必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者优秀课件ppt

这是一份必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者优秀课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了研习1，蛋白质和氨基酸的结构，研习2，研习3，完成课时作业等内容，欢迎下载使用。

1．阐明人体中蛋白质由21种氨基酸组成。 2．阐明蛋白质的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构。 3．阐明细胞的功能主要由蛋白质完成。
1．结合组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式，掌握氨基酸的结构特点及书写方式(生命观念)。 2．通过对氨基酸的结构和脱水缩合过程的分析，建立生命的物质性观点(生命观念)。 3．联系结构与功能相适应的观点，理解蛋白质结构和功能的多样性(生命观念)。
功能　　　　　　　　　　 实例①结构蛋白　　　　　 　 　 a．血红蛋白②催化作用 b．胰岛素等蛋白质类激素③运输作用 c．抗体④信息传递作用(调节作用) d．绝大多数酶⑤免疫功能 e．羽毛、肌肉、头发等
(1) 写出图中结构名称： a：________；b、d：________；c：________。 (2) 比较图中两种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：____________________。
(3) 归纳总结氨基酸的结构特点
(1) 划分依据：人体细胞________________。 (2) 种类
　　　　　　　　　：只能从外界环境中直接获 取 非必需氨基酸：可在人体内合成，也可从外界　　 环境中获取
1．从氨基酸分子结构通式看，组成人体蛋白质的氨基酸的区别是(　　) A．—NH2不同 B．R基不同 C．—COOH不同 D．—H不同
2．下列物质中，属于构成人体蛋白质的氨基酸的是(　　) A．①③⑤ B．①②③ C．②③④ D．③④⑤
1．蛋白质的组成元素 C、H、O、N，有的还含有S。常用35S标记蛋白质。2．氨基酸结构通式的分析
3．结构特点 (1) —NH2和—COOH的数目：每种氨基酸都至少含有一个—NH2和一个—COOH，R基中也可能存在—NH2或—COOH。 (2) 连接位点：构成蛋白质的氨基酸都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。此特点为判断某化合物是不是构成蛋白质的氨基酸的依据。
有关氨基、羧基、R基的常见书写错误 (1) 正确书写格式：—NH2、—COOH、—R(不要忘记原子团前要有短线“—”)。 (2) 避免两种错误书写格式：①写为NH2、COOH、R；②写为NH3、HCOOH等。氨基、羧基、R基不是分子，它们只是分子的一部分。NH2、COOH、R是分子的写法，但它们在自然界中是不存在的。
1．广告中说服用胶原蛋白会被人体吸收，具有美容的效果，人体会直接吸收胶原蛋白吗？_____________________________________________________________________________________________________________________
不能。蛋白质的相对分子质量一般很大，不能被直接吸收，只有被消化成小分子的氨基酸才能被人体吸收。
2．组成蛋白质的氨基酸中“至少”都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。如果氨基酸中含有多个氨基或羧基，则多出的氨基或羧基一定在什么位置？ (1) 强调“至少”的原因是：____________________________________________________________________________________________________________________________。 (2) 多出的氨基或羧基一定在氨基酸的________中。
从氨基酸的结构通式可以看出， 都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，所以每种氨基酸至少都含一个氨基和一个羧基
3．自然界中的氨基酸是否就是构成蛋白质的氨基酸？ 4．必需氨基酸与非必需氨基酸是通过什么划分的？_____________________________________________________________________________________________________
不是。构成蛋白质的氨基酸的判断依据：至少有一个氨基和一个羧基，并且有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
根据能否在体内合成。必需氨基酸不能在体内合成，只能从食物中获得。
1．下列哪项不是构成人体蛋白质的氨基酸？(　　)
解析：构成人体蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个碳原子上，B项中的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上，因此不是构成人体蛋白质的氨基酸。
(1) 氨基酸中应含有________和________。 (2) 构成人体蛋白质的氨基酸中都有一个________和一个_______且连在__________________。 (3) 分别写出上述构成蛋白质的氨基酸的R基。
A：—CH2—NH2　C：—CH2—CH2—COOHD：—CH2—COOH。
(4) 含有氨基和羧基的一定是构成人体蛋白质的氨基酸吗？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________
提示：不一定。构成人体蛋白质的氨基酸中至少要有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
判断组成生物体内蛋白质的氨基酸的方法
(1) 两个判断标准 ①从数量上看，至少有一个—NH2和一个—COOH。如下不属于构成生物体蛋白质的氨基酸： a．H2N—CH2—CH2OH ⇒ 缺少—COOH。 b．HOOC—CH2—CH2—COOH ⇒ 缺少—NH2。
② 从位置上看，必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。 如下不属于构成生物体蛋白质的氨基酸：
氨基与羧基未连在同一个碳原子上。
