【生物課件】蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者課件2023-2024學(xué)年高一生物人教版必修1

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。問(wèn)題探討從某些動(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?手術(shù)縫合線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？組成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。這種手術(shù)縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)（氨基酸）才能被吸收，因此蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分為更小的分子。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)的種類如此多樣？2023/9/22蛋白質(zhì)是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物我們每天需要攝入一定量富含蛋白質(zhì)食物

蛋白質(zhì)具有什么功能？01蛋白質(zhì)的功能2023/9/22一、蛋白質(zhì)的功能1、結(jié)構(gòu)蛋白：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)。淀粉酶絲氨酸蛋白酶2、催化作用：細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開(kāi)酶的催化。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。2023/9/223、運(yùn)輸作用：有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能。如血紅蛋白、載體蛋白。2023/9/22圖中央淺色區(qū)域的部分細(xì)胞分泌胰島素4、調(diào)節(jié)作用：有些蛋白質(zhì)起信息傳遞的作用，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)，如胰島素、生長(zhǎng)激素。2023/9/225、免疫作用：有些蛋白質(zhì)有免疫功能。人體的抗體是蛋白質(zhì)艾滋病(AIDS)HIV抗體(Y狀抗體)細(xì)胞因子6.識(shí)別作用：細(xì)胞膜的外表有一層糖蛋白，與細(xì)胞的識(shí)別作用有密切關(guān)系。糖蛋白的識(shí)別作用好比是細(xì)胞與細(xì)胞之間，或細(xì)胞與其他大分子之間，互相聯(lián)絡(luò)用的文字或語(yǔ)言。7.有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)動(dòng)的功能例如，肌纖維中的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白2023/9/2211:5712蛋白質(zhì)的功能（總結(jié)）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：絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)3、調(diào)節(jié)生命活動(dòng)（信息傳遞）：胰島素、生長(zhǎng)激素4、免疫作用：抗體5、運(yùn)輸作用：血紅蛋白、載體蛋白6、識(shí)別作用：糖蛋白…….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)者功能蛋白蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量很大（從幾千到幾百萬(wàn)）

蛋白質(zhì)是一類生物大分子，據(jù)估計(jì)，生物界的蛋白質(zhì)種類多達(dá)1010-1012種。

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。02蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸甘氨酸甲硫氨酸半胱氨酸纈氨酸元素組成？結(jié)構(gòu)異同？觀察下面幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)什么共同特點(diǎn)？(一)氨基酸的結(jié)構(gòu)甘氨酸甲硫氨酸半胱氨酸纈氨酸下面幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)什么共同特點(diǎn)？1.氨基酸的組成元素：C、H、O、N，部分含有S2.氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：CRHCOOHH2N氨基羧基中心C原子氫原子側(cè)鏈基團(tuán)特別提醒(1)氨基、羧基、R基正確的書(shū)寫(xiě)格式—NH2、—COOH、—R(千萬(wàn)不要忘記在前面加“—”)。(2)結(jié)構(gòu)通式及氨基和羧基不同表達(dá)形式的辨別注意事項(xiàng)CRCH2NOHOH氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)

3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

(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。氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：C(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基不同、氨基酸不同。CHH2NCOOHCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHH2NCOOHCH2OHCHH2NHCH2COOH√√××哪些是組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸？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

【檢測(cè)】谷氨酸是組成蛋白質(zhì)的一種氨基酸，其R基為:—C3H5O2。在一個(gè)谷氨酸的分子中，含有碳原子和氧原子的個(gè)數(shù)依次是____________。5和4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）苯丙氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸（二）氨基酸的分類(21種)

笨

蛋

來(lái)

宿

舍

晾

一晾

鞋注：評(píng)價(jià)各種食物中蛋白質(zhì)成分的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)，人們注重其中必需氨基種類和含量了解：生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸氨基酸：21種蛋白質(zhì)：1010～1012想一想怎樣形成03蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH肽鍵H2O特別提醒：尋找肽鍵的方法肽鍵三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1、氨基酸的結(jié)合方式：脫水縮合羧基脫掉：—OH（羥基）氨基脫掉：—H（氫原子）肽鍵：連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵叫做肽鍵一個(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，這種結(jié)合方式叫作脫水縮合。(1)二肽與肽鍵二肽：由兩個(gè)氨基酸縮合而成化合物叫做二肽。(含有一個(gè)肽鍵)(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問(wèn)題：下圖所示是同一種二肽嗎？提示

