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2[1].2 生命活动的主要承担者-蛋白质 课件(人教版必修一)


必修一第二章

第2节 生命活动的主要承担者-蛋白质

高考考点:

蛋白质的结构 蛋白质的功能

知识点分析:
1。氨基酸的种类 2。氨基酸的通式 3。氨基酸的脱水缩合 4。蛋白质的结构及其多样性 5。蛋白质的合成和相关计算 6。蛋白质的功能

含 蛋 白 质 丰 富 的 食 物

消化酶的作用

类比:蛋白质必需经过消化,成为各种氨基酸,才能被 人体吸收和利用。

一、氨基酸及其种类
尽管蛋白质相对分子质量很大,分子结构复杂,但都由基 本单位--氨基酸组成。组成生物体蛋白质的氨基酸约有20 种。 1.氨基酸的形成
H H C H H H H C H H

COOH

NH2

C H

COOH

甲烷

乙酸

甘氨酸

脂肪酸中与羧基相邻的 羧基取代一个H原子 形成乙酸是一种脂肪酸 一个H原子被氨基取代 形成甘氨酸

比较几种氨基酸的结构式: 苏氨酸 CH3 CH OH 苯丙氨酸 CH2 CH3 CH3
H NH2 C H COOH

CH NH2 CH

COOH

COOH

NH2
H OH H2N C CH3 丙氨酸 O C OH

CH O H2N C H 缬氨酸 C

甘氨酸

推导出氨基酸的通式

2.通式为:

注意:氨基酸通式在结构上的特点:

(a) R基不同、氨基酸不同。 (b) 每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基 (—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。

必需氨基酸:人体细胞不能合成的氨基酸,共8种。

非必需氨基酸:人体细胞能够合成的氨基酸,共12种。

思考: 氨基酸是如何构成蛋白质的呢?

人体的必需氨基酸:

甲硫氨酸,缬氨酸,赖氨酸,异亮氨酸, 苯丙氨酸,亮氨酸,色氨酸,苏氨酸。

甲硫氨酸也叫蛋氨酸。

必需氨基酸的种类在高中生物教材上为8种(如 上),但是有的材料上为9种,多了组氨酸,原因 是婴幼儿时期的合成速率不能满足机体需要,必 须由食物供给,婴儿缺乏时患湿疹。有的资料上 将精氨酸也归为必需氨基酸,原因是精氨酸虽能 在人体内合成,但合成量不多,若长期缺也能造 成负氮平衡。另外,半胱氨酸和酪氨酸在体内能 分别由蛋氨酸和苯丙氨酸合成,这两种氨基酸如 果在膳食中含量丰富,则有节省蛋氮酸与苯丙氨 酸两种必需氨基酸的作用,因此有时称为半必需 氨基酸。

氨基酸的脱水缩合
R
NH2 C H H2O 脱水缩合 NH2 R O C OH H

H
N

R`
C H COOH

O C

H N

R`

C H

C H

COOH + H2O

肽键

二肽

脱 水
分 子 之 间

相关知识点: 1脱氨和2转氨

转氨与必需或非必需氨基酸的关系:
氨基酸+酮酸=新的氨基酸+新的酮酸
(非必需氨基酸)

分 子 内 部

3脱羧 生成胺类物质

二、蛋白质的结构及其多样性
n 氨基酸分子(n > 3) 脱 缩 水 合

螺旋、折叠、盘曲形成复杂的空间机构

肽链1条或几条肽链(肽链间以一定 化学键连接) (多肽) 思考:n个氨基酸形成一条肽链时,脱掉 几个H2O?形成几个肽键? (n-1)个

蛋白质分子

如果n 个氨基酸形成m条肽链呢? (n- m)个

蛋白质的变性

天然蛋白质受理化因素的作用,使蛋白质的构象发生改变, 导致蛋白质的理化性质和生物学特性发生变化,但并不影 响蛋白质的一级结构,这种现象叫变性作用。变性的实质 是次级键(氢键、离子键、疏水作用等)的断裂,而形成 一级结构的主键(共价键)并不受影响。蛋白质变性后的 蛋白质称变性蛋白质,其特点如下: (1)蛋白质的亲水性减少,其溶解度降低。在等电点的pH 溶液中可发生沉淀,但仍能溶于偏酸或偏碱的溶液。 (2)生物活性丧失,如酶的催化功能消失,蛋白质的免疫 性能改变等。 (3)变性蛋白质溶液的黏度往往增加。 (4)变性蛋白质容易被酶消化。

思考:能够导致蛋白质变性的因素有哪些?

知识点联系:DNA的热变性
95°C热变性
PCR技术

55 °C复性

72 °C延伸

TaqDNA聚合酶(耐高温)

蛋白质的种类多样性:
氨基酸种数不同

1

氨基酸数目不同 氨基酸序列不同

蛋白质结构 的多样性

蛋白质种类 的多样性

2

肽链空间结构不同 蛋白质功能 的多样性

人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白 质,为什么这两种细胞的功能却完全不同?

