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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。
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？
1.组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
2.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，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分解为更小的分子。
蛋白质是细胞的基本组成成分，具有组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。可以说，蛋白质是生命活动的主要承担者。
▲蛋白质的功能举例
①
②
③
④
⑤
速记蛋白质的功能
构成结构
调节作用
免疫作用
运输作用
催化作用
狗
催
运
面
条
蛋白质能够承担如此多样的功能，与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。为什么蛋白质有这么多种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？
思考：手术缝合线是如何被人体吸收的？
一. 蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸
作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为胶原蛋白分解后可以被人体吸收的氨基酸。
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
1. 这些氨基酸的结构具有什么共同的特点？
2. “氨基酸”这一名词与其分子结构又怎样的应对关系？
二. 蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸
1. 氨基酸的结构特点
每种氨基酸至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子（中心碳原子）上。这个碳原子还连接了一个氢原子和一个侧链基团（用R表示）。
C
COOH
H
H2N
H
C
COOH
H
H2N
CH3
C
COOH
H
H2N
CH
CH3
CH3
甘氨酸
丙氨酸
缬氨酸
一. 蛋白质的基本组成单位 —— 氨基酸
2. 氨基酸的结构通式
C
COOH
H
H2N
R
R
H
H2N
COOH
C
侧链基团
氨基
羧基
H2N
N
H
H
COOH
C
O
OH
或
或
▲不同的氨基酸具有不同的R基团。
3. 氨基酸的种类（ 21 种）
必需氨基酸：
人体细胞不能合成，必需从外界环境中获取。
非必需氨基酸：
人体细胞可以合成。
【 13种】
【 8种】
“必须吃的氨基酸”
甘氨酸：最简单的氨基酸
谐音口诀：甲携来一本亮色书。
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
判断下列物质是否为氨基酸，若是请找出该氨基酸的R基
课堂精练
氨基酸组成元素：
C、H、O、N（S）
组成蛋白质的氨基酸有21种
蛋白质有多少种？
1010～1012种
？
21种氨基酸如何构成多种多样的蛋白质？
思考
2. 蛋白质的合成过程
氨基酸
脱水缩合
盘曲折叠
肽链
蛋白质
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
1
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
3
四条肽链聚集形成复杂空间结构
4
＋
＋
氨基与羧基展开
＋
肽键
二肽
由两个氨基酸缩合而成的化合物
脱水 缩合
＋
三肽
肽键
肽键
由三个氨基酸缩合而成的化合物
多肽
由多个氨基酸缩合而成的化合物，多肽常呈链状，所以也叫多肽链。
脱水 缩合
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。
许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们同样可以通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。右图是组成胰岛素的两条肽链。
二硫键
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
+
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。右下为血红蛋白的结构——一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。
氨基酸怎样构成蛋白质
观察下图，讨论并回答下列问题
思考 · 讨论
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
1
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
3
四条肽链聚集形成复杂空间结构
4
回答课本相关问题。
氨基酸可以构成的蛋白质数目？
以3种氨基酸为例，分两种情况：
1、若3种氨基酸的数量不限，则可以构成3×3×3种（即1号位置安放的氨基酸的情况有3种，2,3号也是如此）
2、若3种氨基酸各只有一个，则可以构成3×2×1种（即1号位置安放的氨基酸的情况有3种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的2种中选择）
1
2
3
3. 蛋白质多样性的原因
氨基酸层面
氨基酸的种类不同
氨基酸的数量不同
氨基酸的排列顺序多种多样
肽链层面
多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别