(2) 一个决定关键——R基 ① 决定氨基酸的种类和理化性质。 ② 决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数目；除了连接在同一碳原子上的氨基和羧基外，多余的氨基和羧基一定位于R基中。 ③ 决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素则一定位于R基中。
2．有人将氨基酸结构通式和人体结构进行了如下类比，说法正确的是(多选)( 　　)
A．图中氨基酸结构通式的中心碳原子可以类比成人体的躯干部分
B．图中人有一只左手、一只右手，就如每个氨基酸也仅有一个羧基和一个氨基 C．氨基酸种类的不同取决于R基的不同，就如我们每个人的面孔各不相同一样 D．氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程可以类比成人与人手拉手排成队的过程
解析：组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，而不是仅含有一个氨基和一个羧基。
3．下图为构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是(多选)(　 　 　)
A．自然界中结构④在生物体内有21种 B．氨基酸理化性质的不同是由结构④不同决定的
解析：图中①为氨基，③为羧基，④为侧链基团(R基)。生物体中组成蛋白质的氨基酸有21种，而R基是氨基酸分类的重要依据，A项正确；氨基酸的不同仅仅是侧链基团(R基)不同，R基决定了氨基酸理化性质的不同，B项正确；一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，R基中也可能含有氨基或羧基，C项错误；由甘氨酸的结构简式可知，甘氨酸的R基为—H，因此甘氨酸是构成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最小的氨基酸，D项正确。
具有一定的 .
由 缩合成的化合物.
由 缩合成的化合物，通常呈链状.
概念：一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水
形成的化学键：肽键，表示为
下列有关肽键的写法中，不正确的是(　　)
(1) 参与脱水缩合的部位：一个氨基酸氨基中的—H和另一个氨基酸羧基中的—OH。
(2) H2O中H和O的来源：H既来自于氨基又来自于羧基，O只来自于羧基。 (3) —NH2和—COOH的数量和位置：一条肽链中至少含有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端，其余的—NH2和—COOH位于R基中。 (4) 肽键的正确书写方式：—CO—NH—或 。 (5) R基中的—NH2或—COOH不参与肽键的形成。
1．环状肽中可能不含有游离的—NH2和游离的—COOH。2．多肽形成的四个“一”
2．氨基酸形成蛋白质的相关数量计算
假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：
1．多肽相对分子质量有时不是 na－18(n－m)，因为多条肽链之间可能存在二硫键，在每形成1个二硫键时脱去了2个H。二硫键是由2个—SH脱H连接而成的。
氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数 ＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数。羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数 ＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数。
2．蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算
(1) N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。 (2) O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱水数。 (3) H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－2×脱水数。 (4) C原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上碳原子数。
3．肽链中的相关原子数
1．在蛋白质及多肽的形成过程中，参与“脱水”的结构是___________________________，R基中的氨基或羧基是否参与脱水缩合？________。 2．若一个氨基酸中含有两个—COOH(或两个—NH2)，它们都位于哪些部位？_______________________________________________________
相邻氨基酸的氨基和羧基
一个与氨基(或羧基)连在同一个C原子上，另一个位于R基中
3．若n个氨基酸形成一条环状肽，其含有多少个肽键？产生多少个水分子？_____________________
1．人的血红蛋白分子共有574个氨基酸，含有4条多肽链，则该蛋白质分子中至少含有的氨基数和形成肽键脱去的水分子数目依次为(　　) A．4个、573个　　　　　B．4个、570个 C．4个、572个 D．2个、570个
解析：每条肽链至少含1个氨基和1个羧基，4条多肽链至少含4个氨基和4个羧基。脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数，即574－4＝570个。
肽链中氨基、羧基与肽键数目的计算规律
(1) 在一条肽链主链的两端分别是—COOH和—NH2，侧链R基中的—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目＝R基中的氨基(或羧基)数目＋肽链数。
(2) 对于由n个氨基酸构成的环状肽而言，产生的肽键数＝脱去水分子数＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中，即相当于环状肽中肽链数为零。(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连，故形成一个环状肽时比形成一条直链肽要多生成一个水分子。)
2．如图是某多肽化合物的示意图，下列有关该化合物的叙述，正确的是(多选)(　 　) A．该多肽由4种氨基酸组成 B．这条肽链中含有3个肽键 C．合成该多肽的生理过程称为脱水缩合 D．该多肽形成过程中，相对分子质量减少了54
解析：④和⑧所示的R基相同，所以该多肽由3种氨基酸组成；③⑤⑦为3个肽键；该多肽由4个氨基酸脱水缩合形成，在形成过程中脱去了3分子的水，相对分子质量减少了18×3＝54。
