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第2章 组成细胞的分子
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
蛋白质是生命活动的主要承担者
（第1课时）
问题探讨
从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以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。
1．为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
2．这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？
结构
调节
免疫
运输
催化
蛋白质是生命活动的主要承担者
一、蛋白质的功能
阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能
结构 催化 运输 免疫 调节
一、蛋白质的功能
抗原
抗体可变区
抗原
抗体
“狗催运面条”
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构
思考:
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢
蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用。
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
氨基酸：组成蛋白质的基本单位
种类：组成人体蛋白质的氨基酸约有21种。
组成元素：C、H、O、N、（S、Se）
观察、讨论：氨基酸的结构具有什么共同特点？
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
亮氨酸
|
CH
CH3
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
丙氨酸
|
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
缬氨酸
|
CH2
|
CH
CH3
CH3
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
观察、讨论：氨基酸的结构具有什么共同特点？
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
有21中氨基酸就意味着有21种R基团
根据R基团判断氨基酸的种类
C2H4O2N-R
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
特点：至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同个碳原子上。
不同种类的氨基酸R基一定不同。
具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。
判断
×
√
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
R
│
H2N— C —COOH
│
H
下列物质是组成生物体蛋白质的氨基酸吗 为什么？
CH2
H2N
COOH
CH2
B
CH2OH
CH2
H2N
D
COOH
CH2
H2N
A
CH
H2N
COOH
COOH
CH2
C
√
√
×
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
下列物质是组成生物体蛋白质的氨基酸吗 为什么？
CH2
H2N
COOH
CH2
B
CH2OH
CH2
H2N
D
COOH
CH2
H2N
A
CH
H2N
COOH
COOH
CH2
C
√
√
×
×
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
每种氨基酸都只有一个氨基和一个羧基吗？
每种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。
CH2 —CH2 —COOH
　　 │
H2N—C —COOH
│
H 谷氨酸
CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2
│
H—C —COOH
│
NH2 赖氨酸
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
1、组成元素：____________________
C、H、O、N、S、Se
胱氨酸
半胱氨酸
甲硫氨酸
C
H
H2N
COOH
CH2
CH2
S
CH3
SH
C
H
H2N
COOH
CH2
巯基
S
C
H
H2N
COOH
CH2
S
C
H2N
COOH
CH2
H
二硫键
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
1、组成元素：____________________
C、H、O、N、S、Se
硒代半胱氨酸
SeH
C
H
H2N
COOH
CH2
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
必需氨基酸：人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，共8种。
非必需氨基酸：人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。
（婴儿9种，组氨酸）
甲硫（蛋）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
玉米的蛋白质中缺乏赖氨酸
2、氨基酸的分类
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
“甲（蛋）携来一本亮色书”
“甲（蛋）来写一本亮色书”
“携一两本单色书来”
随堂练习
判断正误。
1.氨基酸是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。( × )
2.酶都是蛋白质。( × )
3.蛋白质是细胞的基本组成成分。( √ )
4.蛋白质的功能多样性与其结构多样性有关。( √ )
随堂练习
5.每种氨基酸有且只有一个氨基和一个羧基。( × )
6.决定氨基酸种类差异的是R基。( √ )
7.人体需要的氨基酸称为必需氨基酸。( × )
8.人体内的非必需氨基酸有8种。( × )
9.下列关于蛋白质功能的叙述,错误的是( B )。
A.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质, 被称为结构蛋白
B.有些蛋白质起信息传递作用,能够调节机体的生命活动,如性激素
C.人体内的抗体是蛋白质,可以帮助人体抵御病菌和病毒等的侵害
D.一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者
随堂练习
三、蛋白质的结构及其多样性
氨基酸：21种
蛋白质：
数万种
？
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
生物界：
1010～1012
1、氨基酸分子的结合方式
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
H2O
三、蛋白质的结构及其多样性
脱水缩合
1、氨基酸分子的结合方式
C
H
H2N
C
R1
O
COOH
H
C
R2
N
H
三、蛋白质的结构及其多样性
肽键
二肽
脱水缩合
（三肽）
……..（四肽）
（多肽）
- C
NH2
H
R1
-C-OH
O
-
-
=
+
- C
N
H
R2
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
+
- C
NH2
H
R1
-C-
O
-
-
=
- C
N
H
R2
-C-
O
-
-
=
-
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
H
+
2H2O
三、蛋白质的结构及其多样性
2、肽链盘曲、折叠，形成蛋白质
由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子含有几条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。（教材P30）
胰岛素空间结构
三、蛋白质的结构及其多样性
3、氨基酸形成蛋白质的过程
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
1
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
3
四条肽链聚集形成复杂空间结构
4
氨基酸
二肽
蛋白质
三肽
多肽
......
