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2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
第二章 组成细胞的分子
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。
问题探讨
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？
这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收,
蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子（氨基酸）。
胶原蛋白线
传统缝合线
纤细
强韧
可吸收
蛋白质是细胞中含量最多(7%-10%)的有机物，是生物体内重要的营养物质。
组成生物体的常见蛋白质有哪些？蛋白质承担着怎样的功能呢？
（阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能）
也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。
细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才有作用。
蛋白质是生命活动的 。
主要承担者
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：细胞膜、肌肉、头发、羽毛、蛛丝等。
肌肉纤维
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。
3.调节功能（信息传递作用）
有些蛋白质能够调节机体的生命活动。
如：胰岛素、生长激素等蛋白质类激素。
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：血红蛋白运输氧气
细胞膜上的载体蛋白等。
血红蛋白
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。
一、蛋白质的功能
一、蛋白质的功能
口诀：狗（构）催运面（免）条（调）
结构蛋白
调节功能
催化功能
运输功能
免疫功能
（一）氨基酸的种类
二、蛋白质的基本组成单位
氨基酸
非必需氨基酸：共13种，人体可自身
合成的氨基酸
必需氨基酸：共8种，人体不能自身
合成的氨基酸。
组成生物的21种氨基酸
蛋（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）
（笨 蛋 来 宿 舍 晾 （一 晾） 鞋）
观察下面几种氨基酸的结构

讨论
（二）氨基酸的结构
问题1：分析氨基酸的元素组成
C、H、O、N，
有的还含S、Fe等
问题2：这些氨基酸的结构具有什么共同的部分？
观察下面几种氨基酸的结构

讨论
（二）氨基酸的结构
氨基酸分子的结构通式如下：
氨基
羧基
侧链基团
中心碳原子
（二）氨基酸的结构
羧基写法：-COOH,-C-OH
O=
①每种氨基酸分子　　 都含有　　　 （　　　）和　　　 （　　　 ）
②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 ，这个侧链基团用R表示。
④各种氨基酸的区别在于 的不同,不同氨基酸性质不同，是由R基决定的。
至少
一个氨基
—NH2
一个羧基
—COOH
（3）氨基酸的结构特点
同一个碳原子
R基
氢原子
侧链基团
（1）元素组成：
（2）结构通式：
主要是：C、H、O、N，有的还含有 S、P 等
（二）氨基酸的结构
1.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
氨基酸的判断依据:
看 -NH2和-COOH是否连在同一个“C”上
A．C5H11O2NS　　　　　B．C3H7S
C．C4H11O2S D．C5H10O2N
2.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是（ ）
A
氨基酸的分子式: C2H4O2NR
阅读教材P30-32相关内容,完成以下问题：
1.氨基酸如何构成蛋白质的？
2.蛋白质为什么多种多样？
3.蛋白质的变性
4.关于蛋白质的计算
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
1.氨基酸的结合方式——
脱水缩合
（一）氨基酸如何构成蛋白质的？
一个氨基酸的羧基与另外一个氨基酸的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
氨基酸脱水缩合，形成肽键，通过肽键连接成肽链。
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
三肽
H2O
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
2个氨基酸形成二肽时，脱去 分子水，形成 个肽键。
3个氨基酸形成三肽时，脱去 分子水，形成 个肽键。
以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。（通常链状，又叫肽链）。
1
1
2
2
归纳：①肽的命名和氨基酸数目什么关系？
①肽键数与脱去水分子数什么关系？
由几个氨基酸构成就叫做几肽。
肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
2.由多肽形成蛋白质
①肽链中的氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等，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
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 + -SH → -S-S-(二硫键) + 2H
2.由多肽形成蛋白质

总结
1.从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸
二肽
蛋白质
三肽
多肽
......
→
→
→
脱水缩合
脱水缩合
盘曲折叠
具有生物活性
一般不具有生物活性

