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(共48張PPT)
第4節(jié)
第一章　細(xì)胞的分子組成
浙科版高中生物 必修1
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承載者
第2課時(shí)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。
2.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其種類。
3.描述氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的過程。
4.解釋蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性與功能復(fù)雜性的關(guān)系。
依據(jù)近年我國居民膳食營養(yǎng)問題和膳食模式分析以及食物與健康科學(xué)證據(jù)報(bào)告，中國營養(yǎng)學(xué)會正式發(fā)布了《中國居民膳食指南（2022）》，其中提出：多吃蔬果、奶類、全谷、大豆，適量吃魚、禽、蛋、瘦肉。
1、蔬菜水果、全谷物和奶制品是平衡膳食的重要組成部分。
2、保證每天攝入不少于300g的新鮮蔬菜，深色蔬菜應(yīng)占1/2。
3、保證每天攝入200~350g的新鮮水果，果汁不能代替鮮果。
4、吃各種各樣的奶制品，與第四版相比最高攝入量由原來的300g提高到500g。
5、魚禽、蛋類和瘦肉攝入要適量，平均每天120~200g。
蛋白質(zhì)是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物，我們每天需要攝入650g左右富含蛋白質(zhì)的食物。
想一想：哪些食品富含蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，那么蛋白質(zhì)承擔(dān)著怎樣的功能呢？
想一想：嬰兒為什么要以奶為主要食物？
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能
目錄
閱讀教材P10，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能
羽毛
肌肉
蛛絲
許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)；
閱讀教材P10，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能
細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化。(絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì))
DNA聚合酶模型
胃蛋白酶3D模型
閱讀教材P10，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能
許多蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸載體的作用；
血紅蛋白3D模型
紅細(xì)胞中的運(yùn)輸?shù)鞍?br/>閱讀教材P10，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能
許多蛋白質(zhì)具有信息調(diào)節(jié)的作用；
生長激素3D模型
胰島素3D模型
閱讀教材P10，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能
許多蛋白質(zhì)具有免疫作用；
抗體
運(yùn)輸作用：血紅蛋白；
免疫作用：抗體；
催化作用：絕大多數(shù)酶；
調(diào)節(jié)作用：胰島素、生長激素；
構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)；
想一想：我們從食物中攝取的蛋白質(zhì)如何為我們所用？
蛋白質(zhì)必需經(jīng)過分解成氨基酸才能被人體吸收和利用。作為手術(shù)縫合線的膠原蛋白被分解為氨基酸才可以被人體吸收。
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位
元素組成
1
主要由___________________四種元素組成，有些還含有___元素。
C、H、O、N
S
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
組成人體蛋白質(zhì)的20種氨基酸
共12種，人體細(xì)胞能夠合成的氨基酸
共8種，人體細(xì)胞不能合成的氨基酸
（甲 攜 來 一 本 亮 色 書）
（1）氨基酸的種類：
20種
(嬰兒9種，組氨酸）
甲硫氨酸，纈氨酸，賴氨酸，異亮氨酸
苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，蘇氨酸
基本單位—氨基酸
2
（2）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及特點(diǎn)
R
氨基
羧基
決定氨基酸的種類和理化性質(zhì)
也可能含有氨基(—NH2) 或羧基(—COOH)
C
H
O
C OH
H
H N
簡寫：
R
H
H2N—C—COOH
C
H
R
NH2
COOH
①結(jié)構(gòu)通式：
②結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
一個(gè)中央碳原子上通過共價(jià)鍵連接著四個(gè)基團(tuán)，即一個(gè)氨基(—NH2)、一個(gè)羧基(—COOH)、一個(gè)H和一個(gè)R基團(tuán)。
（2）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及特點(diǎn)
R
C
H
O
C OH
H
H N
簡寫：
R
H
H2N—C—COOH
不同氨基酸的R基團(tuán)不同，它可以較小，也可以是較長的鏈，或是環(huán)狀結(jié)構(gòu)。R基團(tuán)中也可能含有氨基或羧基，有時(shí)還含有硫原子。
觀察下列四種氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，探究以下問題：
