：二硫鍵可以形成在肽鏈內(nèi)，也可以形成在肽鏈間氨基酸脫水縮合形成的多肽鏈，就是蛋白質(zhì)嗎？氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈一條肽鏈的特定區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的盤(pán)曲、折疊這條肽鏈進(jìn)一步盤(pán)繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)四條肽鏈聚集在一起形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)由氨基酸形成血紅蛋白的示意圖蛋白質(zhì)必須具備復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)才具備生物活性三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及多樣性

這些肽鏈不呈直線，也不在同一個(gè)平面上，而是形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。例如，血紅蛋白是一種由574個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，含四條多肽鏈。2.進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過(guò)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(guò)怎樣的過(guò)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(huì)一樣嗎?食物蛋白胃、胰、腸蛋白酶多肽腸肽酶氨基酸吸收合成人體的蛋白質(zhì)人體內(nèi)氨基酸3.如果用21個(gè)不同的字母代表21種氨基酸，若寫(xiě)出由10個(gè)氨基酸組成的長(zhǎng)鏈，可以寫(xiě)出多少條互不相同的長(zhǎng)鏈?試著說(shuō)出蛋白質(zhì)種類(lèi)多種多樣的原因(提示:一個(gè)蛋白質(zhì)分子往往含有成百上千個(gè)氨基酸)。2110由n個(gè)氨基酸所構(gòu)成的肽鏈的種類(lèi)數(shù)是21n種三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及多樣性二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：

氨基酸的種類(lèi)不同合作探究1：觀察以下四條多肽鏈，找出它們不同的原因？(2)原因二：(1)原因一：氨基酸的數(shù)目不同二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：

合作探究2：3位同學(xué)為一組，模擬3種不同的氨基酸合成一條肽鏈，能形成多少種不同的肽鏈？氨基酸的排列順序不同(3)原因三：種類(lèi)數(shù)量排列順序空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)多樣種類(lèi)繁多氨基酸肽鏈：功能多樣決定功能蛋白結(jié)構(gòu)蛋白(組成細(xì)胞和生物體)________(蛋白質(zhì)類(lèi)激素)________(大多數(shù)酶)________(載體蛋白)________(抗體)調(diào)節(jié)催化運(yùn)輸免疫5.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因結(jié)構(gòu)決定功能三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及多樣性5.蛋白質(zhì)的鹽析、水解和變性鹽析蛋白質(zhì)在鹽溶液中溶解度降低析出可逆變性肽鍵斷裂，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

。不可逆不變不變改變改變二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性變性因素：化學(xué)因素（如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、酒精）

物理因素（如加熱、劇烈振蕩、超聲波、射線等）多肽氨基酸短肽蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(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。例如，雞蛋、肉類(lèi)經(jīng)煮熟后蛋白質(zhì)變性就不能恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。原因是高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟雞蛋、熟肉容易消化。又如，經(jīng)過(guò)加熱、加酸、加酒精等引起細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達(dá)到消毒、滅菌的目的。1.煮熟的雞蛋容易消化的原因？高溫使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，肽鍵暴露，易被蛋白酶水解2.加熱、加酸、加酒精可以消毒、滅菌的原因？加熱、加酸、加酒精等可引起細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性3.汞中毒早期，服用大量乳制品或雞蛋清進(jìn)行解毒的原因？乳制品或雞蛋清中的蛋白質(zhì)與消化道中的汞結(jié)合成變性的不溶解物，以阻止有毒的汞離子被人體吸收結(jié)構(gòu)多樣性功能多樣性決定氨基酸______氨基酸______氨基________肽鏈數(shù)目和盤(pán)曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同功能蛋白結(jié)構(gòu)蛋白(組成細(xì)胞和生物體)________(蛋白質(zhì)類(lèi)激素)________(大多數(shù)酶)________(載體蛋白，血紅蛋白)________(抗體，溶菌酶，淋巴因子)種類(lèi)數(shù)目排列順序調(diào)節(jié)催化運(yùn)輸免疫不同生物體：基因多樣性________(糖蛋白)識(shí)別直接原因：根本原因：同一生物體：基因的選擇性表達(dá)胰島素、生長(zhǎng)激素課堂小結(jié)肆蛋白質(zhì)的有關(guān)計(jì)算氨基酸數(shù)和肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)之間的關(guān)系氨基酸

