2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件(共64张PPT)-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

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2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件(共64张PPT)-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

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(共64张PPT)
①葡萄糖 ②蔗糖 ③果糖 ④乳糖 ⑤半乳糖 ⑥脱氧核糖 ⑦核糖 ⑧麦芽糖 ⑨淀粉 ⑩纤维素 糖原 几丁质
1.属于单糖的是 ,
属于二糖的是 ,属于多糖的是 ,
2.属于还原糖的是 ;
3.被誉为“生命的燃料”的是 ,属于植物细胞壁组成成分的是 ,属于甲壳类动物和昆虫外骨骼组成成分的是 ;
4.植物细胞的储能物质是 ,动物细胞的储能物质是 。
5.植物特有的糖类有: ;动物特有的糖类有: ;动植物共有的糖类有 。
6.脂肪是由一分子 与三分子 反应形成的,植物脂肪大多含 (饱和/不饱和)脂肪酸,因此在常温下多为液态。
7.胆固醇是构成 的重要成分,在人体内还含参与血液中 的运输;维生素D可以促进人体对 元素的吸收,缺乏维生素D会患 病。除了以上两种物质,固醇还包括 。
8.磷脂的元素组成: 。功能: 。

(70%~90%)
蛋白质
(7%~10%)
糖类和核酸
(1%~1.5%)
脂质
(1%~2%)
无机盐
(1%~1.5%)
组成细胞的主要化合物及其相对含量
蛋白质
是细胞中含量最高的有机物。
Proteins
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
从某些动物组织中提取的胶原蛋白,可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间,这种缝合线就可以被人体组织吸收,从而避免拆线的痛苦。
问题探讨
1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收
讨论
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收
这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示?
这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收,
胶原蛋白线
传统缝合线
纤细
强韧
可吸收
蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
结构
调节
免疫
运输
催化
阅读28页,找出蛋白质的功能
结构蛋白:许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白。
例如,肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
肌肉
头发
肌动蛋白、肌球蛋白
蛛丝
一、蛋白质的功能
一、蛋白质的功能
胃蛋白酶结晶
催化作用:细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。
唾液淀粉酶结构
少数酶的化学本质是RNA。
一、蛋白质的功能
运输作用:有些蛋白质具有运输功能。
血红蛋白运输氧气
胰岛素调节生命活动
调节生命活动:有些蛋白质起信息传递的作用,能够调节机体的生命活动,如胰岛素、生长激素。
一、蛋白质的功能
免疫功能:有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质,可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是 。
1、作为结构蛋白:肌肉、头发、羽毛等
2、催化作用:绝大多数酶
3、运输功能:血红蛋白
4、调节生命活动(或信息传递功能):胰岛素、生长激素等
5、免疫功能(或防御功能):抗体
生命活动的主要承担者
(催狗运面条)
一、蛋白质的功能
注意:激素有蛋白质有脂质。
性激素的化学本质为脂质。
蛋白质
胃、小肠的消化
氨基酸
蛋白质可以被人体直接吸收利用吗?
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
C
C
H
H2N
OH
O
C
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
CH
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
C
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
几种氨基酸的结构式
C
C
H
H2N
OH
O
H
H
H
阅读课本29页讨论
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
—NH2:氨基
—COOH:羧基
侧链基团R基
“氨基酸”这一名词代表了氨基酸分子结构中的重要部分是氨基和羧基
试一试,能不能推导出氨基酸的结构通式?
1、氨基酸分子结构通式
C
H
H2N
R
氨基
羧基
侧链基团
C
OH
O
:决定氨基酸的种类
每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基。
每个氨基酸都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连接在同一个碳原子上。
2、组成元素:
至少含C、H、O、N
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
(各基团的书写位置可以随意变换)
“—”必须连在N或C上
氨基
①:—NH2
②:H2N—

羧基
①:—COOH
②:HOOC—

氨基与羧基的书写
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
N
H
H
N
H
H
C O H
O



牛刀小试
判断正误
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
我写了两个氨基酸结构式
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
×
CH
NH2
COOH
CH2
COOH

我也写了两个氨基酸结构式
C
H
NH2
H
CH2
COOH
×





判断下列分子是不是氨基酸?如果是的话,R基是什么?
H
C
COOH
CH3
HOOC
2
H
C
NH2
CH3
H2N
1
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
3
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
4
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
5
×
×
×


