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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2章 组成细胞的分子第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者优质课ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2章 组成细胞的分子第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者优质课ppt课件，共51页。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
说一说生活中富含蛋白质的食物有哪些？
构成细胞和生物体结构的重要物质，称之为结构蛋白
图中黄色区域的部分细胞分泌胰岛素，调节血糖平衡
蛋白质的主要功能和实例(连一连)
总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
蛋白质是生命活动的主要承担者
1、蛋白质是生物体主要的能源物质。（ ）2、蛋白质是构成细胞结构的重要物质。（ ）3、所有激素的化学本质都是蛋白质。（ ）4、下列关于能源物质的叙述，正确的是（ ） A、蛋白质可作为细胞的能源物质 B、生物体中主要储存能量的物质是糖类 C、生物体进行生命活动的主要能源物质是脂肪 D、所有糖类都可作为生物体的生命活动提供能量。
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。
讨论1、为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？2、这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？
这种手术缝合线要变成小分子物质才能被吸收；因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解成更小的分子。
二、蛋白质的基本组成单位——
1.氨基酸：是组成蛋白质的基本单位
必需氨基酸（8种):人体不能合成，必须从外界获取的氨基酸
非必需氨基酸（13种）：人体细胞能够合成的氨基酸
甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸
记忆小贴士：“甲携来一本亮色书”
2.种类：在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种
观察分析：下面四种氨基酸都有的组成元素是什么？结构有哪些共同的特点？
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质
H H N
一定有C、H、O、N，有的含S等
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。碳原子还连接一个H原子和一个侧链基团，用R表示。
一个“中心”三个“基本点”
书写化学基团，短线一定要带上
思考：判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么，共有的部分是什么？
1、氨基酸之间的差异是由R基引起的。（ ）2、每种氨基酸不一定只含有一个氨基和一个羧基。（ ）3、有些氨基酸不能在人体细胞内合成。（ ）4、某氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，则另一个氨基（ ） A、在羧基上 B、和羧基连在同一个碳原子上 C、在R基上 D、在氨基上
1、谷氨酸的R基为—C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（ ） A.5、9、4、1 B. 4、8、5、1 C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1
2、下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸( )
“一查”：是否有氨基和羧基；“二看”：是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。注意：只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸
氨基酸如何形成蛋白质？
三、蛋白质分子结构多样性的原因
注意：肽链的命名与氨基酸个数一致。
由几个氨基酸构成，就称为几肽
H2O中各元素的来源：
H来自于__________ ， O来自于 _____
公式：肽键数（脱去水分子个数）=氨基酸数-肽链数
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
【检测】下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：
（1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。
(2)脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。
(3)脑啡肽中有 个游离的氨基和 个游离的羧基。
肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。
多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。
氨基酸之间脱水缩合形成多肽链
氨基酸之间形成氢键，使肽链盘曲折叠
形成具有一定空间结构的蛋白质分子
许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。
具有一定空间结构的蛋白质分子
多条肽链形成复杂的空间结构
【总结】氨基酸脱水缩合形成结构复杂的蛋白质
进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸?这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质?人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗?
如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链?
