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(共47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
本节聚焦
怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？
氨基酸的结构有什么特点？
为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？
抗体的化学本质是什么？为什么抗体可以治疗新冠呢？
细胞中含量最多的有机物
结构最复杂、功能最多样
遗传信息通过表达成蛋白质起作用
蛋白质解析图
蛋白质的功能
Function of protein
一
蛋白质是生命活动的主要承担者
参与组成细胞结构、催化、运输、调节、免疫等
一、蛋白质的功能
肌肉纤维
黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
胃蛋白酶结晶
血红蛋白示意图
与抗原结合的某种抗体
1.结构蛋白
许多蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，称为结构蛋白。如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝等。
肌肉纤维
头发
一、蛋白质的功能
2.催化功能:
细胞中化学反应离不开酶催化。绝大多数酶都是蛋白质。如：唾液淀粉酶、胃蛋白酶、过氧化氢酶等。
一、蛋白质的功能
3.调节功能:
有些蛋白质能够调节机体的生命活动。如：胰岛素、生长激素等。
黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素。
一、蛋白质的功能
4.运输功能:
有些蛋白质具有运输功能。如：血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白等。
一、蛋白质的功能
5.免疫功能:
有些蛋白质具有免疫功能。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。
抗原-抗体结合
抗原
抗体
一、蛋白质的功能
功能 举例
结构蛋白 结构蛋白（羽毛、肌肉、头发等主要是蛋白质）
催化作用 绝大多数酶是蛋白质（胃蛋白酶）
运输载体功能 血红蛋白、脂蛋白
信息传递、调节机体的生命活动 胰岛素
免疫功能 抗体
蛋白质的功能
Function of protein
一
细胞各项生命活动都离不开蛋白质，
蛋白质是生命活动的主要承担者。
小结:
2.下列哪项不是蛋白质在人体内的生理功能(　　)
A．生物体和细胞的“建筑”材料
B．酶的主要成分
C．组织修复的原料
D．能量的主要来源
(1)所有激素的化学本质都是蛋白质(　　)
(2)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能(　　)
(3)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子(　　)
×
1.辨析易错易混 练前清障
×
√
D
一、蛋白质的功能
结构
功能
决定
思考：
1、为什么蛋白质能够承担如此多样的功能？
2、为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能
生物界的蛋白质种类多达1010~1012种
变为小分子物质；蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
问题探讨(P28页)
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？
组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
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？
图 手术缝线
观察下列几种氨基酸的结构，回答下列问题：
甘氨酸
缬氨酸
半胱氨酸
天冬氨酸
①这些氨基酸的结构有什么特点？
②氨基酸这一名词与其分子结构有什么样的对应关系？
③不同的氨基酸分子的区别在哪里？
④用R统一表示氨基酸的不同之处，能否写出氨基酸的结构通式？
二.组成蛋白质的基本单位:
氨基酸
1. 组成元素：
一定有C、H、O、N，有的含S等
特征元素
氨基
羧基
侧链基团
①结构通式
2.氨基酸的结构:
R基可变，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。不同氨基酸性质不同，由R基决定的。
→ 有21种
组成生物体蛋白质的氨基酸约有21种
①每种氨基酸至少有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)；
②并且氨基和羧基连在同一个碳原子上。
3.构成蛋白质的氨基酸的结构特点：
书写化学基团，短线一定要带上
【检测】以下哪些是构成蛋白质的氨基酸
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
方法: “一查”: 是否有氨基和羧基；
“二看”: 是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
注意: 只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸
反馈练习:
COOH
—C—
H
H2N
CH3
①
—C—
—C
H2N
COOH
H
H
CH3
CH3
②
—C——
③
H2N
COOH
H
—C—
H
CH3
CH3
(1)下面属于氨基酸的是________
①
③
NH2
—C—
H
H2N
CH3
④
H2N—C— COOH
H
H
H—N—C— C—OH
H
O
H
H
=
反馈练习:
（2）根据氨基酸通式,写出下面两种氨基酸的R基：
R基分别是:
H2N－C－C－OH
H
O
CH2 － SH
－ CH2 － SH
－ CH2 － COOH
H2N－C－C－OH
H
O
CH2 － COOH
（3）下列物质中，属于组成蛋白质的氨基酸有几种（ ）
A.4
B.3
C.2
D.1
B
反馈练习:
（4）谷氨酸是组成蛋白质的一种氨基酸，其R基为：—C3H5O2。在一个谷氨酸的分子中，含有碳原子和氧原子的个数依次是：______。
5和4
