蛋白质是生命活动的主要承担者课件 【新教材同步备课精研】高一上学期生物人教版（2019）必修1

第第4 4节节 蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质是生命活动的主要承担者2004年安徽年安徽“大头娃娃大头娃娃”事件事件原因：劣质奶粉中蛋白质等营养素全面低下是原因：劣质奶粉中蛋白质等营养素全面低下是造成婴儿患病的主要原因造成婴儿患病的主要原因蛋蛋白白质质极极度度缺缺乏乏的的儿儿童童血浆中蛋白质含量过低血浆中蛋白质含量过低导致组织水肿导致组织水肿同学们通过刚才的画面，你同学们通过刚才的画面，你想到了什么？想到了什么？蛋白质蛋白质是生命活动不可缺少的物是生命活动不可缺少的物质，质，是生命活动的主要承担者是生命活动的主要承担者。1 1你能够说出多少种富你能够说出多少种富含蛋白质的食品？含蛋白质的食品？（1）大豆制品：）大豆制品：豆腐、豆浆、腐竹等豆腐、豆浆、腐竹等（2）奶类制品：）奶类制品：酸奶、牛奶等酸奶、牛奶等（3）肉蛋类食品：）肉蛋类食品：牛肉、羊肉、鸡蛋等牛肉、羊肉、鸡蛋等为什么这种缝合线可以被为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？人体组织吸收？胶原蛋白被分解为可以被胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸人体吸收的氨基酸从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手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。人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能结构蛋白：结构蛋白：许多蛋白质是构成许多蛋白质是构成细胞和生物体结构细胞和生物体结构的重要物质。的重要物质。例如：肌肉，头发，例如：肌肉，头发，羽毛，蛛丝等。羽毛，蛛丝等。一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能胃蛋白酶结晶胃蛋白酶结晶细胞中的化学反应细胞中的化学反应离不开酶的离不开酶的催化催化绝大多数酶都是绝大多数酶都是蛋白质蛋白质一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能血红蛋白血红蛋白运输功能运输功能细胞膜上的载体蛋细胞膜上的载体蛋白，红细胞中的血白，红细胞中的血红蛋白。红蛋白。一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能胰岛素结晶胰岛素结晶有些蛋白质能够有些蛋白质能够调节调节机体的生命活动机体的生命活动例如：胰岛素可以降低血糖一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能有些蛋白质有有些蛋白质有免疫免疫功能功能人体内的人体内的抗体抗体是蛋白质，可是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。等抗原的侵害。总体来说，蛋白质参与总体来说，蛋白质参与组成细胞结构，催化，组成细胞结构，催化，运输，信息传递，防御运输，信息传递，防御等重要功能。等重要功能。CHNH2HCOOH甘氨酸甘氨酸CHNH2CHCOOHCH3CH3缬氨酸缬氨酸CHNH2COOHCH3CHNH2CHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸亮氨酸丙氨酸丙氨酸二二.蛋白质的基本蛋白质的基本组成单位组成单位-氨基酸氨基酸这些氨基酸具有什这些氨基酸具有什么共同特点？么共同特点？在人体中，组成蛋白在人体中，组成蛋白质的氨基酸有质的氨基酸有21种种二、氨基酸RCHH2NCOOH1 1、氨基酸至少有一个、氨基酸至少有一个氨基氨基(-NH(-NH2 2)和一个和一个羧基羧基(-COOH)(-COOH)，也，也可以是几个，因为可以是几个，因为R R基中可能含有氨基和羧基基中可能含有氨基和羧基1、氨基酸的结构特点、氨基酸的结构特点2 2、都有一个氨基和一个羧基连在、都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子同一个碳原子上上4 4、不同的氨基酸，、不同的氨基酸，R R基基不同（不同（R R基决定了氨基酸的种类）基决定了氨基酸的种类）3、这个碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团，、这个碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用这个侧链基团用R基表示基表示判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R R基是什么？