由n个氨基酸所构成的肽链的种类数是21n种
=16679880978201条
试着说出蛋白质种类多种多样的原因。(提示:一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸)
3．图丙说明：氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。
1．图甲说明：氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。
2．图乙说明：氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。
4．图丁说明：肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。
氨基酸________
肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
结构蛋白(组成细胞和生物体)
(载体蛋白，血红蛋白)
(抗体，溶菌酶，淋巴因子)
eg：胰岛素、生长激素
蛋白质分子结构多样性的原因
________(蛋白质类激素)
________(大多数酶)
________(载体蛋白，血红蛋白)
________(抗体，溶菌酶，淋巴因子)
不同生物体：基因多样性
________(糖蛋白)
同一生物体：基因的选择性表达
蛋白质的结构与功能的关系
蛋白质的变性、盐析、水解和变质
蛋白质在某些物理和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的改变和生物活性丧失的现象。
变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
强酸、强碱、重金属离子等
蛋C白质的变性、盐析、水解和变质
向某些蛋白质溶液中加入无机盐后，可降低蛋白质的溶解度，使蛋白质析出，这叫盐析。是物理变化，可复原。
在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。
被腐生微生物分解转化为了其他物质。
源于必修1 P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是____________________________________________________________。②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：_____________________________________________________________。
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
能，因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键
【专题】蛋白质相关计算
(1) 3种氨基酸，每种氨基酸数目无限情况下，形成二肽或三肽的种类：
(2) 3种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，形成二肽或三肽的种类：
2. 蛋白质形成过程的相关计算
(1)肽键数＝失去水分子数＝
(2)游离的氨基或羧基数＝
肽链数 + R基中的氨基或羧基数
(3)蛋白质相对分子质量＝
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18
1、胰岛素有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是（ ）A．48个 B．49个C．50个 D．51个
2、测得某蛋白质由2条肽链组成，共含有51个氨基酸。已知氨基酸的平均相对分子质量为128，则该蛋白质的相对分子质量约为( ) A．6528 B．5646 C．5628 D．5238
51×128-（51-2）×18=5646
3. 某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有的—NH2和—COOH的个数及氨基酸数分别为( )A．105个，105个，105个B．110个，110个，110个C．4个，4个，113个D．1个，1个，113个
解析 肽键数＝氨基酸数－肽链数，故氨基酸数＝109＋4＝113；氨基数、羧基数最少的情况应为构成肽链的氨基酸的R基上没有氨基、羧基，仅在肽链的末端存在，因此该蛋白质至少有4个氨基和4个羧基，C正确。
4. 组成生物体某蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为100，该蛋白质含有两条肽链，两条肽链中共有18个肽键，则该蛋白质的相对分子质量为( )A．2324 B．1676 C．2000 D．3600
蛋白质的相对分子质量＝氨基酸总数×100－脱去水分子数×18＝(肽键数＋肽链数)×100－肽键数×18＝(18＋2)×100－18×18＝1676。
计算蛋白质相对分子质量时，若肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，除了考虑水分的减少外，要再减去2(即两个氢原子)。
蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)形成二硫键(—S—S—)
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去的水分子数×18
(4)蛋白质相对分子质量(含二硫键)＝
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量- 脱去的水分子数×18- 二硫键数×2
例题5. 某蛋白质由α、β两条肽链(α链有5个氨基酸，β链有7个氨基酸)构成。在形成该蛋白质时，氨基酸相对分子质量减少( )A．180 B．183 C．186 D．204
解析 氨基酸分子形成蛋白质时，共脱去水分子数＝5＋7－2＝10个，脱去氢原子共6个(形成三个二硫键脱出的)，所以氨基酸的相对分子质量减少10×18＋6＝186，C正确
(1)肽键数＝(2)环状肽中游离氨基或羧基数＝(3)环状肽相对分子质量＝
脱去水分子数＝氨基酸数
氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－氨基酸数×18
6. 某环状多肽由39个氨基酸脱水缩合而成，其中含有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽( )A．至少含有5个游离羧基 B．有38个肽键C．可能没有游离的氨基 D．一定含有21种氨基酸
解析 不考虑R基，环状多肽中不含有游离的羧基，由于该环状多肽中含有4个谷氨酸，谷氨酸的R基中含有1个羧基，因此该环状多肽至少含有4个游离的羧基，A错误；该环状多肽由39个氨基酸形成，其所含肽键数＝氨基酸数＝39个，B错误；由于谷氨酸的R基中不含氨基，所以该环状多肽可能没有游离的氨基，C正确；组成蛋白质的氨基酸有21种，但是该多肽不一定含有所有种类的氨基酸，D错误。
