2.4蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第2章

組成細(xì)胞的分子蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者第4節(jié)問題探討

從某些動(dòng)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(duì)你

認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？一.蛋白質(zhì)的功能1.結(jié)構(gòu)蛋白構(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)蛋白一.蛋白質(zhì)的功能2.催化功能催化細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。3.調(diào)節(jié)功能有些蛋白質(zhì)起信息傳遞作用，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)。一.蛋白質(zhì)的功能4.運(yùn)輸功能血紅蛋白運(yùn)輸氧氣細(xì)胞膜上載體蛋白運(yùn)輸物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞胞內(nèi)馬達(dá)蛋白沿著細(xì)胞骨架運(yùn)輸囊泡一.蛋白質(zhì)的功能5.免疫功能抗體抗原人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，具有免疫的功能一.蛋白質(zhì)的功能6.識(shí)別功能細(xì)胞膜的外表有一層糖蛋白，與細(xì)胞的識(shí)別作用密切相關(guān)。糖蛋白的識(shí)別作用好比是細(xì)胞與細(xì)胞之間，或細(xì)胞與其他大分子之間，互相聯(lián)絡(luò)用的“文字”或“語言”。蛋白質(zhì)的功能1.結(jié)構(gòu)蛋白：構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)；2.催化作用：絕大多數(shù)酶；4.運(yùn)輸功能：血紅蛋白，載體蛋白等；3.調(diào)節(jié)功能：如各種激素，起信息傳遞的作用，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的

生命活動(dòng)；5.免疫功能：參與機(jī)體的防御，如抗體。6.識(shí)別功能：細(xì)胞膜上的糖蛋白等。蛋白質(zhì)能夠承擔(dān)如此多樣的功能，與蛋白質(zhì)的多樣性有關(guān)。人體內(nèi)有數(shù)萬種不同的蛋白質(zhì)。據(jù)估計(jì)，生物界的蛋白質(zhì)種類多達(dá)1010~1012種。為什么蛋白質(zhì)有這么多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？二.氨基酸及其種類CHH2NHCOOH甘氨酸CHCHCOOHCH3CH3纈氨酸CHCHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸CHCOOHCH3丙氨酸思考與討論1.這些氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么共同特點(diǎn)？2.“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對(duì)應(yīng)關(guān)系嗎？H2NH2NH2N1.氨基酸的結(jié)構(gòu)通式CHNRCOOHHH氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)1.氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位，組成元素為C、H、O、N,有的含有P、S等；2.特點(diǎn)：每個(gè)氨基酸分子中都有一個(gè)氨基(-NH2)和一個(gè)羧基(-COOH)連在同一個(gè)碳原子上；判斷某化合物是否為構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的依據(jù)。3.各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同;4.在書寫上各基團(tuán)之間的位置可以互換;5.氨基酸的計(jì)算：①已知R基，求氨基酸分子式;②已知分子式，求R基。

判斷下列分子是不是氨基酸？如果是的話，R基是什么？CCOOHCH3HOOCHCNH2CH3H2NHCHHOOCHCH2NH2CNH2HOOCHCH2NH2CHNH2HOOCCHNH2HOOC12345×××√√小試牛刀2.氨基酸的種類自然界中的氨基酸有300余種，但組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有21種必需氨基酸：人體細(xì)胞不能合成的氨基酸(8種)非必需氨基酸：人體細(xì)胞能合成的氨基酸(13種)甲硫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甲攜來一本亮色書氨基酸的營養(yǎng)均衡三.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸肽鏈——氨基酸脫水縮合形成肽鏈三.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)——氨基酸脫水縮合形成肽鏈CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH2OH脫水縮合肽鍵脫水縮合:一個(gè)氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一個(gè)氨基酸分子的氨基(-NH2)，脫去一分子水而連接起來，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。肽鍵CHCOOHR3HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNO二肽H2OH2O三肽肽鍵

