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(共38张PPT)
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
思考讨论
蛋白质是细胞中含量最高的
蛋白质具有什么功能？
有机化合物
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肉
蛋
奶
大豆制品
一、蛋白质的功能
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阅读“图2-8”。蛋白质的功能有哪些？相应的例子有？
结构
催化
运输
调节
免疫
P28
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1.结构蛋白
如何验证？
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2.催化细胞中的化学反应
具有催化作用的酶大部分是蛋白质，
少数RNA也具有酶的作用
胃蛋白酶
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3.调节机体的生命活动
能够调节机体生命活动的并不都是蛋白质，
性激素是固醇
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4.运输功能
血红蛋白
5.免疫功能
抗体
①结构蛋白，是构成细胞和生物体的重要物质
②催化
③运输载体
④调节（信息传递）生命活动
功能
实例
组成肌肉、头发、羽毛和
蛛丝等的蛋白质
绝大多数酶，如唾液淀粉酶
血红蛋白等
胰岛素和生长激素等
抵御病毒和病菌的抗体
⑤免疫（防御）
蛋白质是生命活动的主要承担者！
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“春 节 运 面 条”
结构
催化
运输
免疫
调节
蛋白质能够承担如此多样的功能，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。
为什么蛋白质有这么多种类和这么多样的功能？
这与它的组成和结构有关吗？
结构决定功能！
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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。
P28
问题探讨
讨论：
1、为什么这种缝合线可以被人体吸收？
因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
胶原蛋白：动物皮、骨骼、吉利丁片、阿胶...
手术缝合线
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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。
手术缝合线
讨论：
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？
要变成小分子物质才能被吸收。
蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
P28
问题探讨
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二、蛋白质的基本组成单位 – 氨基酸
胶原蛋白手术缝合线要变成小分子物质-氨基酸才能被吸收；
氨基酸是组成蛋白质的基本单位；
胶原蛋白
+
胶原蛋白酶
氨基酸
P29
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思考：这些氨基酸的结构有什么共同特点？
①每种氨基酸分子　　 都含有　　　 （　　　）和　　　 （　　　 ）
②且都有一个氨基和一个羧基连接在　　　　　　 上。
③这个碳原子上还连接一个 和一个 ，这个侧链基团用R表示。
各种氨基酸的区别在于 的不同。
至少
一个氨基
—NH2
一个羧基
—COOH
1、氨基酸的结构特点
同一个碳原子
R基
氢原子
侧链基团
或写作“—R”
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思考讨论：尝试写出氨基酸的结构通式？
2、氨基酸的结构通式:
—COOH
NH2—
C
H
R
氨基
羧基
怎么把抽象的结构
通式形象化？
-COOH
-NH2
氨基酸？
3、氨基酸元素组成：CHON、S（部分）
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CH2 —CH2 —COOH
　　 │
H2N—C —COOH
│
H 谷氨酸
CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2
│
H—C —COOH
│
NH2 赖氨酸
每个氨基酸都只有一个1个氨基和1个羧基吗？
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1、下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ）
A． B．
C． D．
A
小试牛刀
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2、如图是几种氨基酸的结构式，存在 种R基， 种氨基酸。
4
4
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小试牛刀
组成人体蛋白质的氨基酸有21种
（1）必需氨基酸（8种）——人体细胞不能合成的，必须从外界获取
（2）非必需氨基酸（13种）——人体细胞能够合成
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
“甲携来一本亮色书”
与社会的联系
P30
（甲）
（携）
（来）
（一）
（本）
（亮）
（色）
（书）
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种类：21
结构通式
氨基酸
总结
蛋白质
结构蛋白
催化
运输
调节
免疫防御
？
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三、蛋白质的结构及其多样性
1、氨基酸脱水缩合形成肽链
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
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脱水缩合
二肽
肽键
1、氨基酸脱水缩合形成肽链
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
H2O
脱水缩合
肽键
三肽
以此类推，由几个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫几肽。
三肽、四肽、五肽……统称多肽。多肽通常呈链状，称肽链。
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C
H
H2N
O
R1
C
H
H2N
COOH
R2
C
OH
H2O
C
H
H2N
O
R1
C
H
N
COOH
R2
C
H
＋
＋
①H2O中H来源于 ；O来源于 。
②三个氨基酸脱水缩合得到 ，产生 分子水，形成 个肽键。
③n个氨基酸脱水缩合形成一条肽链得到 ，产生 分子水（肽键）。
氨基和羧基
羧基
三肽
n肽
2
n-1
n个氨基酸脱水缩合形成m条肽链产生 分子水（肽键）
n-m
2