3．某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如下图)得到几种不同的有机物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述错误的是(　　)
A．肽键数目减少4个B．氢原子数目增加8个C．氨基和羧基分别增加4个D．氧原子数目增加2个
解析：根据图示可知，这两个丙氨酸从肽链中脱下来需要断裂4个肽键，共消耗4分子H2O。因此所形成的全部有机物中，氢原子数目增加8个，氧原子数目增加4个。由于每个肽键是由1个氨基和1个羧基脱水缩合形成的，所以断裂4个肽键后的产物中共增加了4个氨基和4个羧基。
蛋白质的结构多样性和功能多样性
(1) 氨基酸方面：①氨基酸的________不同。 ②氨基酸的________成百上千。 ③氨基酸的__________千变万化。 (2) 肽链方面：多肽链的__________________和形成的_________千差万别。
1．蛋白质种类多样性的原因
2．蛋白质的结构和功能相适应
(1) 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________改变或蛋白质的__________改变，就可能会影响其功能。
(3) 溶解在NaCl溶液中的蛋白质，其结构________改变，加水稀释析出后生物活性也不会改变。
(2) 血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，形成异常的血红蛋白，改变了红细胞的形状，________了运输氧的能力。高温、强酸、强碱、酒精会破坏蛋白质的________，使其丧失生物活性。
1．血液中的血红蛋白和肌肉中的肌动蛋白结构不同的原因是(　　) A．所含氨基酸的种类不同 B．所含氨基酸的数目不同 C．所含氨基酸的排列顺序不同 D．所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构都不同
2．下列各项与蛋白质的作用无关的是(　　) A．催化与调节 B．免疫 C．运送物质 D．储存遗传信息
(1) 蛋白质的结构层次
C、H、O、N等元素 氨基酸 肽链 蛋白质
(2) 蛋白质分子结构多样性的原因 ①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。 ② 氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。 ③ 氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。 ④ 肽链空间结构不同，构成的蛋白质不同。
(1) 以上四点并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构的不同，而是只要具备其中一点，就说明两种蛋白质结构不同。 (2) 第④条原因是肽链空间结构不同，而不是氨基酸空间结构不同。
(3) 多肽种类的计算 如有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分析如下。
2. 蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
鸡蛋煮熟后，蛋白质发生变性，就不能恢复原来的状态，说明蛋白质变性是___________的。蛋白质变性后，其__________被破坏，进而其_________发生改变，但是肽键________(填“断裂”或“不断裂”)。
1．若两种蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序都一样，但两者的功能相差很大，为什么？
蛋白质的种类取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构。蛋白质的种类决定蛋白质的功能。
2．由生鸡蛋煮熟变成熟鸡蛋，其间发生了什么？肽键断裂了没有？ 3．营养不良会出现贫血和免疫力下降等现象，从蛋白质的功能分析，其原因是什么？
蛋白质的空间结构被破坏，蛋白质变性失活，此过程中肽键不断裂。
营养不良导致蛋白质的摄入量不足，影响血红蛋白和抗体的生成，出现贫血和免疫力下降。
1．下列关于蛋白质的叙述，不正确的是(多选)(　 ) A．水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂 B．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合 C．由N个氨基酸构成的一个蛋白质分子，有M条肽链，其中X条是环状肽链，则这个蛋白质分子完全水解共需要(N－M＋X)个水分子 D．某肽的分子式为C13H16O5N3，则该肽一定是一种三肽
解析：加热可以使蛋白质的空间结构发生改变而使蛋白质变性，但是肽键结构不变，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成肽链的方式是相同的，即一个氨基酸的氨基提供“—H”，另一个氨基酸的羧基提供“—OH”，然后形成水分子，B错误；氨基酸脱水缩合反应过程中，形成链状结构时，脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数，形成环状肽时脱去的水分子数与氨基酸数相等，假设构成环状肽的氨基酸有a个，则链状肽有(N－a)个
氨基酸，则该蛋白质分子完全水解共需要水分子数为a＋(N－a)－(M－X)＝N－M＋X，C正确；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，因此分子式为C13H16O5N3的肽不一定是三肽，可能是二肽，D错误。
(1) 形成环状肽时脱去的水分子数________(填“>”“＝”或“<”)氨基酸数。 (2) 该肽分子式有3个N原子，是否就一定是三肽？_______________________________________________________________________________________________________________________。
否。组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，因此分子式C13H16O5N3的肽不一定是三肽，可能是二肽
(3) 蛋白质变性是指构成蛋白质的哪些方面改变了？肽键是否断裂？ (4) 组成蛋白质的氨基酸之间按什么方式脱水缩合？
蛋白质变性是指蛋白质的空间结构发生改变，肽键不断裂。
氨基酸的脱水缩合是一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基反应脱去一分子水。
