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第2章 組成細(xì)胞的分子
第四節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者
蛋白質(zhì)的功能
1
蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸
目錄
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
習(xí)題檢測
4
2
3
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
二、重難點(diǎn)
1.歸納概括氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和特點(diǎn)，
說出氨基酸脫水縮合形成多肽或蛋白質(zhì)的過程。
2.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。
3.闡明蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，
認(rèn)同蛋白質(zhì)與人體營養(yǎng)、健康等關(guān)系密切。
1.舉例說明生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。
2.認(rèn)同細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)。
3.掌握細(xì)胞學(xué)說內(nèi)容。
蛋白質(zhì)是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物，我們每天需要攝入650g左右富含蛋白質(zhì)的食物。
想一想：哪些食品富含蛋白質(zhì)
你還記得如何檢測蛋白質(zhì)嗎？
使用時(shí)先加A液1ml，搖勻，再加B液4滴，搖勻
蛋白質(zhì)的鑒定
用雙縮脲試劑檢測
產(chǎn)生紫色反應(yīng)
兩個(gè)或以上肽鍵的化合物在堿性條件下與Cu2+反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物
細(xì)胞核中的遺傳信息，往往要表達(dá)成蛋白質(zhì)才能起作用。
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者
一、蛋白質(zhì)的功能
結(jié)構(gòu)
催化
調(diào)節(jié)
運(yùn)輸
免疫
練一練
結(jié)構(gòu)
調(diào)節(jié)
催化
運(yùn)輸
免疫
抗體
胰島素等蛋白質(zhì)類激素
絕大多數(shù)酶
毛發(fā)，肌肉等
血紅蛋白
大家觀察下面幾幅圖會(huì)聯(lián)想到哪句詩呢？
春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干，詩中提及的物質(zhì)主要成分為蛋白質(zhì)的是
A.淚 B.灰 C.絲 D.蠟
√
蛋白質(zhì)能夠承擔(dān)多樣的功能，與蛋白質(zhì)的多樣性有關(guān)。
變成了小分子
問題探討：從某些動(dòng)物組織中提取的膠原蛋白，可用來制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過一段時(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。
二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
一、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
1、在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種
2、氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位
思考·討論：氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
觀察下列四種氨基酸的結(jié)構(gòu)
R
氨基
側(cè)鏈基團(tuán)：決定氨基酸的種類和理化性質(zhì)
3、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式
中心碳原子
羧基
C
H
簡寫：
R
H
H2N—C—COOH
簡寫：
R
H
H2N—C—COOH
至少含一個(gè)氨基(—NH2)和一個(gè)羧基(—COOH)
并且都有一個(gè)氨基(—NH2)和
一個(gè)羧基(—COOH)連在同一碳原子上
R基是—H、最簡單
R基是—CH3
R基中也可能含有氨基（—NH2）
或羧基（—COOH）
R基含S
R基含硒（Se）
3、氨基酸的元素組成：
C、H、O、N，有的含有S等元素
注意：血紅蛋白含F(xiàn)e，
但Fe不在氨基酸上。
形象記憶：
1.(2023·廣東惠州高一期末)組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，以下屬于組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的是
A. B.
C.
D.
√
2.甲硫氨酸的
R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是
A.C5H11O2NS
B.C3H7S
C.C4H11O2S
D.C5H10O2N
√
與社會(huì)的聯(lián)系：
組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種
必需氨基酸——
賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸
一般不會(huì)缺乏
8種人體細(xì)胞不能合成的，必須從外界環(huán)境中獲取
非必需氨基酸——
13種人體細(xì)胞能合成
1.結(jié)構(gòu)
C
H
H2N
R
氨基
羧基
側(cè)鏈基團(tuán)
C
OH
O
每個(gè)氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基（-NH2）和一個(gè)羧基（-COOH），并連在同一個(gè)碳原子上。
分子式C2H4O2N-R
部分氨基酸分子中含有一個(gè)以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基位于R基上。
（1）結(jié)構(gòu)通式
（2）特點(diǎn)
2.元素組成
除 外，有的還含有 等。
C、H、O、N
S
蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸
2
3.種類
氨基酸的種類由R基決定。
（2）21種氨基酸
非必需氨基酸
必需氨基酸
人體可自身合成的氨基酸，共13種
人體不能自身合成的氨基酸，共8種
必需氨基酸
甲 攜 來 一 本 亮 色 書
甲硫
纈
賴
異亮
亮
苯丙
色
蘇
嬰兒有9種，比 成人多的一種是組氨酸。
決定氨基酸的種類和理化性質(zhì)。
（1）R基的意義
蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸
2
三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
蛋白質(zhì)是以氨基酸為基本單位構(gòu)成的生物大分子
氨基酸如何形成蛋白質(zhì)？
氨基酸如何形成蛋白質(zhì)？
H2O
肽鍵
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
脫水縮合
兩個(gè)氨基酸
肽鍵寫法：
脫水縮合形成二肽
肽鏈形成過程中，失去的水分子中氫和氧元素的來源分別是什么？
氫來自氨基和羧基，氧來自羧基。
H2O
肽鍵
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
脫水縮合
肽鍵
H2O
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
－
肽鍵
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
H2O
脫水縮合
三肽
三個(gè)氨基酸
脫水縮合形成三肽
n個(gè)氨基酸脫水縮合形成一條多肽，產(chǎn)生多少水？產(chǎn)生多少肽鍵？質(zhì)量如何變化？
n個(gè)氨基酸脫水縮合形成一條多肽
脫去水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝
脫去水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)
n個(gè)氨基酸脫水縮合形成m條多肽
＝n－1
n－m
n個(gè)氨基酸脫水縮合形成m條多肽質(zhì)量如何變化？
H2O
H2O
H2O
質(zhì)量減少
＝脫去水分子質(zhì)量
＝水分子數(shù)×18
＝（n－m）×18
n個(gè)氨基酸脫水縮合形成m條多肽質(zhì)量如何計(jì)算？氨基酸平均分子質(zhì)量是a。
多肽質(zhì)量或者蛋白質(zhì)質(zhì)量＝
a × n-（n－m）×18
注意觀察：氨基酸脫水縮合形成肽鏈
肽鏈的首尾均有一個(gè)游離的氨基和羧基。
R基中也可能有氨基或羧基
n個(gè)氨基酸脫水縮合形成m條多肽含有氨基或羧基的個(gè)數(shù)
=m+R基中氨基或羧基數(shù)
氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序
不同的肽鏈
不同氨基酸之間能形成氫鍵
肽鏈盤曲、折疊
空間結(jié)構(gòu)
許多蛋白質(zhì)分子含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵，如：二硫鍵相互結(jié)合在一起。形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。
許多蛋白質(zhì)分子含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵，如：二硫鍵相互結(jié)合在一起。形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。
-SH + HS- → -S-S-(二硫鍵) + 2H
想一想：在形成一個(gè)二硫鍵時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量減少多少？
即每形成一個(gè)二硫鍵，減少 2個(gè)H
n個(gè)氨基酸脫水縮合形成環(huán)狀多肽
脫去水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)
＝n
？個(gè)氨基酸脫水縮合形成環(huán)狀多肽
先找肽鍵
7個(gè)肽鍵7個(gè)氨基酸
？個(gè)氨基酸脫水縮合形成環(huán)狀多肽
再找R基和H
5種氨基酸
氨基酸的種類、
數(shù)量、
排列順序
氫鍵
盤曲、折疊
兩條或多條肽鏈二硫鍵
一級(jí)結(jié)構(gòu)
二級(jí)結(jié)構(gòu)
三級(jí)四級(jí)級(jí)結(jié)構(gòu)
思考討論
1、從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？
一條或多條肽鏈
21種氨基酸
C、H、O、N等元素
脫水縮合
盤曲折疊
蛋白質(zhì)
2、進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過那些消化酶的作用才能分解成氨基酸？
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白質(zhì)
氨基酸和小分子肽
氨基酸
氨基酸進(jìn)入人體后需經(jīng)過怎樣的過程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體的蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會(huì)一樣嗎？
氨基酸脫水縮合形成二肽、三肽……
不一樣。結(jié)構(gòu)功能均不同
3、如果用21個(gè)不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由10個(gè)氨基酸組成的長鏈，可以寫出多少條互不相同的長鏈？試著說出蛋白質(zhì)多樣性的原因。
__ __ __ __ __ __ __ __ __ __
21
21
2110
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因
不同種類氨基酸的排列順序千變?nèi)f化
氨基酸的數(shù)目成千上萬
肽鏈盤曲折疊及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別
氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變影響蛋白質(zhì)的功能
結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致功能異常：在鐮狀細(xì)胞貧血中，血紅蛋白的谷氨酸被纈氨酸取代，形成的異常的血紅蛋白直接造成了紅細(xì)胞的異常。
正常血紅蛋白的肽鏈和正常紅細(xì)胞
異常血紅蛋白的肽鏈和鐮狀紅細(xì)胞
運(yùn)輸氧的能力會(huì)大為減弱
蛋白質(zhì)的變性
1、概念：特定的空間構(gòu)象被破壞
——→理化性質(zhì)的改變和
生物活性喪失
依然可以和雙縮脲試劑反應(yīng)
蛋白質(zhì)的變性
2、不可恢復(fù)
3、高溫——蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
4、加熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、酒精、重金屬離子等
蛋白質(zhì)的鹽析
蛋白質(zhì)在鹽溶液中溶解度降低析出
溶解度的變化，可逆
肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽或氨基酸
蛋白質(zhì)的水解

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