基是什么？CCOOHCH3HOOCHCNH2CH3H2NHCHHOOCHCH2NH2CNH2HOOCHCH2NH2CHNH2HOOCCHNH2HOOC12345一、氨基酸一、氨基酸1、组成元素：、组成元素：C、H、O、N，有的还含有，有的还含有P、S2、组成人体蛋白质的氨基酸种类：、组成人体蛋白质的氨基酸种类：21种种蛋（甲硫）蛋（甲硫）氨酸、氨酸、缬缬氨酸、氨酸、赖赖氨酸、氨酸、异亮异亮氨酸、氨酸、苯丙苯丙氨酸、氨酸、亮亮氨酸、氨酸、色色氨酸、氨酸、苏苏氨酸氨酸口诀：甲携来一本亮色书口诀：甲携来一本亮色书 有有8种氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从外种氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取，这种氨基酸叫做界环境中直接获取，这种氨基酸叫做必需氨基酸必需氨基酸必需氨基酸：必需氨基酸：非必需氨基酸:另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫做非必需氨基酸蛋白质的相对分子质量：蛋白质的相对分子质量：几千几千100万以上，是生物大分子万以上，是生物大分子4、氨基酸的结合方式：CHCOOHR1CHNH2COOHR2NH2COHNHOH4、氨基酸的结合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH氨基酸分子互相结合的方式是氨基酸分子互相结合的方式是:一个氨基酸分子一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱脱去一分子水去一分子水，这种结合方式叫做，这种结合方式叫做脱水缩合脱水缩合4、氨基酸的结合方式:CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二二肽肽肽键肽键脱水缩合脱水缩合CONH肽键的表示方式：肽键的表示方式：O H CN连接两个氨基酸分子连接两个氨基酸分子的化学键叫做的化学键叫做肽键肽键(如左图红色标识），2个氨基个氨基酸分子缩合而成的化合物酸分子缩合而成的化合物叫做叫做二肽二肽4、氨基酸的结合方式:脱水缩合肽键肽键CHCOOHR2HNOH HCCHR1NH2COCHR2HNO二肽二肽H2OH2O4、氨基酸的结合方式:脱水缩合CCHR1NH2COCHR2HNO肽键肽键二肽二肽CHCOOHR2HNH2O肽键肽键三三肽肽以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有以此类推，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（肽链）。肽链能盘曲，多个肽键的化合物，叫多肽（肽链）。肽链能盘曲，折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。H2O氨基酸组成蛋白质的过程氨基酸组成蛋白质的过程氨基酸氨基酸二肽二肽脱水缩合脱水缩合三肽三肽脱水缩合脱水缩合多肽多肽脱水缩合脱水缩合一条肽链盘一条肽链盘曲折叠形成曲折叠形成蛋白质蛋白质几条肽链盘几条肽链盘曲折叠形成曲折叠形成蛋白质蛋白质算一算算一算试着说出蛋白质种类多种多样的原因试着说出蛋白质种类多种多样的原因构成肽链的氨基酸种类构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不不同，肽链的结构则不同；同；如果以如果以代表不同的氨基酸，则下列代表不同的氨基酸，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？并说几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？并说明理由。明理由。动动脑动动脑构成肽链的氨基酸数目不构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同；同，肽链的结构则不同；构成肽链的氨基酸排构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的列顺序不同，肽链的结构则不同；结构则不同；蛋白质结构多样性的原因：l每种氨基酸的每种氨基酸的数目数目成百上千成百上千;l组成氨基酸组成氨基酸种类种类不同不同;l氨基酸的氨基酸的排列顺序排列顺序千变万化千变万化;l肽链的盘曲、折叠方式及其形成的肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空空间结构间结构千差万别千差万别 每一种蛋白质分子都有与它承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或者蛋白质空间结构改变，就会影响其功能。