4. 蛋白质的结构与功能的关系
每一种蛋白质分子都有与其所承担功能相适应的独特的结构，如果氨基酸序列改变，就可能影响其功能。
正常红细胞
镰刀状红细胞
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，从而导致其物理、化学性质的改变和生物活性丧失的现象，叫做蛋白质的变性。
变性的蛋白质生物活性丧失，一些原来在分子内部包藏的侧链基团暴露出来，物理化学性质改变，蛋白质变性后，分子结构伸展松散，易被蛋白水解酶分解。变性蛋白质比天然蛋白质更易受蛋白水解酶作用。这就是熟食易于消化的道理。
蛋白质的盐析、变性与水解
盐析 盐析是蛋白质溶解度变化引起的，属于物理变化，蛋白质的空间结构发生可逆的非破坏性变化，这种变化是可以恢复的
变性 是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂，可以与双缩脲试剂反应形成紫色络合物
水解 在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽进而彻底水解为氨基酸
小 结元素组成C、H、O、N等基本元素：C、H、O、N其它元素：P、S、Fe等基本单位氨基酸种类：21种通式：特点：化学结构多肽（肽链）形成：多个氨基酸脱水缩合而成肽键特点：呈链状结构，又叫肽链，有一定的氨基酸序列空间结构蛋白质分子连接：肽链通过一定化学键连接形成：盘曲折叠形成空间结构特点：多样性形成脱缩水 合盘 折曲 叠
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
一条肽链至少含有 羧基和 氨基。
1个
1个
m条肽链至少含有 羧基和 氨基。
m个
m个
蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数
（1）氨基数和羧基数
关于蛋白质的相关计算
（1）.氨基数、羧基数的计算例1.一个蛋白质分子有二条肽链构成，共有266个氨基酸组成，则这个蛋白质分子至少含有的氨基和羧基数目分别是（ ）A.264和266 B.265和264C.264和3 D.2和2D 氨基 酸数 肽键数 脱去的 水分子数 游离氨基数目
游离羧基数目
1条 肽链
m条 肽链
n
n-1
结论：
形成的肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸分子数－肽链数
至少
1个
至少
1个
n-1
（2）肽键数、脱水数、氨基酸数和肽链数之间的关系
n
n-m
n-m
至少
m个
至少
m个
例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的数目分别是 （ ）A．573和573 B．573和570C．570和573 D．570和570DN个氨基酸形成M条肽链，形成（N-M）个肽键和（N-M）个水分子假设一个蛋白质由100个氨基酸组成，形成一条肽链，氨基酸平均分子量为128，问1.氨基酸脱水缩合过程有无分子量损失，是多少？
失去水分子量=18 （水分子量）×（100-1）
最终该蛋白质的分子量是多少？
蛋白质分子量=氨基酸平均分子量×氨基酸个数-失去水分子量
=128 ×100- 18 ×（100-1）
2.如果这100个氨基酸形成两条肽链呢？
18 ×（100-2） 128 ×100- 18 ×（100-2）
（3）蛋白质相对分子质量的计算
若已知某蛋白质分子含有n个氨基酸，m条肽链，氨基酸的平均分子量为a，
失去水的分子量=（n－m）×18
蛋白质分子量=na－（n－m）×18
例3．某蛋白质由2条肽链、502个氨基酸组成。在其脱水缩合的过程中，相对分子质量至少减少（ ）A．36 B．9000C．9018 D．9072B肽链数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 多肽链相对分子质量 氨基数目 羧基数目
1条
m
m－1
m－1
ma－ (m－1) 18
至少一个
至少一个
至少 n个
至少 n个
ma－ (m－n) 18
m－n
m－n
m
n条
（4）蛋白质分子量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数关系
注：氨基酸平均相对分子质量为a
与蛋白质有关的计算(5)计算某个氨基酸中C、H、O、N等元素的原子数：N原子数=肽键数+肽链数+R基上N原子数O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上O原子数例3、现有氨基酸100个，其中氨基总数102个，羧基总数101个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质中，至少含有氧原子的数目是（ ）
A.101 B.102 C.103 D.104
D
5、根据下面图解，回答问题：

（1）该图中， ①表示　　　　 ， ⑦表示　　　　 ， ⑥表示　　肽键　　
（2）该化合物由　　　　 个氨基酸分子失去　　　　 个水分子而形成，这种反应
叫　　　　 反应。
（3）该化合物含有　　　 个肽键，该图所示化合物的名称是： 　　　　 。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　　 决定的。
（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是　　　　。
氨基
四肽(多肽)
三
四
三
脱水缩合
R基
666
—C
NH2
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
③
④
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
羧基
思考造成大头娃娃的原因？
通过节食来减肥科学么？
富含蛋白质的食物

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