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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？
用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是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，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质；
从化学角度看，蛋白质也是目前已知的_________、_________的分子；细胞核中的________，往往要___________才能起作用；
蛋白质是__________________；
结构最复杂
功能最多样
遗传信息
表达成蛋白质
生命活动的主要承担者
一、蛋白质的功能
总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与__________、____、____、____________、____等重要功能，可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质；
组成细胞结构
催化
运输
信息传递（调节）
免疫
蛋白质能够承担如此多样的功能，这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；
为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？
这与它的组成和结构有关
二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
1.种类及分类
（1）在人体中，组成蛋白质的氨基酸有___种；
（2）分类依据——_______________
①_________：人体细胞________，有___种，如苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸；
②___________：人体细胞_______，有___种；
21
人体细胞能否合成
必需氨基酸
不能合成
8
非必需氨基酸
能够合成
13
思考·讨论
在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，应该格外注重哪种氨基酸的种类和含量？
必需氨基酸
思考·讨论 氨基酸的结构特点
1.这些氨基酸的结构具有什么共同点？
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接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基）；
C
H
H
H
H
COOH
NH2
H
R
酸
氨基
2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要部分——氨基和羧基
思考·讨论 氨基酸的结构特点
2.结构通式
-NH2：______
-COOH:______
-R：_____________
*因此，各种氨基酸之间的区别在于________
3.元素组成
由结构通式可知，氨基酸含有元素__________；
*由下列氨基酸可知，____上还可能含有_______
C
H
C
H2N
OH
O
R
氨基
羧基
R基（侧链基团）
C、H、O、N
R基
S、Se
R基的不同
4.结构特点*
每种氨基酸______含有___个____（-NH2）和___个____（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基__________________，这个碳原子还连接___个_____（-H）和___个________（____）
*为什么是至少？_____________________
C
H
C
H2N
OH
O
R
至少都
一
氨基
一
羧基
连接在同一个碳原子上
一
氢原子
一
侧链基团
R基
R基上可能还有氨基或羧基
现学现用
判断下列氨基酸是不是组成人体蛋白质的氨基酸
1.____ 2.____
3.____ 4.____
是
是
否
否
现学现用
请写出下列氨基酸的R基
1.__________________ 2.__________________
3.__________________ 4.__________________
-CH2-COOH
-CH2-CH2-COOH
-CH2-SH
-(CH2)4-NH2
三、蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
①概念
一个氨基酸分子的____和另一个氨基酸分子的____相连接，同时脱去一分子的___
*脱水缩合过程中，一个氨基酸的羧基脱去____，一个氨基酸的氨基脱去___；
*水中的H来自__________，O来自_____
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
羧基
氨基
水
-OH
-H
氨基和羧基
羧基
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
②肽键
连接两个氨基酸分子的化学键叫做____
③产物
由两个氨基酸缩合而成的化合物，叫做____
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
肽键
肽键
二肽
二肽
1.氨基酸的结合方式——脱水缩合
③产物
以此类推，由___个氨基酸缩合而成的，含有___个肽键的化合物，叫作____，通常呈____结构，叫作_____；
多
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
H2O
三肽
多
多肽
链状
肽链
现学现用
1.写一个三肽化合物，R基用R1、R2、R3、表示即可
2.观察下图（课本P32）请回答：
该化合物为____，由___个氨基酸组成，由___种氨基酸组成，形成过程中脱去___分子水，含有___个氨基___个羧基
五肽
5
4
4
1
1
2.蛋白质的结构层次
元素：_________等
氨基酸：蛋白质的基本组成单位
蛋白质：具有一定的______
多肽：由________缩合而成的，通常呈___状
C、H、O、N
多个氨基酸
链
空间结构
*肽链之后是如何形成复杂结构的？
3.蛋白质空间结构的形成过程
由于氨基酸之间能够形成____等，从而使得肽链能_____、_____，形成具有_____空间结构的蛋白质；
