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

2.3蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者授課人：鄧敏君本節(jié)聚焦：1、怎樣理解蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者？2、氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？3、為什么細(xì)胞中蛋白質(zhì)的種類如此多樣？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(shù)縫合線。手術(shù)后過一段時(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?2.這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收?這對你認(rèn)識蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示?本質(zhì)：從動物體中提取的膠原蛋白要變成小分子物質(zhì)才能被吸收蛋白質(zhì)應(yīng)該能分解為更小的分子。原因：動物的膠原蛋白和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。結(jié)構(gòu)蛋白蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者一、蛋白質(zhì)的功能閱讀教材P28，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能肌纖維構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)信息傳遞功能(調(diào)節(jié)功能)催化功能運(yùn)輸功能免疫功能蛋白質(zhì)功能多樣蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)必然多樣（蛋白質(zhì)種類——多達(dá)1010~1012種）結(jié)構(gòu)決定功能——結(jié)構(gòu)功能觀——構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、催化、運(yùn)輸、免疫、調(diào)節(jié)等功能思考：為什么蛋白質(zhì)能有這么多種類呢？與它的組成和結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸思考·討論任務(wù)：1、找出這些氨基酸的結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)；2、歸納氨基酸的結(jié)構(gòu)通式；3、總結(jié)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；4、歸納氨基酸的元素組成。結(jié)構(gòu)通式：每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基(—NH2)和一個(gè)羧基(－COOH)，并且都有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基和一個(gè)氫連接在同一個(gè)碳原子上。這個(gè)碳原子還連接一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)，這個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)用R基表示。各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：CHCH2NOHOR氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)氫基易錯(cuò)提醒：－NH2、－COOH、－R(不要忘記前面要有短線“－”)。元素組成：一定含有C、H、O、N，可能還含有S、Fe等課本P29分子式：C2H4O2N-R規(guī)律方法氨基酸的辨別技巧可把氨基酸想象成一個(gè)人，R基是人臉，我們分辨一個(gè)人時(shí)，主要看人的臉；羧基和氨基代表該人的雙手；H代表雙腿。這樣就可形象地記住氨基酸的結(jié)構(gòu)通式了。思考：“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有怎樣的對應(yīng)關(guān)系？氨基和羧基課本P29思考：為什么說每個(gè)氨基酸“至少”含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基？因?yàn)榘被岬腞基中也可能含有氨基或羧基。賴氨酸天冬氨酸

CH2—CH2—COOH

│H2N—C—COOH│H谷氨酸課本P32A方法：先找氨基和羧基再看它們是否連在同一C上最后看此C上是否還有一H。例2、如果一個(gè)氨基酸中含有2個(gè)氨基（—NH2），其中一個(gè)氨基和羧基連在同一個(gè)碳原子上，那么另一個(gè)氨基的部位是（）A.與氨基酸相連B.與羧基端相連C.和氫相連D.連在R基上例1、谷氨酸的R基為－C3H5O2，在一個(gè)谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子數(shù)分別是（）A.4、4B.5、4C.4、5D.5、5DB分子式：C2H4O2N-R氨基酸的種類必需氨基酸：不能在人體細(xì)胞內(nèi)合成，必須從外界環(huán)境中直接攝取(成人有8種必須氨基酸，嬰兒多一種組氨酸)非必需氨基酸：在人體細(xì)胞內(nèi)能夠合成(可從其他化合物轉(zhuǎn)化而來)的氨基酸小貼士生物體內(nèi)的氨基酸：21種甲硫(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（巧記：甲攜來一本亮色書）組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種蛋白質(zhì)有1010～1012種？21種氨基酸如何構(gòu)成多種多樣的蛋白質(zhì)？三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1、氨基酸的結(jié)合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH氨基酸的結(jié)合方式:CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二肽肽鍵脫水縮合氨基酸的結(jié)合方式:脫水縮合肽鍵CHCOOHR2HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNO二肽H2OH2O氨基酸的結(jié)合方式:脫水縮合CCHR1NH2COCHR2HNO肽鍵二肽CHCOOHR2HNH2O肽鍵三肽以此類推，由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的含有多個(gè)肽鍵的化合物，叫多肽（鏈狀）。H2O思考：1.二肽形成過程中，產(chǎn)生了幾個(gè)水分子？形成了幾個(gè)肽鍵？2.請大家推理，如果有10個(gè)氨基酸分子，通過脫水縮合形成一條肽鏈可產(chǎn)生了幾個(gè)水分子？形成了幾個(gè)肽鍵？3.進(jìn)一步推理，n個(gè)氨基酸分子，通過脫水縮合形成一條多肽鏈時(shí)可產(chǎn)生了幾個(gè)水分子？形成了幾個(gè)肽鍵？4.n個(gè)氨基酸分子，通過脫水縮合形成m條多肽鏈時(shí)可產(chǎn)生了幾個(gè)水分子？形成了幾個(gè)肽鍵？1個(gè)9個(gè)水分子9個(gè)肽鍵（n－1）個(gè)1個(gè)（n－1）個(gè)肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)=n-m

