【課件】蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者課件高一上學期生物人教版必修1

第二章組成細胞的分子第4節(jié)

蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者學習目標：1.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因及蛋白質(zhì)的功能，理解蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔著。2.明確氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位、結(jié)構(gòu)特點和結(jié)構(gòu)通式。3.理解氨基酸分子脫水縮合形成多肽的過程。4.掌握氨基酸以及蛋白質(zhì)的相關(guān)計算。

蛋白質(zhì)（protein）是細胞中含量最多的有機物。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。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)生什么樣的化學變化才能被吸收？這對你認識蛋白質(zhì)的化學組成有什么啟示？有某些動物組織提取的膠原蛋白制作手術(shù)縫合線，能夠被人體組織吸收，是因為組成動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)才能被吸收，在肉、蛋、奶和大豆制品中含有豐富的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)需經(jīng)過消化，成為氨基酸才能被人吸收，因此說蛋白質(zhì)在化學組成上應該可以分為更小的分子。肌動蛋白和肌球蛋白，構(gòu)成生物膜的蛋白質(zhì)。頭發(fā)1.結(jié)構(gòu)蛋白構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，稱之為結(jié)構(gòu)蛋白。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)，例如：胃蛋白酶等消化酶2.催化作用血紅蛋白運輸氧氣，細胞膜上的載體運輸多種物質(zhì)。3.運輸作用抗原抗體4.免疫作用圖中黃色區(qū)域的部分細胞分泌胰島素，調(diào)節(jié)血糖平衡.胰島素屬于蛋白質(zhì)類激素。5.調(diào)節(jié)作用“構(gòu)催運免調(diào)”多樣性1010~1012一、蛋白質(zhì)的主要功能（教材P28)蛋白質(zhì)是什么東西呢？我們了解蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量胰島素C256H381O76N65S65778牛奶乳蛋白C1642H2452O492N420S1236684人血紅蛋白C3032H4816O872N780S8Fe464500大分子有機物基本組成單位氨基酸總之，蛋白質(zhì)是生物體一切生命活動的體現(xiàn)者。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)的特異性。蛋白質(zhì)的消化過程胃蛋白酶腸肽酶胰蛋白酶蛋白質(zhì)

多肽

氨基酸胃、胰蛋白酶腸肽酶思考:食物中的蛋白質(zhì)能否被人體直接吸收呢?要分解成氨基酸,才被人體吸收二、蛋白質(zhì)的組成單位——氨基酸（教材P29和P30）2、構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸的種類：“氨基酸”字面含義：“氨基酸”代表了氨基酸分子結(jié)構(gòu)中的主要部分——氨基(堿性)和羧基(酸性)。1、構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的基本組成單位：氨基酸有21種。既可以從食物中得到，又可以在體內(nèi)合成。另外13種氨基酸。(1)必需氨基酸：是不能在體內(nèi)合成的，只能在食物中得到的氨基酸,共有8種。(嬰兒有9種，多出來的是組氨酸)。(2)非必需氨基酸：異亮氨酸，甲硫氨酸，賴氨酸，纈氨酸，亮氨酸，色氨酸，苯丙氨酸，蘇氨酸。一(異亮氨酸)家(甲硫氨酸)來(賴氨酸)寫(纈氨酸)兩(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)書(蘇氨酸)CCOOHHH2NHCCOOHHH2NCHCH3CH3CCOOHHH2NCH3CCOOHHH2NCH2SHCH3

CH3

CCOOHHH2NCH2CH甘氨酸丙氨酸纈氨酸半胱氨酸亮氨酸CCOOHHH2NR二、蛋白質(zhì)的組成單位——氨基酸COOH（）CRHCOOHH2N3.結(jié)構(gòu)通式NH2（）NHH氨基羧基COOHOH羥基4、由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式得知，氨基酸的元素組成：C、H、O、N、（S、P）等。羧基氨基自由氫中心C原子側(cè)鏈基團(Fe、Cu、Mn、I、Zn，Mg)從其結(jié)構(gòu)通式看其結(jié)構(gòu)特點是：每種氨基酸分子至少含有

