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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。
1．为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质
变为小分子物质氨基酸才能被吸收。初中学习过食物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分为更小的分子氨基酸
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？
问题探讨
蛋白质+水──────→多肽+水────→氨基酸
胃蛋白酶/蛋白酶
缩肽酶/肠肽酶
（水解反应）
（水解反应）
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
学习目标：
1．归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
2．分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。
3．说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。
4．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。
三聚氰胺（假蛋白质）
讨论1：哪些食物富含真的蛋白质？
结构
调节
免疫
催化
讨论2：蛋白质在生命活动中主要起什么作用？
“狗催运面条”
运输
2．蛋白质的单位：
讨论3：蛋白质的功能为什么具有多样性？
1．蛋白质的元素：
氨基酸（21种）
谷氨酸
CH2CH2COOH
甘氨酸
H
丙氨酸
CH3
一个中心，两个基本点
C、H、O、N；（S、有的含Fe/Cu/Mn/I/Zn等）
每个氨基酸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，这个碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团（R)。R基不同，氨基酸不同。
CH2SH
半胱氨酸
CH2CH2SCH3
甲硫氨酸/蛋氨酸
讨论4：为什么某些食品要添加必需氨基酸？
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(+组氨酸)种
非必需氨基酸：
人体细胞能够合成的氨基酸，共13(-1)种。
人体氨基酸21种
“甲携来一本亮色书”
讨论5：21种氨基酸如何构成1010～1012种蛋白质（分子量几千到几百万）呢？
肽基转移酶
+
肽键
-CO-NH-
H2O+
二肽
（脱水缩合）
讨论5：21种氨基酸如何构成1010～1012种蛋白质（分子量几千到几百万）呢？
+
肽基转移酶
H2O+
三肽/多肽
通常由三个或三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的化合物都可以成为叫多肽，多肽也简称为肽。
缩肽酶/肠肽酶
（水解反应）
（脱水缩合）
（水解反应）
缩肽酶/肠肽酶
肽键
螺旋或折叠
借助氢键、离子键、二硫键等盘绕
两条或两条以上肽链
一级结构：氨基酸序列
二级结构：α螺旋、β折叠等
三级结构：多种化学键作用
—SH
—SH
+
—S—S—
+
—2H
在细胞内组成一种蛋白质的 可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同 氨基酸的 千变万化， 千差万别，因此蛋白质的结构多样性就是细胞中蛋白质种类及功能多样性的原因。
氨基酸数目
种类
排列顺序
肽链的盘曲、折叠方式
及其形成的空间结构
思考1：人体内有数万种不同蛋白质，据估计生物界蛋白质种类大约1010~1012种，结合该图解释蛋白质具有多样性的原因？
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蛋白质的结构和功能相适应
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。
运氧功能大大削弱
思考2：从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸→二肽→三肽→……→多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。
思考3：进入人体消化道的蛋白质要经过哪些消化酶作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，要经过怎样的过程形成人体的蛋白质？人体的蛋白质和食物的蛋白质一样吗？
食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，具有完成人体生命活动的结构和功能。
思考4：若用21个不同字母代表21种氨基酸，要由10个氨基酸形成十肽，理论上最多能有多少种十肽？并尝试说出蛋白质（往往含成百上千个氨基酸）种类众多的原因？
10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。
思考5：盐析鸡蛋清与高温煮熟鸡蛋，哪个能破坏蛋白质空间结构？为什么？
向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。利用蛋白质在物理（高温（70～100℃）、剧烈振荡或搅拌、超声波、强磁、紫外线照射及X射线等）或化学因素（强酸、强碱、重金属离子，以及某些弱酸、尿素、酒精、丙酮等）的影响下，原有空间结构发生改变(氢键、盐键、疏水键、范德华力被破坏，一般共价键（肽键等）不被破坏)，从而造成蛋白质原有的理化性质和生物活性的改变，这种现象叫蛋白质的变性。
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
知识拓展：
※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？？
1．狼有a种蛋白质，b种氨基酸。而人体内有m种蛋白质，n种氨基酸，那么当人食用狼肉后，人体内一个细胞的蛋白质种类小于（ ），氨基酸种类小于（ ）
A．a；b B． a；n C．m；n D． m；b
C
2．将蛋清溶液作如下两种方式的处理，有关分析正确的是（ ）
蛋清溶液①加入NaCl有蛋白析出②加入蒸馏水蛋白质溶解，得到溶液甲；
蛋清溶液③煮沸、冷却有蛋白块产生④加入蛋白酶蛋白块溶解、得溶液乙。
A．经①②③过程处理，蛋白质的空间结构、二硫键及肽键没有遭到破坏
B．③④过程的处理，都破坏了蛋白质的空间结构及肽键
C．③过程没有水分子的产生，④过程有水分子的消耗
D．向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲溶液变紫色，乙溶液不会变紫色
C
