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(共54张PPT)
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
本节目标
01
理解蛋白质是生命活动的主要承担者
氨基酸的结构特点
02
03
细胞中蛋白质的种类多样性
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。
讨论
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？
用某些动物组织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。
这种手术缝合线要变为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为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解为更小的分子。
一
问题探讨
艾滋病研究者发现这样一种怪现象：有1%~2%的HIV感染者感染HIV但不会发病。旅美中国学者张林琦博士及其同事为这一现象找到了初步答案。这些感染者在感染HIV后，体内会产生3种名为“α-防御素”的小分子蛋白质。这可能就是少数HIV感染者可以长期健康存活而不发病的原因。
α-防御素有什么作用？
头发
蛛丝
肌肉纤维
结构蛋白
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。例如：肌肉、毛发、羽毛、蛛丝、蚕丝等的成分主要是蛋白质
羽毛
一、蛋白质的功能
催化功能
胃蛋白酶结晶
细胞中的化学反应离不开酶(一般加快生化反应速率）的催化，绝大多数酶都是蛋白质（少数酶是RNA)。
运输功能
有些蛋白质具有运输功能。如血红蛋白（参与氧气运输）、载体蛋白（参与物质跨膜运输）。
血红蛋白
通道蛋白
调节功能（信息传递）
有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素（激素相当于红绿灯，只是信号分子，不参与生化反应。）
图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
免疫功能
有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
抗体:免疫球蛋白
抗原：病菌或病毒等
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
蛋白质功能多种多样的原因
蛋白质的结构和功能相适应
为什么蛋白质能有这么多种类和这么多功能？
这与它的组成和结构有关
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
2.不同氨基酸分子的区别在哪里？
H
C
H
H2N
C
OH
O
甘氨酸
缬氨酸
C
H
H2N
C
OH
O
CH3
CH3
CH
C
H
H2N
C
OH
O
CH3
丙氨酸
亮氨酸
C
H
H2N
C
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
H
H
H2N
C
OH
O
甘氨酸
C
H
H2N
C
OH
O
缬氨酸
CH3
CH3
CH
C
H
H2N
C
OH
O
CH3
丙氨酸
亮氨酸
C
H
H2N
C
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
2.不同氨基酸分子的区别在哪里？
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
C
特别关注：
1、氨基羧基不同表示方法：
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都连接在同一个碳原子上。这个碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基）。
R基不同，氨基酸则不同。组成元素：C H O N (S Fe等位于R基）
H2N
氨基
C
OH
O
羧基
C
H
R
侧链基团
一个“中心”
三个“基本点”
1.氨基酸分子结构通式
每种氨基酸分子　　　都含有　　　　（　　　）
　和　　　　　（　　　　）。
且都有一个氨基和一个羧基连接在　　　　　　 上。
氨基酸分子不同，就不同在 。
至少
一个氨基
—NH2
一个羧基
—COOH
氨基酸的结构通式：
同一个碳原子
R基
H2N－CH－COOH
氨基酸的判断依据
-NH2、-COOH、是否连在同一个“C”上
R
特别关注：
1、氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：—NH2、—COOH、—R (基团前的“—”不能省略)
2、组成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基
氨基数=氨基酸数＋R基上氨基数
羧基数=氨基酸数＋R基上羧基数
1.氨基酸分子结构通式
学以致用
找出生物体中氨基酸，分析它们的R基
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
R基
1.下列物质中属于组成蛋白质的氨基酸的是 (　　)
返回
必需氨基酸：
非必需氨基酸：
8种，人体细胞不能合成。
13种，人体细胞能合成。
一种食物往往不能含有我们所需的各种氨基酸,特别是必需氨基酸,所以不能偏食.
提示
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
脱水缩合
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
H2O（18）
氨基酸
脱水缩合-动画演示
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
脱水缩合-动画演示
C
H
COOH
R2
H
N
肽键
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
氨基酸
脱水缩合-动画演示
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
肽键
三肽
以此类推，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。
H2O
脱水缩合-动画演示
氨基酸在脱水缩合时，脱去的水（H2O）当中的H、O分别来自哪里？
H来自氨基（—NH2）和羧基（—COOH）；O来自羧基（—COOH）。
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
一
一
m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
m
m
蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数。
氨基数和羧基数的计算
结论
2H
巯基 巯基 二硫键
氢键
注意：
1.氢键与二硫键共同维持蛋白质的三级结构（一条肽链）。
2.蛋白质中一定含有氢键，可能含有二硫键。
3.氢键只存在于同一条肽链中
二硫键可以存在于同一条链和不同肽链之间。
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
......
