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第二课时　蛋白质的结构和功能
第一章 细胞中生物大分子
学习目标
概述蛋白质的结构和功能
课标解读?
1.说出蛋白质的元素组成及其基本组成单位；
2.说明氨基酸的种类及其结构特点；
3.阐明氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程；
4.概述蛋白质的结构和功能；
5.认同蛋白质的结构和功能的关系，确立蛋白质是生命活动的主要承担者的观点；
6.简述鉴定蛋白质的实验原理，尝试检测组织中的蛋白质。
C、H、O、N,某些蛋白质中还含有S、P、Fe等, 其中N含量约达蛋白质的16%
人血红蛋白分子式：C3032H4816O872N780S8Fe4
原子个数9512，相对分子质量64500。
2.相对分子质量:
一、蛋白质的元素组成：
　　食物中的蛋白质能否被人体直接吸收
1.组成元素:
很大，属高分子有机化合物
共8种（婴儿9种,+组氨酸），人体不能自身合成的氨基酸，必须从食物中获得。
二、蛋白质的基本组成单位
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
（约20种氨基酸）
1、组成生物体蛋白质的氨基酸种类:
——氨基酸
共12种，人体可自身合成的氨基酸
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。
（甲 携 来 一 本 亮 色 书）
（评价蛋白质食品营养价值主要依据）
C
H
C
H2N
OH
O
CH2
OH
2、观察以下几种氨基酸，找出它们的共同结构：
C
H
C
H
H2N
OH
O
甘氨酸
丝氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
丙氨酸
亮氨酸
CH2
C
H
C
H2N
OH
O
CH
CH3
CH3
（2）、氨基酸之间的区别在于R基不同。
3、推导氨基酸的结构通式
R
C
H
NH2
C
O
OH
结构通式:
特点：
氨基
羧基
侧链基团
（1）、每种氨基酸至少有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
氨基
R基
C原子
羧基
H原子
R基不同，氨基酸种类不同
练一练：以下哪些是组成生物体蛋白质的氨基酸
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
练一练
谷氨酸的R基团为－C3H5O2,在一个谷氨酸分子中，碳原子和氧原子数分别是 （ ）
A.4、4； B.5、4；
C.4、5； D.5、5
B
想一想：氨基酸怎样构成蛋白质呢？
人体组织蛋白酶
某种胰岛素空间结构示意图
三、蛋白质的结构
球状蛋白质
纤维状蛋白质
想一想:从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸 二肽
三肽　… 多肽 一条或多条多肽链盘曲折叠形成蛋白质
三肽
氨基酸
二肽
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
脱水缩合
脱水缩合
脱水缩合
折叠盘曲成空间结构
氨基酸的结合方式：
C
H
R1
C
H
NH2
COOH
R2
NH2
C
O
H
N
H
OH
COOH
氨基酸的结合方式
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸的结合方式:
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
脱水缩合
氨基酸的结合方式: 脱水缩合
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
肽键
三肽
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（链状）。
氨基酸的结合方式: 脱水缩合
H2O
氨基酸
肽键
肽键数
肽键数
肽键数
三、与蛋白质有关的计算
=3－1
=6－1
=8－2
a、n 个氨基酸经脱水缩合形成一条多肽链时，
需脱去_______个水，形成_______个肽键。
c、n 个氨基酸经脱水缩合形成 m 条多肽链时，
需脱去_______个水，形成_______个肽键。
n-1
n-1
n-m
n-m
b、n 个氨基酸经脱水缩合形成2 条多肽链时，
需脱去_______个水，形成_______个肽键。
n-2
n-2
肽键数＝脱去水分子数 ＝氨基酸数－肽链数
d、如果每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由n个氨基酸形成m条多肽链构成的蛋白质的相对分子质量为__________________ 。
an-18(n-m)
e、由100个氨基酸构成的一条多肽链中，至少有____个氨基，____个羧基。
1
1
f、由n个氨基酸构成的m条多肽链中，至少有____个氨基，____个羧基。
m
m
有几条肽链，则至少有几个氨基和几个羧基
根据下面图解，回答问题：


（1）该图中， ①表示　　　　 ，③表示　　　　　 ， ⑦表示　　　　 。
（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
肽键
羧基
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
课堂练习
1.基本组成单位是_____________。
2.由许多个氨基酸分子通过_________反应按照一定的顺序连接而成。
3.一个蛋白质分子含有一条或几条_____，肽链间以______（化学键）相互连接。
4.多肽链进一步折叠、盘曲，形成一定空间结构的________。
小结：蛋白质的分子结构
氨基酸分子
脱水缩合
肽链
肽键
蛋白质
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
四、蛋白质多样性的原因
氨基酸的数目不同
氨基酸的种类不同
氨基酸的排列次序不同
