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第4节 生命活动的主要承担者—蛋白质
第2章 组成细胞的分子
学习目标
课程标准中要求：
阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成
课标落实——本节目标
1.概述蛋白质的主要功能，认同蛋白质是生命活动的主要承担者
2.归纳概括组成蛋白质的基本单位——氨基酸的元素组成、结构特点、结构通式及种类
3.说出氨基酸分子连接形成肽链并进一步形成蛋白质的过程
4.分析蛋白质结构多样性的原因
5.了解蛋白质变性的原因及生活实践中的应用
自主阅读并归纳：阅读教材P28图2—8，归纳出蛋白质的功能并举例（1min）
①结构蛋白：
构成细胞和生物体的重要物质，如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的主要成分均是蛋白质
②催化蛋白：
起催化作用，如绝大多数酶
③运输蛋白：
如血红蛋白（运氧）
④调节蛋白：
如胰岛素（调节血糖浓度）
⑤免疫蛋白：
免疫过程中产生的抗体
细胞的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。
一、蛋白质的功能
少数酶是RNA
运输物质进出细胞
激素不一定是蛋白质，如性激素属于固醇（脂质）
细胞膜上的转运蛋白质
（载体蛋白、通道蛋白）
生长激素（调节生长发育）
信息传递作用
防御作用
记忆小诀窍：购车运面条
构催运免调
蛋白质能够承担如此多样的功能，与蛋白质的多样性有关。
为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？
与蛋白质的组成和结构有关
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
2.不同氨基酸分子的区别（不同点）在哪里？
二、组成蛋白质的基本单位——氨基酸
（人体中有21种）
P29思考.讨论：观察下列几种氨基酸的结构，讨论下列问题（2min）
1.共同结构:
二、组成蛋白质的基本单位——氨基酸
（人体中有21种）
P29思考.讨论：观察下列几种氨基酸的结构，讨论下列问题（2min）
氨基
羧基
C
C
C
C
氢原子
氨基
氨基
氨基
羧基
羧基
羧基
氢原子
氢原子
氢原子
氨基：
或 或
羧基：
或 或
氢原子:—H
中心碳原子:
共价键：两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构叫做共价键。
碳原子的电子排布：
C
氮原子的电子排布：
N
+7
5
氧原子的电子排布：
+8
6
O
C
H
H
H
H
COOH
NH2
H
R
2.不同结构:
二、组成蛋白质的基本单位——氨基酸
（人体中有21种）
P29思考.讨论：观察下列几种氨基酸的结构，讨论下列问题（2min）
侧链基团（R基）
侧链基团（R基）：—R
请写出甘氨酸、丙氨酸的R基
甘氨酸的R基：—H
丙氨酸的R基：—CH3
（甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸）
R
氨基
羧基
侧链基团
O
C OH
C
H
H
H N
中心C原子
氢原子
2.氨基酸的结构通式
简写：
R
H
H2N—C—COOH
R
NH2
H—C—COOH
：4个基团的书写位置可变
3.氨基酸的分子式：
R—C2H4O2N
(1)每种氨基酸都 含有一个 和一个 ；
(2)并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 .
至少
氨基（—NH2）
同一个碳原子
羧基（—COOH）
氢原子
侧链基团（用R基表示）
1.氨基酸的结构特点：
总结：
R基的不同决定了氨基酸的种类（21种）
1.氨基酸的元素组成一定含有C、H、O、N，有的还含S，S元素在氨基酸的那个结构中？
2.氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，“至少”的涵义是什么？
如果氨基酸分子中不止一个氨基和一个羧基，其他的氨基和羧基又位于什么位置？
思考
R基中
氨基酸分子中可能含多个氨基和羧基
R基中
R基中还可能有氨基或羧基
共有结构部分
可变部分
—R
氨基酸：
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
组成生物的
21种氨基酸
人体细胞不能合成，必须从外界环境获取的氨基酸
根据人体能否自身合成
人体细胞能合成的氨基酸
共13种
共8种
4.氨基酸的种类：
判断：
（1)必需氨基酸是指人必需的氨基酸（ ）
（2)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸（ ）
(3)衡量蛋白质食物营养价值的重要依据是必需氨基酸的种类和含量( )
×
×
记忆技巧：甲携(缬)来(赖)一(异)本(苯)亮色书(苏)+氨酸
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。
二、组成蛋白质的基本单位——氨基酸
（人体中有21种）
√
课堂小结　
1.蛋白质的功能有_____、_______、_______、________、_____
2.氨基酸的元素组成： .
结构特点： .
结构通式：中心碳上分别连接了一个_____、_____、
________、________;
种类：根据 不同，分为21种
根据人体细胞能否合成，分为 和 .