注: 蛋白质结构的

不同决定了其功能的 不同

肌球蛋白 即蛋白质结构的 多样性决定了其功能 的多样性

血红蛋白

三、蛋白质的功能多样性

胰岛素结晶

血 红 蛋 白 分 子

蛋白质分子功能——蛋白质是一切生命活动的主要承担者

1.构成细胞和生物体的重要物质——结构蛋白 催化作用:如各种酶 调节作用:如调节新陈代谢、 2.功能蛋白 生长发育的某些 激素等 免疫作用:如人体内抗体

小结
元素组成

一、蛋白质分子结构层次

基本单位

化学结构

空间结构

二 蛋 C、H、O、N等 白 其它元素:S、Fe 质 种类:20种 R 是 通式: NH2 C COOH 一 氨基酸 切 H 脱 缩 特点: 个—NH2和—COOH,且连在同 生 有一 一碳原子上 水 合 命 形成:多个氨基酸脱水缩合而成 活 肽键 动 多肽(肽链) 特点:呈链状结构,又叫肽链,有 的 一定的氨基酸序列 主 连接:肽链通过一定化学键连接 要 形成:螺旋、卷曲、折叠形成 蛋白质分子 承 空 间结构 担 特点:具生物活性、多样性 者
基本元素:C、H、O、N

夯实基础填空练习:

1.我们平时所吃的食物中,一般都含有蛋白质,肉、蛋、 奶和大豆制品中蛋白质含量尤其丰富。蛋白质必须经过消 化,成为各种_______,才能被人体吸收和利用。 2. _______是组成蛋白质的基本单位。在生物体中组成 蛋白质的氨基酸共有约_______种。 3.氨基酸的分子结构通式是______________,在结构上 具有的特点是:每种氨基酸分子至少都含有一个_______ ( -NH2 ) 和 一 个 _______ ( ),并且都有一个 _______和_______连接在同一个_______上。各种氨基酸 之间的区别在于_______的不同。

4.人体中的必需氨基酸有_______种,非必需氨基酸有 _______种。 5.氨基酸分子互相结合的方式是:一个氨基酸分子的 _______和另一个氨基酸分子的_______相连接,同时脱去 一分子的_______,这种结合方式叫做_______。连接两个 氨基酸分子的化学键(______________)叫做_______。 有两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做_______。

6.有多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个_______的化 合物,叫做_______。多肽通常呈链状结构,叫做_______ 。肽链能_______、_______,形成具有一定_______的蛋 白质分子。

7.蛋白质种类繁多的原因:在细胞内,每种氨基酸的数 目_______,氨基酸形成多肽链时,不同种类氨基酸的 _______千变万化,多肽链的_______、_______方式及 其形成的_______千差万别,因此蛋白质分子的种类是 极其多样的。 8.蛋白质的功能:许多蛋白质是构成______________的 重要物质,称为_______;细胞内的化学反应离不开 _______的催化,绝大多数酶是_______;有些蛋白质具 有______________的功能(如血红蛋白能运输_______ );有些蛋白质起_______作用,能够调节_______;有 些蛋白质有_______功能(如人体内的_______是蛋白质 ,可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的伤害。) 可以说,一切生命活动都离不开_______,_______是生 命活动的_____________。

高考真题回顾

( 2005广东)27、下列关于生物大分子的叙述,正确的是( 多选 ) A、蛋白质是由多个氨基酸分子通过肽键相互连接而成的高分子化合物 B、DNA是一切生物遗传信息的载体 C、酶是生物体产生的具有催化活性的生物大分子 D、RNA通常只有一条链.它的碱基组成与DNA完全不同

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高考真题回顾

( 2004江苏)6.病毒侵入人体后,血液中会出 现相应的抗体。抗体的基本组成单位及合成抗体 的细胞器分别是 A.氨基酸和核糖体 B.氨基酸和高尔基体 C.核苷酸和核糖体 D.核苷酸和高尔基体

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高考真题回顾

(2004江苏)14.动物体内甲种氨基酸通过转氨基 作用生成乙种氨基酸,可以肯定的是 A.甲种氨基酸是必需氧某酸 B.甲种氨基酸是非必需氨基酸 C.乙种氨基酸是必需氨基酸 D.乙种氨基酸是非必需氨基酸

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高考真题回顾

(广东2004)34.(4分)下图为一条肽链的分子结 构简式。 据图填空回答: 合成肽链的细胞器是_______,在合成肽链时决定 肽链的氨基酸种类和顺序的是 ________________________________。 这条肽链中的肽键数是____,构成肽链的氨基 酸数目是______,

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课堂巩固提高:

1.组成蛋白质的基本单位是( D )

A 氨基

B 羧基

C 核苷酸

D

氨基酸

2.如果某蛋白质由64个氨基酸构成一条多肽链,那么该肽链含有 肽键( B ) A 62个 B 63个 C 64个 D 65个 3.下列有关蛋白质的叙述中,不正确的是( B ) A 蛋白质是生命活动的主要体现者 B 调节细胞代谢的激素都是蛋白质 C 蛋白质是一种高分子有机化合物 D 动物和人体产生的抗体是蛋白质

4、胰岛素分子是一种蛋白质,由51个氨基酸缩合而成,
含两条肽链。 ⑴胰岛素分子中含

49

个肽键。

⑵这51个氨基酸形成胰岛素后,相对分子质量比原来51 个氨基酸的总分子量减少了 882 ;

⑶胰岛素是治疗糖尿病的最佳药物,其只能注射不能口 服,原因是: 胰岛素是蛋白质,其口服后将被消化液消化,失去疗效 ;

5、有一种二肽的化学式是C8H14N2O5,水解后得到丙 氨酸和另一种氨基酸M,M的化学式是( B )
A、C5H7NO3 C、C5H11NO5 B、C5H9NO4 D、C5H7NO4

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5催产素、牛加压素、血管舒张素是氨基酸数量相 同的蛋白质,但其生理功能不同,主要原因是 A.氨基酸数量不同 B.蛋白质合成场 所不同 C.蛋白质合成时期不同 D.氨基酸排列顺 序不同

6鸡蛋煮熟后,蛋白质变性失去活性,这是 由于高温破坏蛋白质的 A.肽键 B.肽链 C.氨基酸 D.空 间结构

7 两个氨基酸分子缩合脱水生成二肽,脱去的水分 子中的氧来自于 A、羧基 B、氨基 C、R基 D、羧基 和氨基


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