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1、第第2 2节节 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质衡阳市田家炳实验中学生物教研组衡阳市田家炳实验中学生物教研组衡阳市田家炳实验中学生物教研组衡阳市田家炳实验中学生物教研组第一课时第一课时安徽阜阳安徽阜阳“大娃娃大娃娃”七成康复七成康复 2004年07月14日 来源：新华网 新华网合肥月日电,安徽阜阳劣质奶粉事件发生后，全社会都极为关注那些可怜的“大头娃娃”们的身体健康。近日从阜阳市卫生局提供的个多月追踪监测资料中了解到，七成阜阳“大头娃娃”的营养状况恢复到正常、基本正常水平。安徽阜阳劣质奶粉首个安徽阜阳劣质奶粉首个“大头娃娃大头娃娃”获赔获赔6.16.1万万据江淮晨报报道外地
2、劣质奶粉流入阜阳给当地“大头娃娃”造成了巨大伤害。近日，阜阳市中级人民法院对由2004年度中国十大法制人物高政担当原告代理人的韩奥强状告劣质奶粉伤害案作出判决，判决6名被告赔偿韩奥强6.1万元。生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质1.1.说出氨基酸的结构特点说出氨基酸的结构特点2.2.理解氨基酸形成蛋白质的过程（脱水缩合）理解氨基酸形成蛋白质的过程（脱水缩合）3.3.概述蛋白质的结构概述蛋白质的结构(解释解释)和功能和功能(举例举例)本节聚焦本节聚焦:想一想想一想:哪些食品富含蛋白质哪些食品富含蛋白质?思考思考:食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢食物中的蛋白质能否被人体直接吸收
3、呢?要分解成氨基酸,才被人体吸收蛋白质蛋白质胃蛋白酶胃蛋白酶多肽多肽多种氨基酸多种氨基酸胰蛋白酶胰蛋白酶肠肽酶肠肽酶一、组成蛋白质的基本单位一、组成蛋白质的基本单位:氨基酸氨基酸甘氨酸甘氨酸H2NCCOHHHO思考与讨论思考与讨论1、组成氨基酸的基本元素是什么？、组成氨基酸的基本元素是什么？2、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？又有哪些差别之处？又有哪些差别之处？缬氨酸缬氨酸H2NCCOHHCHCH3CH3OH2NCCOHHOCH3丙氨酸丙氨酸羧羧基基氨基氨基侧链基团侧链基团（R基）基）？观察几种氨基酸的结构简式观察几种氨基酸的结构简式1、氨基酸的分子结构、
4、氨基酸的分子结构2、结构通式：、结构通式：3、结构特点：、结构特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基和一个羧基(-COOH)，都有一个氨基都有一个氨基(-NH2)和一个羧基和一个羧基(-COOH)连在同一个连在同一个碳原子上。此碳原子叫中心碳原子碳原子上。此碳原子叫中心碳原子。（注：一个中心碳原子，三个相同点，一个不同点）（注：一个中心碳原子，三个相同点，一个不同点）相同点相同点1、组成元素：、组成元素：C、H、O、N等等羧基羧基COOH氨基氨基NH2侧链基团侧链基团不同的不同的氨基酸氨基酸，R基不同基不同如：甘氨酸的如：甘氨酸的R基是基是
5、H，丙氨酸丙氨酸R基是基是CH3不同点不同点 CHNH2COOHCH3 CHNH2COOHCH2SH CH2NH2COOH CHNH2COOHCH2H（2）如果是氨基酸，则它们的）如果是氨基酸，则它们的R基分别是基分别是:_1、（1）以上属于组成生物体蛋白质的氨基酸是：）以上属于组成生物体蛋白质的氨基酸是：_C CH H3 3,H,SHCH2课堂反馈课堂反馈自然界中已经发现的氨基酸有自然界中已经发现的氨基酸有1000多种多种,而而组成组成生物体蛋白质的氨基酸约生物体蛋白质的氨基酸约20种，且有种，且有8种氨基酸种氨基酸是人体细胞不能合成的。是人体细胞不能合成的。必需氨基酸必需氨基酸：人体细胞：
