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第2章 组成细胞的分子
第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者
蛋白质的功能
1
蛋白质的基本单位——氨基酸
目录
蛋白质的结构及其多样性
习题检测
4
2
3
一、学习目标
二、重难点
1.归纳概括氨基酸的结构通式和特点，
说出氨基酸脱水缩合形成多肽或蛋白质的过程。
2.概述蛋白质的结构和功能。
3.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，
认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。
1.举例说明生命系统的结构层次。
2.认同细胞是基本的生命系统。
3.掌握细胞学说内容。
蛋白质是细胞中含量最多的有机物，我们每天需要摄入650g左右富含蛋白质的食物。
想一想：哪些食品富含蛋白质
你还记得如何检测蛋白质吗？
使用时先加A液1ml，摇匀，再加B液4滴，摇匀
蛋白质的鉴定
用双缩脲试剂检测
产生紫色反应
两个或以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成紫色络合物
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
一、蛋白质的功能
结构
催化
调节
运输
免疫
练一练
结构
调节
催化
运输
免疫
抗体
胰岛素等蛋白质类激素
绝大多数酶
毛发，肌肉等
血红蛋白
大家观察下面几幅图会联想到哪句诗呢？
春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干，诗中提及的物质主要成分为蛋白质的是
A.泪 B.灰 C.丝 D.蜡
√
蛋白质能够承担多样的功能，与蛋白质的多样性有关。
变成了小分子
问题探讨：从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可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。
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
一、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1、在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种
2、氨基酸是组成蛋白质的基本单位
思考·讨论：氨基酸的结构特点
观察下列四种氨基酸的结构
R
氨基
侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质
3、氨基酸的结构通式
中心碳原子
羧基
C
H
简写：
R
H
H2N—C—COOH
简写：
R
H
H2N—C—COOH
至少含一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)
并且都有一个氨基(—NH2)和
一个羧基(—COOH)连在同一碳原子上
R基是—H、最简单
R基是—CH3
R基中也可能含有氨基（—NH2）
或羧基（—COOH）
R基含S
R基含硒（Se）
3、氨基酸的元素组成：
C、H、O、N，有的含有S等元素
注意：血红蛋白含Fe，
但Fe不在氨基酸上。
形象记忆：
1.(2023·广东惠州高一期末)组成人体蛋白质的氨基酸有21种，以下属于组成人体蛋白质的氨基酸的是
A. B.
C.
D.
√
2.甲硫氨酸的
R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是
A.C5H11O2NS
B.C3H7S
C.C4H11O2S
D.C5H10O2N
√
与社会的联系：
组成人体蛋白质的氨基酸有21种
必需氨基酸——
赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸
一般不会缺乏
8种人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取
非必需氨基酸——
13种人体细胞能合成
1.结构
C
H
H2N
R
氨基
羧基
侧链基团
C
OH
O
每个氨基酸分子至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并连在同一个碳原子上。
分子式C2H4O2N-R
部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。
（1）结构通式
（2）特点
2.元素组成
除 外，有的还含有 等。
C、H、O、N
S
蛋白质的基本单位——氨基酸
2
3.种类
氨基酸的种类由R基决定。
（2）21种氨基酸
非必需氨基酸
必需氨基酸
人体可自身合成的氨基酸，共13种
人体不能自身合成的氨基酸，共8种
必需氨基酸
甲 携 来 一 本 亮 色 书
甲硫
缬
赖
异亮
亮
苯丙
色
苏
婴儿有9种，比 成人多的一种是组氨酸。
决定氨基酸的种类和理化性质。
（1）R基的意义
蛋白质的基本单位——氨基酸
2
三、蛋白质的结构及其多样性
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子
氨基酸如何形成蛋白质？
氨基酸如何形成蛋白质？
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
脱水缩合
两个氨基酸
肽键写法：
脱水缩合形成二肽
肽链形成过程中，失去的水分子中氢和氧元素的来源分别是什么？
氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
脱水缩合
肽键
H2O
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
H2O
脱水缩合
三肽
三个氨基酸
脱水缩合形成三肽
n个氨基酸脱水缩合形成一条多肽，产生多少水？产生多少肽键？质量如何变化？
n个氨基酸脱水缩合形成一条多肽
脱去水分子数＝肽键数＝
脱去水分子数＝肽键数
n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽
＝n－1
n－m
n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽质量如何变化？
H2O
H2O
H2O
质量减少
＝脱去水分子质量
＝水分子数×18
＝（n－m）×18
n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽质量如何计算？氨基酸平均分子质量是a。
多肽质量或者蛋白质质量＝
a × n-（n－m）×18
注意观察：氨基酸脱水缩合形成肽链
肽链的首尾均有一个游离的氨基和羧基。
R基中也可能有氨基或羧基
n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽含有氨基或羧基的个数
=m+R基中氨基或羧基数
氨基酸的种类、数量、排列顺序
不同的肽链
不同氨基酸之间能形成氢键
肽链盘曲、折叠
空间结构
许多蛋白质分子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。形成更为复杂的空间结构。
许多蛋白质分子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。形成更为复杂的空间结构。
-SH + HS- → -S-S-(二硫键) + 2H
想一想：在形成一个二硫键时，相对分子质量减少多少？
即每形成一个二硫键，减少 2个H
n个氨基酸脱水缩合形成环状多肽
脱去水分子数＝肽键数
＝n
？个氨基酸脱水缩合形成环状多肽
先找肽键
7个肽键7个氨基酸
？个氨基酸脱水缩合形成环状多肽
再找R基和H
5种氨基酸
氨基酸的种类、
数量、
排列顺序
氢键
盘曲、折叠
两条或多条肽链二硫键
一级结构
二级结构
三级四级级结构
思考讨论
1、从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
一条或多条肽链
21种氨基酸
C、H、O、N等元素
脱水缩合
盘曲折叠
蛋白质
2、进入人体消化道的蛋白质食物，要经过那些消化酶的作用才能分解成氨基酸？
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白质
氨基酸和小分子肽
氨基酸
氨基酸进入人体后需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？
氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽……
不一样。结构功能均不同
3、如果用21个不同的字母代表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？试着说出蛋白质多样性的原因。
__ __ __ __ __ __ __ __ __ __
21
21
2110
蛋白质结构多样性的原因
不同种类氨基酸的排列顺序千变万化
氨基酸的数目成千上万
肽链盘曲折叠及其形成的空间结构千差万别
氨基酸序列改变或蛋白质空间结构改变影响蛋白质的功能
结构异常导致功能异常：在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常。
正常血红蛋白的肽链和正常红细胞
异常血红蛋白的肽链和镰状红细胞
运输氧的能力会大为减弱
蛋白质的变性
1、概念：特定的空间构象被破坏
——→理化性质的改变和
生物活性丧失
依然可以和双缩脲试剂反应
蛋白质的变性
2、不可恢复
3、高温——蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
4、加热、强酸、强碱、酒精、重金属离子等
蛋白质的盐析
蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出
溶解度的变化，可逆
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸
蛋白质的水解

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