第2章-第2节-生命活动烦人承担者-——蛋白质课件

成才之路成才之路 生物生物路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修1 组成细胞的分子组成细胞的分子第第 二二 章章1.1.1集合的概念第第2节生命活动的主要承担者节生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质1.1.1集合的概念第第 二二 章章目标导航：1知道氨基酸的结构和特点。(重点)2掌握蛋白质的形成过程和有关蛋白质的相关计算。(重、难点)3了解蛋白质的功能。学习目标定位学习目标定位课前自主探究课前自主探究完成练习册中知识梳理部分一、氨基酸及其种类一、氨基酸及其种类1、氨基酸的结构、氨基酸的结构结构特点结构特点(1)数量关系：至少都含有数量关系：至少都含有_和和_。(2)位置关系：都有位置关系：都有_连接在连接在_上。上。写出结构通式：写出结构通式：_一个氨基一个氨基(NH2)一个一个羧基基(COOH)一个氨基和一个羧基一个氨基和一个羧基 同一个碳原子同一个碳原子 人体细胞能否合成人体细胞能否合成 8种种 人体细胞合成人体细胞合成 12种种 3、种类、种类1）划分依据）划分依据 。必需氨基酸必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸来源：食物转化来源：食物转化种数：种数：来源：来源：种数：种数：2）氨基酸的种类决定于）氨基酸的种类决定于 。R基不同基不同 二、蛋白质的结构及其多样性二、蛋白质的结构及其多样性1、层次：氨基酸二肽三肽多肽一定空间结构的蛋白质分子复杂结构的蛋白质分子COOHNH2OHH(3)形成的化学键：名称：_。表示形式：_。(4)过程名称：_。(5)产物名称：_。(6)多肽经盘曲、折叠形成具有一定_ 的蛋白质分子。（7）水解反应：肽链与水结合，分开成氨基酸的过程。肽键肽键CONH脱水缩合脱水缩合二肽二肽空间结构空间结构种类种类数量数量排列顺序排列顺序空间结构空间结构3蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸方面：不同蛋白质含有氨基酸的_、_、_不同。(2)蛋白质方面：_不同。1玉米中含有丰富的谷氨酸，谷氨酸的分子中含有两个羧基(COOH)，请描述它们在分子结构中的位置。2在组成氨基酸的元素中，形成蛋白质时哪些元素的数量不会发生变化？提示：1.其中一个羧基和一个氨基连在同一个碳原子上，另一个羧基在R基上。2C、N。(一)问题探讨1提示：富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、袋装奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋等。教材问题释疑教材问题释疑2提示：有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质能够调节生命活动，如胰岛素；有些蛋白质有催化作用，如绝大多数酶都是蛋白质；有些蛋白质具有运输载体的功能，如红细胞中的血红蛋白；有些蛋白质有免疫能力，如人体内的抗体。3提示：因为氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在人体内约有20种氨基酸，其中有8种是人体需要而不能自己合成的，必须从外界环境中获得，如赖氨酸、苯丙氨酸等，它们被称为必需氨基酸。所以有些食品中要添加赖氨酸或苯丙氨酸等人体必需的氨基酸。1每个氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分氨基和羧基。(二)思考与讨论1(三)思考与讨论21提示：氨基酸二肽三肽多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。2提示：食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，具有完成人体生命活动的结构和功能。3提示：10个氨基酸能够组成2010条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉n1个水分子，形成n1个肽键。