多肽鏈?zhǔn)怯许樞虻摹獜陌被说紧然耍大w內(nèi)多肽鏈合成的順序）。對(duì)于生物大分子而言，其順序是很重要的。【檢測(cè)】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(guò)程稱為_(kāi)__________，形成過(guò)程中共脫去___個(gè)水分子。4R基4五脫水縮合42.蛋白質(zhì)的形成①肽鏈中的氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤(pán)曲、形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。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(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)2.蛋白質(zhì)的形成②有些蛋白質(zhì)分子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。-SH+HS-→-S-S-(二硫鍵)+2H從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？思考與討論：氨基酸怎樣構(gòu)成蛋白質(zhì)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氨基酸肽鏈脫水縮合空間結(jié)構(gòu)肽鏈蛋白質(zhì)一條或多條盤(pán)曲折疊盤(pán)曲折疊氨基酸怎樣構(gòu)成蛋白質(zhì)觀察圖2-12，討論并回答下列問(wèn)題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）。氨基酸數(shù)目、種類不同；排列順序千變?nèi)f化；肽鏈盤(pán)曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別。10個(gè)氨基酸能夠組成2110條互不相同的長(zhǎng)鏈。四.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性蛋白質(zhì)的多樣性原因(2)氨基酸的種類不同決定蛋白質(zhì)的多樣性；(3)氨基酸的排列順序不同決定蛋白質(zhì)的多樣性(1)氨基酸的數(shù)目不同決定蛋白質(zhì)的多樣性；(4)肽鏈的折疊盤(pán)曲方式不同造成蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同，從而決定了蛋白質(zhì)的多樣性。氨基酸的種類氨基酸的數(shù)目氨基酸的排列順序肽鏈的數(shù)目不同和肽鏈的盤(pán)曲、折疊方式及其空間結(jié)構(gòu)不同蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的__________不同蛋白質(zhì)功能的__________多樣性多樣性蛋白質(zhì)的多樣性蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)功能決定圓餅狀紅細(xì)胞鐮刀狀紅細(xì)胞血紅蛋白的谷氨酸血紅蛋白的纈氨酸運(yùn)輸氧氣能力正常運(yùn)輸氧氣能力下降蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能蛋白質(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。蛋白質(zhì)變性的因素：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）一般認(rèn)為蛋白質(zhì)的變性作用，主要是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。但在變性過(guò)程中，蛋白質(zhì)分子中的肽鍵沒(méi)有斷裂，化學(xué)組成也沒(méi)有改變。仍能與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。五.蛋白質(zhì)的水解、變性、和鹽析1.蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下分解為多肽和氨基酸，或者多肽在肽酶的作用下肽鍵斷裂分解為氨基酸的過(guò)程。（脫水縮合的逆過(guò)程）水解：雙縮脲試劑與肽鍵發(fā)生反應(yīng)，水解后肽鍵斷裂。多肽完全水解之后不再與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)。不完全水解(部分水解)：產(chǎn)生各種大小不等的肽段和氨基酸。完全水解(徹底水解)：產(chǎn)生各種氨基酸的混合物。水解＋例如：糖尿病病人只能注射而不能口服胰島素因?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。五.蛋白質(zhì)的水解、變性、和鹽析2.蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)在某些物理或化學(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)改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。在高溫、過(guò)酸、過(guò)堿、重金屬條件下，蛋白質(zhì)會(huì)變性。只是空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，肽鍵并未斷裂，任能和雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)。3.蛋白質(zhì)鹽析向某些蛋白質(zhì)溶液中加入某些無(wú)機(jī)鹽溶液（如NaCl等）后，可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出，這種現(xiàn)象叫做鹽析鹽析是物理變化，鹽析過(guò)程中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，可復(fù)原可與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)。含義：特點(diǎn)：補(bǔ)充：.蛋白質(zhì)計(jì)算相關(guān)問(wèn)題例1：由13個(gè)氨基酸脫水縮合而成的一條肽鏈，如下圖所示：?jiǎn)枺?.脫去幾分子的水？2.形成幾個(gè)肽鍵？3.至少有幾分子游離的氨基或羧基？4.由n個(gè)氨基酸脫水縮合而成的一條肽鏈呢？COOHNH21212一分子脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)–1(肽鏈數(shù))項(xiàng)目氨基酸數(shù)目肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)游離氨基或羧基數(shù)一條肽鏈nn-1n-1至少1個(gè)問(wèn)：1.脫去幾分子的水？2.形成幾個(gè)肽鍵？3.至少有幾分子游離的氨基或羧基？4.由n個(gè)氨基酸脫水縮合而成的m條肽鏈呢？例2：由13個(gè)氨基酸脫水縮合而成的兩條肽鏈，如下圖所示：COOHNH2NH2COOH1111兩分子項(xiàng)目氨基酸數(shù)目肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)游離氨基或羧基數(shù)m條肽鏈nn-mn-m至少m個(gè)脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)–m(肽鏈數(shù))例3：由13個(gè)氨基酸脫水縮合而成環(huán)狀，如下圖所示：?jiǎn)枺?.脫去幾分子的水？2.形成幾個(gè)肽鍵？3.至少有幾分子游離的氨基或羧基？4.由n個(gè)氨基酸脫水縮合形成一個(gè)環(huán)狀多肽呢？13130個(gè)項(xiàng)目氨基酸數(shù)目肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)游離氨基或羧基數(shù)環(huán)狀多肽nnn至少0個(gè)脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)項(xiàng)目氨基酸數(shù)目肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)游離氨基或羧基數(shù)氨基酸平均分子質(zhì)量形成的多肽相對(duì)分子質(zhì)量一條肽鏈nam條肽鏈na環(huán)狀多肽nan-1至少1個(gè)n-mn至少m個(gè)至少0個(gè)na-18(n-1)na-18(n-m)na-18nn-1n-mn(1)每條肽鏈至少含有1個(gè)氨基、1個(gè)羧基（分布在兩端）；(2)脫水?dāng)?shù)＝肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)；(3)肽鏈中至少含有的氨基數(shù)=羧基數(shù)=肽鏈數(shù)；(4)游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)；(5)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)x氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量－18×脫水?dāng)?shù)。六.蛋白質(zhì)計(jì)算相關(guān)問(wèn)題思考：多肽中它的N原子數(shù)怎么算呢？COOHNH2N原子總數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)一個(gè)肽鍵中有一個(gè)N；一條肽鏈至少有一個(gè)游離的氨基；R基上也可能有N原子。COHN思考：多肽中它的O原子數(shù)怎么算呢？COOHNH2一個(gè)肽鍵中有一個(gè)O；一條肽鏈至少有一個(gè)游離的羧基；R基上也可能有O原子。O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)

