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第二章
组成细胞的分子
第2.4节
蛋白质是生命活动的主要承担者
【问题探讨】
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？
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？
因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说明蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
1
2
3
4
为啥，蛋白质含量越高，奶越贵呢？
是不是就说明了，蛋白质对于我们的生命活动太重要了？
那究竟重要到什么程度呢？
蛋白质
蛋白质！！！
蛋白质究竟具有什么样的功能，才让他那么重要呢？
从蛋白质的全世界
路过
1、构成细胞和生物体结构
构成细胞和生物体结构的重要物质——结构蛋白
一、蛋白质的功能
血红蛋白可以运输氧气：运输作用
胰腺
胰岛
胰岛素可调节血糖平衡：调节作用
抗体（免疫球蛋白）可抵御病菌和病毒等抗原的侵害：免疫作用
蛋白酶可催化蛋白质分解:催化作用
结构
调节（信息传递）
免疫
运输
催化
春 节 运 面 条
名称 化学分子式 原子个数 相对分子质量
胰岛素 C254H377O75N65S6 777
牛奶乳蛋白 C1642H2452O492N420S12 5018
血红蛋白 C3032H4816O872N780S8Fe4 9512
5700
64500
蛋白质属于生物大分子
元素组成：C、H、O、N， 有的蛋白质还含S、P等。
36684
【思考】食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？
【思考】食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？
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。
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
蛋白质
胃蛋白酶
胰蛋白酶
肠蛋白酶
多肽
氨基酸
肠肽酶
被消化道上皮细胞吸收
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
探究： 观察氨基酸的分子结构，概括其结构通式
①找出并圈出“相同官能团”（原子团）;找出并圈出不同的组成部分。
②归纳氨基酸结构要点，写出通式：
用化学键（短线）连接共有官能团，不同部分用“R”表示。
③猜一猜氨基酸名称的由来。
在化学学科里，氨基和羧基是两种官能团的名称，就像初中学过的氢氧根离子一样。下面是它们的分子式和分子结构简式。
羧基： —COOH或—C—OH
O
||
氨基 ： —NH2 或—N—H
H|
— 代表一个共价键
||
代表两个共价键
小资料:
C
H
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
CH
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
C
H
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
R基
1. 氨基酸的结构
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
2. 结构通式和特点
C
R
C
H2N
OH
O
氨基
羧基
侧链基团
H
相同部分
不同部分
[决定氨基酸的种类]
即R基不同，氨基酸就不同
蛋白质的基本单位——氨基酸
氨基
酸
判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
15
特点:
每种氨基酸分子至少都含有一个 氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，且连接在 同一个碳原子上。
碳原子还连接 一个H原子和 一个侧链基团(用 R 表示)
分子式：C2H4O2N—R
2. 结构通式和特点
C
R
C
H2N
OH
O
氨基
羧基
侧链基团
H
3.人体内的21种氨基酸
非必需氨基酸：
必 需 氨基酸：
组成人体蛋白质的21种氨基酸
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
共13种，人体可自身合成的氨基酸
共8种，人体不能自身合成的氨基酸
（婴儿9种，组氨酸）
（甲 携 来 一 本 亮 色 书）
(1)人体需要的氨基酸称为必需氨基酸。
(2)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的，21种氨基酸的理化性质是由R基
决定的。 (√ )
(3)每种氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。
( ×)
(4)氨基、羧基、R基的书写格式分别是NH2、COOH、 R ( )
划分依据——人体能否合成√， 是否需要×
21种氨基酸——都是人体需要的
×
√
R基——可能含有羧基/氨基
—NH2、—COOH、—R
×
×
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
怎样形成
脱水缩合
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
二肽
－COOH
－C
R1
H2N
H
－
－
－COOH
－C
R2
H2N
H
－
－
4.氨基酸的结合方式——脱水缩合
【思考】H2O中的H和O分别来自于哪里？
脱去的水分子中的H 一个来自氨基 和 一个来自羧基，
O来自于 羧基
H2O
肽键
－
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
－
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
H2O
肽键
三肽
由几个氨基酸脱水缩合而成的化合物，就称为几肽。
练一练
—C
H2N
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
③
（1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③ 表示_____ ；
（2）该化合物由____个氨基酸通过____________ 反应，失去____个水分子形成的，有氨基___个，有羧基__个，含有____个肽键。