個氨基和

個羧基，并且都有

個氨基和

個羧基連接在同一個碳原子上。氨基酸的種類是由

基決定的。1111R那么蛋白質(zhì)的組成元素呢？C、H、O、N，有的還含S、P等。5、判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸的方法下列是否屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸：(1)從數(shù)量上看：至少有一個—NH2和一個—COOH，NH2—CH2—CH2OH?缺乏羧基(—COOH)?缺乏氨基(—NH2)(2)從位置上看，必須有一個—NH2和一個—COOH連在同一個碳原子上，如沒有則不屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸?氨基與羧基未連接在同一個碳原子上從其結(jié)構(gòu)通式看其結(jié)構(gòu)特點是：每種氨基酸分子至少含有一個氨基（—NH2）和一個羧基（—COOH），并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。判斷下列分子是不是氨基酸？如果是的話，R基是什么？CCOOHCH3HOOCHCNH2CH3H2NHCHHOOCHCH2NH2CNH2HOOCHCH2NH212345CHNH2HOOCCHNH2HOOC練習1：如圖是四種構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)式，下列敘述錯誤的是(

)。A.構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.上述四種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2—COOHC.R基中可以有氨基或羧基D.只要含有氨基和羧基的化合物就是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸D練習2:關(guān)于生物體內(nèi)氨基酸的敘述正確的是(

)A.氨基酸是蛋白質(zhì)分子的基本單位，由氨基和羧基組成B.組成人體的氨基酸都能在人體內(nèi)合成C.每個氨基酸分子都只含有C、H、O、N四種元素D.組成蛋白質(zhì)的氨基酸共有的結(jié)構(gòu)是D

R1CHH2NCOHOCOOHR2COOHHNCH

H

NH2縮合R2COOHHNCH

R1CHH2NCOH2O＋肽鍵二肽氨基酸的脫水縮合核糖體(2)過程(1)場所：總結(jié)：2個氨基酸脫水縮合成一條肽鏈的化合物，這個化合物的名稱為

，含有

個肽鍵，失去

個水分子。二肽11R3COOHHNCH

H

H2O＋肽鍵R2HNCH

R1CHH2NCOC—OHO=二肽三肽=R2CHNCH

R1CHH2NCOR3COOHHNCH

O肽鍵肽鍵總結(jié)：3個氨基酸脫水縮合成一條肽鏈的化合物，這個化合物的名稱為

，含有

個肽鍵，失去

個水分子。三肽22總結(jié)：m個氨基酸脫水縮合成一條肽鏈的化合物，這個化合物的名稱為

，含有

個肽鍵，失去

個水分子。m肽m-1m-1雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)中的肽鍵反應形成紫色。(3)過程分析多肽:由3個或3個以上氨基酸分子縮合而成，含多個肽鍵的化合物。脫水縮合：肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學鍵（－NH－CO－）一個氨基酸分子的羧基（－COOH）和另一個氨基酸分子的氨基（－NH2）相連接，同時脫去一分子的水的結(jié)合方式。肽鏈：多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，并盤曲、折疊①脫水縮合產(chǎn)生的H2O中的H來自于________________和______________，而O則只來自于_________________。②一條肽鏈上至少有_____游離的氨基和______游離的羧基，并分別位于肽鏈的兩端。③R基中的—NH2或—COOH不參與肽鍵的形成，故多余的—NH2或—COOH位于_______中。-COOH(羧基）

—NH2（氨基）-COOH(羧基）

11R基練習3:蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵形成的大分子化合物，一個氨基酸分子中的氨基和另一個氨基酸分子中的羧基脫去一個水分子縮合形成肽鍵。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)示意如下：其中用虛線框出的甲、乙、丙的名稱依次為(