许多蛋白质分子都含有_________肽链，它们通过___________如______相互结合在一起；
这些肽链________，也_______________，而是形成________________
氢键
盘曲
折叠
一定
两条或多条
一定的化学键
二硫键
不呈直线
不在同一个平面上
更为复杂的空间结构
补充拓展 二硫键
①形成过程
由两个巯基（-SH），脱去___个___形成
②左图为某种胰岛素的示意图，该胰岛素是由___条肽链构成的，含有___个二硫键（则在形成二硫键过程中，相对分子质量减少__）；
两
H
两
三
6
+ 2H
SH
+ HS
S
S
趣味了解 烫发的原理
首先把头发卷成一定的形状，用还原剂处理头发，湿热条件下，湿热破坏氢键，使α-角蛋白之间螺旋结构伸展成β折叠构象；还原剂可以打开链间的二硫键，然后除去还原剂，涂上氧化剂以便在相邻多肽链的半胱氨酸残基对（但不是处理前的残基对）之间建立新的二硫键；冷却后，恢复α-螺旋，新的二硫键的形成使头发纤维的α-螺旋发生扭曲。
4.蛋白质结构多样性
在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸____可能成千上百，氨基酸形成肽链时，不同_____氨基酸的________千变万化，肽链的_____________及其形成的________千差万别，因此蛋白质分子的结构极其多样，这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因；
种
类
数目
排列顺序
空间结构
数目
种类
排列顺序
盘曲、折叠方式
空间结构
4.蛋白质结构多样性
*因此，一句话总结蛋白质结构多样性的原因：
氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；
肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同；
种
类
数目
排列顺序
空间结构
由此可说明，蛋白质的结构与功能有什么关系？
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
思考·讨论 蛋白质结构与功能的关系
材料一 人正常血红蛋白的空间结构呈球状，由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白，这样的血红蛋白可聚合成纤维状，性质也与正常血红蛋白有差异，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状，运输氧的能力会大为削弱；
材料二 人类的许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维化、阿尔兹海默病、帕金森病等
4.蛋白质变性
①概念
蛋白质在某些_____和_____因素作用下，其____________被破坏，从而导致其____________和___________的现象
②实例
鸡蛋、肉类经煮熟后，蛋白质____就________原来的状态，原因是高温使蛋白质分子的________变得____、____，容易被__________，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化；
经过____、____、______等引起细菌和病毒的_________，可以达到_____、_____的目的
物理
化学
特定的空间结构
理化性质的改变
生物活性丧失
变性
不能恢复
空间结构
伸展
松散
蛋白酶水解
加热
加酸
加酒精
蛋白质变性
消毒
灭菌
补充讨论
1.加热一般不会破坏肽键和二硫键，则加热后的蛋白质溶液加双缩脲试剂后还会出现紫色反应吗？
2.盐析是由蛋白质溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有被破坏，也没有破坏其中的肽键，因此是一种可逆的变化，那么变性可逆吗？
会
不可逆
四、蛋白质相关计算
思考·讨论
1.脱水缩合的同时形成肽键，所以肽键数与脱去的水分子数有什么关系？
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
C
H
COOH
R3
H
N
肽键数=脱水分子数
思考·讨论
2.由上图可得，肽键数与氨基酸数有什么关系？
3.若为环形肽，则肽键数与氨基酸数有什么关系？
肽键数=氨基酸数-肽链数
氨基酸
肽键
环形肽肽键数=氨基酸数
思考·讨论
4.氨基酸的平均相对分子质量为a，n个氨基酸脱水缩合形成m条肽链，则形成的蛋白质的相对分子质量是多少？
5.若在上述过程中，还形成了b个二硫键，则形成的蛋白质的相对分子质量是多少？
蛋白质的相对分子质量
=氨基酸总相对质量-脱去水分子的相对分子质量
=a×n-18（n-m）
a×n-18（n-m）-2b
思考·讨论
6.由上图可知，每1条肽链至少应有___个游离的氨基和___个游离的羧基，其余的氨基或羧基存在于_____；
7.因此，蛋白质氨基/羧基数和肽链数的关系是什么？
1
C
C
H
R1
NH2
C
O
…
H
N
O
氨基
C
H
COOH
Rn
H
N
羧基
1
R基
至少含有的氨基/羧基数=肽链数
氨基/羧基数=肽链数+R基上的氨基/羧基数
环形肽的氨基/羧基数=R基上的氨基/羧基数
思考·讨论
8.在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有___个碳原子、___个氢原子、___个氧原子___个氮原子，即_______；因此当告之R基是什么之后，可以直接相加得到氨基酸的总式
2
4
2
1
C2H4O2N
C
H
C
H2N
OH
O
R
思考·讨论
9.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？
2110
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
C
H
COOH
R3
H
N
蛋白质的计算总结
氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数 二硫键 肽链数 R基上的氨基数 R基上的羧基数
b m a n c d
链状多肽 环形多肽
肽键数 肽键数
脱水数 脱水数
氨基数（至少） 氨基数（至少）
氨基数 氨基数
羧基数（至少） 羧基数（至少）
羧基数 羧基数
蛋白质相对分子质量 蛋白质相对分子质量
m-n
m-n
n
n+c
n
n+d
bm-18（m-n）-2a
m
m
0
c
0
d
bm-18m-2a

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