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(共41张PPT)
组成细胞的分子
2.4蛋白质是生命活动的主要承担者
教学目标
1. 生命观念
（1）分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。
2.科学思维
（1）说出氨基酸构成多肽链或者蛋白质分子的过程。
3. 科学探究
（1）归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
4.社会责任
（1）阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。
新课导入
为什么缝合针可以被人体组织吸收？
因为胶原蛋白被分解为人体可以吸收的氨基酸。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位
同理，小明今年18岁，他出生时为3kg，他现在为55kg，他摄取了5kg的猪肉蛋白，为什么不会长出猪肉？
猪肉中的蛋白质必须经过消化成为各种氨基酸，然后才能被人体吸收和利用，然后氨基酸才构成人体的特异性的蛋白质。
蛋白质的功能
有机物中含量最多
结构最复杂、功能最多样
遗传信息通过蛋白质表达
蛋白质解析图
蛋白质的功能
催狗运面条
结构蛋白
免疫功能
催化作用
酶
运输功能
胰岛素
调节功能
蛋白质的功能
蛋白质是生命活动的主要承担者。
①结构蛋白，是构成细胞和生物体的重要物质
②催化，起生物催化作用
③运输载体
④起信息传递作用的调节蛋白
⑤免疫功能
肌球蛋白、肌动蛋白、蛛丝等
绝大多数酶
血红蛋白、细胞膜上的载体
胰岛素和生长激素等
免疫反应中产生的抗体
蛋白质的功能
有些蛋白质同时具有多个功能
如钠钾泵：
同时具有运输和催化的功能
蛋白质的功能
想一想：
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢
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
氨基酸：组成蛋白质的基本单位
氨基酸
蛋白质的形成过程（细胞内）：
酶
多肽
酶
蛋白质
酶
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
C
H
C
H
H2N
OH
O
甘氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
丙氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
亮氨酸
CH
CH
2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
C
H
C
H
H2N
OH
O
甘氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
丙氨酸
C
H
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
亮氨酸
CH
CH
2.“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
（1）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上。
（2）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）。
（3）各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
氨基酸的结构特点
H2N
氨基
C
OH
O
羧基
C
H
R
侧链基团
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
种类：组成蛋白质的氨基酸大约有21种。
种类
必需氨基酸：
非必需氨基酸：
人体细胞不能合成，只能从食物中获取。
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
人体细胞能合成。
（13种）
“甲 携 来 一 本 亮 色 书”
(8种，婴儿有9种)
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
C2H4O2N-R
根据R基团判断氨基酸的种类
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
组成元素：________________
C、H、O、N、S
胱氨酸
半胱氨酸
甲硫氨酸
C
H
H2N
COOH
CH2
CH2
S
CH3
SH
C
H
H2N
COOH
CH2
巯基
S
C
H
H2N
COOH
CH2
S
C
H2N
COOH
CH2
H
二硫键
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
右边哪些是组成蛋白质的氨基酸 R基是什么？
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
H2N
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
C
NH2
CH3
H2N
H
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
×
√
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
每种氨基酸都只有一个氨基和一个羧基吗？
每种氨基酸分子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上。
CH2 —CH2 —COOH
　　 │
H2N—C —COOH
│
H 谷氨酸
CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2
│
H—C —COOH
│
NH2 赖氨酸
蛋白质的结构及其多样性
氨基酸：20种
蛋白质：
1010～1012
？
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸分子的结合方式
脱水缩合
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
H2O
蛋白质的结构及其多样性
肽键
C
H
H2N
C
R1
O
COOH
H
C
R2
N
H
二肽
1.氨基酸分子的结合方式
蛋白质的结构及其多样性
C
R1
H2N
C
O
H
C
R2
N
C
O
OH
H
H
C
R3
N
C
O
OH
H
H
H
+
C
R1
H2N
C
O
H
C
R2
N
C
O
H
H
C
R3
N
C
O
OH
H
H
H2O
三肽
肽键
肽键
肽键
蛋白质的结构及其多样性
C
R
N
C
O
OH
H
H
H
C
R1
H2N
C
O
H
N
H
C
Rn
N
C
O
OH
H
H
(n-1)H2O
n肽(多肽)
n个
(n-1)个肽键
肽链
蛋白质的结构及其多样性
肽链
盘曲
折叠
肽链中氨基酸之间形成氢键
具有结构的蛋白质
1条或多条
相同或不同
肽链中或肽链之间可能形成二硫键
SH
SH
SH
SH
SH
SH
S
6H
S
S
S
S
S
2.肽链形成蛋白质
蛋白质的结构及其多样性
二硫键的作用
折叠形成空间结构
形成
二硫键
稳定
空间结构
蛋白质的结构及其多样性
与中心C原子相连的氨基
与中心C原子相连的羧基
—NH2