如果，n个氨基酸形成m条肽链时，脱掉nm个水分子，形成nm个肽键。(四)旁栏思考题1结构通式课堂合作探究课堂合作探究2结构特点(1)判断是否是氨基酸的标准：构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(2)R基的相关问题：决定氨基酸种类和性质的是R基。构成氨基酸通式中的元素有C、H、O、N四种，若有其他元素如S，则位于R基上。R基上可能含有氨基和羧基，但不参与脱水缩合反应。知识贴士(1)并不是含有氨基和羧基的有机物就属于构成蛋白质的氨基酸，如H2NCH2CH2COOH。(2)R基在形成蛋白质时并不是都不参与反应，如R基中的SH会参与形成蛋白质不同多肽链之间的SS。关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是()A分子量最大的氨基酸是甘氨酸B有些氨基酸不能在人体细胞中合成C氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键D不同氨基酸之间的差异是由R基引起的A同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于()A两者R基的不同B两者的结构完全不同C酪氨酸的氨基多D精氨酸的羧基多答案A解析不同的氨基酸差异之处在于R基的不同，所以结构的不同造成了氨基酸的性质不同。1蛋白质的分子结构及氨基酸脱水缩合过程分析过程图示分析1条肽链至少含有1个游离的NH2和1个游离的COOH，分别位于肽链的两端。2蛋白质多样性原因的分析其中蛋白质的空间结构是最为重要的结构，没有特定的空间结构，蛋白质就会失去其功能。知识贴士蛋白质中氨基和羧基的数量计算规律当R基中不存在氨基和羧基时，每一条肽链中含有一个氨基和一个羧基。当R基中存在氨基和羧基时，由于R基不参与脱水缩合，所以每一条肽链中含有的氨基数或羧基数就是1(R基中的氨基数或羧基数)。形成蛋白质分子的结构层次，从小到大依次是形成蛋白质分子的结构层次，从小到大依次是()氨基酸氨基酸C、H、O、N等元素等元素氨基酸脱水缩合氨基酸脱水缩合一条或几条多肽链连接在一起一条或几条多肽链连接在一起多肽多肽蛋白质蛋白质ABCD解析解析分析蛋白质分子的结构，其结构层次从小到大依次是，分析蛋白质分子的结构，其结构层次从小到大依次是，。答案答案D蛋白质和多肽的主要区别在于蛋白质()A相对分子质量更大B含有的氨基酸数目更多C空间结构更复杂D氨基酸的排列顺序变化更多答案C解析蛋白质和多肽都是由氨基酸组成的，蛋白质是由多肽链折叠形成的，与多肽相比具有更为复杂的空间结构。蛋白质分子结构复杂、种类繁多，这是蛋白质分子具有多种重要功能的基础。下面略举几例，说明其功能的多样性。1结构作用许多蛋白质是构成细胞和生物体的成分。如构成人和动物肌肉的肌动蛋白和肌球蛋白，构成生物膜的蛋白质。2催化作用生物体各种新陈代谢活动几乎都是由酶催化进行的，而酶几乎都是蛋白质。蛋白质的功能蛋白质的功能3调节作用蛋白质类的激素，如胰岛素和生长激素等，能够调节人体的新陈代谢和生长发育。调节生理活动的许多激素是蛋白质。从化学本质上看，人体和动物的激素可以分为四类：氨基酸衍生物激素(如甲状腺激素、肾上腺素、血清血管收缩素)；肽和蛋白质类激素(如脑垂体激素、胰岛素、甲状旁腺素、生长激素和促肾上腺皮质激素)；类固醇激素(如肾上腺皮质激素、性激素)；脂肪酸衍生物激素(如前列腺素)。肽和蛋白质类激素，包括许多种激素。下面重点介绍胰岛素、生长激素和促肾上腺皮质激素。(1)胰岛素胰岛素是胰腺内的胰岛B细胞所产生的一种激素。胰岛素是一种相对分子质量较小的蛋白质，在有锌和其他金属离子存在时，胰岛素分子可以围绕这些离子形成聚合体。在调节糖类、脂肪和蛋白质的代谢中具有十分重要的作用。(2)生长激素生长激素是由垂体的腺垂体部分的嗜酸细胞分泌的激素之一。它是一种多肽，能促进骨骼、肌肉、结缔组织和内脏的生长，使生物体长得高大，可以使氨基酸进入细胞的速度加快，促进DNA和RNA的合成，又能促进蛋白质的合成。(3)促肾上腺皮质激素它也是腺垂体分泌的激素之一，也是一种多肽，能促进肾上腺皮质细胞的增殖，刺激肾上腺皮质激素的合成和分泌。4运输作用红细胞中的血红蛋白是运输O2和CO2的工具。