脫去水分子個(gè)數(shù)=（1）該圖中，①表示

，③表

，⑦表示

。（2）該化合物由

個(gè)氨基酸分子失去

個(gè)水分子而形成，這種反應(yīng)叫

反應(yīng)。（3）該化合物含有

個(gè)肽鍵，該圖所示化合物的名稱是：

，基本單位是

.（4）該圖中所示的氨基酸種類不同，是由

決定的。氨基

肽鍵

羧基

四肽(多肽)

三

四

三脫水縮合

R基

—CNH2HH—C—ON—HC—CH3HCOOH—C—ON—HC—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②③④⑥⑤⑦⑧⑨氨基酸

2、氨基酸組成蛋白質(zhì)的過程氨基酸二肽三肽多肽一條多肽鏈折疊形成一定的空間結(jié)構(gòu)幾條多肽鏈聚集在一起形成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)脫水縮合脫水縮合脫水縮合折疊盤曲成空間結(jié)構(gòu)3、其他化學(xué)鍵氫鍵二硫鍵——肽鏈內(nèi)和肽鏈間可形成——不同氨基酸之間可形成使得肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。-SH＋-SH→-S-S-+H2氨基酸怎樣構(gòu)成蛋白質(zhì)討論1.從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？2.進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過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)過怎樣的過程才能變?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)會一樣嗎？觀察P31圖2-12，討論并回答下列問題。氨基酸脫水縮合形成二肽、三肽…多肽；一條肽鏈按照一定形態(tài)折疊盤曲構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)；多條肽鏈構(gòu)成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。食物中的蛋白質(zhì)氨基酸蛋白酶、肽酶水解酶脫水縮合人體的蛋白質(zhì)不一樣，人體蛋白質(zhì)具有完成人體生命活動的結(jié)構(gòu)和功能。（進(jìn)入人體細(xì)胞）3.如果用21個(gè)不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由10個(gè)氨基酸組成的長鏈，可以寫出多少條互不相同的長鏈？試著說出蛋白質(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）。2110條圖中“□”或者“○”代表不同的氨基酸，“—”代表肽鍵，歸納蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。①氨基酸種類不同②氨基酸數(shù)目不同③氨基酸排列順序不同④肽鏈數(shù)目及形成的空間結(jié)構(gòu)不同蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣種類多樣功能多樣人正常血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)呈球狀，由它參與組成的紅細(xì)胞呈兩面凹的圓盤狀，如果血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代，就可能形成異常的血紅蛋白。這樣的血紅蛋白可聚合成纖維狀，性質(zhì)也與正常血紅蛋白有差異，由它參與組成的紅細(xì)胞就會扭曲成鐮刀狀（圖2-13），運(yùn)輸氧的能力會大為削弱。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，就可能會影響其功能。（鹽析現(xiàn)象）

（蛋白質(zhì)變性）鹽析：變性：水解：變性的條件：高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬，酒精等都會使蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)在鹽溶液中溶解度降低而析出的變化。是物理變化，可逆?？臻g結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，肽鍵未斷裂。是化學(xué)反應(yīng)，不可逆。肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽或氨基酸。思考：熟雞蛋易消化還是生雞蛋易消化？變性后的蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，更易被蛋白酶水解。本節(jié)聚焦：1、怎樣理解蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者？2、氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？3、為什么細(xì)胞中蛋白質(zhì)的種類如此多樣？本節(jié)小結(jié)：組成元素C、H、O、N（S、Fe）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：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，如抗體組成決定OHH2NRCCOH生命活動的主要承擔(dān)者課堂總結(jié)

四、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算1、蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和脫去水分子數(shù)的關(guān)系環(huán)狀肽：可理解為肽鏈數(shù)為0肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)。肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)=n-m鏈狀肽：蛋白質(zhì)分子量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量-脫去水分子數(shù)×18—二硫鍵數(shù)×2(1個(gè)二硫鍵，脫2個(gè)氫)。2、蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量計(jì)算蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸的平均相對分子質(zhì)量-脫去水分子數(shù)×18=n×a-（n-m）×18若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a,由n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈,則有:若有二硫鍵存在，求有二硫鍵的蛋白質(zhì)的分子量：3、蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)的計(jì)算：①一條肽鏈至少含有1個(gè)游離的氨基和1個(gè)游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端。②游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)。習(xí)題鞏固1.人體血紅蛋白的一條肽鏈有145個(gè)肽鍵，形成這條肽鏈的氨基酸分子數(shù)以及它們在縮合過程中生成的水分子數(shù)分別是（）A.145和144B.145和145C.145和146D.