高中沪科版 (2019)第二章 细胞由多种多样的分子组成第四节 细胞的功能主要由蛋白质完成公开课课件ppt

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阐明蛋白质由氨基酸分子组成，分析蛋白质的基结构、功能和特性。核心素养：1.文化基础：理解蛋白质的基本结构、功能和特性2.自主发展：通过分析和鉴定蛋白质，发展归纳与概括的科学思维方法，提高科学探究的实践能力。3.社会参与：形成结构和功能相适应、物质功能多样性的生命观。
大揭秘：人工合成结晶牛胰岛素
1．你能够说出多少种富含蛋白质的食品？
一、蛋白质的基本组成单位是氨基酸
1.含量:占细胞干重的 以上。
2.组成元素:C、H、O、N,某些蛋白质中还含　　有P、S等, 其中N含量达蛋白质的16%。
3.相对分子质量:很大，属高分子化合物。
问题探究1：蛋白质可以被人体直接吸收利用吗？
提示：蛋白质必需经过消化成氨基酸才能被人体吸收和利用。
问题探究2：组成生物体的氨基酸有多少种？
1.蛋白质水解的最终产物是____________。_____________是组成蛋白质的基本单位。
2.模型构建：探究氨基酸分子结构的共同点
探究原理：球棍型是一种用来表现物质分子三维空间分布的空间填充模型，其中的"棍"代表___________，"球"表示某种__________________。
（1）比较图中5种氨基酸结构的异同，圈出图中各氨基酸分子所共有的部分。
（2）观察氨基酸的结构，推测"氨基酸"这个名称是怎么来的。
把氨基酸中各不相同的侧链基团
提示：组成蛋白质的氨基酸都至少含有一个氨基（—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。
（1）根据氨基连接的_____________的位置不同，可对氨基酸进行相应的命名。
当氨基酸中氨基连接在_______________上时，称为α氨基酸；当氨基连接在______________上时，称为β氨基酸，以此类推。
研究表明，从各种生物体中发现的氨基酸已有_________多种，但是参与_________________组成的氨基酸通常有20种，且均为 _____________。非蛋白质氨基酸多数是组成蛋白质的氨基酸的___________，也有一些是β 氨基酸、γ氨基酸和δ氨基酸。
判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？
（2）从营养学上分类：
将氨基酸分为________________和___________________两类。
因人体自身不能合成或合成量不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸
对成人来说，必需氨基酸有________种，包括赖氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸
对婴幼儿和孕妇来说，组氨酸和精氨酸的合成数量不能满足需求，仍需由食物提供，2种。
问题探究3：为什么有些食品中要添加某些氨基酸？
提示：有8种氨基酸是人体细胞不能合成的（婴儿和妇女有10种），必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做必需氨基酸。〔蛋(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;婴儿外加组氨酸。我们应该注意及时补充必需氨基酸。 　　　
人体自身可以有效地合成，不一定必须从食物中获取。
二、蛋白质由氨基酸分子缩合而成
在一定条件下，一个氨基酸的_______可以和另外一个氨基酸的_________发生缩合反应，以___________相连形成肽，同时脱去一分子_______，此反应是肽的生物合成或人工合成的分子基础。
氨基酸的结合方式：自己动手试试 各组将你们写出的氨基酸连接起来
氨基酸的结合方式:脱水缩合
以此类推，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（链状）。
归纳小结形成的肽键数 =　　　　　　 = – 至少含有的氨基数 =至少含有的羧基数 =
1.蛋白质的相对分子质量＝（氨基酸数×氨基酸的平均分子量）－（失去的水分子数×水的分子量）。
3.一个由m个氨基酸形成的含有n条肽链的蛋白质，氨基酸的平均分子质量为a,则蛋白质的相对分子质量＝am-18(m-n)。
2.在一个蛋白质中至少含有的游离氨基（或者游离羧基）数＝肽链数。
三、实验探究：检测生物组织中的蛋白质
双缩脲试剂因原本是用来检测______________而得名。蛋白质或多肽分子中含有很多与______________结构相似的____________，因此也能和双缩脲一样，与___________在碱性溶液中发生反应，生成__________的化合物。该颜色反应常用于蛋白质的____________检测。
1.检测蛋白质时，能否先加入双缩脲试剂的B 液再加入 A 液?
3.乳制品是用牛乳或羊乳等为主要原料加工成的食品，蛋白质的含量高低是衡量其质量的重要参数之一。如何使用双缩脲试剂来检测和比较乳制品等待测样品中的蛋白质含量?
