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必修一 《分子与细胞》
第二章 组成细胞的分子
第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者
学习目标
1.比较氨基酸结构，求同归纳出氨基酸的结构通式与特点。
2.说明肽键的形成过程，阐明蛋白质的基本组成单位是氨基酸。
3.解释蛋白质的结构与功能相适应，认同细胞的主要功能由蛋白质完成。
4.认同蛋白质与人体的营养、健康等存在紧密联系。
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。
讨论：
1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收
人体组织有相似的胶原蛋白
2.这种缝合线发生什么样的变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？
分解成小分子物质
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结构最复杂、功最多样的分子。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。蛋白质是生命活动的主要承担者。
结构蛋白
信息传递
催化
运输
免疫
细胞的各项生命活动都离不开蛋白质
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吗
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
C
C
O
OH
H
H2N
H
C
C
O
OH
H
H2N
CH
CH3
CH3
C
C
O
OH
H
H2N
CH3
C
C
O
OH
H
H2N
CH2
SH
CH3
CH3
C
C
O
OH
H
H2N
CH2
CH
甘氨酸
丙氨酸
缬氨酸
半胱氨酸
亮氨酸
相同点？
区别？
氨基
羧基
R 基
小组活动
尝试使用球棍模型构建氨基酸分子结构通式的物理模型。
尝试写出氨基酸的结构通式
C
C
O
OH
H
H2N
H
C
C
O
OH
H
H2N
CH
CH3
CH3
C
C
O
OH
H
H2N
CH3
C
C
O
OH
H
H2N
CH2
SH
CH3
CH3
C
C
O
OH
H
H2N
CH2
CH
甘氨酸
丙氨酸
缬氨酸
半胱氨酸
亮氨酸
C
R
H
COOH
H2N
尝试总结氨基酸的结构特点
每种氨基酸都至少含有一个氨基（-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，这个侧链基团用R表示。
各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
C
R
H
COOH
H2N
与社会的联系
国务院调查组通过卫生学调查证实，不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，使婴儿缺少生长发育所必需的
蛋白质等。长期食用这种劣质奶粉会导致婴幼儿营养不良、生长停滞、免疫力下降，进而并发多种疾病甚至死亡。
蛋白质与人体的营养、健康等存在紧密联系
必需氨基酸
氨基酸的种类有限，但却构成了种类繁多、功能多样的蛋白质。
脱水缩合
C
C
O
OH
H
N
R1
H
H
C
C
O
OH
H
N
R2
H
H
H2O
C
C
O
H
N
R1
H
H
C
C
O
OH
H
N
R2
H
肽键
二肽
游离的
氨基
游离的
羧基
链状肽
环状肽
肽键数目=氨基酸数目-1
游离的氨基：至少1
游离的羧基：至少1
肽键数目=氨基酸数目
游离的氨基：至少0
游离的羧基：至少0
氨基酸形成血红蛋白的示意图
小组活动
不同种类的氨基酸
小组成员合作用小圆片拼成一个蛋白质吧
氨基酸数目相同
不同
氨基酸种类
氨基酸种类相同
不同
氨基酸数目
氨基酸数目相同
氨基酸种类相同
不同
氨基酸排列顺序
三条肽链相同吗？
肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。
总结：
蛋白质结构多样性的原因？
人正常的血红蛋白空间结构呈球状，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。
相关信息
人类的许多疾病与人体细胞内肽链的错误折叠有关，如囊性纤维化、阿尔兹海默病、帕金森病等。
蛋白质的结构与功能相适应，
蛋白质的活性受什么影响呢？
细胞的主要功能由蛋白质完成。
蛋白质变性是指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，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性可以达到消毒、灭菌的目的。
与社会的联系
大分子→小分子
蛋白酶水解蛋白质
C
C
O
H
N
R1
H
H
C
C
O
OH
H
N
R2
H
+H2O
-OH
H-
C H
O N 等
21种
C
R
H
COOH
H2N
氨基酸
组成元素
种类
结构
通式
脱水缩合
多肽
形成
蛋白质
功能
结构蛋白
催化
运输
信息传递
免疫
结构多样性
功能多样性

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