6、人体细胞不能不能合成的氨基酸，合成的氨基酸，或合成量很少。或合成量很少。非必需氨基酸非必需氨基酸：人体细胞：人体细胞能能够合成的氨基酸够合成的氨基酸氨基酸的种类氨基酸的种类甲甲携携来来一一本本亮亮色色书书必需氨基酸：必需氨基酸：甲甲硫氨酸、硫氨酸、缬缬氨酸、氨酸、赖赖氨酸、氨酸、异异亮氨酸、亮氨酸、苯苯丙氨酸、丙氨酸、亮亮氨酸、氨酸、色色氨酸、氨酸、苏苏氨酸氨酸那么那么2020种氨基酸是怎样构成种类如此众多种氨基酸是怎样构成种类如此众多的蛋白质的呢？的蛋白质的呢？组成生物界蛋白质的氨基酸大约组成生物界蛋白质的氨基酸大约2020种，种，而生物界的蛋白质种类多达而生物界的蛋白质种类多达101010
7、 10 10101212种种，二、蛋白质的结构及其多样性二、蛋白质的结构及其多样性思考思考思考思考:从氨基酸从氨基酸从氨基酸从氨基酸到蛋白质大到蛋白质大到蛋白质大到蛋白质大致有哪些致有哪些致有哪些致有哪些结构层次？结构层次？结构层次？结构层次？R1CHH2NCOHOCOOHR2COOHHNCH H NH2缩 合R2COOHHNCH R1CHH2NCOH2O肽键二肽1、氨基酸的、氨基酸的脱水缩合脱水缩合注意：注意：注意：注意：肽键肽键肽键肽键二肽二肽二肽二肽多肽多肽多肽多肽(链链链链)脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合（盘曲、折叠）（盘曲、折叠）（盘曲、折叠）（盘曲、折叠）二二二二肽肽肽肽三三三三
8、肽肽肽肽氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸多多多多肽肽肽肽蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质分子分子分子分子（一条或多条）（一条或多条）（一条或多条）（一条或多条）：（脱（脱（脱（脱水水水水缩缩缩缩合）合）合）合）2、蛋白质的形成、蛋白质的形成二肽：二肽：2 2个氨基酸缩合而成，脱去个氨基酸缩合而成，脱去1 1个个H2O，含，含1 1个肽键；个肽键；三肽：三肽：3 3个氨基酸缩合而成，个氨基酸缩合而成，脱去脱去2 2个个H2O，含含2 2个肽键；个肽键；3 3、氨基酸脱水缩合的规律、氨基酸脱水缩合的规律一条肽链一条肽链:脱去的水分子数目脱去的水分子数目=肽键数肽键数多肽：多肽：n个氨基酸缩合而成，脱去个氨基酸缩合
9、而成，脱去n-1个个H2O,含含n-1个肽键；个肽键；质疑质疑多条肽链又会是什么情况呢？多条肽链又会是什么情况呢？O O OO O5-2n个氨基酸形成m条肽链,脱去的水分子数形成肽键数氨基酸数目肽链数脱去的水分子数形成肽键数氨基酸数目肽链数脱去的水分子数形成肽键数氨基酸数目1O O O O O5-1示意图示意图n个氨基酸形成1条肽链3 3、氨基酸脱水缩合的规律、氨基酸脱水缩合的规律（总结）（总结）1.脱去水分子数目脱去水分子数目肽键数目肽键数目氨基酸数目氨基酸数目肽链数肽链数2.蛋白质分子量蛋白质分子量氨基酸总分子量氨基酸总分子量脱去水的总分子量脱去水的总分子量如如:m个氨基酸个氨基酸,缩合形
10、成缩合形成 n条肽链条肽链,则脱去水分则脱去水分 子和形成肽键分别是多少子和形成肽键分别是多少?都为都为m n如如:m个氨基酸个氨基酸,平均分子量为，缩合形成含平均分子量为，缩合形成含n 条肽链的蛋白质条肽链的蛋白质,则该蛋白质的式量是多少？则该蛋白质的式量是多少？m18(mn)3.m个氨基酸缩合形成个氨基酸缩合形成n条肽链，形成的化合物至少条肽链，形成的化合物至少含有含有n个游离的氨基个游离的氨基(NH2)和和n个羧基个羧基(COOH).4.知道肽链的结构，了解知道肽链的结构，了解O、N和和H元素的分布和去向。元素的分布和去向。多肽中多肽中O原子数肽键数原子数肽键数+2肽链数肽链数+R基上的
