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第二章 组成细胞的分子
第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者
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？
这种手术缝合线要变成小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解成氨基酸才能被吸收，因此蛋白质在化学组成上应该能分为更小的分子。
用某些动物提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
初识蛋白质
一
蛋白质的功能
1.结构蛋白
2.催化
3.运输
5.调节（信息传递）
4.免疫（防御）
功能蛋白
细胞的各项生命活动都离不开蛋白质
完成学历案“任务一”
蛋白质能够承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。
为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？
这与它的组成和结构有关吗？
食物中的蛋白质不能被人体直接吸收，需要经过什么变化才能被吸收呢
要分解成氨基酸,才被人体吸收
C
OH
O
N
H
H
—NH2
—COOH
认识氨基：
认识羧基：
N
H
H
N
H
H
N
H
H
C
OH
O
C
HO
O
C
HO
O
二
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
生物体在组成蛋白质的氨基酸有21种
C
C
H
H2N
OH
O
H
基团前面的“—”必须写出来！！！
C
C
H
H2N
OH
O
C
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
CH
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
C
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
几种氨基酸的结构式
C
C
H
H2N
OH
O
H
H
H
讨论
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
二
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
氨基酸的结构
氨基
羧基
③这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团
C
H
H2N
R
氨基
羧基
COOH
C、H、O、N、 (S) 等
氨基酸分子结构通式
氨基和羧基的数量：
①每种氨基酸至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）；
氨基和羧基的连接位置：
②都有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）连接在同一个碳原子上；
氨基酸不同的决定因素：
R基(侧链基团)的不同
组成元素：
酸
NH2
R
COOH
判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？
H
C
COOH
CH3
HOOC
2
H
C
NH2
CH3
H2N
1
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
3
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
4
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
5
×
×
×
√
√
完成学历案“例2”
人体细胞不能合成的，这些氨基酸必须从外界环境中获取
必需氨基酸
人体细胞能够合成的氨基酸（在体内由其他物质转化而来的）
非必需氨基酸
共8种：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
共13种
思考：有些同学有“偏食”的习惯，请分析这种习惯好不好？
氨基酸的种类
1010～1012种蛋白质
21种氨基酸
H H O
H N C C OH
R1
H H O
H N C C OH
R2
H2O
肽键
脱水缩合
氨基酸 + 氨基酸 二肽 + H2O
脱水缩合
H H O
N C C OH
R2
H H O
H N C C
R1
一个氨基酸的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。
氨基酸结合形成多肽
三
蛋白质的结构及其多样性
+
二肽
①水分子中的H和O分别来自于什么基团？
二肽 + 氨基酸 H2O + 三肽
脱水缩合
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C OH +
R2
H H O
H N C C OH
R3
+ H2O
脱水缩合
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C
R2
H H O
N C C OH
R3
肽键
肽键
二肽
三肽
氨基酸 + 氨基酸 H2O + 二肽
氨基酸 + 氨基酸 + 氨基酸 2H2O + 三肽
……，类似的反应，形成四肽、五肽……多肽。
脱水缩合
脱水缩合
由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。
② n个氨基酸形成1条多肽链时失去几个水分子？形成几个肽键？
③如果n个氨基酸形成m条肽链呢？
肽键数=脱水分子数=氨基酸数－肽链数
④如果氨基酸的平均相对分子质量为a，那n个氨基酸形成的m条肽链的总质量是多少呢？
①一条肽链是否还有游离的氨基和羧基？如果有，有几个？ n条肽链呢？
n条肽链，至少含n个氨基，至少含n个羧基
氨基酸
肽键
氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
－
=
=
2
5
6
3
1
1
8
2
2
6
5
6
－
=
=
－
=
=
氨基酸
肽键
脱水缩合的知识总结
1.脱水缩合的反应物是：
2.脱水缩合的产物是：
3.脱水缩合形成的化学键的名称是：
4.脱水缩合的脱去的H2O中H和O的来源分别是：
5.脱水缩合的脱去的H2O的个数和产生的肽键的个数的关系是：
6.缩合的产生的肽链的命名原则是：
7.一条肽链含有的游离的氨基和羧基数：
氨基酸
水和多肽（肽链）
肽键
H来自于氨基和羧基
O来自于羧基
相等
肽链由多少个氨基酸的就是几肽
多肽能够行使蛋白质的各项功能吗？
各至少一个
①由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
肽链形成蛋白质
胰岛素
②许多蛋白质分子都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。
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
肽链形成蛋白质
二硫键
②二硫键是什么基团之间反应形成的？
部分的R基（巯基—SH）间
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
几条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构的蛋白质
一条多肽链折叠形成一定的空间结构的蛋白质
氨基酸
蛋白质
多肽
脱水缩合
一条或多条
盘曲折叠
课本31页“思考与讨论”
1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
课本31页“思考与讨论”
1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？
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？
2110
食物蛋白
胃、胰、肠蛋白酶
多肽
肠肽酶
氨基酸
吸收
合成
人体的蛋白质
人体内氨基酸
结构多样性
功能多样性
决定
α-螺旋
β-折叠
氨基酸种类
氨基酸数目
氨基酸排列顺序
肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
功能蛋白
结构蛋白
(组成细胞和生物体)
________
(蛋白质类激素)
________
(大多数酶)
________
(载体蛋白)
________
(抗体)
调节
催化
运输
免疫
蛋白质多样性
根本原因：
基因多样性
学历案第3页
结构决定功能
为什么氨基酸只有21种，但蛋白质种类却可以达到1010~1012种？
1.三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？

—COOH
—COOH
H2N—
H2N—
2.体内21种常见氨基酸，能形成多少种10肽？
3.若21种氨基酸组成含1000个氨基酸的大分子
蛋白质，有多少种可能？
211000
2110
肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化
单个氨基酸
改变
蛋白质结构
异常
红细胞形态
异常
镰刀型细胞
贫血症
谷氨酸
缬氨酸
结构异常
功能异常
镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱
蛋白质变性指的是蛋白质在某些物理（加热、紫外线及X射线、剧烈振荡）和化学因素（强酸、强碱、重金属盐）的作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和 的现象。
不可逆，肽键一般不断裂
卷曲、紧密
伸展、松散
2.为什么加热、加酸、喷洒酒精能达到消毒、灭菌的目的？
1.为什么吃煮熟的鸡蛋、熟肉容易消化？
3.变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗？
可以，双缩脲试剂是与蛋白质中的肽键发生反应的，因为变性的蛋白质空间结构破坏了，但是肽键还在。
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，用于分离、提纯蛋白质
变性
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。
水解
空间结构发生改变，肽键未断裂，不可逆
蛋白质的变性、盐析和水解
指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变。
多肽
氨基酸
短肽

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