此外生物膜上的蛋白质对某些物质透过细胞膜或细胞内的膜结构有重要作用，如生物膜上的载体。5免疫作用对侵入动物和人体内的细菌和病毒有抵抗作用，从而消除其危害，起到免疫作用的是一种叫做抗体的蛋白质。此外，蛋白质分子在血液凝固、高等动物的记忆、识别等方面也都起着重要的作用。因此，有人把蛋白质称为功能大分子。知识贴士蛋白质是生物体一切生命活动的体现者，蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。生长激素和胰岛素都是人体内对生命活动起着重要调节作用的激素，但是功能不同，与此无关的是()A氨基酸的数目、种类和排列顺序B构成蛋白质的多肽链的数目C构成蛋白质的多肽链的空间结构D氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基解析蛋白质功能不同的原因在于结构不同，结构多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序及多肽链的数目和空间结构不同。答案D下列生理活动与蛋白质功能无关的是()A氧气在血液中的运输BCO2进入叶绿体C葡萄糖在细胞内氧化分解D细胞识别答案B(1)蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同时失去一分子水，即形成的时失去一分子水，即形成的肽键数失去水分子数氨基酸数目肽键数失去水分子数氨基酸数目1m个氨基酸分子形成一个由个氨基酸分子形成一个由n条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子数和形成的肽键数为数和形成的肽键数为mn，其推导过程如下：，其推导过程如下：m个氨基酸形成个氨基酸形成1条肽链则脱去条肽链则脱去(m1)个个H2O，形成，形成2条肽链，则在条肽链，则在1条肽条肽链的基础上又少脱去链的基础上又少脱去1分子分子H2O，即脱去，即脱去(m2)个个H2O，依次类推，形成，依次类推，形成n条肽链，则脱去条肽链，则脱去(mn)个个H2O 有关蛋白质类物质的计算有关蛋白质类物质的计算思维创新升华思维创新升华(2)形成的蛋白质分子的相对分子质量的计算蛋白质相对分子质量氨基酸相对分子质量总和失去的水分子的相对分子质量总和。特别提醒：有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(SS)形成等。(1)、(2)可总结如下：氨基酸平氨基酸平均相均相对分分子子质量量氨基氨基酸数酸数目目肽键数目数目脱去水脱去水分子数分子数目目多多肽相相对分子分子质量量氨基氨基数目数目羧基基数目数目1条条肽链amm1m1ma18(m1)至少至少1个个至少至少1个个n条条肽链ammnmnma18(mn)至少至少n个个至少至少n个个案例健康人的尿液中含有极微量的蛋白质，若尿液中蛋白质总量过高，则称为蛋白尿。除了肾脏疾病和涉及肾脏的其他疾病会引起蛋白尿外，健康人在剧烈运动后也会出现暂时性蛋白尿。临床上常用双缩脲试剂定性检测尿液中的蛋白质。请完成下面的实验，探究你在某次剧烈运动后是否出现了蛋白尿。(1)材料用具：试管、量筒、剧烈运动前后的尿液、双缩脲试剂A液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)、双缩脲试剂B液(质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液)。探究点确定实验中的实验变量探究点确定实验中的实验变量 蛋白蛋白质的的检测方法方法方法技巧探究方法技巧探究(2)实验原理：_。(3)实验步骤：取两支试管，分别编号为A、B。A中加入自己运动前的尿液2 mL，B中加入自己剧烈运动后的尿液2 mL。先向A、B两支试管中分别加入_，再向两支试管中分别加入_。对比观察两支试管中溶液的颜色变化。蛋白质与双缩脲试剂发生反应呈紫色1 mL双缩脲试剂A液并摇匀4滴双缩脲试剂B液并摇匀(4)预期结果及相应结论：预期期结果果相相应结论A、B两支两支试管中溶液均管中溶液均为浅浅蓝色色剧烈运烈运动后，尿液中出后，尿液中出现了蛋白了蛋白质A、B两支试管均呈现紫色尿液中不含蛋白质尿液中不含蛋白质课堂知识构建课堂知识构建