【公開課】生命活動的主要承擔著蛋白質課件高一上學期生物人教版（2019）必修1

第2節(jié)生命活動的主要承擔者---蛋白質2023/10/6Biology2015年中國重大科學研究成果施一公教授的這項“突破性”科學成果是什么呢？為什么同行專家給予這么高的評價呢？2015年中國重大科學研究成果《3.6埃的酵母剪接體結構》（StructureofaYeastSpliceosomeat3.6AngstromResolution）和《前體信使RNA剪接的結構基礎》（StructuralBasisofPre-mRNASplicing）生命活動的主要承擔者——蛋白質！問題探討討論:

1．你能夠說出多少種富含蛋白質的食品？

2．食物中的蛋白質能否被人體直接吸收呢?要分解成各種氨基酸才被人體吸收蛋白質的基本單位---氨基酸食物中蛋白質氨基酸消化吸收組織細胞中氨基酸合成人體內蛋白質

我們吃富含蛋白質的食物，食物中的蛋白質能被直接吸收到人體作為人體內的蛋白質來行使生活活動的功能嗎？化學分子式原子個數(shù)相對分子量水H2O318葡萄糖C6H12O624180牛胰島素C254H377N65O75S67775700血紅蛋白C3032H4816O872N780S8Fe4951264500蛋白質的元素組成：主要由C、H、O、N四種元素組成（有的還含有P、S、Fe)蛋白質是生物大分子:相對分子質量幾千-100萬以上7組成蛋白質的基本單位——氨基酸【探究】氨基酸的結構通式（P20思考與討論）CHH2NHCOOH甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸CHH2NCOOHCH3丙氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3纈氨酸CHH2NHCOOH甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3纈氨酸CHH2NCOOHCH3CHH2NCHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸丙氨酸氨基羧基R基氨基酸結構通式CHCOHO羧基NHH氨基R側鏈基團側鏈基團決定氨基酸的種類或HHROC—OHH—N—C—HRH2N—C—COOH氨基:

—NH2羧基:

—COOH側鏈基團：—

R【探究】氨基酸的結構通式一個中心、三個基本點、一個可變點氨基酸及其種類構成蛋白質的天然氨基酸有20種甘氨酸半胱氨酸賴氨酸

天冬氨酸1、這些氨基酸的結構具有什么共同特點？3、“氨基酸”這一名詞與其分子結構有對應關系？

每種氨基酸分子至少都有一個氨基，一個羧基，并且都連接在同一個C原子上。

R基不同，決定氨基酸種類的不同。2、不同的氨基酸分子的區(qū)別在哪兒？“氨基酸”代表了氨基酸分子結構中主要的部分-----氨基和羧基.羧基氨基側鏈基團氨基酸分子通式每個氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基賴氨酸

天冬氨酸觀察天冬氨酸和賴氨酸的結構，分析為什么說每個氨基酸“至少”含有一個氨基和一個羧基？可以看到，天冬氨酸的R基中含有羧基，賴氨酸的R基中含有氨基，因此氨基酸的R基中也可能含有氨基或羧基，所以說每個氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基。谷氨酸判斷下列分子是不是氨基酸？如果是的話，R基是什么？CCOOHCH3HOOCHCNH2CH3H2NHCHHOOCHCH2NH2CNH2HOOCHCH2NH2CHNH2HOOCCHNH2HOOC12345無氨基無羧基氨基和羧基不在同個碳原子上氨基酸結構特點各種氨基酸共有的元素是

，其中半胱氨酸還含有

元素。由此推知,蛋白質的結構中，一定含有

四種元素，可能含有

元素,還可能含有

等微量元素，如血紅蛋白。觀察各種氨基酸的分子結構會發(fā)現(xiàn)：每種氨基酸分子至少都含有一個

(-NH2)和一個

(-COOH)，并且都有一個

和一個

連接在

個碳原子上。這個碳原子還連接一個

H和一個側鏈基團，這個側鏈基團用

表示。各種氨基酸之間的區(qū)別在于

的不同。C、H、O、NSC、H、O、NS、PFe氨基羧基氨基羧基同一RR基必需氨基酸人體細胞不能合成，必須從外界環(huán)境中直接獲取的氨基酸成人有8種，嬰兒有9種（多一種是組氨酸）成人8種必需氨基酸是：

