【課件】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)期生物人教版必修1

第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)是細胞含量最多的有機化合物。(本章第一節(jié))基因→前體mRNA→成熟mRNA→蛋白質(zhì)。(施一公訪談)蛋白質(zhì)：目前已知結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最多。如何驗證這些物質(zhì)含有蛋白質(zhì)呢？

蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)。溫故知新【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(xué)變化才能被吸收？這對你認識蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？提示：因為組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。提示：這種手術(shù)縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收，初中學(xué)習(xí)過食物中的蛋白質(zhì)要分解為氨基酸才能被吸收，因此說蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分解為更小的分子。閱讀教材P28，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)信息傳遞免疫防御運輸催化1、許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。肌肉羽毛蛛絲頭發(fā)生物膜=pro+脂質(zhì)+糖類核糖體=rRNA+pro染色體=pro+DNA2、酶是一類生物催化劑，細胞中的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。蛋白質(zhì)胃蛋白酶氨基酸胃蛋白酶結(jié)晶3、有些蛋白質(zhì)具有運輸功能，如血紅蛋白(參與氧氣運輸)；細胞膜上的載體蛋白。血紅蛋白細胞膜上的載體蛋白4、有些蛋白質(zhì)能夠起到信息傳遞，調(diào)節(jié)機體的生命活動的作用,比如胰島素、生長激素等。（性激素是固醇）胰島胰島素圖示細胞1：胰島A細胞→分泌“胰高血糖素”細胞2：胰島B細胞→分泌“胰島素”5、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?？贵w1、結(jié)構(gòu)蛋白：細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，如肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等，構(gòu)成核糖體、染色體等。2、催化：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、轉(zhuǎn)氨酶、呼吸酶等。3、運輸：如血紅蛋白運輸氧氣，細胞膜生協(xié)助物質(zhì)跨膜的載體。4、信息傳遞(調(diào)節(jié))：如胰島素、生長激素等。5、防御(免疫)：如抗體(免疫球蛋白)。可以說，細胞的各項生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。一、蛋白質(zhì)的功能小試牛刀酶酶蛋白質(zhì)大分子物質(zhì)肽酶由多個氨基酸分子縮合成的物質(zhì)氨基酸組成蛋白質(zhì)的基本單位思考:

食物中的蛋白質(zhì)能被人體直接吸收嗎？人體內(nèi)有數(shù)萬種不同的蛋白質(zhì)。據(jù)估計，生物界的蛋白質(zhì)種類多達1010~1012種。為什么蛋白質(zhì)能有這么多的種類和這么多樣的功能？這與它的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)嗎？1、氨基酸的種類：21種2、氨基酸的分類(人體)必需氨基酸(8種)：人體細胞不能合成，必須從外界環(huán)境中獲取。非必須氨基酸(13種)：人體細胞能夠合成。3、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式[苯丙～、蛋(甲硫)～、賴～、蘇～、色～、亮～、異亮～、纈～]記憶：笨蛋來宿舍，亮一亮鞋思考：糖類充足時可轉(zhuǎn)化為脂肪和某些氨基酸的某些指什么？二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸【思考·討論】1、下列四種氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么共同特點？2、“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？CHH2NHCOOH甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3纈氨酸CHH2NCOOHCH3CHH2NCHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸丙氨酸氨基羧基側(cè)鏈基團試一試,能不能推導(dǎo)出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式？HCRHNCOOHH側(cè)鏈基團氨基羧基★★氨基酸的結(jié)構(gòu)特點：每種氨基酸至少有一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。這個碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團。酸氨基CHHHHCOOHNH2HR驗證驗證4、氨基酸的元素組成：一定含C、H、O、N，有的含有S。N：主要在氨基，部分在R基；S：在R基上。谷氨酸的R基為－C3H5O2，在一個谷氨酸分子中，C和O的原子數(shù)分別是（）

