蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者（一） 【知識(shí)建構(gòu)+拓展應(yīng)用】高一生物備課精研課件（人教版2019必修1）

第2章組成細(xì)胞的分子問(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：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)。組成細(xì)胞的化合物圖1-1組成細(xì)胞的主要化合物及相對(duì)含量細(xì)胞內(nèi)含量最多的有機(jī)化合物？第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者主講教師：zeg聚焦1怎樣理解蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)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？1蛋白質(zhì)的功能1.1蛋白質(zhì)的功能舉例說(shuō)明蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能？1.1蛋白質(zhì)的功能結(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)，稱為結(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)。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)。催化作用1.1蛋白質(zhì)的功能有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能。如：血紅蛋白可以運(yùn)輸氧氣。運(yùn)輸作用1.1蛋白質(zhì)的功能血紅蛋白胰腺胰島有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)，如胰島素。分泌糖尿病患者注射胰島素1.1蛋白質(zhì)的功能調(diào)節(jié)作用有些蛋白質(zhì)有免疫功能。人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害?？乖贵w1.1蛋白質(zhì)的功能免疫作用具有免疫功能，如抗體；等等。 構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。對(duì)細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有催化作用。具有運(yùn)輸功能，如血紅蛋白。起信息傳遞作用，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)?？谠E：狗催運(yùn)面條1.1蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)是細(xì)胞的基本組成成分，具有參與組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、催化、運(yùn)輸、信息傳遞、防御等重要功能。細(xì)胞核中的遺傳信息，往往要表達(dá)成蛋白質(zhì)才能表現(xiàn)出該基因的性狀，從而對(duì)生物體起作用?？梢哉f(shuō)，細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)。1.2蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者小結(jié)：蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者問(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：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？ 變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收，初中學(xué)習(xí)過(guò)食物中的蛋白質(zhì)要水解為氨基酸才能被吸收，因此說(shuō)蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分為更小的分子。2蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸思考·討論觀察下列幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)。思考討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)？“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對(duì)應(yīng)關(guān)系嗎？氨基酸分子都組成蛋白質(zhì)嗎？人體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸有多少種？思考·討論CCCC思考·討論

氨基

羧基這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)？思考·討論這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)？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)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上?；颍骸狽H2或：H2N—H化學(xué)結(jié)構(gòu)式:—N—H

氨基

羧基思考·討論或：—COOHO化學(xué)結(jié)構(gòu)式：—C—OH或：HO—C—

O“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，所以稱為氨基酸。思考·討論“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對(duì)應(yīng)關(guān)系嗎？酸氨基自然界中的氨基酸種類很多，氨基酸是指含有氨基(-NH2)和羧基(-COOH)的一類有機(jī)物。只有氨基和羧基連接在同一個(gè)碳原子上，才是組成蛋白質(zhì)的氨基酸。人體內(nèi)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。思考·討論氨基酸分子都組成蛋白質(zhì)嗎？人體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸有多少種？2.1氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)思考討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：歸納氨基酸分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)寫出氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式至少都含有一個(gè)氨基(-NH2)和一個(gè)羧基(-COOH)。2.1氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。