结构
调节
免疫
运输
催化
C、H、O、N（S）
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接在同个碳原子上
氨基 羧基
R基 H
R基
非必需氨基酸
必需氨基酸
1.蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是（ ）
A.人体内的抗体是具有免疫功能的一类蛋白质
B.肌肉、羽毛等的成分主要是蛋白质
C.起催化作用的酶绝大多数是蛋白质
D.性激素是起信息传递作用的蛋白质
E.血红蛋白、载体蛋白等是具运输作用的蛋白质
注意：激素和酶并不都是蛋白质，相互间关系图示如下：
D
蛋白质
酶
激素
课堂检测　
性激素属于固醇（脂质）
2.判断下列分子是不是组成蛋白质氨基酸？不是的话说明原因
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
1.
2.
3.
5.
4.
×
×
×
√
√
无氨基
无羧基
氨基和羧基未连在同一个碳原子上
课
堂
检
测　
R基：
R基判断技巧：
找出氨基酸的共同体：
剩下的部分即为R基，注意加短横线
课
堂
检
测　
3.写出这两种氨基酸的R基
4.如果某氨基酸的R基为－C3H5O2,则它的分子式为

5.如果某氨基酸的分子式为C9H11O2N,则它的R基为

C5H9O4N
-C7H7
氨基酸的分子通式：
R—C2H4O2N
课堂检测　
自主阅读：结合图2—10、11、12，阅读P30，思考讨论下列问题：（3min)
1.氨基酸分子之间结合的方式？具体如何进行？
2.参与结合的基团为？结合过程形成的产物为？连接氨基酸分子的结构为？
3.氨基酸结合形成的产物还需如何变化才能形成蛋白质？
4.总结：从氨基酸到蛋白质的大致结构层次？
二、氨基酸形成蛋白质过程
脱水缩合
二、氨基酸形成蛋白质过程
1. 氨基酸分子之间的结合方式——
脱 水
H2O
＋
缩 合
肽键
二肽
脱水缩合
二、氨基酸形成蛋白质过程
1. 氨基酸分子之间的结合方式——
2H2O
＋
肽键
肽键
三肽
有的是环状：
首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来
脱水缩合
二、氨基酸形成蛋白质过程
1. 氨基酸分子之间的结合方式——
多肽
（由多个氨基酸脱水缩合而成，含多个肽键的化合物）
肽链
通常成链状结构
（n—1）H2O
＋
脱水缩合的知识总结
反应物：
参与反应的基团：
产物：
连接两个氨基酸的化学键：
脱去的H2O中H和O的来源分别是：
脱水数和肽键数的关系是：
肽的命名原则是：
氨基酸
水和多肽（肽链）
肽键
H来自于－NH2和—COOH
O来自于—COOH
（—COOH脱氢氧，—NH2脱氢）
相等
R基中的—NH2和—COOH不参与反应
氨基酸数目确定时：有几个氨基酸参与反应成就称几肽
氨基酸数目不确定时：三个及三个以上氨基酸参与反应统称多肽
—NH2和—COOH
（连在中心碳原子上的）
特别提醒：寻找肽键的方法：
由于氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等，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
氢键
二硫键
+
二、氨基酸形成蛋白质过程
2.肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质
-SH＋-SH→-S-S-
+
2H
（R基中）
P31【思考 讨论】
1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸
脱水缩合
肽链
盘曲、折叠
氢键、二硫键
蛋白质
化学结构
空间结构
肽键
典型例题
（才具有生物活性并承担特定功能）
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，需要经过怎样的过程才有变为人体的蛋白质，人体中蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？
（2）同讨论1
（3）不一样，人体内的蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能
P31【思考 讨论】
典型例题
蛋白质
胃蛋白酶
胰蛋白酶
多肽
肠肽酶
氨基酸
（1）
3.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸组成的十肽，能形成多少种？形成不同种类十肽的原因？
氨基酸的种类、排列顺序不同
21
21
21
21
21
21
21
21
21
21
P31【思考 讨论】
典型例题
2110种
试着说出蛋白质种类多种多样的原因
氨基酸层面
氨基酸的种类、数目、排列顺序不同
肽链层面
多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构不同
三、蛋白质结构多样性的原因
◇-◇-◇-◇-◇
◇-◇-◇-◇
数目不同
◇-◇-◇-◇
◎-◎-◎-◎
种类不同
◇-◇-◎-◎-◇
◇-◇-◇-◎-◎
排列顺序不同
→形成的肽链不同
蛋白质结构多样性
蛋白质功能多样性
决定
生命活动的主要承担者
蛋白质结构与功能的关系
体现
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
正常血
红蛋白
异常血
红蛋白
实例1：镰刀型细胞贫血症
双凹圆饼状
镰刀状
运输氧的能力会大为削弱
