蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修一

第4節(jié)

蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者第1課時

人教版（2019）

必修1《分子與細胞》蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)重要的有機物蛋白質(zhì)是細胞中含量最高的有機物，是生物體內(nèi)重要的營養(yǎng)物質(zhì)。組成生物體的常見蛋白質(zhì)有哪些？蛋白質(zhì)承擔(dān)著怎樣的功能呢？情境探討

張小明同學(xué)早上起床后梳理好頭發(fā)，拿起啞鈴鍛煉肌肉。鍛煉后去食堂吃早餐，飯后半小時體檢血糖暫時升高。回到教室后，同桌感冒了但是張小明同學(xué)安然無恙。張小明同學(xué)的上午以上情境中哪里可以體現(xiàn)蛋白質(zhì)功能？情境1

張小明同學(xué)早上起床后梳理好頭發(fā)，拿起啞鈴鍛煉肌肉。鍛煉后去食堂吃了早餐，飯后半小時體檢血糖暫時升高?；氐浇淌液?，同桌感冒了但是張小明同學(xué)安然無恙。張小明同學(xué)的上午在校生活情境整理頭發(fā)，鍛煉肌肉吃早餐，消化吸收血糖升高又回到正常同學(xué)感冒，自身健康相關(guān)蛋白質(zhì)頭發(fā)、肌肉酶載體蛋白蛋白質(zhì)類激素抗體蛋白質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)蛋白催化功能，運輸功能調(diào)節(jié)功能免疫功能生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)1.蛋白質(zhì)的功能1.蛋白質(zhì)的功能

P28如肌肉的收縮與舒張是靠肌細胞中由細絲狀蛋白質(zhì)組成的肌絲間的滑動實現(xiàn)的等；頭發(fā)、蛛絲、羽毛等成分主要是蛋白質(zhì)。①構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)②催化生理生化反應(yīng)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，能與底物特異性結(jié)合，專一地催化某反應(yīng)。胃蛋白酶結(jié)晶淀粉麥芽糖葡萄糖唾液淀粉酶胰、腸淀粉酶胰麥芽糖酶腸麥芽糖酶③物質(zhì)運輸如紅細胞運輸氧氣以血紅蛋白特定的空間結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化為基礎(chǔ)；部分物質(zhì)跨膜運輸時需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助。④調(diào)節(jié)機體生命活動（信息傳遞）如細胞間傳遞信息的調(diào)節(jié)蛋白，通過蛋白質(zhì)間的特異性結(jié)合，實現(xiàn)信息的精準(zhǔn)傳遞；胰島分泌胰島素調(diào)節(jié)機體血糖水平等。⑤免疫防御抗原抗體可變區(qū)抗原抗體抗體通過與抗原特異性結(jié)合，實現(xiàn)免疫防御功能。組成細胞結(jié)構(gòu)催化

運輸

信息傳遞免疫防御每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者Q：為什么蛋白質(zhì)有不同的功能？結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)Q：蛋白質(zhì)有怎樣的基本結(jié)構(gòu)？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

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。討論：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？

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)該可以分為更小的分子。與組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸情境22.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點CHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHOCH3CH3纈氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2半胱氨酸1.構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點？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？討論SH每個氨基酸分子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。（P29底部）CHCHOHO甘氨酸H2NCHCH2NOHOCH3CH3纈氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2半胱氨酸構(gòu)成生物體的氨基酸的基本元素有：C、H、O、N，有的還有SSHCHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHOCH3CH3纈氨酸CHCH2NOHOCH3丙氨酸CHCH2NOHOCH2半胱氨酸氨基酸結(jié)構(gòu)通式CRCOOHH2NH側(cè)鏈基團氨基羧基各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同SHCCOOHHH2NRRHH2NCOOHC側(cè)鏈基團氨基羧基CHHHHCOOHNH2HRCRHCOOHH2N一個中心，三個基本點—NH2(氨基)—COOH(羧基)—R(側(cè)鏈基團)1.根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，分析組成蛋白質(zhì)的元素有哪些？提示至少含有C、H、O、N四種元素。2.組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都有一個氨基和一個羧基，“至少”的涵義是什么？如果氨基酸分子中不止一個氨基和一個羧基，其他的氨基和羧基又位于什么位置？提示氨基酸分子中的氨基和羧基的數(shù)目至少各1個，也可以是幾個。其他的氨基和羧基位于R基上。思維激活特別提醒氨基、羧基、R基的正確書寫格式分別為：—NH2、—COOH、—R(千萬不要忘記原子團前要有短線“—”)下列哪個是構(gòu)成生物體的氨基酸？并標(biāo)出其R基。方法：“一查”：是否有氨基和羧基；“二看”：是否有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。注意：只有兩者同時具備才是組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸3.氨基酸的種類