肽鍵211638526256－=－=－====氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)鏈狀=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)三、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算環(huán)肽：氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)氨基酸數(shù)和肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)之間的關(guān)系氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)5550三、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算氨基酸數(shù)和肽鏈條數(shù)肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)n個(gè)氨基酸形成一條肽鏈n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈3-13-12-12-1n-1n-18-28-2n-mn-m★規(guī)律1：肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)1.肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的計(jì)算n個(gè)氨基酸形成環(huán)狀多肽nn四、蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算CHH2NOR1CHH2NCOOHR2COHH2OCHH2NOR1CHNCOOHR2CH＋＋①H2O中H來(lái)源于

；O來(lái)源于

。②三個(gè)氨基酸脫水縮合得到

，產(chǎn)生

分子水，形成

個(gè)肽鍵。③n個(gè)氨基酸脫水縮合形成一條肽鏈得到

，產(chǎn)生

分子水（肽鍵）。氨基和羧基羧基三肽n肽2n-1n個(gè)氨基酸脫水縮合形成m條肽鏈產(chǎn)生

分子水（肽鍵）?n-m2四、蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算

某種蛋白質(zhì)是由10個(gè)氨基酸脫水縮合形成的1條多肽鏈構(gòu)成的，若每個(gè)氨基酸分子質(zhì)量平均是120，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子量是？蛋白質(zhì)分子量＝氨基酸分子總質(zhì)量—脫去的水的分子總質(zhì)量＝120×10(10-1)×18—假設(shè)有n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈，每個(gè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，那么由此形成的蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為四、蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算2.蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算氨基酸數(shù)氨基酸的平均分子質(zhì)量肽鏈條數(shù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量Xna1條肽鏈m條肽鏈環(huán)狀肽鏈X=an-18(n-1)X=an-18(n-m)X=an-18n★規(guī)律2：蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)×氨基酸的平均分子質(zhì)量－18×脫去水分子數(shù)。四、蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算例.組成生物體蛋白質(zhì)的21種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為128，則由100個(gè)氨基酸脫水縮合形成2條肽鏈的蛋白質(zhì)，其相對(duì)分子質(zhì)量為（）A.12800 B.11036 C.2688

D.1764

B小試牛刀★特別提醒：計(jì)算多肽的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，除了考慮水分子的減少外，還要考慮其他化學(xué)變化過(guò)程。如肽鏈上二硫鍵(-S-S-)的形成，一個(gè)-S-S-是有兩個(gè)-SH脫去兩個(gè)H原子連接而成的，即“-SH”+“-SH”→“-S-S-”+2H。所以當(dāng)有k個(gè)二硫鍵時(shí)，蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=

。na-18(n-m)-2k四、蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算3.游離的氨基或羧基數(shù)目的計(jì)算①每個(gè)氨基酸分子中至少含有

個(gè)氨基，

個(gè)羧基。其他的氨基和羧基來(lái)自

。②一條多肽鏈中至少含有

個(gè)氨基，

羧基。其他的氨基和羧基來(lái)自

。③n條多肽鏈中至少含有有

個(gè)氨基，

羧基。其他的氨基和羧基來(lái)自

。11R基11R基nnR基四、蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算★規(guī)律3：(1)肽鏈中至少含游離的氨基數(shù)或羧基數(shù)=

。(2)肽鏈中含游離的氨基數(shù)或羧基數(shù)

=(3)環(huán)狀肽中氨基或羧基數(shù)目取決于構(gòu)成環(huán)狀肽氨基酸R基團(tuán)中的氨基和羧基的數(shù)目肽鏈條數(shù)肽鏈條數(shù)+R基中的氨基或羧基=各氨基酸中氨基或羧基總數(shù)-肽鍵數(shù)練習(xí)1：n個(gè)氨基酸共有m個(gè)氨基，則這些氨基酸脫水縮合形成的一條多肽中的氨基是

個(gè)。練習(xí)2：現(xiàn)有100個(gè)氨基酸，共含有116個(gè)羧基和106個(gè)氨基，這些氨基酸脫水縮合形成6條多肽鏈時(shí)共含有

個(gè)氨基，

個(gè)羧基。1