11、基上的O原子数原子数各氨基酸中的各氨基酸中的O原子总数原子总数-脱水数目脱水数目多肽中多肽中N原子数肽键数原子数肽键数+肽链数肽链数+R基上的基上的N原子数各氨原子数各氨基酸中的基酸中的N原子总数原子总数多肽中多肽中H原子数各氨基酸中的原子数各氨基酸中的H原子总数原子总数-2脱水数目脱水数目胰岛素分子有胰岛素分子有A和和B两条多肽链两条多肽链(如如右图），右图），A链有链有21个氨基酸，个氨基酸，B链有链有30个氨基酸，胰岛素分子中有肽键的数目个氨基酸，胰岛素分子中有肽键的数目和脱去水的数目分别是多少？和脱去水的数目分别是多少？若氨基酸平均分子量为若氨基酸平均分子量为128，试计，试计算该胰岛
12、素的式量大约是多少算该胰岛素的式量大约是多少?巩固练习巩固练习 算一算算一算:(211)(301)(2130)249个个氨基酸数目氨基酸数目128(2130)1849235640总的氨基酸分子量总的氨基酸分子量脱去水的总脱去水的总分子量分子量肽链数目肽链数目都是都是4949个个56405640S S SSSSSSA链链B链链脱去氢的总分子量脱去氢的总分子量第第2 2节节 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质第二课时第二课时4、蛋白质多样性的原因蛋白质多样性的原因4、肽链空间结构肽链空间结构不同不同（千差万别）（千差万别）-1、氨基酸的、氨基酸的种类种类不同不同（20种）种）2、
13、氨基酸的、氨基酸的数目数目不同不同（成百上千）（成百上千）3、氨基酸的、氨基酸的排列顺序排列顺序不同不同（千变万化）（千变万化）一级结构二级结构三级结构四级结构一级结构：氨基酸在多肽链中 的排列顺序和方式叫做蛋白质的一级结构（初级结构）二级结构：多肽键主链骨架中的若干肽单位，各沿一定轴盘旋或折叠，并以氢键为主要的次级键而形成有规则的构象，如-螺旋、-折迭等 三级结构：具有二级结构的多肽链借助氢键和其他化学键进一步卷曲、折叠，形成更复杂的空间构象，这种空间构象叫做蛋白质的三级结构四级结构：由两个或两个以上具有三级结构的多肽链聚合而成的构象是四级结构三、蛋白质的功能三、蛋白质的功能1、是构成细胞和
14、生物体结构的重要物质、是构成细胞和生物体结构的重要物质（如：羽毛、肌肉）2、催化功能、催化功能（如：绝大多数酶）3、运输功能、运输功能（如：血红蛋白）4、调节功能、调节功能（如：生长激素、胰岛素）5、免疫功能、免疫功能（如：人体内的抗体）结论结论:蛋白质是细胞和生物体中主要的有机化合物，蛋白质是细胞和生物体中主要的有机化合物，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动一切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。的主要承担者。四、四、组成元素组成元素C、H、O、N 等等脱水缩合多肽多肽组成蛋白质的氨基酸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蛋白质氨
15、基酸氨基酸组成导致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，如抗体导致种类：20种 必需氨基酸：8种非必需氨基酸：12种通式：特点：至少至少有一个NH2和一个COOH连在同一个同一个C原子上CHCH2NOHOR五、研究前沿五、研究前沿科学家对蛋白质结构和功能的研究进展怎么样？有哪些科研成果？1965年：我国人工合成结晶牛胰岛素国际人类蛋白质组计划（HPP）：总部设在北京（5 5）、告诉）、告诉R R基，写出化学式；求某个化合物含有某个氨基，写出化学式；求某个化合物含有某个氨基酸的个数（从特殊氨基酸入手）。基酸的个数（从特殊氨基酸入手