A.4,4個B.5,5個 C.5，4個 D.4,5個C3H5O2CCHNH2COOHCH2SH①CHH2NCOOHCH2SH②CHH2NCOOHCH2OH④③CH2—CH2—COOH

H2N—C—COOH│HCHH2NHCH2COOH⑤CH2—CH2—CH2—CH2—NH2

│H—C—COOH│NH2

⑥（1）以上屬于氨基酸的是_________（2）如果是氨基酸，則它們的R基分別是:___________②③④⑥⑦找出生物體中氨基酸，分析它們的R基5、常見化學(xué)基團(官能團)氨基：-NH2羧基：-COOH羥基：-OH醛基：-CHO強調(diào)：①基團的空白化學(xué)鍵用“-”表示，不能省略。②H可以“-”連接CON，也可直接寫在后面。③C4個鍵、O2個鍵、N3個鍵、H1個鍵。④“R”讀成“R基”，但只能寫“R”。官能團：決定有機化合物的化學(xué)性質(zhì)的原子或原子團1.氨基酸如何形成蛋白質(zhì)？2.從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH2OH脫水縮合肽鍵脫水縮合:一個氨基酸分子的羧基(━COOH)脫去羥基（━OH）和另一個氨基酸分子的氨基(━NH2)脫去（

━H），形成一分子水，形成肽鍵將兩個氨基酸連接起來，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。（三肽）……..（四肽）（多肽）-CNH2HR1-C-OHO--=+-CNHR2-C-OHO--=--HH-CNHR3-C-OHO--=--HH+-CNH2HR1-C-O--=-CNHR2-C-O--=-H-CNHR3-C-OHO--=-H+2H2O1肽的名稱確定：由幾個氨基酸構(gòu)成，就稱為幾肽2H2O中各元素的來源：H來自于__________，O來自于_____氨基和羧基羧基甘氨酸丙氨酸半胱氨酸HCH3CH2SH三個不同種氨基酸可形成多少種三肽？體內(nèi)21種常見氨基酸，能形成多少種三肽？若21種氨基酸組成含1000個氨基酸的大分子蛋白質(zhì)，有多少種可能？

213211000蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：氨基酸數(shù)目不同，肽鏈結(jié)構(gòu)不同氨基酸種類不同，肽鏈結(jié)構(gòu)不同氨基酸排列順序不同，肽鏈結(jié)構(gòu)不同CH3CHCOOHNHHCHNHHCH2SHCOHO氨基酸之間僅僅只能依靠肽鍵連接嗎？還有沒有其它作用力？多肽鏈中不相鄰的氨基酸之間常常會規(guī)則性的形成氫鍵，進行有規(guī)律的盤曲，折疊。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：氫鍵，二硫鍵等有些蛋白質(zhì)含有多條多肽鏈，通過二硫鍵維系在一起。二硫鍵是兩個半胱氨酸經(jīng)過脫氫，在兩個硫原子之間形成的化學(xué)鍵。SHSHSS肽鏈肽鏈SH巰基氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈1一條肽鏈的特定區(qū)域進行有規(guī)律的盤曲、折疊2肽鏈進行進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氨基酸二肽蛋白質(zhì)三肽多肽......→→→氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序多樣肽鏈盤曲、折疊形成的空間結(jié)構(gòu)多樣氨基酸個數(shù)、肽鍵數(shù)以及產(chǎn)生水分子數(shù)的關(guān)系1、2個氨基酸脫水縮合,脫水___個，形成___個肽鍵，形成的化合物叫_____。112、3個氨基酸脫水縮合,脫水___個，形成___個肽鍵，形成的化合物叫_____。3、N個氨基酸脫水縮合形成一條肽鏈，脫水_____個，形成肽鍵______個，形成的化合物叫_____。4、N個氨基酸脫水縮合形成2條肽鏈，脫水_____個，形成肽鍵______個。5、N個氨基酸脫水縮合形成M條肽鏈，脫水________個，形成肽鍵________個。22多肽N-1二肽三肽N-1N-2N-2N-MN-M肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)異常單個氨基酸改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常紅細胞形態(tài)異常鐮刀型細胞

貧血癥蛋白質(zhì)的功能空間結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)游離氨基、羧基的計算一條多肽鏈中至少含有

個氨基，

個羧基。其他的氨基和羧基來自n

條多肽鏈中至少含有

個氨基，

個羧基。其他的氨基和羧基來自11R基nnR基至少含有氨（羧）基數(shù)=肽鏈數(shù)游離氨（羧）基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中氨（羧）基數(shù)CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCOOHR6多肽鏈形成蛋白質(zhì)肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－1脫去的水分子數(shù)