3．如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是（ ）
A．A中肯定含有S、Fe元素
B．①过程是脱水缩合
C．多肽链中B的数目等于C的数目
D．蛋白质功能多样性决定其结构多样性，它们也是细胞多样性的根本原因
B
随堂演练
脱水缩合相关计算
思考5：m条肽链至少含有 个-NH2或-COOH；若一条肽链有n个-NH2或-COOH，则 个-NH2或-COOH在 基。n个氨基酸形成1条肽链时，脱掉 水分子。形成 肽键？若n个氨基酸形成m条肽链时，脱掉 水分子，形成 个肽键。若n个氨基酸形成环肽，则氨基酸数 肽键数 脱水数。若将其水解，则水解反应断裂的肽键数 水解反应所消耗的水分子数。
n-1
n-1
n-m
n-m
=
=
m
n-1
R
规律1.至少的氨基或羧基数=肽链数 肽链氨基酸数=肽链数+肽键数或脱水数
环肽氨基酸数＝肽键数 水解反应断裂的肽键数＝耗水数
=
随堂演练
4．二硫键“-S-S-”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学键。下面是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，请回答下列问题：
（1）该蛋白质至少有几个氨基和羧基？
（2）蛋白质完全水解成氨基酸需消耗多少个水分子？
（3）假设氨基酸的平均相对分子质量为100，则该蛋白质的相对分子质量是多少？
（1）2、2
（2）278　　
（3）100×280－18（280－2）－4
规律2.蛋白质分子质量：y，氨基酸：n个，平均相对分子质量为a，肽链：m条，-S-S-：b个，则 。
y=na-18 (n-m)-2b
7．某多肽的分子式为C55H70O19N10，已知它由下列4种氨基酸组成：甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）、谷氨酸（C5H9NO4），那么该多肽彻底水解可产生多少个谷氨酸分子（　　 ）
A．4个 　 B．5个 　 C．6个 　D．3个
6．由一个a条肽链组成的蛋白质分子中有b个氨基，该蛋白质水解后生成d个氨基酸，则d个氨基酸共有氨基（ 　　）
A．b+d-2a B．b-d-a C．b+d-a D．a+b-d
5．（09上海）某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是（ 　　）
A．n-m 　　 B． n-2m C．n+m D． n+2m
C
C
A
规律3.至少的O原子数=氨基酸数+肽链数
至少的N原子数=氨基酸数
8．某39肽中共有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图)，这些短肽与该三十九肽相比的叙述中错误的是（ ）
A．肽键数目减少8个 　　 B．C原子减少12个
C．氨基和羧基分别增加3个 　D．O原子数目减少1个
A
随堂演练
规律4.N原子数=氨基酸的N原子总数=氨基酸数+R基N原子数=肽链数+肽键数+R 基N原子数
O原子数=氨基酸的O原子总数-脱水数=2×肽链数+肽键数+R基O原子数
H原子数=氨基酸的H原子总数-脱水数×2
C原子数=2×（肽链数+肽键数）+R基C原子数
脱水缩合相关计算规律
规律2.蛋白质分子质量：y，氨基酸：n个，平均相对分子质量为a，肽链：m 条，-S-S-：b个，则y=na-18 (n-m)-2b
规律3.至少的O原子数=氨基酸数+肽链数
至少的N原子数=氨基酸数
规律4.N原子数=氨基酸的N原子总数=氨基酸数+R基N原子数=肽链数+肽键数+R 基N原子数
O原子数=氨基酸的O原子总数-脱水数=2×肽链数+肽键数+R基O原子数
H原子数=氨基酸的H原子总数-脱水数×2
C原子数=2×（肽链数+肽键数）+R基C原子数
规律1.至少的氨基或羧基数=肽链数 肽链氨基酸数=肽链数+肽键数或脱水数
环肽氨基酸数＝肽键数 水解反应断裂的肽键数＝耗水数
9．多肽化合物C63H103O65N17S2通常最多含几个肽键（ ）A．63 B．62 C．17 D．16
C
10．如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多分别为（ ）
A、9种、9种 B、6种、3种 C、27种、6种 D、29种、3种
A
11．某多肽，经测定其分子式是C21HxOyN4S2（无二硫键）。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的： 苯丙氨酸（C9H11O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、亮氨酸（C6H13O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、半胱氨酸（C3H7O2NS），下列有关叙述不正确的是（ ）
A．该多肽水解后形成3种氨基酸 B．该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5
C．该多肽中有3个肽键 D．该多肽中不止1个羧基
D
12．美国科学家吉尔曼、罗德贝尔因发现G蛋白和G蛋白偶联受体(GPCRs)及其在细胞中转导信息的内在工作机制，分别荣获1994和2012年诺贝尔奖。GPCRs是由m个氨基酸组成的一条往返穿膜七次的多肽链跨膜蛋白，下面是其结构模式图。与此有关的说法不正确的是（ ）
A．G蛋白偶联受体(GPCRs)的化 学本质是糖蛋白
B．图中所示的该条多肽链只有一个游离的氨基和羧基
C．图中—S—S—结构具有维持该受体空间结构的作用
D．合成该跨膜蛋白时共失去m－1个水分子
B
课后作业
1．尝试写出本节的概念关系图；
2．针对性训练练习册相应内容。
（7-10%）蛋白质（C.H.O.N(S) ）
氨基酸（通式）
链/环状肽
（肽键-CO-NH-，二硫键-S-S- ）
螺旋、折叠、盘曲
细胞
化合物
无机盐（1-1.5%）
水（85-90%）
元素
分
类
形式
有机物
无机物
有序构成
种类
（1-2%）脂质
（1-1.5%）糖类、核酸
单位
脱水缩合
蛋白质结构多样性
决定
蛋白质功能多样性
（“狗催运面条” ）
种
类
必需氨基酸
非必需氨基酸
2．4 蛋白质是生命活动的主要承担者
水解反应
组成元素
C、H、O、N；（S、有的含Fe/Cu/Mn/I/Zn等）
导致
氨基酸
种类：21种
必需氨基酸：8（+1）种
非必需氨基酸：13（-1）种
通式：
特点：至少有1个-NH2和1个-COOH，且都有1个-NH2和1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种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
盘曲折叠
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
导致
C
H
COOH
NH2
R
小结

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