HOOC—
+
—N—C—
|
H
||
O
H2O
R基中
—SH
+
R基中
HS—
2H
—S—S—
肽链中或肽链间氨基酸的R基之间
氢键
肽键
二硫键
蛋白质中的三种“键”
蛋白质的结构及其多样性
氨基酸
多肽链
蛋白质
脱水缩合
盘曲折叠
肽键相连
氢键相连
可能有二硫键
3.蛋白质的结构层次
蛋白质的结构及其多样性
氨基酸之间脱水缩合形成多肽链
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲折叠
肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构
血红蛋白的形成过程
血红素
蛋白质的结构及其多样性
4.蛋白质分子多样性原因
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
★-★-★-★-★-★-★-★-★-★
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
①氨基酸种类不同
□-□-□-□-□-□-□-□-□-□
□-□-□-□-□-□-□
②氨基酸数目成百上千
☆-☆-○-◎-◇-▲-△-●-□-◎-○-★-■-◇-★-◆-◆-□
●-■-◎-○-△-○-☆-□-◎-▲-★-◆-◇-★-◇-◆-□-△
③氨基酸排列顺序千差万别
④肽链空间结构千差万别
蛋白质的结构及其多样性
蛋白质结构多样
蛋白质功能多样
相适应
正常血红蛋白
红细胞
呈圆饼状
运输氧气能力强
异常血红蛋白
红细胞
呈镰刀状
运输氧气能力弱
(谷氨酸)
(缬氨酸)
替换为
导致
人类许多疾病与体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。
镰状细胞贫血症
蛋白质的结构及其多样性
5.蛋白质分子计算问题
肽键数=
A、肽键数与氨基酸数目的关系：
氨基酸数－1
=脱去的水分子数
（链式结构）
肽键数=
氨基酸数－2
=脱去水分子数
公式1：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数
（链式结构）
★
★
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★
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★
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★
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★
★
★
★
★
蛋白质的结构及其多样性
5.蛋白质分子计算问题
A、肽键数与氨基酸数目的关系：
15个氨基酸组成的环状多肽
肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数
如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键
（环状结构）
m
蛋白质的结构及其多样性
4.蛋白质分子计算问题
B、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：
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
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
蛋白质中氨（羧）基数=
1
+ R基上氨（羧）基数
1
至少含有的氨（羧）基数=
蛋白质的结构及其多样性
5.蛋白质分子计算问题
B、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
C
C
CH2
O
N
H
S
S
2HC
C
C
R8
O
N
H
C
H
C
R9
O
N
H
C
H
COOH
R10
NH2
公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数
蛋白质的结构及其多样性
5.蛋白质分子计算问题
C、蛋白质相对分子质量的计算：
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
蛋白质的结构及其多样性
5.蛋白质分子计算问题
C、蛋白质相对分子质量的计算：
蛋白质的结构及其多样性
5.蛋白质分子计算问题
C、蛋白质相对分子质量的计算：
公式3：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18
- 二硫键数×2
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
S
S
SH +
HS
+ 2H
蛋白质的结构及其多样性
5.蛋白质分子计算问题
D、蛋白质中N、O原子数计算：
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
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
公式4：N原子数=
肽键数＋肽链数＋R基上N原子数
公式5：O原子数=
肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数
=各氨基酸O原子总数－脱去水分子数
公式6：C原子数=
氨基酸数×2+R基上C原子数
蛋白质的结构及其多样性
1条肽链 m条肽链
氨基酸数
肽键数
脱去水分子数
氨基酸平均相对分子质量
蛋白质 相对分子质量
氨基数目
羧基数目
n
n
n-1
n-m
n-1
n-m
a
a
an-18(n-1)
an-18(n-m)
至少1个
至少m个
至少1个
至少m个
蛋白质的结构及其多样性
酶
酶
蛋白质
多肽
酶
氨基酸
水解过程（消化道内）：
吃猪肉是不会长猪肉的！
完全水解
部分水解
需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
各种AA混合物
各种AA和肽段的混合物
6.蛋白质的水解
蛋白质的结构及其多样性
7.蛋白质的变性与盐析
蛋白质溶液
高温、紫外线、剧烈振荡
强酸碱、重金属盐等
空间结构改变
空间结构不变
形成沉淀而析出
加入食盐(NaCl)
丧失生物学活性
水溶性下降
更易水解
变性
盐析
肽键都没断裂
都能与双缩脲试剂产生紫色
熟肉易消化、杀菌消毒
应用
蛋白质的结构及其多样性
临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌
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，从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。
吃生鸡蛋好还是熟鸡蛋好？？
课堂小结
元素
氨基酸
二肽
多肽
蛋白质
结构多样性
功能多样性
脱水缩合
H2N-CH-COOH
R
—COOH + —H2N → —CO—HN—
肽键
H2N-
-COOH
盘曲折叠
组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，
肽链盘曲折叠的方式及其形成的空间结构不同
结构
运输
免疫
催化
调节
变性
C、H、O、N(S、Se)
结构与功能相适应
再见，谢谢！
组成细胞的分子

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