→
→
→
不同 分析
2、氨基酸种类不同
1、氨基酸数目不同
3、氨基酸排列顺序不同
4、肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同
蛋白质具有多样性的原因
—C
NH2
H
H
—C—
O
N—
H
C—
CH3
H
COOH
—C—
O
N—
H
C—
H
CH2
C
O
NH2
—C—
O
N—
H
H
CH2
C
COOH
①
②
④
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
③
（1）该化合物中，①表示________， ③ 表示________ ，⑦表示________。
（2）该化合物有氨基________个，有羧基________个。该化合物的名称是______________。
氨基
羧基
肽键
2
2
多肽
（四肽）
2
氨基酸的结合方式
蛋白质与社会的联系
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
（1） 蛋白质在某些物理或者化学因素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生物活性丧失的现象。
（2）特点：不可逆
1.什么是蛋白质变性？有何特点？
2.引起蛋白质变性的原因有哪些？
加热、加酸、加碱、加酒精、重金属等
3.什么是盐析？有何特点？
（1）指在蛋白质水溶液中加入中性盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀出来的现象。
（2）特点：可逆
4.为什么吃熟鸡蛋、熟肉更容易消化？
高温使蛋白质的空间结构变的伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
5.变性的蛋白质还能跟双缩脲试剂反应吗？
可以，因为变性的蛋白质空间结构破坏了，但是肽键还在；双缩脲试剂是与蛋白质中的肽键发生反应的；
★1.低温不会导致蛋白质变性，蛋白质暂时失去生物活性。再遇高温，蛋白质活性可以恢复（复性）
蛋白质的相关计算
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
肽链中的肽键数、脱去的水分子数与氨基酸个数的关系：
(1)
氨基酸个数10
肽键数 9
(2)
◇-◇-◇-◇-◇
◇-◇-◇-◇-◇
氨基酸个数10
肽键数 8
(3)
◇-◇-◇
◇-◇-◇-◇
◇-◇-◇
肽键数 7
氨基酸个数10
脱去水分子数= 肽键数= 氨基酸个数－肽链条数
肽链条数1
肽链条数2
肽链条数3
=
=
=
—
—
—
脱去水分子数 9
=
=
=
脱去水分子数 8
脱去水分子数 7
结论
氨基酸的相关计算
1、神经肽Y是由36个氨基酸分子组成的一条多肽链，则脱去的水分子数是多少、形成的肽键数是多少？
35
2、若神经肽Y是由36个氨基酸分子组成的2条多肽链，则脱去的水分子数是多少、形成的肽键数是多少？
34
2、若神经肽Y是由36个氨基酸分子组成的5条多肽链，则脱去的水分子数是多少、形成的肽键数是多少？
31
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15个氨基酸构成1个环状多肽，有____个肽键
（环状结构）
15
肽链中的肽键数、脱去的水分子数与氨基酸个数的关系：
1、若10个氨基酸组成1个环肽，则脱去的水分子数是多少？形成的肽键数是多少？
10
2、若10个氨基酸组成2个环肽，则脱去的水分子数是多少？形成的肽键数是多少？
10
3、若10个氨基酸组成1个环肽，则脱去的水分子数是多少？形成的肽键数是多少？
10
总结：由m个氨基酸组成的n个环状多肽，会脱去 个 水分子，形成 个肽键
m
m
N原子数=氨基酸数+R基中的N原子数
O原子数=R基中的O原子数+2×肽链数+肽键数
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
蛋白质中元素守恒的计算
= 各氨基酸O原子总数 - 脱水数
蛋白质相对分子量的计算
缬氨酸
CH
CH3
CH3
H2N—C— C—OH
H
O
H2N—C— C—OH
H
O
H
甘氨酸
甘氨酸、缬氨酸的分子量分别是 、 。
由一个甘氨酸和一个缬氨酸形成的蛋白质的分子量分别是__ 。你是如何计算出来的？
75 117
174
蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×18
*若含有二硫键，还应减去二硫键相对应的氢，形成一个二硫键去掉两个H（不指出就默认不含有）
氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a）
一条肽链 m条肽链 环肽
肽键
脱去水分子
减轻的质量
多肽相对分子质量
至少含有的氨基或羧基数
H2N——
——COOH
n-1
n-1
18（n–1）
na-18(n–1)
1
n-m
n-m
18（n–m）
na-18(n–m)
m
n
n
18n
na-18n
0
组成元素
C、H、O、N（S）
导致
氨基酸
种类：21种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：13种
通式：
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
脱水缩合
多肽
组成蛋白质的氨基酸不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
构成生物体，如结构蛋白
运输作用，如血红蛋白
催化作用，如酶
调节作用，如胰岛素
免疫作用，如抗体
组成
导致
脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数
计算
课堂小结
小结
C、H、O、N等
约21
脱水缩合
肽键
氨基酸
分子结构
功能
课堂检测
1、生长激素和胰岛素都是人体内对生命活动起着重要调节作用的激素，但是功能不同，与此无关的是（ ）
A、氨基酸的数目、种类和排列顺序
B、构成蛋白质的多肽链的数目
C、构成蛋白质的多肽链的空间结构
D、氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基
D
课堂检测
2、蚕丝被贴身暖和，是“健康绿色睡眠的首选”。下列关于组成“蚕丝”主要成分的叙述正确的是（ ）
A、它的基本组成单位的通式是—CO-NH—
B、它的形成过程中没有水产生
C、蚕丝的基本组成单位是氨基酸
D、它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe
C
课堂检测
3、某22肽被水解成1个4肽、2个3肽、2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是（ ）
A、6 18
B、5 18
C、5 17
D、6 17
C
4、现有氨基酸1000个，其中氨基总数为1100个，羧基总数为1080个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有氨基数目、羧基数目及至少含有肽键数目依次为（ ）
A.102、82和998 B.102、82和999
C.2、2和998 D.100、80和998
A
R基中含有氨基100个，羧基80个，2条链中又有2个氨基和2个羧基.肽键数=1000-2
（1）该分子中的51个氨基酸在胰腺细胞中通过 反应成为胰岛素。
（2）这51个氨基酸所形成的胰岛素含有的肽键的数目是 。
（3）由图中可以看出胰岛素分子中含有的化学元素有 。
（4）该胰岛素是否可以口服 ，原因是 。
脱水缩合
49
C、H、O、N、S
否
胃液中含有蛋白酶，会将蛋白质分解
α
β

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