例如：人正常血红蛋白的空间结构呈球状，由它参与组成例如：人正常血红蛋白的空间结构呈球状，由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨的红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，这样的血红蛋白聚合成纤维状，组成的酸被缬氨酸取代，这样的血红蛋白聚合成纤维状，组成的红细胞就扭曲成红细胞就扭曲成镰刀状镰刀状，运输氧的能力会大为削弱。，运输氧的能力会大为削弱。相关信息人类的许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有人类的许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维化，阿尔茨海默病，帕金森病。关，如囊性纤维化，阿尔茨海默病，帕金森病。囊性纤维病囊性纤维病是因为基因缺陷所致，转是因为基因缺陷所致，转运氯离子的功能异常，导致患者支气运氯离子的功能异常，导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。目前囊性纤维病变尚无有效治受损。目前囊性纤维病变尚无有效治疗方法。疗方法。阿尔茨海默病（阿尔茨海默病（AD）：临床上以记忆障碍、失语、）：临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征，病因迄人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征，病因迄今未明。今未明。65岁以前发病者，称早老性痴呆；岁以前发病者，称早老性痴呆；65岁以岁以后发病者称老年性痴呆。后发病者称老年性痴呆。蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素的作用下其特定是指蛋白质在某些物理和化学因素的作用下其特定的的空间结构空间结构破坏，从而导致其理化性质的改变和生破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。物活性丧失的现象。物理或化学因素：重金属盐（汞盐，银盐，铜盐），物理或化学因素：重金属盐（汞盐，银盐，铜盐），酸，碱，高温，酸，碱，高温，X射线，射线，紫外线，乙醇。紫外线，乙醇。以上的变性不能恢复原来状态（不可逆）以上的变性不能恢复原来状态（不可逆）在发生变性的过程在发生变性的过程不发生肽键的的断裂和二硫键的破不发生肽键的的断裂和二硫键的破坏，因此变性的蛋白质仍然可以使双缩脲试剂变紫色。坏，因此变性的蛋白质仍然可以使双缩脲试剂变紫色。盐析盐析 蛋清中加入食盐会使蛋白质析出蛋清中加入食盐会使蛋白质析出，加加水后水后，析出的蛋白质溶解析出的蛋白质溶解，此过程被称为盐析此过程被称为盐析可逆，空间结构没被破坏可逆，空间结构没被破坏低温也一样低温也一样肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：氨基酸氨基酸肽键肽键肽键数=61肽键数=82肽键数肽键数=氨基酸数肽链数氨基酸数肽链数 =脱去水分子个数脱去水分子个数肽键数=31（1）该图中，）该图中，表示表示，表示表示，表示表示。（2）该化合物由）该化合物由个氨基酸分子失去个氨基酸分子失去个水分子而形成，这种反应个水分子而形成，这种反应叫叫反应。反应。（3）该化合物含有）该化合物含有个肽键，该图所示化合物的名称是：个肽键，该图所示化合物的名称是：。（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由）该图中所示的氨基酸种类不同，是由决定的。决定的。（5）如果图中氨基酸的平均分子量为）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是，则该化合物的分子量是。氨基氨基肽键肽键羧基羧基四肽四肽(多肽多肽)三三四四三三脱水缩合脱水缩合R基基666CNH2HHCONHCCH3HCOOHCONHCHCH2C ONH2CONHHCH2C COOH练一练练一练HCR1CH2NCONHCHR2 CNHR3OHCOHO一条肽链上一条肽链上至少至少有有一个游离的氨基一个游离的氨基和和一个游离的羧基一个游离的羧基HCR1CH2NCONHCHR2 CNHR3OHCOHOHCR1CH2NCONHCHR2 CNHR3OHCOHO肽链数：肽链数：2至少游离的氨基至少游离的氨基:2至少游离的羧基：至少游离的羧基：2至少至少游离的氨基数游离的氨基数=肽链数肽链数至少至少游离的羧基数游离的羧基数=肽链数肽链数HCR1CNH2CONHCHR2 CNHR2OHCOHOHCR1CNH2CONHCHR2 CNHR2OHCOHO1、氨基数、氨基数=肽链数肽链数+R基