多肽链的盘曲折叠方式
及其形成的空间结构不同。
想一想：人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，为什么这两种细胞的功能却完全不同？
五、蛋白质的生理功能
氨基酸种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸排列顺序不同
肽链数目和空间结构不同
蛋白质的结构多样性
蛋白质功能的多样性
决定
1、结构蛋白：
构成细胞和生物体结构的重要物质。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
2、催化作用：
细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。（右图所示为胃蛋白质酶结晶）
有些蛋白质具有运输载体的功能。如血红蛋白、载体蛋白。
血红蛋白
3、运输作用：
4、调节生命活动：
图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素
有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。
5、免疫作用： 　
　
抗体
1.结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质
2.催化作用：绝大多数酶都是蛋白质
3.调节生命活动的作用：胰岛素、生长激素
4.免疫作用：抗体
5.运输作用：血红蛋白、载体蛋白
蛋白质的功能还有很多,如运动功能等。
结论：一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的_____________________。
蛋白质的功能小结
主要承担者
功能
①催化
②运输
③运动
④结构
⑤防御
⑥调控
实例
a.抗体
b.大多数酶
c.血红蛋白
d.细胞膜成分
e.某些激素
f.肌肉
一般认为蛋白质的变性作用，主要是蛋白质分子的空间结构发生了改变。由有序的卷曲、折叠状态变为松散无序的伸展状态。变性后的蛋白质溶解度降低，易被蛋白酶水解。变性作用多数是不可逆的。
蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而造成蛋白质分子原有的理化性质和生物活性的改变。这种现象称为蛋白质的变性。
六、蛋白质的理化性质——变性性质
2、特点：
1、概念：
3、应用：
在临床工作中经常应用酒精、加热、紫外线等来消毒、杀菌，这实际上就是利用这些手段,使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁 殖能力。
盐析现象和胶体性质等。
蛋白质的其它理化性质
组成元素
C、H、O、N（P、S）
导致
氨基酸
种类：20种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：12种
通式：
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点：至少有一个－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
组成
导致
蛋白质小结：
课堂练习:
1、血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构不相同的原因是 ( )
A.所含氨基酸种类不同；
B.所含氨基酸数量不同；
C.所含氨基酸的排列顺序不同；
D.所含氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同。
D
2.某氨基酸分子中含有2个氨基（-NH2）,其中一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位应是：
A.和羧基连在同一个碳原子上 B.一定连在羧基上
C.在R基上 D.与氨基一端相连
3.人体的肌肉主要由蛋白质构成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，其根本原因是：
A.属于不同系统 B.所含蛋白质分子结构不同
C.肌肉细胞的形状不同 D.在人体内的分布位置不同
C
B
4.下列叙述中，哪项是对蛋白质功能的高度概括（ ）
A.细胞和生物体重要的结构物质
B.收缩、运输、免疫等活动的物质基础
C.调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质
D.生命活动的主要体现者
5.蛋白质和多肽的主要区别是在于蛋白质（ ）
A.含有的氨基酸更多 B.空间结构更复杂
C.相对分子质量更大 D.能水解成多种氨基酸
D
B
6.下列物质中,有的属于构成蛋白质的氨基酸,有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质,则其中含有的氨基，羧基和肽键的数目依次是 ( )
(1)NH2-CH2-COOH
(2)NH2-CH2-CH2OH
(3)NH2-CH-CH2-COOH
COOH
(4)NH2-CH-CH2-COOH
NH2
(5)NH2-CH-(CH2)4-NH2
COOH
A.2,2,2 B.3,3,2 C.4,3,3 D.3,4,3
A
10.据下列结构式，回答问题：
　　　 CH3 H　　 H
　　　 ｜ | ｜
　H2N—C—CO—NH—C—CO—NH—C—COOH
　　　 ｜　　　　 ｜　　　　 ｜
　　　 H　　　　 CH2　　 CH2
　　　　　　　　 ｜　　　　 ｜
　　　　　　　　 CO　　　　 COOH
　　　　　　　　 ｜
　　　　　　　　 NH2
（1）该化合物中有　　　　　　　种氨基酸。
（2）该化合物中有　　　　　　　个肽键。
（3）该化合物是由　　　个氨基酸失去　　　分子
水而形成的，这样的反应叫做 。
（4）该化合物叫做 　　　　　　　。
3种
2个
3个
2个
脱水缩合
三肽

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