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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）
授课人：
学习目标
1. 生命观念
（1）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。
2.科学思维
（1）说出氨基酸构成多肽链或者蛋白质分子的过程。
3. 科学探究
（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。
4.社会责任
（1）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。
民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，假如我们吃了鸡肉，能直接变成我们自身的肌肉吗？物中的蛋白质能不能直接被人吸收？
蛋白质是一类生物大分子，种类多种多样。蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用。
问题探讨
蛋白质→氨基酸→蛋白质
一、氨基酸的结合方式
我们知道人体中氨基酸有21种，蛋白质有1010-1012种。那么21种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？
氨基酸：
21种
蛋白质：
1010～1012
脱水缩合
蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。
一、氨基酸的结合方式
氨基酸脱水缩合过程视频（视频）
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，同时脱去一分子的水，这种结合的方式叫脱水缩合。
1.氨基酸的脱水缩合
(1)二肽与肽键
肽键：
连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键。
二肽：
由两个氨基酸缩合而成的化合物叫二肽。
C
H
COOH
R2
H
N
H
+
→
H2O
+
OH
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
肽键
二肽
脱水缩合过程中脱出来的H2O分子中的H来自_____________；O来自于_______。
氨基和羧基
羧基
C
O
H
N
CO
NH
一、氨基酸的结合方式
1.氨基酸的脱水缩合
(2)多肽与肽链
C
H
R1
NH2
C
H
COOH
R2
C
O
H
N
C
H
COOH
R3
H
N
H
+
→
C
H
R1
NH2
C
H
R2
C
O
H
N
C
H
COOH
R3
CO
NH
H2O
+
肽链：
多肽通常呈链状结构，叫作肽链。
多肽：
由多个氨基酸缩合而成的化合物叫多肽。
三肽
两个氨基酸脱水缩合，生成____个水分子，形成____个肽键；三个氨基酸脱水缩合，生成____个水分子，形成_____个肽键；n个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，生成________水分子，形成_______个肽健。
1
1
2
2
n-1
n-1
一、氨基酸的结合方式
H2O
小试牛刀
下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：
（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）脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。
4
R基
4
五
脱水缩合
4
多肽能够行使蛋白质的各项功能吗？从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
第一步：找肽键
第二步：找R基
第三步：看头尾
1、氨基酸形成蛋白质的过程
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
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
4 四条肽链聚集形成复杂空间结构
→
→
→
二、蛋白质的结构及其多样性
这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
二、蛋白质的结构及其多样性
2.肽链的连接方式：
二硫键
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。
二硫键
两条肽链
总结：二硫键可以形成在肽链内，也可以形成在肽链间
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
二、蛋白质的结构及其多样性
3.蛋白质结构多样性的原因：
氨基酸的种类不同
合作探究1：观察以下四条多肽链，找出它们不同的原因？
(2)原因二：
(1)原因一：
氨基酸的数目不同
二、蛋白质的结构及其多样性
3.蛋白质结构多样性的原因：
合作探究2：3位同学为一组，模拟3种不同的氨基酸合成一条肽链，能形成多少种不同的肽链？
氨基酸的排列顺序不同
(3)原因三：
由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子含有几条肽链，它们通过一定的化学键互相结合在一起。（教材P30）
二、蛋白质的结构及其多样性
人体细胞内肽链的折叠错误会有什么结果？
原因四：多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别
二、蛋白质的结构及其多样性
3.蛋白质结构多样性的原因：
人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病等
决定
蛋白质空间结构改变或破坏
蛋白质的功能减弱或丧失
导致
二、蛋白质的结构及其多样性
4.蛋白质结构与功能相适应：
正常红细胞
运氧能力强
缬氨酸
组氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
谷氨酸
谷氨酸
赖氨酸
原因
缬氨酸
组氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
缬氨酸
谷氨酸
赖氨酸
镰状红细胞
运氧能力弱
氨基酸序列改变
影响蛋白质功能
结果
5.蛋白质的盐析、水解和变性
盐析
蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出
可逆
变性
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸
水解
氨基酸顺序 ，肽键 ，
空间结构 ，功能 。
不可逆
不变 不变
改变 改变
二、蛋白质的结构及其多样性
变性因素：化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精） 物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）
蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和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。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。
1.煮熟的鸡蛋容易消化的原因？
高温使蛋白质空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易被蛋白酶水解
2.加热、加酸、加酒精可以消毒、灭菌的原因？
加热、加酸、加酒精等可引起细菌和病毒的蛋白质变性
3. 汞中毒早期，服用大量乳制品或鸡蛋清进行解毒的原因？
乳制品或鸡蛋清中的蛋白质与消化道中的汞结合成变性的不溶解物，以阻止有毒的汞离子被人体吸收
结构多样性
功能多样性
决定
氨基酸______
氨基酸______
氨基________
肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
功能蛋白
结构蛋白
(组成细胞和生物体)
________
(蛋白质类激素)
________
(大多数酶)
________
(载体蛋白，
血红蛋白)
________
(抗体，溶菌酶，淋巴因子)
种类
数目
排列顺序
调节
催化
运输
免疫
不同生物体：基因多样性
________
(糖蛋白)
识别
直接原因：
根本原因：
同一生物体：基因的选择性表达
胰岛素、生长激素
二、蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸数和肽链数、肽键数、脱水数之间的关系
氨基酸
肽键
2
1
1
6
3
8
5
2
6
2
5
6
－
=
－
=
－
=
=
=
=
氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
1.链状=氨基酸数-肽链数=肽键数=脱去的水分子数
三、蛋白质的相关计算
2.环肽：氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数
2.氨基酸数和肽链数、肽键数、脱水数之间的关系
氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
5
5
5
0
三、蛋白质的相关计算
1. 某蛋白质分子含2条肽链，在形成的时相对分子量减少900，则此蛋白质分子中含有的氨基酸数是（ 　）
　　A.49 B.50 C.51 D.52
D
小试牛刀
2.蛋白质相对分子质量的计算：
公式3：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量—脱去的水分子数×18
— 二硫键数×2
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
S
S
SH +
HS
+ 2H
三、蛋白质的相关计算
2.组成生物体蛋白质的21种氨基酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基酸脱水缩合形成2条肽链的蛋白质，其相对分子质量为（　）
A.12800 B.11036 C.2688 D.1764　
B
小试牛刀
肽 链 数 氨基酸 平均相对 分子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去 水分子 数目 二硫键数目 蛋白质的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基
数目
1 a n k 至少 个 m a n k 至少 个 环状多肽 a n k 至少 个 n-1
n-1
na-18(n-1)-2k
1
n-m
n-m
n
n
na-18(n-m)-2k
na-18n-2k
m
0
三、蛋白质的相关计算
1、下图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子,“ —S—S—”是将两条链连接起来的二硫键(由两个 —SH形成,即 —SH+—SH→ —S—S—+2H)。下列叙述正确的是( )。
A.该分子中含有197个肽键
B.该蛋白质中至少含有2个游离的 —NH2
C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基
D.合成该蛋白质的过程中,其相对分子质量减少了3568
D
提升训练
感谢聆听!

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