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1、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新课导入新课导入想一想：哪些食品富含蛋白质想一想：哪些食品富含蛋白质?蛋白质是生命活动的主要承担者，那么蛋白质承担着怎样的功能呢？肉蛋类食品想一想：想一想：婴儿为什么要以奶为主要食物？大豆制品奶类制品一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能 一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能 头发蛛丝肌肉功能1：构成细胞和生物体结构肌肉纤维资资料料1：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。在我们人体内，从各个器官，到作为支架的结缔组织，再到每个细胞里的各种细胞器，它们的组成都离不开蛋白质的参与。一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能 资资料料2：细胞
2、中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。例如:人体进食蛋白质类食物之后，蛋白质在胃部分解需要胃蛋白酶催化。胃蛋白酶结晶蛋白质蛋白质胃蛋白酶氨基酸功能2：催化功能一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能 红细胞血红蛋白示意图资资料料3：血红蛋白是红细胞内的一种蛋白质，具有结合运输O2的功能。此外，在细胞膜上也有很多起到运输载体功能的蛋白质，它能把物质运输进出细胞（参与物质跨膜运输）。载体蛋白示意图功能3：运输功能一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能 资资料料4：胰岛素是一种能够传递信息，调节机体生命活动的蛋白质。当血糖浓度身升高时，胰岛素会加速合成，降低血糖。生长激素促进骨骼生长、调节生长发育等生
3、命活动。功能4：调节功能（又称为信息传递）一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能 资资料料5：抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。抗体抗体与外来病毒结合功能5：免疫功能（防御功能）一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能 补补充充：细胞膜的外表有一层糖蛋白，与细胞的识别功能有密切关系。糖蛋白的识别作用好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。（p45）功能6：识别功能一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能 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。结构蛋白：是构成细胞和生物体结构，如肌球蛋白、肌动蛋白等。催化功能：起生物催化作用，如绝大多数酶。运输功能
4、：如血红蛋白、细胞膜上的载体。免疫功能：免疫过程中产生的抗体。调节功能：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。功能蛋白识别功能：糖蛋白。思考：我们从食物中摄取的蛋白质如何为我们所用？蛋白质必需经过分解成氨基酸才能被人体吸收和利用。作为手术缝合线的胶原蛋白被分解为氨基酸才可以被人体吸收。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。二、蛋白质的基本组成单位氨基酸甘氨酸丙氨酸脯氨酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸丝氨酸苏氨酸甲硫氨酸半胱氨酸1.氨基酸的种类组成人体蛋白质的氨基酸种类共有21种。二、蛋白质的基本组成单位氨基酸硒代半胱氨酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸赖氨酸精氨酸组氨酸天冬酰胺谷氨酰胺天冬氨酸谷氨酸1.氨基酸的种类组成人体蛋
5、白质的氨基酸种类共有21种。二、蛋白质的基本组成单位氨基酸非必需氨基酸：必需氨基酸：组成人体蛋白质的21种氨基酸甲硫氨酸，缬氨酸，赖氨酸，异亮氨酸苯丙氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸共13种，人体细胞能够合成的氨基酸共8种，人体细胞不能合成的氨基酸（甲 携 来 一 本 亮 色 书）1.氨基酸的种类组成人体蛋白质的氨基酸种类共有21种。（婴儿婴儿9种，种，组氨酸组氨酸）二、蛋白质的基本组成单位氨基酸2.氨基酸的组成元素一定有C、H、O、N四种元素，部分还含有其他元素如S、Se(硒)等。组成元素：硒代半胱氨酸丙氨酸半胱氨酸天冬氨酸二、蛋白质的基本组成单位氨基酸CHCHH2NOHOCHCH2NOHOCH
6、3CH3CHCHCH2NOHOCH3CHCH2NOHOCH2CH3CH3CH甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸几种氨基酸的结构式问题1：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？问题2：不同氨基酸的区别又在哪里？NH2 （氨基）COOH （羧基）R R基基H （氢原子）R （R基）侧链基团3.氨基酸的结构通式二、蛋白质的基本组成单位氨基酸HH2NCCOHOR氨基羧基侧链基团1.每个能构成蛋白质的氨基酸分子，至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。2.不同的氨基酸的区别在于R基不同。3.组成元素：C、H、O、N，在R基上可能含S(甲硫氨酸和蛋氨酸)或Se(硒代半胱氨酸）3.氨
7、基酸的结构通式二、蛋白质的基本组成单位氨基酸书写小技巧3.氨基酸的结构通式二、蛋白质的基本组成单位氨基酸通过氨基酸的结构通式，总结出氨基酸结构特点？（小组讨论）4.氨基酸的结构特点HH2NCR氨基羧基侧链基团COHO二、蛋白质的基本组成单位氨基酸每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R表示）。R基的不同决定了氨基酸分子的不同。（21种）结构特点：思考：半胱氨酸是组成生物体蛋白质的氨基酸之一，其R基是-CH2-SH，则它的结构式是怎么样的？CCH2-SHHH2NCOOH分子式为：C3H7O2NS4.
