《蛋白质是生命活动的主要承担者》组成细胞的分子PPT课件

第4节蛋白质是生命活动的主要承担者•课程标准•阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于由氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。•课标解读•1.说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。•2.概述蛋白质的结构和功能。•3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质的功能1．氨基酸的结构(1)结构通式：蛋白质的基本单位——氨基酸•(2)结构特点：每种氨基酸分子至少都含有一个(—NH2)和一•个(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在上。各种氨基酸之间的区别在于的不同。氨基羧基同一个碳原子R基•规律方法氨基酸的辨别技巧•可把氨基酸想象成一个人，R基是人脸，我们分辨一个人时，主要看人的脸；羧基和氨基代表该人的双手；H代表双腿。这样就可形象地记住氨基酸的结构通式了。2．氨基酸的种类生物体内组成蛋白质的氨基酸约有种。根据能否在人体细胞内合成，可将氨基酸分为和。21必需氨基酸非必需氨基酸•1.根据氨基酸的结构通式，分析组成蛋白质的元素有哪些？•提示至少含有C、H、O、N四种元素。•2.组成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，“至少”的涵义是什么？如果氨基酸分子中不止一个氨基和一个羧基，其他的氨基和羧基又位于什么位置？•提示氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少各1个，也可以是几个。其他的氨基和羧基位于R基上。思维激活特别提醒氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记原子团前要有短线“—”)•1．蛋白质的结构层次•氨基酸概念：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合形成的化学键：肽键，表示为—NH—CO—二肽：由缩合而成的化合物多肽：由缩合而成的化合物，通常呈链状蛋白质的结构及其多样性蛋白质：具有一定的.两个氨基酸分子多个氨基酸分子空间结构•1．氨基酸的脱水缩合过程分析思维激活•(1)形成肽键时，相应的—COOH失去—OH，相应的—NH2失去—H，形成一分子水；肽键的正确写法是：•或—CO—NH—。•(2)脱去的水分子中，H既来自氨基又来自羧基，O来自羧基。•(3)一条肽链至少有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端，R基中的—NH2和—COOH不参与脱水缩合过程。所以多肽中氨基(或羧基)数＝R基中的氨基(或羧基)数＋肽链条数。•2．氨基酸形成肽(或蛋白质)的相关计算•氨基酸的脱水缩合反应式其实就是一个化学方程式，必然遵循质量守恒和原子守恒定律，再结合氨基酸的结构通式和反应原理，就不难理解下面的相关计算。•(1)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，则应有下面的数量关系：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)(2)蛋白质中含有N、O原子数N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数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原子总数－脱去水分子数拓展深化：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。2．蛋白质种类多样性的原因氨基酸方面种类不同数目成百上千排列顺序千变万化肽链方面：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别3．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)肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同，构成的蛋白质不同•【巩固】根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。•(1)该化合物中，①表示________，⑦表示________。•(2)该化合物由________个氨基酸失去________个水分子而形成，这种反应叫做________________。•(3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由________决定的，其序号是________________。•(4)该化合物名称为________，含________个肽键，序号是________________。•(5)该化合物水解后形成氨基酸，写出最右端氨基酸的分子结构式________，其中有________个氨基，________个羧基。•解析该化合物含有3个肽键③、⑤、⑥，且一端是氨基①，另一端是羧基⑦，故该化合物是由4个氨基酸脱水缩合而成的四肽。R基分别为②、④、⑧、⑨，其中最右端的氨基酸的R基是—CH2—COOH，根据氨基酸的结构通式可写出其结构式。•答案(1)氨基羧基(2)43脱水缩合(3)R基•②④⑧⑨(4)四肽3③⑤⑥(5)•12•蛋白质的盐析与变性•(1)盐析：加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来，这个过程叫盐析。盐析过程是可逆的，利用此法可以分离、提取蛋白质。•(2)变性：蛋白质在重金属盐(汞盐、银盐、铜盐)、酸、碱、乙醇、尿素等的存在下，或加热至70～100℃，或在X射线、紫外线等射线的作用下，其空间结构发生改变和破坏，导致蛋白质变性。蛋白质的变性具有不可逆性。与社会的联系•【例】右图为一个由一条肽链组成的蛋白质分子，其中A～F分别表示多肽链中的不同氨基酸分子。若图中蛋白质分子由n个氨基酸分子组成，其中B、D、F的R基中分别含有1个氨基(—NH2)、1个羧基(—COOH)和1个甲基(—CH3)，据图回答下列问题。蛋白质(或多肽)的有关计算•(1)此蛋白质分子至少含有的氨基和羧基的数目分别为________、________。•(2)这个蛋白质分子经水解酶分解，分别在A、B、C、D、E、F这六个点断裂，则形成________个多肽分子，水解中需要________个水分子。•(3)若组成这个蛋白质的氨基酸分子的平均相对分子质量为a，则水解后的多肽分子的总的相对分子质量为________。•思维导图：•深度剖析分析题意可知，此蛋白质分子由1条多肽链组成，含有n个氨基酸分子，氨基酸的平均相对分子质量为a，且氨基酸B、D的R基中分别含有1个氨基、1个羧基。•(1)1条多肽链中至少含有1个羧基和1个氨基，分别位于多肽链的两端，又已知氨基酸B、D的R基中分别含有1个氨基、1个羧基，故此蛋白质分子至少含有2个氨基和2个羧基。•(2)此蛋白质分子分别在A～F六处水解，可形成7个多肽分子，每一处水解需要1个水分子，故需要6个水分子。•(3)水解后形成的多肽分子的相对分子质量包含两部分，一是原蛋白质分子的相对分子质量，即为na；二是水解过程中消耗的水的相对分子质量，即为6×18＝108。故所有水解后的多肽分子的相对分子质量为na＋108。•答案(1)22(2)76(3)na＋108•误区警示有关蛋白质的常见误区•误区一：认为所有的蛋白质分子都由20种氨基酸分子组成；•误区二：认为1条多肽链中只含有1个游离的氨基和1个游离的羧基；•误区三：计算水解后的多肽分子相对分子质量时，未加入水解时水分子的质量。解答此类题目应注意肽链中所含的—NH2(或—COOH)实际上就是氨基酸缩合为肽链时，不参与缩合反应的—NH2(或—COOH)，它们位于肽链的两端和R基中。•规律方法有关多肽种类的计算•假设有甲、乙、丙、丁四种氨基酸，由这四种氨基酸组成多肽的种类分析如下：•情况1：甲、乙、丙、丁四种氨基酸，每一种氨基酸的数目无限的条件下，形成的多肽种类为：•(44＝256种)•(43＝64种)•情况2：甲、乙、丙、丁四种氨基酸，每一种氨基酸只有一个的条件下，形成的多肽种类为：•(4×3×2×1＝24种)•(4×3×2＝24种)课堂小结