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）。

各種氨基酸的區(qū)別就在于R基的不同。COOHNH2RHC2.1氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖2-1氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式CHHHH2.2氨基酸元素組成氨基酸由哪幾種元素組成呢？氨基酸結(jié)構(gòu)通式中含有C、H、O、N四種元素，若某氨基酸中含有其他元素，則一定在R基中。2.2氨基酸元素組成氨基酸分子一般由C、H、O、N元素組成，有的還含有P、S等。圖2-1氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式2.3組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸包括哪幾類？與社會(huì)的聯(lián)系在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種。必需氨基酸：非必需氨基酸：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。人體細(xì)胞能夠合成的，共13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21種氨基酸1010—1012種蛋白質(zhì)人體內(nèi)有數(shù)萬(wàn)種不同的蛋白質(zhì)，承擔(dān)著各項(xiàng)生命活命，甚至生物界蛋白質(zhì)種類多達(dá)1010—1012種。但是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類有限。3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及多樣性思考討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：小分子物質(zhì)氨基酸是以怎樣的方式進(jìn)行連接的？蛋白質(zhì)分子的形成過(guò)程3.1氨基酸結(jié)合方式CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH肽鍵H2O特別提醒：尋找肽鍵的方法肽鍵3.1氨基酸結(jié)合方式脫水縮合CHCOOHR2HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNOH2OH2O3.1氨基酸結(jié)合方式肽鍵肽鍵三肽以此類推，多個(gè)氨基酸分子脫水縮合而成的含有多個(gè)肽鍵的化合物，叫多肽（通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，肽鏈）。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。3.1氨基酸結(jié)合方式氨基酸脫水縮合形成的多肽鏈，就是蛋白質(zhì)嗎？3.2蛋白質(zhì)的形成由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，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。3.2蛋白質(zhì)的形成肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)圖3-1肽鏈通過(guò)氫鍵盤曲折疊許多蛋白質(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。3.2蛋白質(zhì)的形成二硫鍵圖3-2某胰島素通過(guò)二硫鍵連接構(gòu)成蛋白質(zhì)的這些多肽鏈不呈直線，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，血紅蛋白是含四條多肽鏈的蛋白質(zhì)分子，含有574個(gè)氨基酸分子。3.2蛋白質(zhì)的形成圖3-3血紅蛋白分子空間結(jié)構(gòu)圖氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈1肽鏈進(jìn)行進(jìn)一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)3四條肽鏈聚集形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)4一條肽鏈的特定區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的盤曲、折疊2思考·討論圖3-4氨基酸形成血紅蛋白示意圖通過(guò)觀察分析上圖，思考討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，需用經(jīng)過(guò)哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸需要經(jīng)過(guò)怎樣的過(guò)程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體和食物食物中蛋白質(zhì)一樣嗎？思考·討論通過(guò)觀察分析上圖，思考討論以下問(wèn)題，展示學(xué)習(xí)成果：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(zhǎng)鏈，可以寫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）思考·討論思考·討論從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？氨基酸脫水縮合二肽三肽……多肽鏈蛋白質(zhì)的形成有哪些層次？一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子盤曲折疊C、HO、N等元素更復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)多條肽鏈思考·討論進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，需用經(jīng)過(guò)哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸需要經(jīng)過(guò)怎樣的過(guò)程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體和食物食物中蛋白質(zhì)一樣嗎？蛋白質(zhì)胃蛋白酶胰蛋白酶多肽腸肽酶氨基酸氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，要脫水縮合形成二肽、三肽、多肽，由多肽鏈盤曲折疊構(gòu)成人體的蛋白質(zhì)。不一樣，人體蛋白質(zhì)具有完成人體生命活動(dòng)的結(jié)構(gòu)和功能。思考·討論如果用21個(gè)不同的字母代表21種氨基酸，由10個(gè)氨基酸組成的十肽，能形成多少種？2110種十肽21212121212121212121若由100個(gè)氨基酸組成的多肽長(zhǎng)鏈，能形成多少種？1000個(gè)氨基酸能形成多少種多肽鏈呢？試著說(shuō)出蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因。21100種多肽鏈211000種多肽鏈212019181716121514133.3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量不同思考：如果用21個(gè)不同的字母代表21種氨基酸，由10個(gè)氨基酸組成的十肽，每種氨基酸只有一個(gè)，能形成多少種十肽？21×20×19×18…×12＝下圖所示是同一種二肽嗎？多肽鏈?zhǔn)怯许樞虻摹獜陌被说紧然?，?duì)于生物大分子而言，其順序是很重要的。3.3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性氨基酸的排列順序不同BBBBBBBBBB3.3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性組成蛋白質(zhì)氨基酸種類思考：如果只有A、B2種氨基酸，氨基酸A數(shù)量9個(gè)，B氨基酸數(shù)量1個(gè)，形成10個(gè)氨基酸的十肽，能形成多少種十肽？10種思考：如果只有1種氨基酸，能形成多少種十肽？1種3.3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性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(wàn)別氨基酸層面3.5蛋白質(zhì)功能多樣性每一種蛋白質(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(huì)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(yùn)輸氧的能力會(huì)大為削弱3.5蛋白質(zhì)功能多樣性人類許多疾病與人體細(xì)胞內(nèi)肽鏈的折疊錯(cuò)誤有關(guān)，如囊性纖維病、阿爾茨海默癥、帕金森病等與社會(huì)的聯(lián)系高溫使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散易被蛋白酶水解與社會(huì)的聯(lián)系蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)變性。變性因素：高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、酒精等。注意：變性不可逆，只是空間結(jié)構(gòu)改變，肽鍵一般不斷裂。注意：鹽析過(guò)程蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化，變化是可逆的。實(shí)例：在雞蛋清中加一些食鹽，會(huì)看到白色絮狀物，兌水稀釋后絮狀物消失。加入清水稀釋與社會(huì)的聯(lián)系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化嗎？蛋白質(zhì)在某些鹽（如氯化鈉、硫酸鈉等）的溶液中溶解度降低而析出的現(xiàn)象，稱為蛋白質(zhì)鹽析。降低鹽溶液濃度后，蛋白質(zhì)又會(huì)重新溶解。4課堂小結(jié)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)氨基酸多肽鏈中氨基酸排序多肽鏈有律的折疊盤曲多肽鏈進(jìn)一步地盤繞不同多肽鏈之間相連縮合主鏈空間結(jié)構(gòu)變性失去結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)催化運(yùn)輸破壞免疫如基本單位結(jié)構(gòu)通式生命活動(dòng)屬于聚焦1怎樣理解蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)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？蛋白質(zhì)是細(xì)胞的基本組成成分，具有參與組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、催化、運(yùn)輸、信息傳遞、防御等重要功能。細(xì)胞核中的遺傳信息，往往要表達(dá)成蛋白質(zhì)才能表現(xiàn)出該基因的性狀，從而對(duì)生物體起作用。可以說(shuō)，細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)。1怎樣理解蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者？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)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。

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）。

各種氨基酸的區(qū)別就在于R基的不同。COOHNH2RHC2氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？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(wàn)別氨基酸層面3為什么細(xì)胞中蛋白質(zhì)的種類如此多樣？4練習(xí)與應(yīng)用.

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)。（）4.1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3.下列物質(zhì)中，屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是（）4.1概念檢測(cè)AA.

4.下列物質(zhì)中，不屬于蛋白質(zhì)的是（

）A.胰島素B.膽固醇C.