=各氨基酸中O原子總數(shù)-脫去水?dāng)?shù)COHN組成元素C、H、O、N（S）導(dǎo)致氨基酸種類：21種必需氨基酸：8種非必需氨基酸：13種通式：CHCH2NOHOR特點(diǎn)：至少有一個(gè)－NH2和一個(gè)－COOH連在同一個(gè)C原子上脫水縮合多肽組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同氨基酸的數(shù)目不同氨基酸排列順序不同多肽的空間結(jié)構(gòu)不同折疊盤(pán)旋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性功能多樣性構(gòu)成生物體，如結(jié)構(gòu)蛋白運(yùn)輸作用，如血紅蛋白催化作用，如酶調(diào)節(jié)作用，如胰島素免疫作用，如抗體組成導(dǎo)致脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)

=氨基酸數(shù)—肽鏈數(shù)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

計(jì)算課堂小結(jié)練習(xí)與應(yīng)用一.概念檢測(cè)1.判斷下列有關(guān)蛋白質(zhì)的表述是否正確。(1)蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是氨基酸。(

)(2)氨基酸僅通過(guò)脫水縮合的方式就可以形成蛋白質(zhì)。(

)(3)只有細(xì)胞內(nèi)才有蛋白質(zhì)分布。(

)(4)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)。(

)XX√√練習(xí)與應(yīng)用一.概念檢測(cè)

2.質(zhì)量相等的下列食物中，蛋白質(zhì)含量最多的是(

)A.燒牛肉

B.烤甘薯

C.饅頭

D.米飯A3.下列物質(zhì)中，屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是(

)A.NH2—CH2—COOH

B.NH2—CH2—CH2OHC.NH2—CH—(CH2)2—COOH

D.HOOC—CH—CH2—