8、氨基酸的结构特点二、蛋白质的基本组成单位氨基酸人体中氨基酸常见的21种，生物界蛋白质为10101012种。氨基酸：21种蛋白质：10101012思考：氨基酸是如何变为蛋白质的呢？三、蛋白质的结构及其多样性CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH2OH肽键1.氨基酸的脱水缩合三、蛋白质的结构及其多样性肽键CHCOOHR3HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNO二肽H2OH2O三肽肽键以此类推，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。多肽通常呈链状，叫作肽链。1.氨基酸的脱水缩合三、蛋白质的结构及其多样性（1）肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、形成具
9、有一定空间结构的蛋白质。氨基酸之间脱水缩合形成多肽链一条多肽链的特定区域进行有规律的盘曲折叠这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构2.蛋白质的形成三、蛋白质的结构及其多样性（2）有些蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键，如：二硫键相互结合在一起。-SH+HS-S-S-(二硫键)+2H想一想：在形成一个二硫键时，相对分子质量减少多少？2.蛋白质的形成三、蛋白质的结构及其多样性 氨基酸 肽链(一条或多条)蛋白质2.蛋白质的形成脱水缩合盘曲折叠想一想：既然蛋白质都是按照上述方式构成的多肽链，为什么会有那么多种类的蛋白质呢？三、蛋白质的结构及其多样性有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩
10、合连接起来，成为环状多肽。由几个氨基酸形成的就叫几肽三肽、四肽统称为多肽肽链呈链状1条或多条盘曲折叠蛋白质2.蛋白质的形成想一想：氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？三、蛋白质的结构及其多样性从氨基酸到蛋白质大致结构层次氨基酸之间脱水缩合形成肽链1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4一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠2 22.蛋白质的形成三、蛋白质的结构及其多样性氨基酸的种类不同氨基酸的数目不同氨基酸的排列顺序不同-螺旋-折叠肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同3.蛋白质结构多样性的原因三、蛋白质的结构及其多样性种类数量排列顺序空间结构结构多样种类
11、繁多氨基酸肽链：功能多样决定功能蛋白结构蛋白(组成细胞和生物体)_(蛋白质类激素)_(大多数酶)_(载体蛋白)_(抗体)调节催化运输免疫_(糖蛋白)识别3.蛋白质结构多样性的原因结构决定功能三、蛋白质的结构及其多样性结构异常导致功能异常：在镰状细胞贫血中，血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代，形成的异常的血红蛋白直接造成了红细胞的异常。正常血红蛋白的肽链和正常红细胞异常血红蛋白的肽链和镰状红细胞运输氧的能力会大为减弱3.蛋白质结构多样性的原因三、蛋白质的结构及其多样性结构决定功能与社会的联系蛋白质的变性：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，致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。过
12、程不可逆。蛋白质变性的原因：化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）、物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）。思考：变性的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗？还可以，因为变性的蛋白质肽键没有被破坏。1.脱去水分子数与肽键数及氨基酸数目的关系肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子量(氨基酸平均分子量a)至少含有几个氨基和羧基1条41条81条n2条14m条nH2O H2O H2O氨基酸氨基酸肽键肽键4-1=34-1=34a18 x 31、1H2OH2O H2OH2O8-1=78-1=78a-18 x 71、1n-1n-1an-18(n-1)1、114-2=1214-2=121
13、4a-18 x 12 2、2n-mn-man-18(n-m)m、m公式：肽键数脱去水分子数氨基酸数肽链数蛋白质相对分子质量氨基酸数目氨基酸平均相对分子质量脱去水分子数18(不考虑二硫键)四、蛋白质的相关计算环状多肽形成蛋白质脱去水分子数与肽键数及氨基酸数的关系如何？至少含有的氨基和羧基数是多少？公式：脱去水分子数=肽键数=氨基酸数至少含有的氨基和羧基数为0、01.脱去水分子数与肽键数及氨基酸数目的关系四、蛋白质的相关计算思考：n个氨基酸脱水缩合成环状肽：组成 元素 C、H、O、N、（S、Fe）氨基酸种类：通式：CHCH2NOHOR特点：脱水缩合多肽组成蛋白质的氨基酸种类不同氨基酸的数目不同氨基
14、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，如抗体组成基本单位：形成导致21种至少有一个NH2和一个COOH连在同一个C原子上核糖体 课堂小结1.(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能()(2)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子()(3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上()(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸()课堂检测2.如图为牛胰岛素结构图，该物质中SS是由两个SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是（）A.牛胰岛素含有50个肽键B.牛胰岛素中至少含
15、有2个NH2 和2个COOHC.牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882B 课堂检测3.血红蛋白分子含有两条肽链和两条肽链，其空间结构如图甲所示；图乙表示肽链一端的部分氨基酸序列。请分析回答：(1)图乙所示结构含有_种氨基酸，的名称是_。(2)据图分析，蛋白质分子的多样性是由_不 同导致的。3氨基氨基酸的数目、种类、排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构 课堂检测4.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-COOHCOOH(4)NH2-CH-CH2-COOH(5)NH2-CH-(CH2)4-NH2NH2COOHA.2,2,2 B.3,3,2 C.4,3,3 D.3,4,3A 课堂检测5.如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？试着说出蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）能够组成2110条互不相同的长链。氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性，以及蛋白质具有复杂的空间结构，是蛋白质种类多种多样的原因。课堂检测本节内容结束