甲硫氨酸（蛋氨酸），纈氨酸，賴氨酸，異亮氨酸，苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，蘇氨酸記憶口訣：甲攜來一本亮色書氨基酸如何形成結構復雜的蛋白質呢？水H2O氨基酸的結合方式——脫水縮合CHCOHONHHR1HNHOHOCCHR2脫去的水分子必須是由一個氨基酸的____基提供—OH，由另一個氨基酸的____基提供—H羧氨水H2O氨基酸的結合方式——脫水縮合CHCONHHR1NHOHOCCHR2HCHCOHONHR3二肽三肽肽：氨基酸脫水縮合所形成的化合物。肽以組成的氨基酸數(shù)來命名，如含有7個氨基酸的多肽稱為七肽。肽鏈：多肽所呈的鏈狀結構氨基酸的結合方式——脫水縮合該反應過程具有以下特點：(1)

基團未參與反應。一個氨基酸分子的

和另一個氨基酸分子的

相連接，同時脫去一分子

，這種結合方式，叫做脫水縮合。羧基（-COOH）氨基（-NH2）水RCR1COHH2NCR2COOHHHN(2)第一個氨基酸分子的

(基團)脫去

，第二個氨基酸分子的

(基團)脫去

，兩氨基酸的脫去部分結合形成

。兩個氨基酸之間新形成的化學鍵稱作

，可表示為

。新形成的化合物叫做

。(3)若不考慮R基團，該二肽分子中還含有

個游離的氨基和__個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端。羥基（-OH）氨基H水肽鍵-NH-CO-二肽11羧基

—CH2NHH—C—ON—H

C—CH3HCOOH—C—ON—H

C—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②④⑥⑤⑦⑧③（1）該化合物中，①表示_____⑦表示______③表示_____；（2）該化合物由____個氨基酸通過____________反應，失去____個水分子形成的，有氨基___個，有羧基__個，含有____個肽鍵。（3）該化合物稱為_________氨基羧基肽鍵22多肽（四肽）4脫水縮合33【趁熱打鐵】【拓展1】氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水數(shù)的關系氨基酸肽鍵氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈條數(shù)211141333122脫水數(shù)…n1n-1n-1n個氨基酸脫水縮合形成一條肽鏈，脫水

個，形成

個肽鍵，形成的化合物叫

.n肽n-1n-1【拓展1】氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水數(shù)的計算氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈條數(shù)422262445233脫水數(shù)…n2n-2n-2氨基酸肽鍵肽鍵數(shù)=脫水數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)n1條肽鏈n-1n-1n2條肽鏈n-2n-2脫水數(shù)nm條肽鏈n-mn-m…..…..…..…..【拓展1】氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水數(shù)的計算n個氨基酸脫水縮合形成m條肽鏈，脫水