)A.氨基、肽鍵、羧基B.羧基、肽鍵、氨基C.肽鍵、氨基、羧基D.氨基、羧基、肽鍵A練習4：根據(jù)下列化合物的結(jié)構(gòu)分析回答：(1)該化合物中，①表示__________，⑦表示_________。(2)該化合物由________個氨基酸失去_________個水分子而形成，這種反應叫做__________。(3)該化合物中的氨基酸種類不同，是由__________決定的，其編號是__________。(4)該化合物稱為__________，含__________個肽鍵，編號是__________。氨基羧基四三脫水縮合R基團②④⑧⑨四肽三③⑤⑥練習5：下列依次為丙氨酸、絲氨酸和天門冬氨酸的結(jié)構(gòu)式：由這三個氨基酸脫水縮合成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目是(

)A.1,1,3

B.3,3,2

C.1,1,2 D.1,2,2D氨基酸平均相對分子質(zhì)量氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)目脫水數(shù)目氨基數(shù)目羧基數(shù)目肽鏈相對分子質(zhì)量aaaaaa至少1個至少1個至少1個至少1個至少1個至少1個至少2個至少2個1251101210mm1n至少1個至少1個至少n個至少n個11449988m-1m-1m-nm-na×2－18×1a×5－18×4a×10－18×9a×10－18×8am－18(m-1)am－18(m-n)有關(guān)蛋白質(zhì)的計算有關(guān)蛋白質(zhì)的計算：（1）關(guān)于氨基酸縮合反應的計算：肽鍵數(shù)=_______________=_____________-___________=_________個,至少有-NH2和-COOH各______個。（2）關(guān)于蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算：蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量＝

-

.=_________________________________－____________________________.=

.[其中(m-n)為失去的水分子數(shù)，18為水的相對分子質(zhì)量]。假如m個氨基酸縮合形成n條肽鏈，每個氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，然后由這些（n條）肽鏈構(gòu)成一個蛋白質(zhì)分子.脫去水分子數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)（m-n）n注意：肽鏈中氨基和羧基的數(shù)目與_______________有關(guān)，和________________

沒有關(guān)系。肽鏈的條數(shù)氨基酸的數(shù)目氨基酸質(zhì)量脫去水的質(zhì)量失去水分子數(shù)×水的相對分子質(zhì)量氨基酸平均相對分子質(zhì)量×氨基酸數(shù)目m·a-（m-n）18環(huán)狀多肽脫去的水分子數(shù)？水數(shù)=肽鍵數(shù)（3）氨基數(shù)和羧基數(shù)：至少含氨基數(shù)=至少含羧基數(shù)=肽鏈數(shù)321(3×2×1＝6種)氨基酸的排列與多肽的種類假若有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分如下兩種情形進行分析：①

A、B、C三種氨基酸，且每種氨基酸只有一個的情況下，形成三肽的種類：333(33＝27種)②A、B、C三種氨基酸，每種氨基酸數(shù)目無限的情況下，可形成三肽的種類：練習6：某一肽鏈內(nèi)共有肽鍵200個，則脫水縮合形成該肽鏈的氨基酸的分子數(shù)是(

)。A．50個B．200個C．201個D．199個練習8：某一條多肽鏈中共有肽鍵151個，則此分子中—NH2和—COOH的數(shù)目至少有（

）A.152；152

B.151；151C.1；1D.2；2CC練習7：四個氨基酸分子發(fā)生縮合反應形成一個多肽，失去的水分子及形成的肽鍵的數(shù)目分別是：（

）A.4個,4個B.3個,3個C3個,2個D2個,3個B變式練習：現(xiàn)有氨基酸800個，其中氨基總數(shù)為810個，羧基總數(shù)為808個，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)目依次為（

）A.798、2和2B.798、12和10C.799、1和1D.799、11和9B練習9：(2012·廣州模擬)現(xiàn)有1000個氨基酸,其中氨基有1020個,羧基有1050個,則由此合成的4條肽鏈中共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目是(

)。A.996,1016,1046

B.996,4,4C.996,24,54

D.996,20,50C變式練習：已知21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是128，某蛋白質(zhì)分子由2條多肽鏈組成，共有肽鍵98個，此蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量最接近于(

)A.12800 B.12544C.11036 D.12288C練習10：某蛋白質(zhì)分子含a條肽鏈，有b個氨基酸脫水縮合而成，如果氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是c，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量以及水解時需要的水的相對分子質(zhì)量分別是:（