2.检测过程中，双缩脲试剂B液的量只需 3~4滴，不能过量，为什么?
提示：氢氧化钠对蛋白质有溶解作用，会使蛋白质变性，有利于铜离子与肽建发生紫色反应。
提示：双缩脲试剂B液为硫酸铜溶液呈蓝色，加过量影响显示反应。
提示：反应后紫色的深浅与蛋白质浓度成正比，可以用来检验蛋白质含量。
四、蛋白质结构和功能的多样性
在蛋白质分子中，每条多肽链的氨基酸残基的__________和______________就是蛋白质的基本结构。
1.蛋白质的一级结构（primary structure）
由于肽链中各种原子和官能团的_________及______________不同，氨基酸残基之间会发生相互________________，蛋白质的多肽链并不呈线形伸展，而是会发生相应的扭曲或折叠。
在肽链内部或者肽链之间还会通过___________、__________等相互连接，从而使蛋白质在一级结构的基础上形成空间上更为复杂而稳定的二级、三级和四级结构。
在蛋白质中，形成肽键的__________上连有___________，N—H之间的键是一种极性很强的___________，这个带部分正电荷的_________会与另一个肽键中的带部分负电荷的__________相互吸引，形成氢键。
5.蛋白质结构多样性的原因：
　　组成氨基酸种类不同;　　每种氨基酸的数目成百上千;　　氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化;　　肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
在某些___________________（高温、辐射、超声波、剧烈振荡等）和__________________（强酸、强碱、重金属盐、有机溶剂等）的作用下，蛋白质高度有序的_________________会被破坏，变为无序松散的_____________，从而导致其_______________的改变和______________的丧失。
6.蛋白质功能的多样性
细胞的功能主要是由____________完成的，蛋白质___________的多样性决定了蛋白质___________的多样性，蛋白质是细胞和生物体生命活动的主要_______________。
(1)蛋白质是构建细胞和生物体结构的基础"材料"。
(2)生物体内绝大多数的酶是蛋白质，具有催化功能;
(5)动物体内的免疫活性物质大都是蛋白质，具有免疫功能，可帮助机体抵御病原体的侵害。
(4)红细胞中的血红蛋白和质膜上的载体蛋白具有物质运输功能;细胞中肌动蛋白、肌球蛋白等都具有运动功能;
(3)分布在质膜上或细胞内接受特定信号分子的各种受体主要是蛋白质;高等动物体内的很多激素也是蛋白质，具有调节和信息传递功能;
五、学业检测与巩固练习
1.某氨基酸分子中含有2个氨基（-NH2）,其中一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位应是（ ）
A.和羧基连在同一个碳原子上 B.一定连在羧基上C.在R基上 D.与氨基一端相连
2.人体的肌肉主要由蛋白质构成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，其根本原因是( )
A.属于不同系统 B.所含蛋白质分子结构不同C.肌肉细胞的形状不同 D.在人体内的分布位置不同
3.从1958年开始，中国科学院上海生物化学研究所、上海有机化学研究所和北京大学三家单位联合攻关，终于在 1965年人工合成了具有全部生物活性的结晶牛胰岛素。图a为牛胰岛素肽链结构示意图，其中的数字为氨基酸序号，二硫键是由两个"—SH"连接而成的;图b是胰岛素部分肽链放大图。
（1）生物体中不同的蛋白质具有不同的生物活性和功能。胰岛素是动物胰岛细胞分泌的能够降低血糖的一种蛋白质类激素。与结晶牛胰岛素的生物活性没有直接关系的选项是（ )。A. 胰岛素分子中氨基酸的种类和肽键的数目 B. 胰岛素分子中二硫键的数目和位置 C. 胰岛素分子两条链的空间结构 D. 胰岛素分子中氨基酸缩合的方式
提示：(1)判断蛋白质的生物活性主要看其三维空间结构是否遭到破坏，故D正确。综上所述。本题正确答案为D。
（2）一个牛胰岛素分子由51个氨基酸缩合而成。根据图a判断，一个胰岛素分子中含有__________条肽链，__________个肽键。氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来的总相对分子质量减少了_________。
提示：每两个氨基酸相互连接形成一-个肽键，多个氨基酸相互连接就形成了多个肽键，由多个氨基酸相互连接形成的含有多个肽键的一条链状结构称为肽链。肽链数=氨基酸数-肽键数。一个牛胰岛素分子由51个氨基酸缩合而成，根据图甲判断,个牛胰岛素分子中含有2条肽链，49个肽键，氨基酸形成牛胰岛素后相对分子质量比原来的总相对分子质量减少了888。