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(共38張PPT)
第2章 組成細(xì)胞的分子
第4節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者(第1課時(shí))
Protein overview
蛋白質(zhì)概述
化學(xué)分子式 原子個(gè)數(shù) 相對(duì)分子量
牛胰島素 C254H377N65O75S6 777 5700
血紅蛋白 C3032H4816O872N780S8Fe4 9512 64500
蛋白質(zhì)是生物大分子，其分子量在幾千到100萬(wàn)以上，是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物，大多數(shù)蛋白質(zhì)含S。
1
含量最豐富
2
結(jié)構(gòu)最復(fù)雜
3
功能最多樣
Protein
一、蛋白質(zhì)的功能
肌肉纖維
黃色區(qū)域的部分細(xì)胞能分泌胰島素
胃蛋白酶結(jié)晶
血紅蛋白示意圖
與抗原結(jié)合的某種抗體
一. 蛋白質(zhì)的功能
1.許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。
2. 催化功能
酶是一類(lèi)生物催化劑，細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)離不開(kāi)酶的催化。
絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì), 少數(shù)是RNA。
蛋白質(zhì)
胃蛋白酶
氨基酸
胃蛋白酶結(jié)晶
一. 蛋白質(zhì)的功能
3. 運(yùn)輸功能
有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能，如血紅蛋白(參與氧氣運(yùn)輸)；載體蛋白、通道蛋白(參與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸)。
血紅蛋白
一. 蛋白質(zhì)的功能
4. 信息傳遞(又稱調(diào)節(jié)功能)
有些蛋白質(zhì)能夠起到信息傳遞，調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)的作用,比如胰島素、胰高血糖素。
胰島B細(xì)胞分泌胰島素
胰島素
一. 蛋白質(zhì)的功能
5. 免疫功能
有些蛋白質(zhì)有免疫功能。人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
抗體
一. 蛋白質(zhì)的功能
一、蛋白質(zhì)的功能
功能 實(shí)例
肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等
細(xì)胞中絕大多數(shù)的酶
血紅蛋白
胰島素
抗體
構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)(結(jié)構(gòu)蛋白)
催化功能
運(yùn)輸功能
調(diào)節(jié)功能(信息傳遞)
免疫功能
變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)；蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分為更小的分子。
合作探究
從某些動(dòng)物組織中提取的膠原蛋白，可以用來(lái)制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過(guò)一段時(shí)間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。
[討論]
1.為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？
組成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。
2.這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這對(duì)你認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？
圖 手術(shù)縫線
蛋白質(zhì)可以被人體直接吸收利用嗎？
？
蛋白質(zhì)必需經(jīng)過(guò)消化成氨基酸才能被人體吸收和利用。
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。
H
C
NH2
COOH
H
CH3
甘氨酸
丙氨酸
C
NH2
COOH
H
二.組成蛋白質(zhì)的基本單位:
氨基酸
1. 氨基酸的化學(xué)元素構(gòu)成：
C、H、O、N
H
C
NH2
COOH
H
CH3
甘氨酸
丙氨酸
C
NH2
COOH
H
氨基酸
1. 蛋白質(zhì)的基本元素：
C、H、O、N
有的還含有：P、S
二.組成蛋白質(zhì)的基本單位:
H
C
NH2
COOH
H
CH3
甘氨酸
丙氨酸
C
NH2
COOH
H
羧基
氨基
氨基酸
二.組成蛋白質(zhì)的基本單位:
C
H
NH2
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
NH2
CH
C
O
OH
CH3
CH3
纈氨酸
C
H
NH2
C
O
OH
CH3
C
H
NH2
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
丙氨酸
試一試,能不能推導(dǎo)出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式？
R
C
H
NH2
C
O
OH
CH3
氨基酸之間的區(qū)別在于R不同。
2. 氨基酸的結(jié)構(gòu)通式:
R
H
C
NH2
C
OOH
或
(C2H4O2N)決定是否是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸
氨基
羧基
中心碳原子
→ 有21種
必需氨基酸: 人體細(xì)胞不能合成的，必須從外界環(huán)境中直接獲取的氨基酸，共8種。
非必需氨基酸: 人體細(xì)胞能夠合成的氨基酸，共13種。
（嬰兒9種，組氨酸）
甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸
3.氨基酸的分類(lèi)
甲 攜 來(lái) 一 本 亮 色 書(shū)
含硒半胱氨酸作為第21種標(biāo)準(zhǔn)的氨基酸，它存在于一些特殊的蛋白質(zhì)分子之中，如細(xì)菌的甲酸脫氫酶、哺乳動(dòng)物的谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和含有多個(gè)含硒半胱氨酸殘基（7～10個(gè)）硒蛋白等，這些蛋白統(tǒng)稱為含硒蛋白。
衡量食品價(jià)值高低的重要標(biāo)準(zhǔn)是看必需氨基酸種類(lèi)
氨基酸：21種
蛋白質(zhì)：
1010～1012
？
蛋白質(zhì)是以氨基酸為基本單位構(gòu)成的生物大分子。
1.氨基酸的結(jié)合方式：
C
H
COOH
R1
C
H
NH2
COOH
R2
NH2
C
O
H
N
H
OH