1.構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸共有的部分是________________。
歸納概括氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和特點(diǎn)
任務(wù)一
2.這四種氨基酸分子不同的R基團(tuán)分別是
___________________________________________________。
—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH
觀察下列四種氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，探究以下問題：
歸納概括氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和特點(diǎn)
任務(wù)一
3．組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子中都只含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基嗎？若有一個(gè)以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基分布在哪里？
不是；
觀察下列四種氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，探究以下問題：
部分氨基酸分子中含有一個(gè)以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基位于R基團(tuán)上。
氨基、羧基、R基的書寫
①正確的格式：—NH2、—COOH、—R(千萬不要忘記在原子團(tuán)前面加“—”)。
②避免兩種錯(cuò)誤格式
a.寫成NH2、COOH、R。
b.寫成NH3、—NH3、HCOOH等。
③結(jié)構(gòu)通式及氨基和羧基不同表達(dá)形式的辨別
特別提醒
氨基酸如何形成蛋白質(zhì)？
閱讀教材P12，合作探究：
2
活動(dòng)：選出構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸卡片，剪下備用
利用氨基酸卡片模擬脫水縮合過程
活動(dòng)：
脫水縮合
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
H
肽鍵
氨基酸的脫水縮合
3
肽鍵
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
三肽
肽鍵
H2O
H2O
氨基酸的脫水縮合
3
探討氨基酸形成多肽的過程
任務(wù)二
請結(jié)合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖回答下列問題：
1.肽鏈形成過程中，失去的水分子中氫元素和氧元素的來源分別是什么？
氫元素來自氨基和羧基，氧元素來自羧基
2.氨基酸、肽鏈、形成的水分子、肽鍵的數(shù)量關(guān)系是怎樣的？
氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝形成的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)。
探討氨基酸形成多肽的過程
任務(wù)二
請結(jié)合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖回答下列問題：
3．肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？
有。位于肽鏈的兩端，R基團(tuán)中也可能有。
4．假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸形成1條肽鏈，則該多肽的相對分子質(zhì)量是多少？若形成m條肽鏈呢？
na－18(n－1)
na－18(n－m)
有些蛋白質(zhì)分子含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵，如：二硫鍵相互結(jié)合在一起。
-SH + HS- → -S-S-(二硫鍵) + 2H
想一想：在形成一個(gè)二硫鍵時(shí)，相對分子質(zhì)量減少多少？
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次
從氨基酸到蛋白質(zhì)大致結(jié)構(gòu)層次
氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈
1
肽鏈進(jìn)行進(jìn)一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)
3
四條肽鏈聚集形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)
4
一條肽鏈的特定區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的盤曲、折疊
2
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次
氨基酸的種類不同
氨基酸的數(shù)目不同
氨基酸的排列順序不同
α-螺旋
β-折疊
肽鏈盤曲折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因
4
探討氨基酸形成的蛋白質(zhì)具有多樣性的原因
任務(wù)三
種類、數(shù)目、排列順序
(1)組成肽鏈的氨基酸的_________________________不同。
(2)構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈的________和蛋白質(zhì)分子的_____________的多種多樣。
數(shù)量
空間結(jié)構(gòu)
種類
數(shù)量
排列順序
空間結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)多樣
種類繁多
氨基酸
肽鏈：
功能多樣
決 定
功能蛋白
結(jié)構(gòu)蛋白
(組成細(xì)胞和生物體)
________
(蛋白質(zhì)類激素)
________
(大多數(shù)酶)
________
(載體蛋白)
________
(抗體)