（3）该化合物称为 _______
氨基
羧基
肽键
2
2
四肽
4
脱水缩合
3
3
5.氨基酸形成蛋白质的过程
肽链之间的连接方式---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。
—SH
—SH
—S—S—
2H
+
+
氨基酸合成蛋白质
相关问题的计算
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
3-1
2-1
2-1
n-1
n-1
9-2
9-2
n-m
n-m
n个氨基酸形成环状多肽
n
n
1.氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的关系：
★规律1：肽键数＝脱水数
　＝氨基酸数-肽链数
练1：胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是 　。
练2：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数目分别是 。
练3.某蛋白分子如图所示，共有280个氨基酸构成，该蛋白含有的肽键数是　　　。
49
570、570
278
2.蛋白质相对分子质量的计算：
氨基酸数 氨基酸的平均分子质量 肽链条数 蛋白质相对分子质量（Ｍ）
n a 1条肽链
m条肽链
环状肽链
Ｍ=an-18(n-1)
Ｍ=an-18(n-m)
Ｍ=an-18n
★规律2：蛋白质的相对分子质量
＝氨基酸的总分子质量－18×脱去水分子数
（－2×二硫键数）
练：人胰岛素有2条链共含有51个氨基酸，并含有3个二硫键，
则在形成过程中，其相对分子质量共减少了 。
3.蛋白质分子中游离氨基或羧基数目的计算：
★规律3： (1)1条肽链中至少含1个游离的氨基数或羧基。
(2)肽链中含游离的氨基数或羧基数
(3)环状肽中氨基或羧基数目＝
＝肽链条数 + R基上相应的数
＝各氨基酸中氨基或羧基总数 - 肽键数
R基上相应的数
现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为(　　)
A.798、2和2 B.798、12和10
C.799、1和1 D.799、11和9
Ｂ
有关下图中蛋白质的叙述，错误的是 (　　)
A.R基中共含15个氨基
B.共有124个肽键
C.含有两条肽链
D.至少含有126个氮原子
D
细胞中蛋白质多样性的原因
氨基酸
二肽
三肽
多肽
一条多肽链折叠形成蛋白质
几条多肽链折叠形成蛋白质
5.氨基酸形成蛋白质的过程
多条肽链通过一定的化学键如二硫键结合在一起
氨基酸
多肽
盘曲、折叠
蛋白质
脱水缩合
多肽和蛋白质的主要区别在于：
多肽无明显的空间结构
蛋白质空间结构更复杂
蛋白质必须具备复杂的空间结构才具备生物活性
5.氨基酸形成蛋白质的过程
氨基酸的种类不同
氨基酸的数量不同
氨基酸的排列顺序千变万化
蛋白质空间结构千差万别
蛋白质功能的多样性
6.蛋白质结构多样性的原因
7.蛋白质的结构影响功能
每一种蛋白质分子都有与它所承担的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。
呈球状
聚合成纤维状
运输氧的能力大大降低
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。
使蛋白质变性的因素：
高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐。
8、蛋白质结构异常
盐析：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。
蛋白质盐析
蛋白质的水解
胃蛋白酶
胰蛋白酶
肠蛋白酶
肠肽酶
氨基酸
蛋白质
多肽
水解
＋
被消化道上皮细胞吸收
蛋白质的变性
原因：物理因素（高温、紫外线等）
化学因素（强酸、强碱、重金属盐、乙醇等）
蛋白质的盐析
原因：某些物质使蛋白质的溶解度降低。
特点：可逆，加水后絮状物消失
（空间结构改变和破坏，变性失活。）
特点：不可逆
区分蛋白质的盐析、变性和水解
思考：盐析、变性后的蛋白质 （“能”、“不能”）与双缩脲反应。
蛋白质的水解
原因：在蛋白质酶的催化下变成氨基酸或短肽（肽键断裂）
肽键 (“有”、“没有”)破坏。
一、概念检测
1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。
(1)蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。(√ )
(2)氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。(× )
(3)只有细胞内才有蛋白质分布。(× )
(4)蛋白质的空间结构与其功能密切相关。(√ )
2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是(A)
A.烧牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭
3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是(A)
4.下列物质中，不属于蛋白质的是(B)
A.胰岛素 B.胆固醇 C.胃蛋白酶 D.抗体
二、拓展应用
1.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。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。
食物中的营养物质都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质，原有的食物形态不存在了，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。
2. 某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。回答下列问题。
(1)构成一个脑啡肽的氨基酸数目是___ ;有____种氨基酸参与了脱水缩合反应;生成的水分子数目是____
(2)请在图中标出其中的一个肽键。
(3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，它还会具有脑啡肽的功能吗 为什么
5
4
_
4
不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。

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