三. 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
1.氨基酸的結(jié)合方式：
羧基脫掉： —OH（羥基）
氨基脫掉：—H （氫原子）
三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
C
H2N—
—C
|
|
H
R1
O
||
OOH
C
—N—
—C
|
|
H
R2
|
H
H2O
肽鍵
肽鍵：連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵叫做肽鍵
1.氨基酸的結(jié)合方式：
脫水縮合
【思考】脫出來(lái)的H2O中的H和O分別來(lái)自于哪里？
H來(lái)自氨基和羧基
O來(lái)自羧基
二肽：由兩個(gè)氨基酸縮合而成化合物叫做二肽。(含有一個(gè)肽鍵)
多肽：由多個(gè)氨基酸縮合而成的，含有多個(gè)肽鍵的化合物叫做多肽。
肽鏈：多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu)叫做肽鏈。
【檢測(cè)】下圖為腦啡肽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，據(jù)圖回答：
1.腦啡肽分子是由_______種氨基酸形成的，造成氨基酸種類(lèi)不同的原因是________不同。
2.腦啡肽中含有____個(gè)肽鍵，腦啡肽的名稱是_____肽，形成過(guò)程稱為_(kāi)__________，形成過(guò)程中共脫去___個(gè)水分子。
4
R基
4
五
脫水縮合
4
2.蛋白質(zhì)的形成
①肽鏈中的氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤(pán)曲、形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。
氨基酸之間脫水縮合形成多肽鏈
一條多肽鏈的特定區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的盤(pán)曲折疊
這條肽鏈進(jìn)一步盤(pán)繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)
2.蛋白質(zhì)的形成
②有些蛋白質(zhì)分子含有兩條或多條肽鏈，它們通過(guò)一定的化學(xué)鍵，如：二硫鍵相互結(jié)合在一起。
-SH + HS- → -S-S-(二硫鍵) + 2H
氨基酸→二肽→三肽......→.....→多肽→蛋白質(zhì)
③蛋白質(zhì)的合成過(guò)程
血紅蛋白的形成過(guò)程
合作探究
1.從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？
氨基酸
二肽
蛋白質(zhì)
三肽
多肽
......
→
→
→
合作探究
2.進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過(guò)哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，需經(jīng)過(guò)怎樣的過(guò)程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì) 人體中的蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會(huì)一樣嗎？
食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過(guò)胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸肽酶等多種水解酶的作用，才能分解為氨基酸。這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，要脫水縮合形成二肽、三肽……多肽，由多肽鏈構(gòu)成人體蛋白質(zhì)。人體蛋白質(zhì)與食物中的蛋白質(zhì)不一樣，其具有完成人體生命活動(dòng)的結(jié)構(gòu)和功能。
合作探究
3.如果用21個(gè)不同的字母代表21中氨基酸，若寫(xiě)出由10個(gè)氨基酸組成的長(zhǎng)鏈，可以寫(xiě)出多少條互不相同的長(zhǎng)鏈？試著說(shuō)出蛋白質(zhì)種類(lèi)多種多樣的原因。
10個(gè)氨基酸能夠組成2110條互不相同的長(zhǎng)鏈。
氨基酸的數(shù)目、種類(lèi)、排列順序的多樣性以及蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)種類(lèi)多種多樣的原因。
構(gòu)成肽鏈的氨基酸種類(lèi)不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；
如果以 代表不同的氨基酸，則下列幾種情況由氨基酸構(gòu)成的肽鏈?zhǔn)欠裣嗤坎⒄f(shuō)明理由。
動(dòng)動(dòng)腦
構(gòu)成肽鏈的氨基酸數(shù)目不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；
構(gòu)成肽鏈的氨基酸排列順序不同，肽鏈的結(jié)構(gòu)則不同；
多肽鏈形成后，往往要盤(pán)曲、折疊形成不同的空間結(jié)構(gòu)。
3. 蛋白質(zhì)的多樣性
氨基酸的種類(lèi)
氨基酸的數(shù)目
氨基酸的排列順序
肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的__________
不同
蛋白質(zhì)功能的__________
多樣性
多樣性
3. 蛋白質(zhì)的多樣性
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
蛋白質(zhì)功能
決定
圓餅狀
紅細(xì)胞
鐮刀狀
紅細(xì)胞
血紅蛋白
的谷氨酸
血紅蛋白
的纈氨酸
運(yùn)輸氧氣能力正常
運(yùn)輸氧氣能力下降
4.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系
①定義：
物理因素：加熱（高溫）、紫外線、X射線、超聲波、劇烈振蕩或攪拌等
化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、去垢劑等。
5.蛋白質(zhì)變性
蛋白質(zhì)變性是指在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物學(xué)活性喪失的現(xiàn)象。
②變性因素：
破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，但不破壞________，因此依然能用____________檢測(cè)。
肽鍵
雙縮脲試劑
③蛋白質(zhì)變性，會(huì)發(fā)生如下變化：
①喪失生物學(xué)活性
②水溶性下降
③更易水解
④應(yīng)用：
經(jīng)過(guò)加熱、加酸、加酒精等引起細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達(dá)到消毒、滅菌的目的。
課堂小結(jié)

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