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—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
四肽
（多肽）
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小试牛刀
2、由肽链形成蛋白质
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。
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。
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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
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
四条肽链聚集在一起形成复杂空间结构
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
蛋白质必须具备复杂的空间结构才具备生物活性
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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？试着说出蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。
氨基酸怎样构成蛋白质
1.蛋白质 多肽 氨基酸
胃蛋白酶
肠肽酶
胰蛋白酶
2110
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◇-◇-◇-◇
◎-◎-◎-◎　
②氨基酸数目不同
◇-◇-◇-◇-◇
◇-◇-◇-◇
③氨基酸排列顺序不同
◇-◇-◎-◎
◎-◇-◇-◎
④肽链盘曲折叠形成的空间结构不同
①氨基酸种类不同
氨基酸种类、数目、排列顺序不同，以及肽链的空间结构不同。
3、蛋白质结构多样性的原因：
P31
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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。
4、蛋白质结构异常
可能导致功能异常
运氧功能大大削弱
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蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。一般不可逆！
5、蛋白质的变性
联系生活：吃熟鸡蛋、熟肉容易消化的原因？
水解
完全水解
不完全水解
—氨基酸
—短肽链
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高温、强酸、强碱、重金属盐、紫外线等
变性
空间构象被破坏（肽链一般不变）
生物活性丧失（高温灭菌）
水溶性下降（易沉淀）
更易被水解（易消化）
蛋白质变性后，肽键不断裂。
饱和食盐溶液
鸡蛋白溶液
蒸馏水
盐析
蛋白质空间结构未变
仍具有功能。
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难点突破：
与蛋白质有关的计算
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1、有关氨基酸排列顺序的计算
①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目不限的情况下
②A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下
可形成三肽的种类：
可形成三肽的种类：
3×3×3=27种
3×2×1=6种
排列组合法
AB和BA是一样的二肽吗？
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氨基酸数和肽链条数 肽键数 脱水数
n个氨基酸形成一条肽链
n个氨基酸形成m条肽链
3-1
2.肽键数、脱水数的计算
3-1
2-1
2-1
n-1
n-1
8-2
8-2
n-m
n-m
★规律1：肽键数 =脱水数=氨基酸数-肽链数
n个氨基酸形成环状多肽
n
n
氨基酸
肽键
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例：血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是 （ ）
A．573和573 B．573和570
C．570和573 D．570和570
练习：免疫球蛋白IgG的结构示意图如下图，其中-s-s-为二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG的肽键数和脱去部分的相对分子质量为（ ）
A、m个；18（m-4）+6
B、m+1个；18（m-4）
C、m-2个；18m+6
D、m-4个；18（m-4）+6
D
D
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3.蛋白质分子质量的计算
★规律2：蛋白质质量＝氨基酸数×氨基酸平均质量－18×脱水数
练习3：全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若21种氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏草碱的分子质量为 。
氨基酸→蛋白质+水
880
8×128-18×8=880
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4、氨基、羧基的计算
一条多肽链中至少含有 个氨基， 羧基。其他的氨基和羧基来自 。
n条多肽链中至少含有 个氨基， 羧基。其他的氨基和羧基来自 。
1
1
R基
n
n
R基
★规律3：至少氨（羧）基数=肽链数
氨（羧）基数 =肽链数+R基氨（羧）基
环肽呢？
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5.多肽链中原子数计算
氨基酸的分子式为： 。
C2H4O2N-R
+
H2O
n个氨基酸
多肽
多肽O原子数=
多肽N原子数=
=氨基酸数+肽链数+R基中O原子数
2×氨基酸数-水分子数+R基中O原子数
氨基酸数+R基中N原子数
★规律4
已知胰岛素由2条肽链，51个氨基酸组成。该蛋白质至少含有O原子 个，至少含有N原子 个。
53
51
原子守恒法
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练习：如图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸(R基为—CH3)。现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)，请回答下列问题：
(1)水解得到的几种有机物比原五十肽
增加了____个氧原子。
8
(2)新生成的4条多肽链至少含有____个游离的羧基，若将这4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去____分子H2O。
4
3
(3)若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有____种不同的氨基酸序列。
5
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