16、）。（6 6）关于）关于肽键肽键数（脱去的水分子数）的数（脱去的水分子数）的计计算、蛋白算、蛋白质质分子量的分子量的计计算等。算等。氨基酸个氨基酸个数数n n至少含有的氨基或至少含有的氨基或羧羧基数基数m m肽链肽链数数m m至少含有的氧原子数至少含有的氧原子数n n+m m肽键肽键数数n nm mmRNAmRNA中的碱基数中的碱基数至少至少3 3n n脱去水分脱去水分子数子数n nm m基因中的碱基数基因中的碱基数至少至少6 6n n蛋白蛋白质质分分子量子量anan18(18(n nm m)注注:表中表中a a表示氨基酸的平均分表示氨基酸的平均分子量子量1能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层
17、次的一组能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是数字是()。氨基酸氨基酸C、H、O、N等元素等元素氨基酸分子相互结合氨基酸分子相互结合多肽多肽形成一定的空间结构形成一定的空间结构ABCDD巩固练习巩固练习2某蛋白质分子由四条肽链组成，共含氨基酸分子某蛋白质分子由四条肽链组成，共含氨基酸分子500个，在脱水缩合形成该蛋白质分子过程中，形成的肽个，在脱水缩合形成该蛋白质分子过程中，形成的肽键和水分子数分别是（键和水分子数分别是（）A504个和个和498个个B496个和个和499个个C499个和个和499个个D496个和个和496个个D【解析解析】水分子数水分子数=肽键数肽键数=n-m（个
18、）其中（个）其中n表示氨基酸数目，表示氨基酸数目，m表示肽表示肽链数。链数。3 3、有一多肽结构如下：有一多肽结构如下：CHCH3 3 CHCH2 2CHCH2 2COOH CHCOOH CH2 2SH CHSH CH3 3 H H2 2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH CH-CO-NH-CH-COOHN-CH-CO-NH-CH-CO-NH CH-CO-NH-CH-COOH 该化合物中肽键的数目是该化合物中肽键的数目是()()个，个，肽键肽键结构简式为结构简式为()()此化合物属于此化合物属于()()肽。肽。该肽水解时需水分子该肽水解时需水分子()()个。个。该肽中共有氨基酸该肽中共有氨
19、基酸()()种，它们的种，它们的R R基分别为基分别为 ()()3COCONHNH四33CHCH3 3、CHCH2 2CHCH2 2COOHCOOH、CHCH2 2SHSH4.4.同一草场的牛和羊吃了同样的草，可牛肉和羊肉的口味却有同一草场的牛和羊吃了同样的草，可牛肉和羊肉的口味却有差异，这是由于（）差异，这是由于（）A A、同种植物对不同生物的影响不同、同种植物对不同生物的影响不同B B、牛和羊的消化功能强弱有差异、牛和羊的消化功能强弱有差异C C、牛和羊的蛋白质结构存在差异、牛和羊的蛋白质结构存在差异D D、牛和羊的亲缘关系比较远、牛和羊的亲缘关系比较远C【解析解析】不同的生物体，由于遗传
20、物质的差异，合成的蛋白质结构就有差不同的生物体，由于遗传物质的差异，合成的蛋白质结构就有差异。牛肉和羊肉的主要成分为蛋白质，虽然食物来源基本相同，但遗传物异。牛肉和羊肉的主要成分为蛋白质，虽然食物来源基本相同，但遗传物质的不同决定了肉质的不同。质的不同决定了肉质的不同。5.25.2个氨基酸分子缩合形成二肽，并生成一分子水，这分子水个氨基酸分子缩合形成二肽，并生成一分子水，这分子水中的氢来自于（）中的氢来自于（）A A、羧基、羧基B B、氨基、氨基C C、羧基和氨基、羧基和氨基D D、碳原子上的氢、碳原子上的氢C【解析解析】水中的水中的O元素来自一个氨基酸的羧基，元素来自一个氨基酸的羧基，H元素
