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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
第2课时 蛋白质的结构及其多样性
导入
回忆上一节课所学知识，回答下列问题：
1.用一句话表述细胞中的蛋白质的功能。
2.用实例说明蛋白质具有哪些具体的功能。
3.构成蛋白质的基本单位是什么？ 该物质由哪些元素组成？该物质的结构特点是什么？人体中的该物质有多少种？
蛋白质是生命活动的主要承担者。
血红蛋白——运输；肌动蛋白——组成细胞结构；
胰岛素——信息传递；抗体——免疫；酶——催化
氨基酸
C、H、O、N等
每种氨基酸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在同一个碳原子上
21种
1965年，世界上第一个人工合成的具有生物活性的蛋白质结晶牛胰岛素在中国诞生了。如图是人工合成牛胰岛素动物试验获得成功的场面。胰岛素虽然是相对分子质量较小的蛋白质，但也是由17种、51个氨基酸形成两条肽链而组成的。
根据这句话，你可以构建出氨基酸、
肽链以及蛋白质三者之间的关系吗？
氨基酸→肽链→蛋白质
回忆：氨基酸的结构通式是怎样的？
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路一）
结合教材内容，小组合作解决下列问题。
1.氨基酸的结合方式是什么？ 脱水缩合形成的化学键叫什么？
2.如果以两个氨基酸作为反应物，脱水缩合后的产物是什么？
3.产物中的水是如何形成的？
4.什么叫氨基酸的脱水缩合？
脱水缩合
肽键
二肽和水
一个氨基酸分子的羧基（—COOH）脱去的羟基（—OH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）脱去的氢（—H），形成一分子水
一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫作脱水缩合
模仿教材中的“氨基酸脱水缩合示意图”，写出甘氨酸和丙氨酸（如图）的脱水缩合过程及产物。
二肽
肽键
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路一）
产物 肽键数 水分子数
3个氨基酸脱水缩合
4个氨基酸脱水缩合
n个氨基酸脱水缩合
三肽
2
2
四肽
3
3
……
n肽
n-1
n-1
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路一）
人的胰岛素由A链和B链组成，A链由21个氨基酸脱水缩合而成，B链由30个氨基酸脱水缩合而成，那么形成一个胰岛素分子会形成几个肽键、产生几个水分子？
49
49
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路一）
肽键数 水分子数
n-2
n-2
n个氨基酸脱水缩合
形成2条肽链
n-m
n-m
n个氨基酸脱水缩合
形成m条肽链
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路一）
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路二）
肽键
H2N—C—C—OH + H—N—C—COOH H2O + H2N—C—C—N—C—COOH
H
R1
O
R2
H
H
H
O
R2
R1
H
H
缩合
二肽
两个氨基酸在形成二肽的过程中元素的种类和原子的数量有无变化？若有变化，是什么变化了？试推测发生这些变化的原因。
如图为3个氨基酸，请小组合作完成以下任务：
1.请写出R1氨基酸和R2氨基酸脱水缩合产生的产物，标出其中的肽键。产物中的有机物称为什么？该化合物中含有几个肽键？
2.模仿教材中的“氨基酸脱水缩合示意图”，写出R1氨基酸、R2氨基酸和R3氨基酸脱水缩合的反应式，标出产物中的肽键。产物中的有机物称为什么？该化合物中含有几个肽键？
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路二）
脱水缩合
+ H2O
二肽
肽键
1个肽键
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路二）
+ 2H2O
三肽
肽键
2个肽键
+
+
肽键
由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路二）
如图为氨基酸与肽链之间的关系。推测n 个氨基酸脱水缩合
形成一条肽链，会形成多少个肽键，产生多少个水分子。
n-1
n-1
发生脱水缩合后的氨基和羧基，还可以叫氨基和羧基吗？
每条肽链至少含有几个氨基和几个羧基呢？
不行
1
1
环节一：氨基酸的脱水缩合（思路二）
环节二：蛋白质结构的多样性（思路一）
图中不同的小人儿表示不同的氨基酸，总结各组不同的原因分别是什么。
（1）
（2）
（3）
组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同
组成蛋白质的氨基酸数量不同
组成蛋白质的氨基酸种类不同
从氨基酸的角度分析，蛋白质结构多样性的原因有哪些？
蛋白质的空间结构形成过程
环节二：蛋白质结构的多样性（思路一）
①氨基酸之间脱水
缩合形成肽链
②一条肽链的特定区域进
行有规律的盘曲、折叠
③肽链进一步盘绕形
成一定的空间结构
④四条肽链聚集在一起
形成复杂的空间结构