4. 蛋白质中原子数的计算
(1)N原子数＝各氨基酸中N原子总数＝
肽链数×2＋肽键数＋R基上的O原子数
肽链数＋肽键数＋R基上的N原子数
(2)C原子数＝各氨基酸中C原子总数＝
氨基酸数×2＋R基上的C原子数
各氨基酸中O原子总数－脱去的水分子数＝
各氨基酸中H原子总数－脱去的水分子数×2
7. 某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子个数是( )A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m
解题分析 n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为(n－m)个，每个肽键连接的一端有1个氧原子。每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含2个氧原子。故该蛋白质至少有氧原子的个数为n－m＋2m＝(n＋m)个。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
说一说生活中富含蛋白质的食物有哪些？
构成细胞和生物体结构的重要物质，称之为结构蛋白
图中黄色区域的部分细胞分泌胰岛素，调节血糖平衡
蛋白质的主要功能和实例(连一连)
总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
蛋白质是生命活动的主要承担者
1、蛋白质是生物体主要的能源物质。（ ）2、蛋白质是构成细胞结构的重要物质。（ ）3、所有激素的化学本质都是蛋白质。（ ）4、下列关于能源物质的叙述，正确的是（ ） A、蛋白质可作为细胞的能源物质 B、生物体中主要储存能量的物质是糖类 C、生物体进行生命活动的主要能源物质是脂肪 D、所有糖类都可作为生物体的生命活动提供能量。
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。
讨论1、为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？2、这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？
这种手术缝合线要变成小分子物质才能被吸收；因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解成更小的分子。
二、蛋白质的基本组成单位——
1.氨基酸：是组成蛋白质的基本单位
必需氨基酸（8种):人体不能合成，必须从外界获取的氨基酸
非必需氨基酸（13种）：人体细胞能够合成的氨基酸
甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸
记忆小贴士：“甲携来一本亮色书”
2.种类：在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种
观察分析：下面四种氨基酸都有的组成元素是什么？结构有哪些共同的特点？
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质
H H N
一定有C、H、O、N，有的含S等
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。碳原子还连接一个H原子和一个侧链基团，用R表示。
一个“中心”三个“基本点”
书写化学基团，短线一定要带上
思考：判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么，共有的部分是什么？
1、氨基酸之间的差异是由R基引起的。（ ）2、每种氨基酸不一定只含有一个氨基和一个羧基。（ ）3、有些氨基酸不能在人体细胞内合成。（ ）4、某氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，则另一个氨基（ ） A、在羧基上 B、和羧基连在同一个碳原子上 C、在R基上 D、在氨基上
1、谷氨酸的R基为—C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（ ） A.5、9、4、1 B. 4、8、5、1 C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1
2、下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸( )
“一查”：是否有氨基和羧基；“二看”：是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。注意：只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸
氨基酸如何形成蛋白质？
三、蛋白质分子结构多样性的原因
注意：肽链的命名与氨基酸个数一致。
由几个氨基酸构成，就称为几肽
H2O中各元素的来源：
H来自于__________ ， O来自于 _____
公式：肽键数（脱去水分子个数）=氨基酸数-肽链数
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
【检测】下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：
（1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。
(2)脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。
(3)脑啡肽中有 个游离的氨基和 个游离的羧基。
肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。
多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。
氨基酸之间脱水缩合形成多肽链
氨基酸之间形成氢键，使肽链盘曲折叠
形成具有一定空间结构的蛋白质分子
许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。
具有一定空间结构的蛋白质分子
多条肽链形成复杂的空间结构
【总结】氨基酸脱水缩合形成结构复杂的蛋白质
进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸?这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质?人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗?
如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链?