→
→
→
三、蛋白质的结构及其多样性
氨基酸层面
氨基酸的种类不同
氨基酸的数量不同
氨基酸的排列顺序千变万化
肽链层面
肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别
4、蛋白质结构多样性的原因
三、蛋白质的结构及其多样性
知识拓展：
1、蛋白质的水解
完全水解
部分水解
需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
各种AA混合物
各种AA和肽段的混合物
2、糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素
因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化成氨基酸，而失去胰岛素的功能。
三、蛋白质的结构及其多样性
知识拓展：
3、蛋白质的变性
高温、X射线、超声波
① 物理因素
② 化学因素
重金属盐、强酸、强碱
破坏蛋白质的空间结构，但不破坏________，因此依然能用____________检测。
三、蛋白质的结构及其多样性
肽键
双缩脲试剂
4、临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌
蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。
吃生鸡蛋好还是熟鸡蛋好？？
三、蛋白质的结构及其多样性
5、蛋白质分子计算问题
肽键数=
（1）肽键数与氨基酸数目、脱去的水分子数的关系
氨基酸数－1
=脱去的水分子数
（链式结构）
肽键数=
氨基酸数－2
=脱去的水分子数
公式1：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数
三、蛋白质的结构及其多样性
5、蛋白质分子计算问题
（1）肽键数与氨基酸数目的关系：
15个氨基酸组成的环状多肽
肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数
如果m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键
（环状结构）
m
三、蛋白质的结构及其多样性
（2）蛋白质中游离氨基和羧基的数目：(一条肽链)
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
蛋白质中氨（羧）基数=
1
+ R基上氨（羧）基数
1
至少含有的氨（羧）基数=
5、蛋白质分子计算问题
三、蛋白质的结构及其多样性
（2）蛋白质中游离氨基和羧基的数目：(两条肽链)
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
C
C
CH2
O
N
H
S
S
H2C
C
C
R8
O
N
H
C
H
C
R9
O
N
H
C
H
COOH
R10
NH2
公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数
5、蛋白质分子计算问题
三、蛋白质的结构及其多样性
（3）蛋白质相对分子质量的计算：
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
5、蛋白质分子计算问题
三、蛋白质的结构及其多样性
（3）蛋白质相对分子质量的计算：
5、蛋白质分子计算问题
三、蛋白质的结构及其多样性
（3）蛋白质相对分子质量的计算：
公式3：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量—脱去的水分子数×18
— 二硫键数×2
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
S
S
SH +
HS
+ 2H
5、蛋白质分子计算问题
三、蛋白质的结构及其多样性
（4）蛋白质中N、O原子数计算：
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
公式4：N原子数=
=肽键数＋肽链数＋R基上N原子数
各氨基酸N原子总数
公式5：O原子数=
=肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数
各氨基酸O原子总数－脱去水分子数
公式6：C原子数=
=氨基酸数×2+R基上C原子数
5、蛋白质分子计算问题
三、蛋白质的结构及其多样性
各氨基酸C原子总数
蛋白质相关的计算
肽 链 数 氨基酸 平均相对 分子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去 水分子 数目 多肽的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基
数目
1 a n 至少 个 m a n 至少 个 环状多肽 a n 至少 个 n-1
n-1
na-18(n-1)
1
n-m
n-m
n
n
na-18(n-m)
na-18n
m
0
1、下图表示某种蛋白质中相关基团或氨基酸的数目,下列相关叙述正确的是( )。
A.该蛋白质中含有两条肽链
B.该蛋白质中共有126个肽键
C.该蛋白质的R基上共含17个氨基
D.形成该蛋白质时共脱掉125个水分子
A
随堂练习
2、下图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子,“ —S—S—”是将两条链连接起来的二硫键(由两个—SH形成,即—SH+—SH→—S—S—+2H)。下列叙述正确的是( )。
A.该分子中含有197个肽键
B.该蛋白质中至少含有2个游离的—NH2
C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基
D.合成该蛋白质的过程中,其相对分子质量减少了3568
D
随堂练习

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