【公開課】蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者課件-2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)(1)細(xì)胞內(nèi)僅次于水的化合物(2)細(xì)胞內(nèi)含量最多的有機化合物(3)占細(xì)胞干重含量最多的化合物圖1-1組成細(xì)胞的主要化合物及相對含量細(xì)胞中的蛋白質(zhì)本節(jié)聚焦怎樣理解蛋白質(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？3為什么細(xì)胞中蛋白質(zhì)的種類如此多樣？1蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)的功能有結(jié)構(gòu)蛋白，調(diào)節(jié)蛋白，運輸?shù)鞍?，催化蛋白，免疫蛋白結(jié)構(gòu)蛋白如：肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。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)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。調(diào)節(jié)作用胰島素調(diào)節(jié)血糖運輸作用血紅蛋白催化作用免疫作用抗原抗體可變區(qū)抗原抗體蛋白質(zhì)的功能口訣：狗催運面條構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。起信息傳遞作用，能夠調(diào)節(jié)機體的生命活動。具有運輸功能，如血紅蛋白。對細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有催化作用。具有免疫功能，如抗體；等等。 結(jié)構(gòu)決定功能，功能反映結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)是以氨基酸為單位構(gòu)成的生物大分子，氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。帶著下面的問題觀察下面幾種氨基酸1、氨基酸有哪些化學(xué)元素組成？2、這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點？3、不同氨基酸分子的區(qū)別在哪里？4、“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對應(yīng)關(guān)系么？CCCC氨基酸氨基酸結(jié)構(gòu)特點：至少都含有一個氨基和一個羧基，

并且都有一個氨基和一個羧基連接在同個碳原子上。氨基酸分子一般由C、H、O、N元素組成，有的還含有S等。CHNH2COOHCH2SH半胱氨酸CHNH2COOHCH3丙氨酸在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但是不一定每種蛋白質(zhì)都含有21中氨基酸。組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸合成必需氨基酸非必需氨基酸必需氨基酸：人體細(xì)胞不能合成，必須從外界環(huán)境中獲取的氨基酸，共8種。蛋(甲硫)氨酸、賴氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸非必需氨基酸：人體細(xì)胞能夠合成的，共13種。mh(1)氨基酸的種類組成蛋白質(zhì)的氨基酸有

種，其中

種是人體細(xì)胞不能合成的，稱

氨基酸，這些氨基酸必須從外界環(huán)境中獲取；另外

種氨基酸是人體細(xì)胞能夠合成的，稱

氨基酸。(2)氨基酸的元素組成及結(jié)構(gòu)特點觀察以下幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)，總結(jié)：①組成氨基酸的共有元素是

，有的氨基酸還含有

等元素。②氨基酸的結(jié)構(gòu)特點a．每種氨基酸分子至少含有一個

和一個

b．每種氨基酸分子中都有一個

和一個

連接在同一個碳原子上，該碳原子還連接一個和一個側(cè)鏈基團(tuán)，這個側(cè)鏈基團(tuán)用

表示。各種氨基酸的區(qū)別在于

基的不同。③氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：④這四種氨基酸分子不同的R基分別是

。②肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？

。蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸218必需13非必需C、H、O、NS/Fe氨基羧基氨基羧基氫原子RR—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH部分含有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基位于R基上mh【典例1】以下說法正確的是（

）A.多糖是目前已知的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最多樣的分子

B.氨基酸分子的氨基和羧基都連在同一個碳原子上C.酪氨酸和精氨酸理化性質(zhì)不同的原因是R基不同

D.非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸【典例2】下列化合物中，屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是(

)A．①②③④B．①②③

C．①②

D．②④蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸CB脫水縮合CR1CHH2NOHOCHCNOHOR2HH脫水縮合COCR1HH2NCHCOHOR2NH+H2O肽鍵二肽由兩個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成一個肽鍵，所形成的化合物叫做二肽。肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學(xué)鍵叫肽鍵。肽：由幾個氨基酸分子脫水縮合而成的化合物就叫幾肽。多個氨基酸脫水縮合形成的肽也叫多肽。肽鏈：多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，稱為肽鏈。羧基氨基兩個氨基酸多個氨基酸鏈狀盤曲折疊氫鍵空間結(jié)構(gòu)脫水縮合二肽肽鍵羧基氨基和羧基蛋白質(zhì)相關(guān)計算1、（鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)）肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)目的關(guān)系：肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-1=脫去的水分子數(shù)

肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-2=脫去的水分子數(shù)