蛋白质结构多样性
蛋白质功能多样性
决定
生命活动的主要承担者
蛋白质结构与功能的关系
体现
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
实例2：
蛋白质变性：
蛋白质在某些 作用下其特定的 被破坏，从而导致其 和 的现象
物理和化学因素
空间结构
理化性质的改变
生物活性丧失
高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精、射线等
肽键未被破坏
变性的蛋白质仍与双缩脲试剂发生紫色反应
课堂检测
(1)消化道的酸碱环境使病菌、病毒的蛋白质变性失活
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
1.煮熟的鸡蛋容易消化的原因？
联系所学知识，解释下列现象：
2题变式.某些病菌、病毒会随着食物进入消化道，但它们往往不会导致人患病的原因是什么？
(2)消化道中的消化酶将病菌、病毒的各种化学成分分解成小分子有机物
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
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
3. 汞中毒早期，服用大量乳制品或鸡蛋清进行解毒的原因？
氨基酸
肽链
蛋白质
脱水缩合
一、蛋白质的分子结构
盘曲、
折叠
⑴结构层次
⑵ 结构多样性原因
化学结构
空间结构
决定
a.氨基酸的种类、数目和排列顺序多种多样。
b.肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构多种多样。
二、蛋白质的变性
⑶ 蛋白质结构与功能的关系
⑴定义
⑵变性因素
⑶实践应用
课堂小结
结构多样性决定功能多样性
—煮熟的鸡蛋容易消化；加热、加酸、加酒精可以消毒、灭菌等
—高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精、射线等
肽键
氢键
二硫键
蛋白质相关的计算问题
1、生成多肽种数的计算
例：若有足量的A、B、C三种氨基酸，则合成的三肽有多少种？
若有A、B、C氨基酸各一个，则合成的三肽有多少种？
33=27种
3x2x1=6种
3种
×
=33
3种
3种
×
3种
2种
×
1种
×
=6
蛋白质相关的计算问题
2、肽键数、脱水数的计算
n个氨基酸脱水缩合形成1条肽链，脱水_____个，形成肽键______个
n个氨基酸脱水缩合形成2条肽链，脱水_____个，形成肽键______个
n个氨基酸脱水缩合形成m条肽链，脱水_____个，形成肽键______个
n个氨基酸脱水缩合形成环肽，脱水_____个，形成肽键______个
n-1
n-1
x个氨基酸
(n-x)个氨基酸
(x-1)个肽键
（n-x-1）个肽键
n-2
n-2
n-m
n-m
n
n
规律： 脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数
环肽：脱水数＝肽键数=氨基酸数
3.游离氨基、羧基的计算
1条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自 .
n条多肽链中至少含有 个氨基， 个羧基。其他的氨基和羧基来自 .
1
1
R基
n
n
R基
蛋白质相关的计算问题
规律：所有氨（羧）基数=肽链数+ R基氨（羧）基
至少氨（羧）基数=肽链数
环肽:氨（羧）基数=R基中的氨（羧）基数
4.蛋白质相对分子质量的计算
蛋白质相关的计算问题
脱水缩合形成该蛋白质过程中，损失的分子量为 .
假设氨基酸的平均相对分子质量为a，则初始总分子量为 .
由n个氨基酸生成m条肽链，进而构成蛋白质，该蛋白质的相对分子质量：
该蛋白质的分子量为 .
an - 18（n-m)
18（n-m)
an
规律：蛋白质的分子量＝氨基酸数×氨基酸平均分子量—脱水数×18
若肽链盘曲折叠形成该蛋白质时形成了3个二硫键，则该蛋白质的分子量为 .
an - 18（n-m)-3x2
—二硫键(—S—S—)个数×2
蛋白质相关的计算问题
5.蛋白质中N、O原子数计算
规律：
O原子=
N原子=
肽键数 + 2 × —COOH数
肽键数 + —NH2数
（—COOH数=肽链数+R基上的—COOH数）
（—NH2数=肽链数+R基上的—NH2数）
=各氨基酸中O原子总数 - 脱去的水分子数
=各氨基酸中N原子总数
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 多肽的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基
数目
1 a n 至少 个 m a n 至少 个 环状多肽 a n 至少 个 n-1
n-1
na-18(n-1)
1
n-m
n-m
n
n
na-18(n-m)
na-18n
m
0
课堂小结
课堂检测
固学案P18第5题
某蛋白质由A、B两条链构成，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，假如每个氨基酸的平均分子质量为100，下列叙述正确的是（ )
A．该蛋白质彻底水解能得到51种氨基酸
B．该蛋白质中的N元素主要存在于氨基中
C．该蛋白质的相对分子质量为4200
D．该蛋白质至少含有53个〇原子
51x100-49x18 = 4218
49+4=53
D
× 个

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