(1) 煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。 (2) 高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。
关注蛋白质结构和性质的五个易错点
(3) 酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。 (4) 蛋白质的变性只破坏了二硫键，没破坏肽键。 (5) “盐析”可逆，不属于蛋白质的变性。
2．现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有(　　) A．9种，9种　　　　　　B．6种，3种 C．18种，6种 D．27种，6种
解析：足量的3种氨基酸构成的三肽有3×3×3＝27(种)。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“□—□—□”来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种，第三个位置只能安放剩余的1种，即3×2×1＝6(种)。
3．有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是(　　) A．蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关 B．数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链 C．将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失 D．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
解析：蛋白质种类多样性取决于构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序和肽链条数以及蛋白质的空间结构；蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关，蛋白质的空间结构发生改变时，其生物活性也发生改变，A正确；数量相同的5种氨基酸种类可能不同，排列顺序也可能不同，因此可以组成不同的多肽链，B正确；抗体化学本质是蛋白质，蛋白质溶解在NaCl溶液中，其结构没有发生改变，因此生物活性不会丧失，C错误；氨基酸序列相同的多肽链折叠方式不同，形成的蛋白质空间结构不同，D正确。
1．蛋白质是生命活动的主要承担者。 2．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。 3．氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 4．每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
5．蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 6．我国科学家1965年完成了结晶牛胰岛素的合成，摘取人工合成蛋白质的桂冠。
1．谷氨酸的R基为—C3H5O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是(　　) A．4，4 B．5，4 C．4，5 D．5，5
解析：谷氨酸结构式为：
2．如图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述不正确的是(多选)( 　 　) A．结构④在生物体内约有20种 B．氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自于②和③ C．结构④中含有的氨基或羧基参与脱水缩合 D．生物体内n(n>20)个氨基酸形成一条多肽链最多需要n种氨基酸
3．人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是(　　) A．145和144 B．145和145 C．145和146 D．146和145
4．下图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是(　　) A. 该脑啡肽由4个氨基酸脱水缩合而成，称为四肽，含有4个肽键 B. 该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基 C. 高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性 D. 形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基
解析：题图所示为脑啡肽的结构简式，图中该分子有4个肽键，所以是由5个氨基酸分子脱水缩合形成的，称为五肽，A项错误；该脑啡肽中含有1个游离的氨基(最左边)和1个游离的羧基(最右边)，B项错误；高温、X射线、强酸等会破坏蛋白质的空间结构，从而引起蛋白质变性，C项正确；脱去的水中的氢来自氨基和羧基，D项错误。
5．据图回答相关问题： (1) 该化合物中①表示________；⑥表示________；④表示________，图中共有________个④结构。
(2) 该化合物是由________个氨基酸分子失去________分子水形成的，该化学反应称为__________，此化合物称为________。
(3) 各种氨基酸之间的区别在于侧链基团的不同，请写出形成该化合物的最右边氨基酸的侧链基团编号：________。
(4) 组成人体蛋白质的氨基酸有________种，已知天冬氨酸的R基是—CH2—COOH，写出该氨基酸的组成元素：__________________。 (5) 蛋白质是生命活动的主要承担者，请举例说明蛋白质的功能(要求写出两种不同类型蛋白质的名称及其作用)。 名称：________，作用：________________。 名称：___________，作用：_____________________。
解析：(1) 该结构式中①表示氨基，④表示肽键，⑥表示羧基，该化合物含有2个肽键。 (2) 该化合物由3个氨基酸分子失去2个水分子形成，这种反应叫作脱水缩合，此化合物称为三肽。 (3) 该化合物最右边的氨基酸中⑥表示羧基，与⑥相连的C为中心C，因此⑤是最右边氨基酸的侧链基团。
(4) 组成人体蛋白质的氨基酸有21种，已知天冬氨酸的R基，根据氨基酸的结构通式，可知天冬氨酸的组成元素为C、H、O、N。 (5) 组成生物体的蛋白质常见功能有5种： ① 结构蛋白，举例：羽毛、肌肉、头发、蛛丝等； ② 催化功能，举例：消化酶等； ③ 运输功能，举例：血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白等； ④ 调节机体生命活动，举例：胰岛素等； ⑤ 防御功能，举例：抗体等。