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种（婴儿9种，组氨酸）。
非必需氨基酸：人体细胞能够合成的氨基酸，共13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、
（甲携来一本亮色书）
氨基酸的分类
并非不需要，而是可靠自身合成或转化，不必非从外界获取
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
二
有的同学只喜欢肉食，从氨基酸的角度分析，这种饮食习惯是否合理？
人体细胞 合成（ 种）
①元素组成：主要是 ，有的还 等
人体细胞 合成，必须从 中获取（ 种）
②基本单位： （自然界约有 种）
C、H、O、N
S
氨基酸
21
能够
13
不能
外界环境
8
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
标志元素
小结1：
蛋白质的基本单位--氨基酸
2
1.脱水缩合
—
C
H2N—
— C
|
|
H
R1
O
||
OOH
C
—N—
—C
|
|
H
R2
|
H
OH
H
H2O
一个氨基酸的羧基(—COOH)和另一个氨基酸的氨基(—NH2)相连，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。
三. 蛋白质的结构及其多样性
2.氨基酸的结合方式：
C
H
COOH
R1
C
H
NH2
COOH
R2
NH2
C
O
H
N
H
OH
三. 蛋白质的结构及其多样性
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
2.氨基酸的结合方式：
羧基脱掉： —OH（羟基）
氨基脱掉：—H （氢原子）
脱水缩合
三、蛋白质的结构及其多样性
C
H2N—
—C
|
|
H
R1
O
||
OOH
C
—N—
—C
|
|
H
R2
|
H
H2O
肽键
肽键：连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键
1.氨基酸的结合方式：
脱水缩合
【思考】脱出来的H2O中的H和O分别来自于哪里？
H来自氨基和羧基
O来自羧基
二肽：由两个氨基酸缩合而成化合物叫做二肽。(含有一个肽键)
多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做多肽。
肽链：多肽呈链状结构叫做肽链。
氨基酸：21种
蛋白质：1010～1012
2.蛋白质的形成
①肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、形成具有一定空间结构的蛋白质。
氨基酸之间脱水缩合形成多肽链
一条多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
例：血红蛋白的形成过程
2.蛋白质的形成
②有些蛋白质分子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 + HS- → -S-S-(二硫键) + 2H
氨基酸→二肽→三肽......→.....→多肽→蛋白质
③蛋白质的合成过程
血红蛋白的形成过程
血红素
氨基酸
肽链
脱水缩合
蛋白质
多条盘曲折叠
空间结构肽链
一条盘曲折叠
三肽
多肽链
氨基酸
脱水缩合...
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
由氨基酸形成蛋白质
2 氨基酸形成蛋白质过程
3.蛋白质结构多样性的原因
蛋白质分子结构多样性的原因：
组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同；蛋白质分子的空间结构不同。
下列四组图解表示4种不同的蛋白质分子，其中□和○各代表一种氨基酸。试分析每组中蛋白质分子结构不同的原因
甲
丙
乙
丁
氨基酸的种类
氨基酸的数目
氨基酸的排列顺序
肽链形成的空间结构
蛋白质结构的__________
不同
蛋白质功能的__________
多样性
多样性
3. 蛋白质的多样性
结构多样性决定了其功能的多样性
蛋白质结构
蛋白质功能
决定
圆饼状
红细胞
镰刀状
红细胞
血红蛋白
的谷氨酸
血红蛋白
的缬氨酸
运输氧气能力正常
运输氧气能力下降
4.蛋白质结构与功能的关系
吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，
这是为什么？
与社会的联系
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，使内部的肽键暴露出来，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。
【知识拓展】
※蛋白质的水解
完全水解
部分水解
需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
各种氨基酸混合物
各种氨基酸和肽段的混合物
※糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素
因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化成氨基酸，而失去胰岛素的功能。
①定义：
5.蛋白质变性
蛋白质变性是指在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构被破坏，从而导致其理化性质改变和生物学活性丧失的现象。
②蛋白质变性，会发生如下变化：
①丧失生物学活性 ②水溶性下降 ③更易水解
※蛋白质的盐析
加入某种无机盐，是使物质溶解度降低而析出的过程。
※蛋白质的变性
高温 X射线 超声波(注意低温不会)
① 物理因素:
② 化学因素:
重金属盐、强酸、强碱、酒精
破坏蛋白质的空间结构，但不破坏________，因此依然能用____________检测。
【知识拓展】
肽键
双缩脲试剂
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。
过程可逆
用于分离、提纯蛋白质
与社会的联系---蛋白质盐析：
※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。
【知识拓展】

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