公式1：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)1、（環(huán)狀結(jié)構(gòu)）肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)目的關(guān)系：肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)=脫去的水分子數(shù)如m個氨基酸構(gòu)成n個環(huán)狀多肽，有__m__個肽鍵10個氨基酸組成的環(huán)狀多肽2、蛋白質(zhì)中游離氨基和羧基的數(shù)目：CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHHCHR5COOHCCCH2ONHSS2HCCCR6ONHCHCR7ONHHCHCOOHR8NH2公式2：游離氨（羧）基數(shù)目=肽鏈數(shù)+R基中氨（羧）基數(shù)3、蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算：H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHH公式3：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如果存在二硫鍵還要加上硫相對分子質(zhì)量4、蛋白質(zhì)中N、O、C、H原子數(shù)計算：CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7公式4：N原子數(shù)=肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上N原子數(shù)公式5：O原子數(shù)=肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上O原子數(shù)=各氨基酸O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)公式6：C原子數(shù)=氨基酸數(shù)×2+R基上C原子數(shù)公式7：H原子數(shù)=各氨基酸H原子總數(shù)－2×肽鍵數(shù)(－2×二硫鍵數(shù))肽鏈數(shù)氨基酸數(shù)目肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)目氨基數(shù)目羧基數(shù)目1nn-1n-1至少1個mnn-mn-m至少m個環(huán)狀多肽nnn至少0個②肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？有。位于肽鏈的兩端，R基中也可能有.【典例4】兩種氨基酸結(jié)構(gòu)式如圖，它們在形成二肽化合物時，最可能相互縮合的基團(tuán)是()A．①與③B．②與④或①與⑤C．②與⑥D(zhuǎn)．③與④B由于氨基酸之間能夠形成氫鍵、二硫鍵等，從而使得肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。巰基甲硫基

肽鏈通過氫鍵盤曲折疊多肽鏈盤曲、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)律的盤曲、折疊肽鏈進(jìn)行進(jìn)一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)312四條肽鏈聚集形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)4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)的多樣性原因3．蛋白質(zhì)種類多樣性的原因在細(xì)胞中，組成蛋白質(zhì)的

可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時，其

千變?nèi)f化，肽鏈的

千差萬別，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)極其多樣。氨基酸數(shù)目排列順序盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)

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。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輸氧的能力會大為削弱人類許多疾病與人體細(xì)胞內(nèi)肽鏈的折疊錯誤有關(guān)，如囊性纖維病、阿爾茨海默癥、帕金森病等蛋白質(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)象與社會的聯(lián)系注意：變性的蛋白質(zhì)肽鍵沒有被破壞，還能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)變性因素：高溫、強酸、強堿、重金屬鹽、酒精等。鹽析（saltingout）是指在蛋白質(zhì)水溶液中加入中性鹽，隨著鹽濃度增大而使蛋白質(zhì)沉淀出來的現(xiàn)象。常用的中性鹽有氯化鈉、硫酸鈉等，但以硫酸銨為最多。得到的蛋白質(zhì)一般不失活，一定條件下又可重新溶解4．蛋白質(zhì)的變性(1)概念：蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些

因素作用下其特定的

被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性

的現(xiàn)象。(2)應(yīng)用：①雞蛋、肉類煮熟后由于高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，易于被

水解，因而易于消化。②經(jīng)過加熱、加酸、加酒精等引起細(xì)菌和病毒的

，

可以達(dá)到消毒、滅菌的目的?！镜淅?】以下說法正確的是（

）A.含有兩個肽鍵的化合物叫作二肽

B.蛋白質(zhì)變性是由于肽鍵的斷裂造成的C.變性的蛋白質(zhì)也能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)

D.蛋白質(zhì)變性是可逆的化學(xué)反應(yīng)物理和化學(xué)空間構(gòu)象喪失蛋白酶蛋白質(zhì)變性C雙縮脲試劑檢測的是肽鍵，蛋白質(zhì)變性破壞的是空間結(jié)構(gòu)，肽鍵還保留【典例6】肉毒梭菌產(chǎn)生的肉毒類毒素是一種致病性極高的神經(jīng)麻痹毒素，該毒素是由兩條肽鏈盤曲、折疊而成的一種生物大分子。下面是肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)簡式，請據(jù)此回答：(1)上圖所示的片段中，共有

個肽鍵，

種氨基酸組成；從左向右數(shù)，第三個氨基酸不同于其他氨基酸的基團(tuán)是

(填化學(xué)式)。(2)肉毒類毒素是在細(xì)胞中由氨基酸經(jīng)過

過程形成的；一分子肉毒類毒素至少含有

個氨基。(3)1g肉毒類毒素可毒死20億只小鼠，但煮沸1min或75℃下加熱5～10min，就能使其完全喪失活性。高溫可使肉毒類毒素失活的主要原理是高溫使其