一看数量
二看位置
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
①必需氨基酸:
甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸
②非必需氨基酸:
组成人体蛋白质的氨基酸约有21种
(甲携来一本亮色书)
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3、氨基酸的种类
人体细胞不能合成的,这些氨基酸必须从外界环境中获取。(8种)
人体细胞能够合成。(13种)
人体的R基21种
蛋白质
是细胞中含量最高的有机物。
蛋白质是 。
生命活动的主要承担者
氨基酸分子结构通式:
C
H
H2N
R
氨基
羧基
C
OH
O
必需氨基酸
非必需氨基酸
(甲携来一本亮色书)
氨基酸
小结
蛋白质的主要功能和实例(连一连)
构成细胞和生物体的结构物质
c肌肉、毛发中的蛋白质
免疫功能
运输功能
催化功能
调节机体的生命活动
b血红蛋白
a绝大多数酶
d胰岛素
e抗体
(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能(  )
(2)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子(  )
(3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上(  )
(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸(  )
×

×
×
课堂检测
牛刀小试
1、R基为—C3H5O2的一个谷氨酸分子中,含有C、H、O、N的原子数分别为( )
A、5、9、4、1 B、4、8、5、2
C、5、8、4、1 D、4、9、4、1
A
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
思考:水分子中的H和O来自于哪个基团?
H来自氨基(—NH2)和羧基(—COOH)
O来自羧基(—COOH)
三、从氨基酸到蛋白质
1.氨基酸的结合方式
肽键
——脱水缩合
氨基酸 + 氨基酸 二肽 + H2O
脱水缩合
R基中的氨基和羧基不参与肽键的形成
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
三、从氨基酸到蛋白质
1.氨基酸的结合方式
肽键
——脱水缩合
特别提醒:寻找肽键的方法
肽键
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C OH +
R2
二肽 + 氨基酸 H2O + 三肽
脱水缩合
二肽
H H O
H N C C OH
R3
H2O
脱水缩合
三肽
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C
R2
H H O
N C C OH
R3
肽键
肽键
三、从氨基酸到蛋白质
氨基酸 + 氨基酸 H2O + 二肽
氨基酸 + 氨基酸 + 氨基酸 2H2O + 三肽
……,类似的反应,形成四肽、五肽……多肽。
脱水缩合
脱水缩合
由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物,叫多肽。多肽通常呈链状,叫作肽链。
三、从氨基酸到蛋白质
三、从氨基酸到蛋白质
有的是环状,首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来,成为环肽。
由几个氨基酸形成的就叫几肽
三肽、四肽……
统称为
多肽
肽链
呈链状
氨基酸之间仅仅只能依靠肽键连接吗?还有没有其它作用力?
三、从氨基酸到蛋白质
多肽链中不相邻的氨基酸之间
规则性的形成氢键
使得肽链能盘曲,折叠
形成具有一定空间结构的蛋白质分子
三、从氨基酸到蛋白质
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
二硫键
两条肽链
二硫键是两个半胱氨酸经过脱氢,在两个硫原子之间形成的化学键。
有些蛋白质含有两条或多条多肽链,通过二硫键维系在一起。
SH
巯基
三、从氨基酸到蛋白质
胰岛素由两条肽链结合在一起
肽链经过进一步的盘绕形成一定的空间结构
二硫键-亮黄色
两条链表示为蓝色与暗黄色
氨基酸
二肽
三肽
一条链折叠形成蛋白质
几条链折叠形成蛋白质
脱水缩合
脱水缩合
脱水缩合
折叠盘曲成空间结构
三、从氨基酸到蛋白质
脱水缩合 盘曲折叠
氨基酸 二肽 多肽 肽链(一条或
多条)
既然蛋白质都是按照上述方式构成的多肽链,为什么会有那么多种类的蛋白质呢?
蛋白质
三. 蛋白质的结构及多样性
脱水缩合
盘曲折叠
蛋白质形成过程:
组成蛋白质的氨基酸有21种
蛋白质有多少种
1010~1012种