）A.b(c－18)＋18a和18(b－a)B.b(c＋18)＋18a和18(a＋b)C.b(c－18)－18a和18(a－b)D.b(c＋18)－18a和18(b－a)A二肽蛋白質(zhì)多肽氨基酸脫水縮合脫水縮合思考與討論：氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？肽鏈呈鏈狀1條或多條盤曲折疊蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因①氨基酸的種類不同，構(gòu)成的肽鏈不同—□—□—□—□—□—□——○—○—○—○—○—○—②氨基酸的數(shù)目不同，構(gòu)成的肽鏈不同—□—□—□—□—□——□—□—□—□—③氨基酸的排列順序不同，構(gòu)成的肽鏈不同—□—○—○—□—○——○—□—○—□—○—④肽鏈的盤曲、折疊方式及形成的空間結(jié)構(gòu)不同，構(gòu)成的蛋白質(zhì)不同蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性和功能多樣性

練習12：下列有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能多樣性的說法正確的(

)A.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性與構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)有關(guān)B.已知某化合物具有催化功能，可以推斷此物質(zhì)為蛋白質(zhì)C.有些蛋白質(zhì)具有防御功能，如抗體；有些蛋白質(zhì)具有接受信息的功能，如受體?？贵w與受體都具有專一性D.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變，不會影響其生物活性C練習11：人的胰島素和胰蛋白酶的主要成分都是蛋白質(zhì)，但合成這兩種蛋白質(zhì)的細胞的功能卻大不相同，其根本原因是（）A.不同細胞中遺傳信息的表達情況不同B.組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)量和排列順序不同C.蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同D.兩種細胞所含有的基因不同A蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)影響功能（教材P32）（1）每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔的功能相適應的獨特結(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。（2）變性會導致蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)改變和生物活性喪失。①變性的定義：在某些物理和化學因素作用下，蛋白質(zhì)的空間構(gòu)想被破壞，從而導致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。②引起變性的因素：高溫、過酸、過堿、重金屬、酒精等。(3)鹽析由于蛋白質(zhì)分子的直徑達到了膠體微粒的大小，所以蛋白質(zhì)溶液是膠體。加入濃的無機鹽溶液可以使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀出來，這個過程叫鹽析。鹽析作用主要破壞蛋白質(zhì)的水化層，當鹽析沉淀出的蛋白質(zhì)重新用水處理時，沉淀會重新溶解，性質(zhì)不變，所以鹽析是可逆反應。利用此法可以分離、提純蛋白質(zhì)。變性和鹽析：蛋白質(zhì)的肽鍵都沒有破壞，均可以與雙縮脲試劑反應感悟拓展1.蛋白質(zhì)形成時，一條或幾條肽鏈通過一定化學鍵(如二硫鍵—S—S—)互相結(jié)合在一起，計算蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量時，除要考慮脫水的數(shù)目，考慮脫去的2個H(如—SH—SH―→—S—S—＋2H)。2.合成蛋白質(zhì)時失去的水分子數(shù)等于蛋白質(zhì)水解時需要的水分子數(shù)。

4.氨基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的氨基數(shù)＝各氨基酸中氨基總數(shù)－肽鍵數(shù)5.羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的羧基數(shù)＝各氨基酸中羧基總數(shù)－肽鍵數(shù)6.N原子數(shù)＝各氨基酸中N的總數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)7.O原子數(shù)＝各氨基酸中O的總數(shù)－脫去水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)3.若脫水縮合形成的多肽鏈構(gòu)成環(huán)狀，則脫去的水分子數(shù)＝參與脫水的氨基酸數(shù)＝肽鍵數(shù)，其游離的氨基、羧基只可能出現(xiàn)在R基團上。13、二硫鍵“—S—S—”是蛋白質(zhì)中連接兩條肽鏈之間的一種化學鍵。如圖是由280個氨基酸組成的某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖，下列相關(guān)敘述正確的是()A．該蛋白質(zhì)至少有兩個羧基B．該蛋白質(zhì)完全水解需要277個水分子