结合图片（图中蛋白质为血红蛋白）讲述氨基酸形成蛋白质的过程。
首先氨基酸之间脱水缩合形成肽链，肽链的特定区域进行有规律的盘曲和折叠，肽链进一步形成一定的空间结构，两条甚至更多条肽链聚集形成复杂的空间结构。
环节二：蛋白质结构的多样性（思路一）
蛋白质多样性的原因
组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序各不相同，肽链盘曲、折叠及其形成的空间结构多样。
环节二：蛋白质结构的多样性（思路一）
倘若某种蛋白质的结构因为某种原因发生了变化，其功能会受到影响吗？你能举例说明吗？
镰状细胞贫血
血红蛋白的一个谷氨酸被缬氨酸取代，形成了异常的血红蛋白，异常的血红蛋白运输氧的功能大大降低了
正常红细胞
镰状红细胞
环节二：蛋白质结构的多样性（思路一）
如果氨基酸的种类、数目、排列顺序都不变，只是蛋白质的空间结构发生了改变，蛋白质的功能会发生变化吗？ 请举例说明。
生鸡蛋可以孵出小鸡,
熟鸡蛋不能孵出小鸡
在某些物理和化学因素作用下，蛋白质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，这种现象称为蛋白质变性
在变性过程中，蛋白质分子中的肽键有没有断裂
环节二：蛋白质结构的多样性（思路一）
根据蛋白质变性的原理，分析75%的酒精可以消毒的原因。
75%的酒精可以使蛋白质变性
环节二：蛋白质结构的多样性（思路一）
环节二：蛋白质结构的多样性（思路二）
图中□、○分别表示不同的氨基酸，分析各图中蛋白质结构不同的原因，并进行连线。
种类
数目
排列顺序
数目
盘曲、折叠
空间结构
决定
激素
酶
运输
免疫
环节二：蛋白质结构的多样性（思路二）
环节二：蛋白质结构的多样性（思路二）
观察“某种胰岛素的二硫键示意图”，小组
合作解决下列问题：
1.该胰岛素含有几条链？
链与链之间通过什么化学键相连？
2.该胰岛素含有的氨基酸一定有21种吗？
3.胰岛素与血红蛋白结构不同的直接原因可能是什么？
2
二硫键
不一定
组成肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同；
肽链的数目，盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构不同
环节二：蛋白质结构的多样性（思路二）
观察“某种胰岛素的二硫键示意图”，小组
合作解决下列问题：
4.若该胰岛素由51个氨基酸脱水缩合而成，
则该胰岛素应含有多少个肽键？
该胰岛素中至少有几个—NH2和几个—COOH？
5.图中的化学键—S—S—是由两个—SH 脱去两个H 形成的，
胰岛素形成时，减少的相对分子质量是多少？
49
2
2
888
熟鸡蛋与生鸡蛋相比，蛋白质的结构发生了不可逆转的变化。这种蛋白质在某些物理和化学因素的作用下，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，称为变性。
环节二：蛋白质结构的多样性（思路二）
鸡蛋为什么要煮熟了吃呢？
除了高温，还有什么因素也会导致蛋白质变性呢？
高温消毒的原理是什么
蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？
变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，更利于消化和吸收
化学因素：强酸、强碱、重金属离子等
物理因素：紫外线照射等
高温会使病菌的蛋白质变性
可以，因为蛋白质变性只是蛋白质的空间结构被破坏了，
肽链没有发生改变
环节二：蛋白质结构的多样性（思路二）
环节二：蛋白质结构的多样性（思路二）
核心总结
蛋白质形成过程中的相关计算
1.由n 个氨基酸形成的一条肽链上至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基和羧基在R基上。
2.肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数
核心总结
课堂练习
1.下列关于蛋白质的说法正确的是 （ ）
A.蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目和排列顺序以
及 肽链盘曲、折叠的方式等有关
B.四个氨基酸脱水缩合产生三个肽键，形成三肽
C.氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质
D.蛋白质经过高温处理后，空间结构不会发生改变
A
2.某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有的—NH2和—COOH的个数及氨基酸数分别为 （ ）
A.105个、105个、105个 B.110个、110个、110个
C.4个、4个、113个 D.1个、1个、113个
C
课堂练习
（1）脑啡肽分子是由____种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是______不同。
（2）脑啡肽中有______个肽键，脑啡肽是______肽，形成过程称为__________，形成过程中共脱去______个水分子。
（3）脑啡肽中有____个游离的氨基和____个游离的羧基。
3.如图为脑啡肽的结构式，据图回答:
4
R基
4
五
脱水缩合
4
1
1
课堂练习
谢谢！

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