思考·讨论
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，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质 人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？
食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。
这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽……多肽，由多肽链构成人体蛋白质。
人体蛋白质与食物中的蛋白质不一样，其具有完成人体生命活动的结构和功能。
【思考】下列四组图解分别表示2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
蛋白质分子结构多样性的原因：
氨基酸角度：组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同；
多肽链角度：多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
种类不同
数目不同
排列顺序不同
肽链盘曲折叠方式不同
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
（三）蛋白质结构与功能的关系
每一种蛋白质分子都有与它所承担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。
蛋白质的变性指的是蛋白质受某些物理或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。
变性结果：生物活性丧失；容易聚集沉淀，更易水解。但肽键没有破坏，故仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
【拓展】蛋白质的性质
变性
高温、紫外线等
强酸、强碱、重金属盐、乙醇等
吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化，这是为什么？
问题探讨
高温使蛋白质分子发生变性，其空间结构变得伸展、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。
盐析
在鸡蛋清中加入一些食盐，就会看到白色的絮状物
兑水稀释后，你会发现絮状物消失
——在食盐的作用下析出的蛋白质
盐析是可逆的,利用此法可以分离、提取蛋白质
——蛋白质的结构没有发生变化
【拓展】蛋白质的性质
内容总结
C、H、O、N（S）
导致
氨基酸
种类：21种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：13种
通式：
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH，且都 有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
脱水缩合
多肽
氨基酸种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
构成生物体，如结构蛋白
运输作用，如血红蛋白
催化作用，如酶
调节作用，如胰岛素
免疫作用，如抗体
构成
导致
四 与蛋白质相关的计算
1、肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：
链状肽链:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数－肽链数
环状肽链:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
2、蛋白质中游离氨基或羧基数的计算：
含有游离的氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数
至少含有游离的氨基或羧基数=肽链数
四 与蛋白质相关的计算
3、蛋白质相对分子质量的计算：
蛋白质的相对分子质量＝（氨基酸数×氨基酸的平均分子量）－（脱去的水分子数×水的分子量）＝am-18(m-n)（若有y个二硫键形成，还应减去2y)
4、蛋白质中N、O原子数的计算：
多肽N原子数 =肽键数+肽链数+R基中的N原子数
多肽O原子数 =肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数
=各氨基酸O原子数-脱去水分子数
肽键数
脱去水分子数
氨基酸数
2
1
1
3
2
2
………….
3
3
4
n
n-1
n-1
1条肽链：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-1
四 与蛋白质相关的计算
1、肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：
如果有n个氨基酸形成2条肽链的化合物，则要脱去______分子水、形成_____个肽键。
n-2
n-2
如果有n个氨基酸形成m条肽链的化合物，则要脱去______分子水、形成_____个肽键。
肽键数=
脱去水分子数=氨基酸数－肽链数
n-m
n-m
结论1
环肽：
肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
1、血红蛋白分子由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，那么该分子中含有的肽键数和脱去的水分子数分别是（ ）
A 、 570和570
B 、 572和570
C 、 574和574
D 、 578和578
A
一条肽链上至少含有游离的氨基数 =
至少含有游离的羧基数 =
1个
1个
两条肽链上至少含有游离的氨基数 =
至少含有游离的羧基数 =
2个
2个
N条肽链上至少含有游离的氨基数 =
至少含有游离的羧基数 =
N个
N个
至少含有游离的氨基或羧基数=肽链数
2、蛋白质中游离氨基或羧基数的计算：
含有游离的氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数
2、多个氨基酸形成的5条肽链，至少含有多少个氨基，至少含有多少个羧基呢？（ ）
A.5、2 B.3、3 C.4、5 D.5、5
D
一个由m个氨基酸形成的含有n条肽链的蛋白质，氨基酸的平均分子质量为a,则蛋白质的相对分子质量是多少？
3、蛋白质相对分子质量的计算：
蛋白质的相对分子质量＝（氨基酸数×氨基酸的平均分子量）－（脱去的水分子数×水的分子量）＝am-18(m-n)（若有y个二硫键形成，还应减去2y)
提示：蛋白质相对分子质量=所有氨基酸的相对分子质量—脱去的水分子的相对分子质量
3、蛋白质相对分子质量的计算：
蛋白质的相对分子质量＝（氨基酸数×氨基酸的平均分子量）－（失去的水分子数×水的分子量）。
=574*128-（574-4）*18
=63212
【例】组成人体的20种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为（ ）
A.73472； B.12800； C.63212； D.63140
C
【延伸】假设某一蛋白质分子的分子量为11054，20种氨基酸的平均分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数是（ ）
A．4条 B．3条 C．2条 D．1条
B
①蛋白质的相对分子质量＝（氨基酸数×氨基酸的平均分子量）－（失去的水分子数×水的分子量）。
设氨基酸数为a，11054=a*128-1746,a=100;
②肽链数=氨基酸数-脱去水分子数（1746÷18=97），a=100-97=3
多肽N原子数 =肽键数+肽链数+R基中的N原子数
多肽O原子数 =肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数
=各氨基酸O原子数-脱去水分子数
已知胰岛素由2条肽链，51个氨基酸组成。该蛋白质至少含有O原子 个，至少含有N原子 个。
53
51
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
COOH
R6
4、蛋白质中N、O原子数的计算：
(51-2)+2*2
(51-2)+2
1、有一条多肽链，分子式为 ,
将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为（ ）
A.q+1 B.p-1 C.q-2 D.p+1
B
习题巩固
设氨基酸个数为a,p=(a-1)+2×1+0 或p=2a-(a-1)
a=p-1
多肽O原子数 =肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数
=各氨基酸O原子数-脱去水分子数
习题巩固
2、由下列氨基酸缩合成一条分子式为C27H42O15N10的肽链，则该肽链中含有①号氨基酸的数目是 (　　)
①
②
③NH2—CH2—COOH
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
B
多肽N原子数 =肽键数+肽链数+R基中的N原子数
设氨基酸数为a,则10=（a-1)+1+0,
a=10
设①号氨基酸的数目为n,根据O原子数公式得：
15=(10-1）+2+2*n
n=2
多肽O原子数 =肽键数+2×肽链数+R基中的O原子数
只有①号R基中有N原子

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