=H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O公式：脫去水分子數(shù)

=

肽鍵數(shù)

=

氨基酸數(shù)

-

肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)－2脫去的水分子數(shù)

=多肽鏈形成蛋白質(zhì)H2NCOOH游離羧基數(shù)=1游離氨基數(shù)=H2NH2NCOOHCOOH游離羧基數(shù)=2游離氨基數(shù)=R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10公式：蛋白質(zhì)中至少含有的游離的氨基或羧基數(shù)

=

肽鏈的條數(shù)公式：蛋白質(zhì)中含有游離氨基/羧基數(shù)=肽鏈的條數(shù)+R基中游離氨/羧基環(huán)狀多肽形成蛋白質(zhì)公式：脫去水分子數(shù)

=

肽鍵數(shù)

=

氨基酸數(shù)公式：蛋白質(zhì)中至少含有的游離的氨基或羧基數(shù)=0公式：蛋白質(zhì)中含有游離氨基/羧基數(shù)

=

R基中游離氨/羧基肽鏈數(shù)氨基酸平均相對分子質(zhì)量氨基酸數(shù)目肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)目多肽的相對分子質(zhì)量氨基數(shù)目羧基數(shù)目1an至少個man至少個環(huán)狀多肽an至少個n-1n-1na-18(n-1)1n-mn-mnnna-18(n-m)na-18nm03、蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量計算纈氨酸CHCH3CH3H2N—C—C—OHHOH2N—C—C—OHHOH甘氨酸例：已知甘氨酸、纈氨酸的分子質(zhì)量分別是75與117。由一個甘氨酸和一個纈氨酸形成的二肽的相對分子質(zhì)量是多少？你是如何計算出來的？17475+117=192192-18=174全世界每年有成百上千人由于誤吃毒蘑菇而死亡，鵝膏草堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環(huán)狀八肽。若以20種氨基酸的平均分子量為128來計算，則鵝膏草堿的相對分子質(zhì)量大約是（

）

A、1024

B、898

C、880

D、862解析：鵝膏草堿是一種環(huán)狀八肽，在形成時比同氨基酸數(shù)的鏈狀肽多脫掉一分子水。因此，其分子量為：8×128-8×18=880.答案：C公式：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)×18-二硫鍵數(shù)×2圖2-1某胰島素通過二硫鍵連接蛋白質(zhì)中存在二硫鍵S二硫鍵HHH2SN原子數(shù)=各氨基酸中的N原子總數(shù)=氨基酸數(shù)+R基上的N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7O原子數(shù)=各氨基酸中O原子總數(shù)－脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)×2+R基上的O原子數(shù)=氨基酸數(shù)×2+R基上的C原子數(shù)C原子數(shù)=氨基酸中的C原子數(shù)H原子數(shù)=各氨基酸中的H總數(shù)－脫水?dāng)?shù)×2－2×二硫鍵數(shù)知識拓展：1、蛋白質(zhì)的鹽析（可恢復(fù)）加入某種無機鹽，是使物質(zhì)溶解度降低而析出的過程。2、蛋白質(zhì)的變性高溫X射線超聲波①物理因素②化學(xué)因素重金屬鹽、強酸、強堿破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，但不破壞________，因此依然能用____________檢測。肽鍵雙縮脲試劑知識拓展：3、蛋白質(zhì)的水解需要多種酶協(xié)同作用才能使蛋白質(zhì)完全水解4、糖尿病病人只能注射而不能口服胰島素因為胰島素是一種蛋白質(zhì)，口服會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。肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽或氨基酸

血紅蛋白分子中含574個氨基酸，4條肽鏈，在形成此蛋白質(zhì)分子時，脫下的水分子數(shù)和形成的肽鍵的數(shù)目分別是（）

A．573和573 B．573和570

C．570和573 D．570和570免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖，其中-s-s-為二硫鍵。若該IgG由m個氨基酸構(gòu)成，則該IgG的肽鍵數(shù)和脫去部分的相對分子質(zhì)量為（）A、m個；18（m-4）+6B、m+1個；18（m-4）