组成人体蛋白的氨基酸仅有21种,为什么人体中蛋白质的结构多样,种类繁多呢?
四、蛋白质多样性的原因
四、蛋白质多样性的原因
氨基酸的种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸的排列顺序不同
α-螺旋
β-折叠
肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同
1. 蛋白质结构多样性的原因
氨基酸种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸排列顺序不同
肽链盘曲、折叠方式及空间结构不同
蛋白质结构
多样性
蛋白质功能多样性
结构多样性决定了功能多样性!
四、蛋白质多样性的原因
单个氨基酸改变
蛋白质结构异常
红细胞形态异常,
镰刀型细胞贫血症
蛋白质的功能
空间结构
一级结构
蛋白质的结构和功能相适应
四、蛋白质多样性的原因
鸡蛋清中富含了蛋白质,鸡蛋是生吃好还是熟吃好呢?
鸡蛋肉类在煮熟后就无法恢复原来的状态,其原因是:高温会使蛋白质变性,同时使其空间结构变得伸展,松散,容易被蛋白酶水解,因此吃熟鸡蛋和熟肉更容易消化吸收
五、蛋白质变性
蛋白质变性指的是蛋白质在某些物理(加热、紫外线及X射线、剧烈振荡)或化学因素(强酸、强碱、重金属盐)的作用下,其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
应用:高温灭菌、酒精消毒
高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
肽键不断裂
卷曲、紧密
伸展、松散
五、蛋白质变性
原因:
化学因素(如强酸、强碱、重金属离子、酒精)
物理因素(如加热、剧烈振荡、超声波、射线等)
思考:变性的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗?
还可以,因为变性的蛋白质肽键没有被破坏,能与双缩脲试剂发生紫色反应。
蛋白质在某些物理或化学因素作用下,其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。过程不可逆。
定义:
五、蛋白质变性
蛋白质变性在实际应用上具有重要作用:
用酒精、加热、紫外线等来消毒和杀菌。
在重金属盐中毒急救时也常常利用蛋白质的这一特点。
汞中毒时,早期可以服用大量乳制品或鸡蛋清,使蛋白质在消化道中与汞盐结合成变性的不溶解物,以阻止有毒的汞离子吸收入人体内,然后再设法将沉淀物自胃中洗出。
与社会联系
酒精消毒(化学因素)
注意:盐析过程蛋白质的结构没有发生变化,变化是可逆的。
实例:在鸡蛋清中加一些食盐,会看到白色絮状物,兑水稀释后絮状物消失。
加入清水稀释
蛋白质结构变化吗?
定义:蛋白质在某些盐(如氯化钠、硫酸钠等)的溶液中溶解度降低而析出的现象,称为蛋白质盐析。
降低盐溶液浓度后,蛋白质又会重新溶解。
蛋白质的盐析:
水解∶根据蛋白质的水解程度,可以分为完全水解和不完全水解两种。
完全水解(或称彻底水解):氨基酸
不完全水解(或称初步水解):多肽
蛋白质的水解:
蛋白质
多肽
二肽
氨基酸
蛋白质可以被酸、碱或蛋白酶催化水解。
(1)含有两个肽键的化合物叫作二肽(  )
(2)蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的(  )
(3)变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应(  )
(4)蛋白质变性是可逆的化学反应(  )
×
×

×
课堂检测
思考:
变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗?
可以,因为变性的蛋白质空间结构破坏了,但是肽键还在;双缩脲试剂是与蛋白质中的肽键发生反应的。
五、蛋白质变性
蛋白质盐析是指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐,随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变。
过程可逆
分离、提纯蛋白质
五、蛋白质变性和盐析
1.蛋白质的功能:
结构物质
催化作用
运输作用
调节作用
免疫作用
2.蛋白质的基本单位-----氨基酸:
氨基
侧链基团
羧基
氨基酸的分子结构通式
小结
4.蛋白质具有多样性的原因:
氨基酸通过 形成肽链,肽链 形成蛋白质。
脱水缩合
盘区折叠
3.从氨基酸到蛋白质:
小结
氨基酸种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸排列顺序不同
肽链盘曲、折叠方式及空间结构不同
蛋白质结构
多样性
蛋白质功能多样性
(1)①表示 ,⑦表示 。
(2)该化合物由 个氨基酸失去 个水分子形成,这种反应叫做 。该过程形成 个肽键,其编号是 。
氨基
羧基
4
3
脱水缩合
3
③⑤⑥
牛刀小试
根据如图化合物的结构分析回答下列问题:
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
一条肽链至少含有____个游离羧基和_____个游离氨基。