調(diào)節(jié)
催化
運(yùn)輸
免疫
________
(糖蛋白)
識別
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因
4
蛋白質(zhì)正確的空間結(jié)構(gòu)的意義及影響因素
5
意義：蛋白質(zhì)__________________是蛋白質(zhì)表現(xiàn)其特有的_____________所必需的。
正確的空間結(jié)構(gòu)
生物學(xué)活性
結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致功能異常：在鐮狀細(xì)胞貧血中，血紅蛋白的谷氨酸被纈氨酸取代，形成的異常的血紅蛋白直接造成了紅細(xì)胞的異常。
正常血紅蛋白的肽鏈和正常紅細(xì)胞
異常血紅蛋白的肽鏈和鐮狀紅細(xì)胞
運(yùn)輸氧的能力會大為減弱
結(jié)構(gòu)決定功能
例如：
蛋白質(zhì)正確的空間結(jié)構(gòu)的意義及影響因素
5
影響因素：
蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定，會隨著溫度的升高而__________。蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性會隨著溫度的升高而___________，在溫度超過40～50 ℃時(shí)就可能喪失活性。
發(fā)生改變
發(fā)生改變
核心歸納
1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次
C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→三肽→多肽 蛋白質(zhì)。
核心歸納
2. 蛋白質(zhì)的鹽析、水解和變性
鹽析
蛋白質(zhì)在鹽溶液中溶解度降低析出溶解度的變化，可逆
導(dǎo)致變性的因素：高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子
肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽或氨基酸
氨基酸順序 ，肽鍵 ，
空間結(jié)構(gòu) ，功能 。
不變 不變
改變 改變
水解
變性
跟蹤訓(xùn)練
1.下列是四個(gè)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
A.構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是
C、H、O、N
B.上述四種氨基酸的R基團(tuán)依次是
—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOH
C.R基團(tuán)中可以有氨基或羧基
D.只要含有氨基和羧基的化合物就是
構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸
√
跟蹤訓(xùn)練
構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)中央碳原子上，故只含有氨基和羧基的化合物不一定是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，D錯(cuò)誤。
跟蹤訓(xùn)練
2.據(jù)圖分析下列化合物，回答下面的問題：
(1)圖中的結(jié)構(gòu)①⑤的名稱分別是___________；圖中表示R基團(tuán)的序號是______。
(2)該化合物由___個(gè)氨基酸構(gòu)成，該化合物的名稱是______。
氨基、羧基
②③④
3
三肽
該化合物含有2個(gè)肽鍵，是由3個(gè)氨基酸構(gòu)成的三肽。
跟蹤訓(xùn)練
(3)形成該化合物的化學(xué)反應(yīng)稱為__________，在這個(gè)過程中相對分子質(zhì)量減少了____。
由氨基酸形成該化合物的化學(xué)反應(yīng)稱為脫水縮合，此化合物含有2個(gè)肽鍵，說明由氨基酸經(jīng)脫水縮合形成該化合物的過程中脫去的水分子數(shù)為2個(gè)，相對分子質(zhì)量減少了2×18＝36。
脫水縮合
36
跟蹤訓(xùn)練
(4)組成這類化合物的基本單位的結(jié)構(gòu)通式是_________________。
夯基礎(chǔ)查落實(shí)
1.蛋白質(zhì)不是能量供給的主要來源，卻在其他方面發(fā)揮著不可替代的作用。如肌肉中的收縮蛋白、頭發(fā)中的角蛋白、紅細(xì)胞中的運(yùn)輸?shù)鞍住⒎N子中的儲備蛋白等。
2.蛋白質(zhì)主要由C、H、O、N四種元素組成，有些還含有S元素。
3.組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一個(gè)中央碳原子上通過共價(jià)鍵連接著四個(gè)基團(tuán)，即一個(gè)氨基(—NH2)、一個(gè)羧基(—COOH)、一個(gè)H和一個(gè)R基團(tuán)。
4.氨基酸的種類和性質(zhì)由R基團(tuán)決定。
要語必背
5.脫水縮合：一個(gè)氨基酸分子的氨基(—NH2)與另一個(gè)氨基酸分子的羧基(—COOH)相連接，同時(shí)脫去1分子水。
6.脫去的水分子中的氫來自氨基和羧基，氧來自羧基。
7.二肽是由兩個(gè)氨基酸脫水縮合形成的化合物。
8.多肽：許多個(gè)氨基酸以肽鍵連成一長串的肽鏈。
1.熟雞蛋更容易消化，原因是_____________________________________
______________________。
2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)具有多樣性，原因是_________________________________
_________________________________________________。
長句表達(dá)
高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序各不相同，肽鏈的數(shù)量及形成的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)多種多樣

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