個，形成

個肽鍵,至少含有

個游離的氨基，

個游離的羧基。n-mn-mmm脫去的水分子數(shù)=脫去的水分子數(shù)=

–

氨基酸分子數(shù)=

氨基酸分子數(shù)=肽鍵數(shù)氨基酸分子數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)脫去的水分子數(shù)+肽鏈數(shù)關于脫水縮合的計算規(guī)律【拓展2】多肽相對分子質量的計算=nxa-(n–m）x18多肽相對分子質量氨基酸數(shù)氨基酸平均分子量肽鏈數(shù)脫水數(shù)已知多肽含有n個氨基酸，m條肽鏈，氨基酸的平均分子量為a，則該多肽的相對分子質量為：思考1、100個氨基酸形成的1條肽鏈，至少含有多少個氨基，至少含有多少個羧基呢？思考2、100個氨基酸形成的2條肽鏈，至少含有多少個氨基，至少含有多少個羧基呢？CR1COHH2NCR2COOHHHNCOCR3HHN在一個蛋白質中至少含有的游離氨基（或者游離羧基）數(shù)＝肽鏈數(shù)。二硫鍵HCCH2COHONHHSHCCH2COHONHHSHH半胱氨酸部分氨基酸形成蛋白質的過程中，要形成二硫鍵“—S—S—”，它是由2個“—SH”脫氫形成的。如果計算分子量題目要求考慮二硫鍵，注意每個二硫鍵形成時，分子量減少2。肽鏈相關計算小結已知形成肽鏈的氨基酸數(shù)為n，肽鏈數(shù)為m，氨基酸的平均相對分子量為a，則：肽鍵數(shù)n－m脫去的水分子數(shù)n－m蛋白質平均分子量na－18(n－m)游離的氨基數(shù)≥m游離的羧基數(shù)≥mN原子數(shù)≥nO原子數(shù)≥n＋m動動腦氨基酸二肽三肽多肽肽鏈具有復雜空間結構的蛋白質脫水縮合盤曲折疊蛋白質的形成過程結合課本P21圖示，嘗試概括蛋白質形成的過程。多肽與蛋白質的區(qū)別多肽中氨基酸數(shù)較蛋白質少，一般少于50個，而蛋白質大多由100個以上氨基酸數(shù)組成多肽一般沒有嚴密并相對穩(wěn)定的空間結構，即其空間結構比較易變具有可塑性，而蛋白質分子則具有相對嚴密、比較穩(wěn)定的空間結構，這也是蛋白質發(fā)揮生理功能的基礎多肽僅是多個氨基酸的集合體，蛋白質還結合其他物質（如Fe）一般多肽無生物活性，蛋白質有生物活性鹽析在雞蛋清中加入一些食鹽，就會看到白色的絮狀物兌水稀釋后，你會發(fā)現(xiàn)絮狀物消失——在食鹽的作用下析出的蛋白質鹽析是可逆的——蛋白質的結構沒有發(fā)生變化【拓展】蛋白質的性質（P23）變性熟雞蛋更容易消化高溫使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。（不發(fā)生肽鍵斷裂）變性后，蛋白質無法恢復原來的狀態(tài)變性是不可逆的【拓展】蛋白質的性質【拓展】蛋白質的性質（一）蛋白質變性過程中發(fā)生的變化不發(fā)生肽鍵斷裂，主要發(fā)生空間結構的變化（二）蛋白質變性的因素1、重金屬鹽（汞鹽、銀鹽）2、酸、堿、乙醇、尿素3、高溫4、X射線、紫外線（三）蛋白質變性的結果導致其理化性質的改變和生物活性的喪失?！就卣埂康鞍踪|的性質（四）蛋白質變性的應用1、加熱或用乙醇處理可使細菌蛋白質變性而死亡，從而達到滅菌的目的；2、為防止生物制品（如疫苗、抗毒血清等）變性，應將它們保存在適宜的環(huán)境中。生物界中的蛋白質高達1010～1012種，20種氨基酸是如何形成如此種類豐富的蛋白質的呢？蛋白質結構與功能的多樣性歸納蛋白質結構多樣性的原因下圖中“□”或者“○”代表不同的氨基酸，請閱讀教材P23第一段內容，分析各圖代表的含義，歸納蛋白質結構多樣性的原因。

-

-

-

-

-

-

-

-

-

◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎氨基酸

不同,構成的肽鏈不同氨基酸

不同，構成的肽鏈不同

-

-

-

-

-

-

-

-

氨基酸

不同，構成的肽鏈不同肽鏈

不同，構成的蛋白質不同種類數(shù)目排列順序空間結構

-

-◎-◎-

-

-◎-◎◎-◎-

-

-◎-

-

-◎【探究】蛋白質的結構多樣性的原因CHCONHHR1NHOHOCCH

R2CHCONHH

R2NHOHOCCH

R1R1基團與氨基連在一個中心碳原子上R2基團與氨基連在一個中心碳原子上【拓展3】下圖中的二肽相同嗎？甘-丙和丙-甘是兩種不同的二肽【拓展】氨基酸的排列與多肽種類的計算假若有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分為如下兩種情形分析：(1)每種氨基酸都無限的情況下，可形成二肽的種類為

