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第2章 组成细胞的分子
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
问题探讨
一、蛋白质的功能
1、蛋白质的含量
一般来说，鲜细胞当中含量最多的有机物是蛋白质；干细胞当中含量最多的化合物是蛋白质。
2、蛋白质功能的多样性
细胞中各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。
一、蛋白质的功能
①结构蛋白
构成细胞和生物体结构的重要物质
一、蛋白质的功能
②信息传递和调节功能
2、蛋白质功能的多样性
细胞间信息传递的调节蛋白，通过蛋白间的特异性结合，实现信息的精准传递。
胰岛素可以调节血液中葡萄糖的含量
一、蛋白质的功能
③催化功能
2、蛋白质功能的多样性
④运输功能
一、蛋白质的功能
2、蛋白质功能的多样性
抗原
抗体可变区
抗原
抗体
⑤免疫功能
抗体通过与抗原特异性结合，实现免疫防御功能
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
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。为什么缝合线可被组织吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示
缝合线本质为蛋白质。变为小分子物质（氨基酸）后可被细胞吸收。
问题探讨
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
食物中的蛋白质如何被吸收利用
胃蛋白酶等
口腔
食道
小肠
大肠
胃
胰腺酶、肠肽酶等
蛋白质
多肽
氨基酸
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1. 氨基酸的元素组成及结构特点
(2)氨基酸的结构特点
(1) 组成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸还含有S、Se等元素
①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接在同一个碳原子上
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1. 氨基酸的元素组成及结构特点
(2)氨基酸的结构特点
②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用 R 表示
氨基酸的种类和理化性质由 R 基决定
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
判断下列分子是不是氨基酸？
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
2. 氨基酸的种类
组成蛋白质的氨基酸有21种
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
必需氨基酸(8）
非必需氨基酸(13）
人体细胞不能合成，须从外界环境中获取
蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸
苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸
口诀：甲来写一本亮色书
人体细胞能够合成
随堂检测
1. 下列不属于蛋白质的功能的是（ ）
A. 运输功能 B. 携带遗传信息的功能
C. 免疫功能 D. 调节生命活动的功能
2. 蛋白质的组成元素只有C、H、O、N （ ）
3. 只有含有一个氨基、一个羧基的化合物均是生物体内的氨基酸 （ ）
4. 氨基酸分子的氨基和羧基都连在一个碳原子上 （ ）
5. 酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同 （ ）
B
×
×
×
√
三、蛋白质的结构及其多样性
1. 合成过程————
氨基酸
肽链
脱水缩合
三、蛋白质的结构及其多样性
C
R1
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
N
OH
O
R2
H
H
C
R1
CO
H
H2N
C
H
C
HN
OH
O
R2
二肽
H2O
+
脱水缩合
肽键
三、蛋白质的结构及其多样性
三肽怎么形成？
C
R1
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
N
OH
O
R2
H
H
C
H
C
N
OH
O
R3
H
H
三、蛋白质的结构及其多样性
—COOH
—COOH
H2N—
H2N—
三、蛋白质的结构及其多样性
三肽
四肽
多肽
盘曲折叠
由于氨基酸之间能够形成氢键等，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。
三、蛋白质的结构及其多样性
特定的R基（巯基 —SH）间形成二硫键等，将多条肽链结合起来
NH2
NH2
HOOC
HOOC
三、蛋白质的结构及其多样性
2. 氨基酸转化为蛋白质的整体过程
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
三、蛋白质的结构及其多样性
3. 蛋白质种类多样性的原因
氨基酸的种类不同
氨基酸的排列顺序不同
氨基酸的数目不同
①氨基酸水平
②多肽水平：多肽链的数目，盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
四、蛋白质的结构与功能的关系
蛋白质的结构和功能相适应
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。
四、蛋白质的结构与功能的关系
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、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。
吃煮熟的鸡蛋为什么更容易消化？
四、蛋白质的结构与功能的关系
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，从而导致理化性质的改变和生物活性丧失的现象
①蛋白质的变性
条件
②化学因素:重金属盐、强酸、强碱、酒精
①物理因素：高温、 X射线 、超声波
定义：
②蛋白质盐析