由兩個(gè)氨基酸縮合而成化合物叫做二肽。(含有一個(gè)肽鍵)。

以此類推，由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的含有多個(gè)肽鍵的化合物，叫多肽。多肽通常呈鏈狀，叫作肽鏈。三.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)——氨基酸脫水縮合形成肽鏈典例應(yīng)用一、氨基酸的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)例1

以下關(guān)于氨基酸的說法，正確的是(

) A.組成蛋白質(zhì)的氨基酸都只有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，連接于碳原子上 B.組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但有的氨基酸人體不能合成，必須從外界食物中獲得，如賴氨酸 C.人體內(nèi)最簡(jiǎn)單氨基酸的R基為—CH3 D.每個(gè)氨基酸分子都只含C、H、O、N四種元素典例應(yīng)用一、氨基酸的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)例2

判斷下列能組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸的是_________

①③④⑥典例應(yīng)用一、氨基酸的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)例3

纈氨酸的R基為—C3H7，則一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為(

) A.2、4、2、1

B.5、11、2、1 C.5、9、4、1

D.5、8、2、1小試牛刀下圖為腦啡肽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，據(jù)圖回答：（1）腦啡肽分子是由_______種氨基酸形成的，造成氨基酸種類不同的原因是________不同。（2）腦啡肽中含有____個(gè)肽鍵，腦啡肽的名稱是_____肽，形成過程稱為___________，形成過程中共脫去___個(gè)水分子。4R基4五脫水縮合4第一步：找肽鍵第二步：找R基第三步：看頭尾分析R基挑戰(zhàn)自我四.蛋白質(zhì)多樣性的原因1.肽鏈中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序千變?nèi)f化三個(gè)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(gè)氨基酸的大分子蛋白質(zhì)，有多少種可能？21321100062.肽鏈空間結(jié)構(gòu)不同多肽鏈中側(cè)鏈基團(tuán)相互作用使肽鏈具有一定的空間結(jié)構(gòu)有些蛋白質(zhì)含有多條多肽鏈，不同肽鏈之間依靠一定的作用維系在一起。圖示胰島素的兩條肽鏈通過二硫鍵維系在一起。肽鍵之間R基之間多肽鏈中不相鄰的氨基酸之間常常會(huì)規(guī)則性的形成氫鍵。四.蛋白質(zhì)多樣性的原因五.結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)1.蛋白質(zhì)的變性與鹽析加熱思考與討論1.請(qǐng)思考有哪些因素會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性？2.蛋白質(zhì)變性后哪個(gè)結(jié)構(gòu)層次被破壞？還能用雙縮