m条肽链至少含有____个游离羧基和_____个游离氨基。
m
m
结论1:蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。
(1)氨基数和羧基数的计算
所有游离氨基/羧基数=肽链数 + R基中含有的氨基/羧基数
六、蛋白质的相关计算
一个蛋白质分子由二条肽链构成,共有266个氨基酸组成,则这个蛋白质分子至少含有的氨基和羧基数目分别是( )
A.264和266 B.265和264
C.264和3 D.2和2
D
六、蛋白质的相关计算
(1)氨基数和羧基数的计算
氨基酸
肽键
2
5
6
3
1
1
8
2
2
6
5
6
肽链(链状):
如果肽链是环状的,其计算方式仍然一样吗?
六、蛋白质的相关计算
(2)肽键数和水分子数计算
氨基酸数-肽链数=肽键数=脱去的水分子数
氨基酸数 肽键数 脱水数
5
5
3
3
3
5
氨基酸
肽键
环肽:
氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数
六、蛋白质的相关计算
(2)肽键数和水分子数计算
血红蛋白分子中含574个氨基酸,4条肽链,在形成此蛋白质分子时,脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是 ( )
A.573和573 B.573和570
C.570和573 D.570和570
D
六、蛋白质的相关计算
(2)肽键数和水分子数计算
缬氨酸
CH
CH3
CH3
H2N—C— C—OH
H
O
H2N—C— C—OH
H
O
H
甘氨酸
甘氨酸、缬氨酸的分子量分别是 、 。
由一个甘氨酸和一个缬氨酸形成的蛋白质的分子量分别是__ 。你是如何计算出来的?
75 117
174
六、蛋白质的相关计算
(3)蛋白质相对分子量的计算
结论3:蛋白质相对分子质量
=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量-失去水分子数×18
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
六、蛋白质的相关计算
(3)蛋白质相对分子量的计算
1.某种蛋白质是由1条多肽链构成的,共含100个氨基酸,若每个氨基酸分子质量平均是120,则该蛋白质的相对分子量是?
100×120-(100-1)×18=10218
六、蛋白质的相关计算
(3)蛋白质相对分子量的计算
2.某蛋白质由2条肽链、502个氨基酸组成。在其脱水缩合的过程中,相对分子质量至少减少( )
A 36 B 9000
C 9018 D 9072
B
氨基酸数(n) ; 氨基酸平均分子相对质量(a)
一条肽链 m条肽链 环肽
肽键
脱去水分子
减轻的质量
多肽相对分子质量
至少含有的氨基或羧基数
H2N——
——COOH
n-1
n-1
18(n–1)
na-18(n–1)
1
n-m
n-m
18(n–m)
na-18(n–m)
m
n
n
18n
na-18n
0
小结
组成元素
C、H、O、N(S等)
导致
氨基酸
种类:21种
必需氨基酸:8种
非必需氨基酸:13种
通式:
特点:至少有一个-NH2和一个-COOH连在同一个C原子上等
脱水缩合
多肽
氨基酸种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
构成生物体,如结构蛋白
运输作用,如血红蛋白
催化作用,如酶
调节作用,如胰岛素
免疫作用,如抗体
组成
决定
O
H
H2N
R
C
C
OH
生命活动的
主要承担者
小结
脑啡肽
肽键
书面作业:按照提示完成思维导图
书面作业:列表比较DNA和RNA
比较项目 DNA RNA
基本单位 (并画出结构图)
组成 无机酸 磷酸 磷酸
五碳糖
含氮碱基
分布 真核:主要在细胞核, 少数在细胞质 原核:主要在拟核 主要在细胞质
蛋白质分子中除了肽键外,还含有其他化学键,如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的,形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质相对分子质量时除减去H2O的相对分子质量外,还应考虑脱去H的相对分子质量。
不能忽视蛋白质中的二硫键:
六、蛋白质的相关计算
如图为结晶牛胰岛素的一个模式图,其中A链有21个氨基酸,B链有30个氨基酸,试问:
结晶牛胰岛素的相对分子质量为多少(设所有氨基酸的平均分子量为A)?
A×(21+30)-18×(51-2)-3×2
=51A-876
有二硫键存在时,蛋白质分子量=氨基酸数×氨基酸平均分子量- 脱去的水分子数×18 -二硫键的个数×2(即脱去的氢原子数)
六、蛋白质的相关计算

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