是指蛋白质在某些盐(如NaCl、Na2SO4等)的浓溶液中溶解度降低而发生析出的现象；降低溶液浓度后，析出的蛋白质又重新溶解
特点:
在鸡蛋清中加入一些食盐，出现白色絮状物，这是在食盐的作用下析出的蛋白质；加水稀释后絮状物消失，该过程蛋白质结构没有被破坏
是物理变化，盐析过程中蛋白质的结构没有被破坏，可复原
定义：
例子：
随堂检测
1. 关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是（　　）
A. 氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成
B. 组成蛋白质的氨基酸共有的结构是
C. 每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N 四种元素
D. 组成人体的氨基酸都在人体内合成
2. 形成蛋白质结构的层次，从小到大依次是( )
①氨基酸　②C、H、O、N等元素　③氨基酸脱水缩合 ④多肽链盘曲、折叠　⑤多肽　⑥蛋白质
A.②→①→③→④→⑤→⑥ B.②→①→③→⑤→④→⑥
C.②→①→⑥→⑤→③→④ D.①→②→③→⑤→④→⑥
B
B
随堂检测
3. 由许多氨基酸缩合而成的肽链，经过盘曲折叠才能形成具有一定空间结构的蛋白质。下列有关蛋白质结构多样性原因的叙述中，错误的是( )
A.组成蛋白质的氨基酸的种类和数量不同
B.组成蛋白质的氨基酸的排列顺序不同
C.组成肽链的化学元素不同
D.肽链盘曲折叠的方式不同
4.下列有关蛋白质的叙述，正确的是( )
A. 蛋白质结构的差异主要来源于R基的差异
B. 蛋白质单体中至少有一个—NH2(氨基)和一个—COOH(羧基)连接在同一个碳原子上
C. 蛋白酶在强酸中变性的原因是该蛋白质的空间结构受到破坏，肽键被水解
D. 一个氨基酸的改变不会影响蛋白质的功能
C
D
五、蛋白质的相关计算
1.肽键数与氨基酸数目的关系
一个肽键
C
R1
C
H
H2N
OH
O
脱水缩合
C
R2
C
H
N
OH
O
H
H
+
+
C
R3
C
H
N
OH
O
H
H
C
R1
C
H
H2N
O
C
R2
C
H
N
O
H
C
R3
C
H
N
OH
O
H
两个肽键
肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数
五、蛋白质的相关计算
1.肽键数与氨基酸数目的关系
肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数
10个氨基酸组成的环状多肽
五、蛋白质的相关计算
2.蛋白质中游离氨基和羧基的数目
C
R1
C
H
H2N
O
C
R2
C
H
N
O
H
C
R3
C
H
N
OH
O
H
①1条肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基
C
R1
C
H
H2N
O
C
R2
C
H
N
O
H
C
R3
C
H
N
O
H
C
R4
C
H
N
O
H
C
R5
C
H
N
O
H
C
R6
C
H
N
O
H
OH
②1条肽链中游离的氨基(羧基)= 1 + R 基上氨(羧)基数
③n条肽链中游离的氨基(羧基)= n + R 基上氨(羧)基数
五、蛋白质的相关计算
3.蛋白质相对分子质量的计算
C
R1
C
H
H2N
O
C
R2
C
H
N
O
H
C
R3
C
H
N
OH
O
H
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18
蛋白质相对分子质量
五、蛋白质的相关计算
3.蛋白质相对分子质量的计算
C
R1
C
H
H2N
O
C
R2
C
H
N
O
H
C
R3
C
H
N
OH
O
H
氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18
(若有p个二硫键生成，还应减去2p)
蛋白质相对分子质量
=
五、蛋白质的相关计算
C
R1
C
H
H2N
O
C
R2
C
H
N
O
H
C
R3
C
H
N
OH
O
H
肽 链 数 氨基酸 平均相对 分子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去 水分子 数目 多肽的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基
数目
1 a n 至少 个 m a n 至少 个 环状多肽 a n 至少 个 n-1
n-1
na-18(n-1)
1
m
n-m
n-m
na-18(n-m)
n
n
na-18n
0
五、蛋白质的相关计算
4.蛋白质中N、O、C、H原子数计算
C
R1
C
H
H2N
O
C
R2
C
H
N
O
H
C
R3
C
H
N
OH
O
H
C
R1
C
H
H2N
O
C
R2
C
H
N
O
H
C
R3
C
H
N
O
H
C
R4
C
H
N
O
H
C
R5
C
H
N
O
H
C
R6
C
H
N
O
H
OH
①N原子数=
②O原子数=
肽键数＋肽链数＋R基上N原子数
=各氨基酸N原子总数
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
随堂检测
1. 下图为某多肽物质分解反应示意图，下列说法正确的是（ ）
A. 该反应需要水分子的参与
B. 该反应前后游离的氨基和羧基数目不变
C. 产物为三肽和二肽
D. 反应物中有8个肽键
2. 脑啡肽是一种具有镇痛作用的药物，它的基本组成单位是氨基酸。下图是脑啡肽的结构简式，形成这条肽链的氨基酸分子数以及缩合过程中生成的水分子数分别是（ ）
A．3和2 B．4和3 C．5和4 D．6和5
A
C
随堂检测
3. 胰岛B细胞分泌的胰岛素(胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸)能与肝细胞膜上的受体结合，促进肝细胞摄取葡萄糖。下列叙述正确的是(　　)
A．胰岛素分子的肽键总数是50个
B．该胰岛素分子至少含有游离氨基2个
C．变性的胰岛素不能与双缩脲试剂作用，产生特定的颜色反应
D．胰岛素与肝细胞膜上的受体结合，体现了蛋白质的免疫功能
4. 现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为(　　)
A．798、2和2　 B．798、12和10
C．799、1和1　 D．799、11和9
B
B
本课小结

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