由n个氨基酸所构成的肽链的种类数是21n种
=16679880978201条
试着说出蛋白质种类多种多样的原因。(提示:一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸)
3．图丙说明：氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。
1．图甲说明：氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。
2．图乙说明：氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。
4．图丁说明：肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。
氨基酸________
肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
结构蛋白(组成细胞和生物体)
(载体蛋白，血红蛋白)
(抗体，溶菌酶，淋巴因子)
eg：胰岛素、生长激素
蛋白质分子结构多样性的原因
________(蛋白质类激素)
________(大多数酶)
________(载体蛋白，血红蛋白)
________(抗体，溶菌酶，淋巴因子)
不同生物体：基因多样性
________(糖蛋白)
同一生物体：基因的选择性表达
蛋白质的结构与功能的关系
蛋白质的变性、盐析、水解和变质
蛋白质在某些物理和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的改变和生物活性丧失的现象。
变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
强酸、强碱、重金属离子等
蛋C白质的变性、盐析、水解和变质
向某些蛋白质溶液中加入无机盐后，可降低蛋白质的溶解度，使蛋白质析出，这叫盐析。是物理变化，可复原。
在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。
被腐生微生物分解转化为了其他物质。
源于必修1 P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是____________________________________________________________。②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：_____________________________________________________________。
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
能，因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键
【专题】蛋白质相关计算
(1) 3种氨基酸，每种氨基酸数目无限情况下，形成二肽或三肽的种类：
(2) 3种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，形成二肽或三肽的种类：
2. 蛋白质形成过程的相关计算
(1)肽键数＝失去水分子数＝
(2)游离的氨基或羧基数＝
肽链数 + R基中的氨基或羧基数
(3)蛋白质相对分子质量＝
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18
1、胰岛素有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是（ ）A．48个 B．49个C．50个 D．51个
2、测得某蛋白质由2条肽链组成，共含有51个氨基酸。已知氨基酸的平均相对分子质量为128，则该蛋白质的相对分子质量约为( ) A．6528 B．5646 C．5628 D．5238
51×128-（51-2）×18=5646
3. 某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有的—NH2和—COOH的个数及氨基酸数分别为( )A．105个，105个，105个B．110个，110个，110个C．4个，4个，113个D．1个，1个，113个
解析 肽键数＝氨基酸数－肽链数，故氨基酸数＝109＋4＝113；氨基数、羧基数最少的情况应为构成肽链的氨基酸的R基上没有氨基、羧基，仅在肽链的末端存在，因此该蛋白质至少有4个氨基和4个羧基，C正确。
4. 组成生物体某蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为100，该蛋白质含有两条肽链，两条肽链中共有18个肽键，则该蛋白质的相对分子质量为( )A．2324 B．1676 C．2000 D．3600
蛋白质的相对分子质量＝氨基酸总数×100－脱去水分子数×18＝(肽键数＋肽链数)×100－肽键数×18＝(18＋2)×100－18×18＝1676。
计算蛋白质相对分子质量时，若肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，除了考虑水分的减少外，要再减去2(即两个氢原子)。
蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)形成二硫键(—S—S—)
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去的水分子数×18
(4)蛋白质相对分子质量(含二硫键)＝
氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量- 脱去的水分子数×18- 二硫键数×2
例题5. 某蛋白质由α、β两条肽链(α链有5个氨基酸，β链有7个氨基酸)构成。在形成该蛋白质时，氨基酸相对分子质量减少( )A．180 B．183 C．186 D．204
解析 氨基酸分子形成蛋白质时，共脱去水分子数＝5＋7－2＝10个，脱去氢原子共6个(形成三个二硫键脱出的)，所以氨基酸的相对分子质量减少10×18＋6＝186，C正确
(1)肽键数＝(2)环状肽中游离氨基或羧基数＝(3)环状肽相对分子质量＝
脱去水分子数＝氨基酸数
氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－氨基酸数×18
6. 某环状多肽由39个氨基酸脱水缩合而成，其中含有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽( )A．至少含有5个游离羧基 B．有38个肽键C．可能没有游离的氨基 D．一定含有21种氨基酸
解析 不考虑R基，环状多肽中不含有游离的羧基，由于该环状多肽中含有4个谷氨酸，谷氨酸的R基中含有1个羧基，因此该环状多肽至少含有4个游离的羧基，A错误；该环状多肽由39个氨基酸形成，其所含肽键数＝氨基酸数＝39个，B错误；由于谷氨酸的R基中不含氨基，所以该环状多肽可能没有游离的氨基，C正确；组成蛋白质的氨基酸有21种，但是该多肽不一定含有所有种类的氨基酸，D错误。
4. 蛋白质中原子数的计算
(1)N原子数＝各氨基酸中N原子总数＝
肽链数×2＋肽键数＋R基上的O原子数
肽链数＋肽键数＋R基上的N原子数
(2)C原子数＝各氨基酸中C原子总数＝
氨基酸数×2＋R基上的C原子数
各氨基酸中O原子总数－脱去的水分子数＝
各氨基酸中H原子总数－脱去的水分子数×2
7. 某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子个数是( )A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m
解题分析 n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为(n－m)个，每个肽键连接的一端有1个氧原子。每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含2个氧原子。故该蛋白质至少有氧原子的个数为n－m＋2m＝(n＋m)个。
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