21、分别来自两个氨基元素分别来自两个氨基酸的氨基和羧基。酸的氨基和羧基。6.6.谷氨酸的谷氨酸的R R基为基为-C-C3 3H H5 5O O2 2，在一个谷氨酸分子中，含碳和，在一个谷氨酸分子中，含碳和氧的原子数分别是多少？（）氧的原子数分别是多少？（）A A、4 4，4 4 B B、5 5，4 4 C C、4 4，5 5，D D、5 5，5 5B7 7、某蛋白质含有、某蛋白质含有N N个氨基酸，有个氨基酸，有M M条肽链组成，该蛋白质至少条肽链组成，该蛋白质至少含有氧原子数为：含有氧原子数为：（）（）A A、N-MN-M B B、N+MN+M C C、N+2MN+2M D D、N-2MN-2M
22、B8 8、通常情况下，分子式、通常情况下，分子式C C6363H H105105O O4545N N1717S S2 2的多肽化合物中最多含的多肽化合物中最多含有肽键有肽键：（）（）A A、6363个个 B B、6262个个 C C、1717个个 D D、1616个个D9 9、由六个不同的氨基酸脱水缩合形成的六肽有多少种：、由六个不同的氨基酸脱水缩合形成的六肽有多少种：_ 由四种氨基酸由四种氨基酸脱水缩合形成含有四个肽键的化合物最多有多脱水缩合形成含有四个肽键的化合物最多有多少种：少种：_ 6 6！=654321=720=654321=7204 45 51010、下面是日常生活中的一些实例，你
23、知道为什么吗？、下面是日常生活中的一些实例，你知道为什么吗？（1 1）沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。）沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。（2 2）加酶的洗衣粉不易用开水溶解。）加酶的洗衣粉不易用开水溶解。（3 3）含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。）含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。【解析解析】（1）血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白质能以胶体的）血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。（2）绝大多数的酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失
24、去蛋白酶）绝大多数的酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。的功能。（3）加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是）加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。例例6 6、经测经测定某多定某多肽肽分子式分子式为为C C2121H Hx x O Oy y N N4 4S S2 2（无二硫（无二硫键键）。已知）。已知该该多多肽肽是由下列氨基酸中的几种做原料合成的：苯丙氨酸是由下列氨基酸中的几种做原料合成的：苯丙氨酸C C9 9H H11 11 NONO2 2，天冬氨酸，天冬氨酸C C4 4H H7 7 NONO4 4，丙氨酸，丙氨酸C C3 3H H7 7 NONO2 2，亮氨酸，亮氨酸C C6 6H H13 13 NONO2 2，半胱氨酸，半胱氨酸C C3 3H H7 7 NONO2 2S S。请请回答：回答：该该多多肽肽共由共由 四四 个氨基酸个氨基酸组组成，参与的氨基酸的种成，参与的氨基酸的种类类与数目分与数目分别为别为：2 2个半胱氨酸、个半胱氨酸、1 1个苯丙氨酸、个苯丙氨酸、1 1个亮氨酸个亮氨酸 。C C2121H Hx x O Oy y N N4 4S S2 2其中的其中的X=X=32 32 、Y=Y=5 5。