高中生物北师大版 (2019)必修1《分子与细胞》第三节 蛋白质完美版教学课件ppt

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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？ 这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？
组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质。从化学角度看，蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。蛋白质是生命活动的主要承担者。
　　如丝心蛋白，这是蚕丝和蜘蛛丝的一种蛋白质。丝心蛋白具有扩张强度高，质地柔软的特性，但不能拉伸。
以下实例说明蛋白质有何功能？
　　属于结构蛋白，能使腱、骨、软骨、牙、皮和血管等结缔组织具有机械强度。　　　　例如：腱胶原蛋白的抗张强度约为20-30kg/mm2，相当12号冷拉钢丝的拉力。
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，羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
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。
有些蛋白质具有运输载体的功能运输氧）。
有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素（图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素）。
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。
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. 结构蛋白：2. 催化：3. 运输：4. 信息传递：5. 防御：
如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
如胰岛素能传递信息,调节机体的生命活动。
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
　　氨基酸是组成蛋白质的基本单位
1. 每种氨基酸至少有一个氨基（-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。2. 这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）。3. 氨基酸之间的区别在于R基不同。
氨基酸的结构通式及特点
　　氨基、羧基及肽键的写法和多肽的命名
O ||—C—OH
O H || |—C—N—
O || C—OH
O H || |C—N
组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫作非必需氨基酸。
蛋白质的结构及其多样性
以此类推，由多个氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫多肽（链状）。
由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。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。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，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，因此，蛋白质分子的结构极其多样，这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。
3.蛋白质多样性的原因
蛋白质结构　　　　蛋白质
蛋白质的多样性的原因：
　　1. 氨基酸种类不同
　　2. 氨基酸数目不同
　　3. 氨基酸序列不同
　　4. 肽链空间结构不同
极其多样 　　　极其多样
氨基酸形成肽链的时候，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化。
　　可写出2110条互不相同的长链
例：如果用21个不同字母分别代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？
　　归纳：蛋白质多样性　　①直接原因：　　②根本原因：　　③同一个体不同细胞的蛋白质种类差异：
氨基酸的种类、数目、排序，肽链空间结构不同。
控制蛋白质合成的基因具有多样性。
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
蛋白质变性是指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。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是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，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。
　　蛋白质的相对分子质量＝　　一个由n个氨基酸形成的含有m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＝　　在这个蛋白质中至少含有的游离氨基（或者游离羧基）数＝肽链数＝m。
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
an－18(n－m)。
　某种蛋白质（由一条肽链组成）分子中至少有多少个游离的氨基和羧基？　血红蛋白（由四条肽链组成）呢？
归纳：蛋白质分子中每条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。
　　至少有一个氨基，一个羧基
　　至少有四个氨基，四个羧基
（1）在一条肽链中，肽键数
（2）如果n个氨基酸形成一条肽链，则脱掉______个水分子，形成______个肽键。
（3）如果n个氨基酸形成m条肽链，则脱掉_______个水分子，形成_______个肽键。
归纳：计算假设：氨基酸平均分子量为a
（2）有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键（-S-S-）形成，将脱去2个-H，相对分子质量因此应减少2。
有几个氨基酸则脱几分子水。
　　某致病细菌分泌的外毒素，无色，细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，以致死亡。
C、H、O、N（P、S）
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
①组成蛋白质的氨基酸种类不同②组成蛋白质的氨基酸数目成百上千③组成蛋白质的氨基酸排列顺序千变万化④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
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
脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数=n-mm条肽链构成的蛋白质，至少m个氨基，至少m个羧基M(pr)=na-(n-m)×18