種，可形成三肽的種類為

種。(2)每種氨基酸只有一個的情況下，形成二肽的種類為

種，形成三肽的種類為

種。（1）二肽：AA,AB,AC,BA,BB,BC,CA,CB,CC三肽：AAA,AAB,AAC,ABA,ABB,ABC,ACA,ACB,ACC,BAA,BAB,BAC,BBA,BBB,BBC,BCA,BCB,BCC,CAA,CAB,CAC,CBA,CBB,CBC,CCA,CCB,CCC92766蛋白質的功能——結構物質蛋白質的功能——結構物質羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是蛋白質。這說明：有些蛋白質是構成細胞和生物體的重要物質，稱為結構蛋白。蛋白質的功能——催化作用細胞內的化學反應離不開酶的催化。絕大多數(shù)酶都是蛋白質。這說明：有些蛋白質具有催化作用。淀粉酶的三維結構蛋白質的功能——運輸載體紅細胞內的血紅蛋白(如圖)具有運輸氧的功能。這說明：有些蛋白質具有運輸載體的功能。蛋白質的功能——信息傳遞和調節(jié)動物體的內分泌細胞能分泌激素，如胰島素(圖中央淺色區(qū)域的部分細胞分泌胰島素)，大多數(shù)激素屬于蛋白質，它們通過向靶細胞傳達信息，起到調節(jié)機體生命活動的作用。這說明：有些蛋白質具有信息傳遞和調節(jié)功能。蛋白質的功能——免疫人體內的抗體(如圖)是蛋白質?？贵w是活躍在血液中的一支“突擊隊”，具有保衛(wèi)機體免受細菌和病毒的侵害，提高機體抵抗力的作用。這說明：有些蛋白質具有免疫作用。小結歸納本節(jié)小結序號功能舉例1結構物質肌肉、頭發(fā)2催化酶3運輸血紅蛋白4調節(jié)激素5免疫抗體蛋白質功能的多樣性決定蛋白質結構的多樣性氨基酸的種類氨基酸的數(shù)量氨基酸的排列順序肽鏈的空間結構課堂檢測1、（2013·江蘇卷）下面關于蛋白質分子結構與功能的敘述，錯誤的是（）A.不同蛋白質含有的氨基酸數(shù)量不盡相同B.有些結構不同的蛋白具有相似的功能C.組成蛋白質的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合D.組成蛋白質的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合D課堂檢測2、（2015·福建卷）人體內含有多種多樣的蛋白質，每種蛋白質（）都含有20種氨基酸 都是在細胞內發(fā)揮作用C.都具有一定的空間結構 D.都能催化生物化學反應C課堂檢測3、（2013·上海卷）某蛋白質由124個氨基酸組成，其中有8個—SH，在肽鏈形成如圖空間結構時，生成4個二硫鍵（—S—S—），若氨基酸的平均分子量為125，則該蛋白質的分子量約為（）13278

13286C.13294

D.15500A-S-S--S-S--S-S--S—S-課堂檢測4、人體的肌肉主要由蛋白質組成。同樣是肌肉，心肌具有自動收縮的特性，平滑肌有較強的舒張性，骨骼肌能夠強有力的收縮，這些區(qū)別說明構成他們的蛋白質有區(qū)別,這些區(qū)別可能是(

)A．所含氨基酸的數(shù)目不同B．所含氨基酸的種類不同C．所含氨基酸的排列順序不同D．所含氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結構不同D課堂檢測5、下列物質中有的是構成蛋白質的氨基酸，有的不是，以下所有的氨基酸分子中，經縮合反應形成的物質可能是(

)①NH2—CH2—COOH

②NH2—CH2—CH2OH③NH2—CH(COOH)—(CH2)2—COOH④NH2—CH2—CH2—COOHA．二肽 B．三肽

C．四肽 D．蛋白質A6、谷氨酸的Ｒ基為Ｃ３Ｈ５Ｏ２，一分子谷氨酸含有的Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ原子數(shù)依次是（）Ａ.５、９、４、１Ｂ