請同學(xué)們閱讀“與社會的聯(lián)系”，談?wù)勈裁词潜匦璋被?，什么是非必需氨基酸？非必需氨基酸：人體細胞能夠合成的氨基酸，有13種。分類依據(jù)：R基不同必需氨基酸：人體細胞所不能合成的，必需從外界環(huán)境中直接獲取的氨基酸，成年人共有8種，嬰兒9種（多一種組氨酸）。苯丙氨酸、甲硫（蛋）氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸笨蛋來宿舍晾一晾鞋構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸共21種P30氨基酸：21種蛋白質(zhì)：1010～1012蛋白質(zhì)是以氨基酸為基本單位構(gòu)成的生物大分子。？想一想：氨基酸怎樣構(gòu)成蛋白質(zhì)呢？4.氨基酸的結(jié)合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH脫水縮合二肽肽鍵4.氨基酸的結(jié)合方式肽鍵CHCOOHR2HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNO二肽H2O

以此類推，由多個氨基酸分子縮合而成的含有多個肽鍵的化合物，叫多肽（鏈狀）肽鍵三肽5.氨基酸組成蛋白質(zhì)的過程由氨基酸形成血紅蛋白的示意圖氨基酸脫水縮合肽鏈(一條或多條)

盤曲折疊蛋白質(zhì)肽鏈盤曲、折疊，形成蛋白質(zhì)

由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，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。

許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵如二硫鍵相互結(jié)合在一起。二硫鍵2條肽鏈—SH—SH+—S—S—+—2H5.氨基酸組成蛋白質(zhì)的過程Q2.進入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸進入人體細胞后，需經(jīng)過怎樣的過程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體中的蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會一樣嗎？食物蛋白胃、胰、腸蛋白酶多肽腸肽酶氨基酸吸收合成人體的蛋白質(zhì)人體內(nèi)氨基酸蛋白質(zhì)水解：氨基酸水解酶蛋白質(zhì)初步水解多肽腸肽酶徹底水解思考與討論

Q3.如果用21個不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由10個氨基酸組成的長鏈，可以寫出多少條互不相同的長鏈?試著說出蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因(提示:一個蛋白質(zhì)分子往往含有成百上千個氨基酸)。2110由n個氨基酸所構(gòu)成的肽鏈的種類數(shù)是21n種思考與討論6.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因構(gòu)成肽鏈的氨基酸種類不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；構(gòu)成肽鏈的氨基酸數(shù)目不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；構(gòu)成肽鏈的氨基酸排列順序不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；多肽鏈形成后，往往要盤曲、折疊形成不同的空間結(jié)構(gòu)。

如果以代表不同的氨基酸，則下列幾種情況由氨基酸構(gòu)成的肽鏈?zhǔn)欠裣嗤坎⒄f明理由。6.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性：①氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同②肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)多樣功能多樣種類繁多正常如：鐮刀形貧血癥：谷氨酸纈氨酸異常兩面凹的圓盤狀鐮刀狀每一種蛋白質(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。P317.蛋白質(zhì)變性、水解與鹽析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能多種多樣，若結(jié)構(gòu)被破壞，會影響蛋白質(zhì)行使相應(yīng)功能。蛋白質(zhì)變性就是蛋白質(zhì)分子在物理或化學(xué)因素的影響下，原有的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而造成蛋白質(zhì)分子原有的理化性質(zhì)和生物活性的改變。（空間結(jié)構(gòu)變得松散，功能部分或全部喪失，但肽鍵并未斷裂，仍能發(fā)生紫色反應(yīng)）(P32)

強酸、強堿、重金屬離子、酒精、劇烈攪拌、加熱（70-100℃）、紫外線等都會使蛋白質(zhì)變性。超凈工作臺7.蛋白質(zhì)變性、水解與鹽析蛋白質(zhì)水解完全水解（徹底水解）部分水解（不完全水解）水解產(chǎn)物：各種氨基酸混合物水解產(chǎn)物：大小不等的肽段與氨基酸蛋白質(zhì)鹽析:蛋白質(zhì)水溶液中加入中性鹽如NaCl等，隨著鹽濃度增大而使蛋白質(zhì)沉淀出來的現(xiàn)象。加水稀釋后，蛋白質(zhì)又能重新溶解。（蛋白質(zhì)不失活，肽鍵未斷裂，功能可恢復(fù)）部分或全部肽鍵斷裂，結(jié)構(gòu)功能被破壞水解＋組成元素C、H、O、N（S）等導(dǎo)致氨基酸種類：21種必需氨基酸：8種非必需氨基酸：13種結(jié)構(gòu)通式：CHCH2NOHOR特點：至少有一個－NH2和一個－COOH連在同一個C原子上脫水縮合多肽組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同氨基酸的數(shù)目不同氨基酸排列順序不同多肽的空間結(jié)構(gòu)不同折疊盤旋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性功能多樣性構(gòu)成生物體，如結(jié)構(gòu)蛋白運輸作用，如血紅蛋白催化作用，如酶調(diào)節(jié)作用，如胰島素免疫作用，如抗體組成導(dǎo)致課堂小結(jié)2.4蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者