脲試劑檢測(cè)嗎？高溫，強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，重金屬。蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞。肽鍵未斷，可以用雙縮脲試劑檢測(cè)。蛋白質(zhì)變性后不可恢復(fù)。五.結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)2.蛋白質(zhì)的變性與鹽析加熱思考與討論3.為什么煮熟的雞蛋更好消化？4.在雞蛋清中加入食鹽，會(huì)看到白色絮狀物，這是蛋白質(zhì)的鹽析現(xiàn)象。蛋白質(zhì)鹽析后是否變性？高溫破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，有利于消化道內(nèi)的蛋白酶水解蛋白質(zhì)，促進(jìn)對(duì)蛋白質(zhì)的吸收。鹽析是蛋白質(zhì)在鹽溶液中的溶解度降低的現(xiàn)象，是物理變化，蛋白質(zhì)未發(fā)生變性，可復(fù)原。五.結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)H2O脫水縮合肽鍵+H2O氨基酸殘基二肽①肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)相關(guān)計(jì)算H2O三肽n個(gè)氨基酸縮合而成的化合物叫n肽羧基末端/C-端氨基末端/N-端思考與討論1.由n個(gè)氨基酸組成的1條多肽鏈，脫去多少個(gè)水分子?形成多少個(gè)肽鍵？2.1條多肽鏈中有多少個(gè)游離的氨基和羧基？3.若n個(gè)氨基酸組成1個(gè)環(huán)狀多肽，則脫水?dāng)?shù)，肽鍵數(shù)，游離氨基數(shù)與羧基數(shù)各是多少？4.若n個(gè)氨基酸組成2條鏈，則上述問題的答案又是多少？n-1個(gè)水分子與n-1個(gè)肽鍵至少各一個(gè)n個(gè)水分子與n個(gè)肽鍵；至少0個(gè)游離氨基與羧基。思考與討論1.左圖展示的是人胰島素的氨基酸序列圖。圖中顯示有幾條肽鏈？多少個(gè)氨基酸？形成多少個(gè)肽鍵？2.若某蛋白質(zhì)由n個(gè)氨基酸形成m條鏈，則脫水縮合時(shí)共形成多少個(gè)肽鍵？3.若n個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)中出現(xiàn)環(huán)肽，上述公式是否仍舊適用？2條鏈51個(gè)氨基酸49個(gè)肽鍵n-m個(gè)肽鍵②氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=肽鍵數(shù)14235139適用，環(huán)肽記作0條鏈肽鍵=42+35+39-2=114相關(guān)計(jì)算①肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)②氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=肽鍵數(shù)1.若20種氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量為128，求此蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。假設(shè)某蛋白質(zhì)由n個(gè)氨基酸，m條多肽鏈組成相對(duì)分子質(zhì)量=128n-18*(n-m)例：若20種氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量為128，則人胰島素的相對(duì)分子質(zhì)量是多少？脫氫縮合+2H相對(duì)分子質(zhì)量=128×51-18×(51-2)-2×3=5640相關(guān)計(jì)算假設(shè)某蛋白質(zhì)由n個(gè)氨基酸，m條多肽鏈組成2.求此蛋白質(zhì)分子中游離的氨基數(shù)與羧基數(shù)。氨基數(shù)：m+R基上的氨基數(shù)；羧基數(shù)：m+R基上的羧基數(shù)。3.求此蛋白質(zhì)分子中O原子數(shù)與N原子數(shù)。O原子數(shù)：2n-(n-m)+R基上的O原子數(shù)=n+m+R基上的O原子數(shù)N原子數(shù)：n+R基上的N原子數(shù)典例1.某肽鏈由51個(gè)氨基酸組成，如果用肽酶把其分解成1個(gè)二肽、2個(gè)五肽、3個(gè)六肽、3個(gè)七肽，則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值、肽鍵總數(shù)、分解成這些小分子肽所需要的水分子總數(shù)依次是(

)A．3

49

49 B．10

42

42C．9

42

8 D．9

50

9C典例2．如圖表示某一條多肽鏈，其中有3個(gè)甘氨酸(R基為—H)且分別位于第8、20、23位，下列敘述正確的是(

)A．此多肽至少含有N原子和O原子各30個(gè)B．形成此多肽時(shí)，參與脫水縮合的氨基酸相對(duì)分子總量減少了540C．用特殊水解酶選擇性除去3個(gè)甘氨酸，形成的產(chǎn)物中有一個(gè)不是多肽D．若組成此多肽的氨基酸種類、數(shù)目和排列順序都不變，則它只能構(gòu)成一種蛋白質(zhì)分子C典例3．某十九肽含4個(gè)天門冬氨酸(C4H7O4N)，分別位于第7、8、14、19位(見下圖)。肽酶E1專門作用于天門冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶E2專門作用于天門冬氨酸氨基端的肽鍵。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．該十九肽含有的肽鍵數(shù)目為19個(gè)B．該十九肽至少含有6個(gè)游離的羧基C．肽酶E1完全作用后產(chǎn)生的多肽有七肽、六肽、四肽D．肽酶E2完全作用后產(chǎn)生的多肽中氧原子數(shù)目比十九肽少了4個(gè)D典例4．某直鏈多肽的分子式為C22H34O13N6，其水解后共產(chǎn)生下列3種氨基酸，相關(guān)敘述正確的是(

)A．合成1分子該物質(zhì)將產(chǎn)生6個(gè)水分子B．在細(xì)胞中合成該物質(zhì)時(shí)只需要核糖體一種細(xì)胞器C．該多肽