（第2課時）

RCHCOH2NOH氨基羧基側(cè)鏈基團氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH脫水縮合：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，這種結(jié)合叫作脫水縮合。脫下的水中，O來自—COOH，H來自—COOH和—NH2。氨基酸1氨基酸21、氨基酸脫水縮合形成肽鏈CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二肽二肽：由兩個氨基酸縮合而成的化合物肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學(xué)鍵肽鍵+氨基酸1氨基酸2有

個肽鍵，脫下

分子水11NHCO肽平面（肽鍵）CONH肽鍵數(shù)=脫下水分子數(shù)1、氨基酸脫水縮合形成肽鏈有關(guān)蛋白質(zhì)的計算公式1：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)（鏈狀）

氨基酸

肽鍵氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)－==256311822656－==－==1、求蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)？氨基酸數(shù)？有關(guān)蛋白質(zhì)的計算公式1：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)（環(huán)狀）1、求蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)？氨基酸數(shù)？

氨基酸

肽鍵氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)55311335====變式：氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)（鏈狀）

氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)（環(huán)狀）公式1：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)（鏈狀）肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)（環(huán)狀）1、求蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)？氨基酸數(shù)？練習(xí)1：胰島素分子有A、B兩條肽鏈，A鏈有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸，胰島素分子中肽鍵的數(shù)目是

。練習(xí)2：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)和形成的肽鍵數(shù)目分別是

。49570、570課本Ｐ32拓展應(yīng)用#2有關(guān)蛋白質(zhì)的計算2、求蛋白質(zhì)中的游離氨基(-NH2/H2N-)和羧基(-COOH/HOOC-)數(shù)目？①已知蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，直接數(shù)②求蛋白質(zhì)中至少含有幾個游離的氨基？幾個游離的羧基？氨基一般在最左邊，羧基一般在最右邊，還有其他的氨基和羧基在

。R基先不考慮R基上游離的氨基或羧基③求蛋白質(zhì)中含有幾個游離的氨基？幾個游離的羧基？要把R基上游離的氨基或羧基算上鏈狀肽：至少含有游離的氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)一排（一條肽鏈）1個左手（氨基）1個右手（羧基）兩排（兩條肽鏈）2個左手（氨基）2個右手（羧基）三排（三條肽鏈）3個左手（氨基）3個右手（羧基）②求蛋白質(zhì)中至少含有幾個游離的氨基？幾個游離的羧基？環(huán)狀肽：至少含有游離的羧基數(shù)或氨基數(shù)=0②求蛋白質(zhì)中至少含有幾個游離的氨基？幾個游離的羧基？《金版》p30公式2：游離氨(羧)基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中氨(羧)基數(shù)③求蛋白質(zhì)中含有幾個游離的氨基？幾個游離的羧基？要把R基上游離的氨基或羧基算上2個氨基酸形成____，形成__個肽鍵，脫去__個水分子；3個氨基酸形成____，形成__個肽鍵，脫去__個水分子；4個氨基酸形成____，形成__個肽鍵，脫去__個水分子；多(n)個氨基酸形成____，形成___個肽鍵，脫去___個水分子；二肽11三肽22多肽n-1n-1四肽33問：蛋白質(zhì)合成過程中，分子質(zhì)量減少了多少？18×118×218×318×脫去水分子數(shù)蛋白質(zhì)相對質(zhì)量分數(shù)＝氨基酸分子總質(zhì)量-脫去的水總質(zhì)量＝氨基酸平均相對分子質(zhì)量x氨基酸數(shù)－18x脫水?dāng)?shù)有關(guān)蛋白質(zhì)的計算3、求蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量？1、多個氨基酸形成的5條肽鏈，至少含有多少個氨基，至少含有多少個羧基呢？

A.5、2B.3、3C.4、5D.5、52.某氨基酸分子中含有2個氨基（-NH2）,其中一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上，則另一個氨基的部位應(yīng)是：A.和羧基連在同一個碳原子上B.一定連在羧基上C.在R基