第二章

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)者常見(jiàn)的富含蛋白質(zhì)食品思考:

那組成生物體的蛋白質(zhì)承擔(dān)著怎樣的功能呢？閱讀教材P28，舉例說(shuō)出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能。1.結(jié)構(gòu)蛋白：

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)。如肌肉、頭發(fā)、蛛絲、羽毛等的成分主要是蛋白質(zhì)。一、蛋白質(zhì)的功能2.調(diào)節(jié)作用：

有些蛋白質(zhì)能夠起信息傳遞的作用，調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)，如胰島素、胰高血糖素。胰腺胰島糖尿病患者注射胰島素一、蛋白質(zhì)的功能3.催化作用：

細(xì)胞內(nèi)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)。

酶一、蛋白質(zhì)的功能4.運(yùn)輸作用：

脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞和無(wú)脊椎動(dòng)物中的血紅蛋白，在運(yùn)輸氧氣以其特定的空間結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)變化為基礎(chǔ)，如血紅蛋白、載體蛋白。細(xì)胞膜上具有物質(zhì)運(yùn)輸功能的載體蛋白血紅蛋白運(yùn)輸氧氣一、蛋白質(zhì)的功能5.免疫作用：

抗體是具有免疫功能的蛋白質(zhì)，可幫助人體抵御細(xì)菌和病毒的侵害。一、蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)是細(xì)胞的基本組成成分，具有參與組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、催化、運(yùn)輸、信息傳遞、防御等功能。可以說(shuō)細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。

組成細(xì)胞的有機(jī)物含量最多的就是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是目前已知的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最多樣的分子。功能多樣性結(jié)構(gòu)多樣性一、蛋白質(zhì)的功能神奇的手術(shù)縫合線問(wèn)題探討討論1：為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？討論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？ 因?yàn)榻M成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收，初中學(xué)習(xí)過(guò)食物中的蛋白質(zhì)要分解為氨基酸才能被吸收，因此說(shuō)明蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分解為更小的分子。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。氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)思考

討論甘氨酸纈氨酸丙氨酸亮氨酸討論1:

這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)？每個(gè)氨基酸至少含有一個(gè)氨基（—NH2）和一個(gè)羧基（—COOH）連接在同一個(gè)碳原子上。討論2:

嘗試推導(dǎo)出氨基酸的元素組成、結(jié)構(gòu)通式等特征。二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸CHH2NR氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)COHO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(lái)的氨基或羧基位于R基上。（1）結(jié)構(gòu)通式（2）特點(diǎn)二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸2.元素組成

主要是C、H、O、N，有些含S、Se等1.結(jié)構(gòu)

CHRNH2COOH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(lái)一本亮色書(shū)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基的意義二、蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸3.種類

通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道人體中氨基酸有21種，蛋白質(zhì)有1010-1012種。那么21種氨基酸是如何形成種類繁多的蛋白質(zhì)的呢？

氨基酸：21種蛋白質(zhì)：1010～1012脫水縮合

蛋白質(zhì)是生物大分子，由許多氨基酸分子通過(guò)脫水縮合形成肽鍵相連而成。1.脫水縮合：

一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫去一分子的水，這種結(jié)合的方式叫脫水縮合。H2O肽鍵－OH‖O－C－CR2H－－－NH－－C－CR1H2NH－－‖OOH－H二肽三、氨基酸的結(jié)合方式2.肽命名原則：

由幾個(gè)氨基酸脫水縮合構(gòu)成，就稱為幾肽。思考:請(qǐng)繪制出三肽合成過(guò)程，并思考H2O中H和O分別來(lái)自于哪里？肽鍵－C－COOHR3H－－－NH－HOH－肽鍵‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖O三肽H2OH2O脫出來(lái)的H2OH來(lái)自氨基和羧基1O來(lái)自羧基2三、氨基酸的結(jié)合方式2.肽命名原則：

由幾個(gè)氨基酸脫水縮合構(gòu)成，就稱為幾肽。三肽肽鍵－C－COOHR3H－－NH－肽鍵‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖OH2OH2O以此類推，多個(gè)氨基酸分子脫水縮合而成的含有多個(gè)肽鍵的化合物，叫多肽。三、氨基酸的結(jié)合方式參與脫水縮合的分別是兩個(gè)氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次:（以血紅蛋白為例）

氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈肽鏈進(jìn)行進(jìn)一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)四條肽鏈聚集形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)一條肽鏈的特定區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的盤曲、折疊一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)2.肽鏈的連接方式：

四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性①肽鏈中的氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。2.肽鏈的連接方式：

②許多蛋白質(zhì)分子都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。二硫鍵兩條肽鏈二硫鍵可以形成在肽鏈內(nèi)，也可以形成在肽鏈間四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性兩個(gè)半胱氨酸（含巰基-SH）經(jīng)過(guò)脫氫，在兩個(gè)硫原子之間形成的化學(xué)鍵SHSHSS＋2H肽鏈肽鏈3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：

氨基酸層次肽鏈層次氨基酸的種類不同氨基酸的數(shù)量不同氨基酸的排列順序千變?nèi)f化多肽鏈盤曲、折疊的方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性蛋白質(zhì)功能的多樣性決定4.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)：

纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸纈氨酸谷氨酸賴氨酸正常紅細(xì)胞運(yùn)氧能力強(qiáng)鐮狀紅細(xì)胞運(yùn)氧能力弱鐮狀細(xì)胞貧血的病因氨基酸序列改變蛋白質(zhì)功能影響四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性5.蛋白質(zhì)的功能異常：

(1)蛋白質(zhì)變性及其運(yùn)用：蛋白質(zhì)在某些物理或化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。酒精消毒（化學(xué)因素）加熱（物理因素）四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性①用酒精、加熱、紫外線等來(lái)消毒和殺菌。②在重金屬鹽中毒急救時(shí)也常常利用蛋白質(zhì)的這一特點(diǎn)。汞中毒時(shí)，早期可以服用大量乳制品或雞蛋清，使蛋白質(zhì)在消化道中與汞鹽結(jié)合成變性的不溶解物，以阻止有毒的汞離子吸收入人體內(nèi)，然后再設(shè)法將沉淀物自胃中洗出。四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性5.蛋白質(zhì)的功能異常：

(1)蛋白質(zhì)變性及其運(yùn)用：?加熱拓展：為什么建議雞蛋煮熟了再吃？高溫使得蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展松散，易被蛋白酶水解，易于消化；高溫可以使得細(xì)菌病毒的蛋白質(zhì)變性，起到消毒、滅菌的作用。5.蛋白質(zhì)的功能異常：

(2)蛋白質(zhì)變性、鹽析、水解的比較：鹽析蛋白質(zhì)在鹽溶液中溶解度降低析出溶解度的變化，可逆變性肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽或氨基酸水解氨基酸順序

，肽鍵

，空間結(jié)構(gòu)

，功能

。不變不變改變改變四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性五、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算1.脫水縮合過(guò)程中形成肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)計(jì)算：

問(wèn)題1:小組合作完成下表的相關(guān)內(nèi)容，并找出規(guī)律？肽鏈氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)111123mn－1122132nn－1………n－2n－3n－mn－2n－3n－m…nnn脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸分子數(shù)-肽鏈條數(shù)(1)在鏈狀多肽中1.脫水縮合過(guò)程中形成肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)計(jì)算：

問(wèn)題2:小組合作找出10個(gè)氨基酸組成的環(huán)狀多肽中肽鍵數(shù)和氨基酸數(shù)各為多少，并找出規(guī)律？肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)=脫去的水分子數(shù)(2)在環(huán)狀多肽中如m個(gè)氨基酸構(gòu)成n個(gè)環(huán)狀多肽，有____個(gè)肽鍵m五、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算一條多肽鏈中至少含有

個(gè)氨基,

個(gè)羧基。其他的氨基和羧基來(lái)自

。n條多肽鏈中至少含有

個(gè)氨基，

個(gè)羧基。其他的氨基和羧基來(lái)自

。n11R基nR基★至少氨（羧）基數(shù)=

氨（羧）基數(shù)=2.肽鏈中氨基、羧基計(jì)算：

肽鏈數(shù)肽鏈數(shù)+R基氨（羧）基H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O①無(wú)二硫鍵的蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=

②有二硫鍵的蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸的平均分子質(zhì)量a—失去的水個(gè)數(shù)×18aaaaaaaaaaaaaa氨基酸數(shù)×氨基酸的平均分子質(zhì)量a—失去的水個(gè)數(shù)×18-2x二硫鍵個(gè)數(shù)3.蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算：

五、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O③無(wú)二硫鍵的蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量減少量=

④有二硫鍵的蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量減少量=

脫去的水個(gè)數(shù)×18aaaaaaaaaaaaaa失去的水個(gè)數(shù)×18+2x二硫鍵個(gè)數(shù)3.蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算：

五、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算一條肽鏈m條肽鏈環(huán)肽肽鍵脫去水分子減輕的質(zhì)量多肽相對(duì)分子質(zhì)量至少含有的氨基或羧基數(shù)相關(guān)計(jì)算公式小結(jié)氨基酸數(shù)（n）；氨基酸平均分子相對(duì)質(zhì)量（a）H2N————COOHn-1n-118（n–1）na-18(n–1)1n-mn-m18（n–m）na-18(n–m)mnn18nna-18n0五、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算現(xiàn)有1000個(gè)氨基酸，共有氨基1020個(gè)，羧基1050個(gè)，有他們合成的4條肽鏈中，肽鍵、氨基、羧基是數(shù)目分別是（）A、999、1016、1046B、996、1、1C、996、24、54D、996、1016、1046C肽鍵數(shù)=1000-4氨基=20+4羧基=50+4習(xí)題鞏固免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖，其中-s-s-為二硫鍵。若該IgG由m個(gè)氨基酸構(gòu)成，則肽鍵數(shù)和脫去部分的相對(duì)分子質(zhì)量為（）

D習(xí)題鞏固A.m個(gè)；18（m-4）+6B.m+1個(gè)；18（m-4）C.m-2個(gè)；18m+6D.m-4個(gè)；18（m-4）+6利用原子守恒法計(jì)算肽鏈中的原子數(shù)（1）N原子數(shù)=（2）O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中的N原子總數(shù)肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中的O原子數(shù)–脫去水分子數(shù)氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子數(shù)較多，因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計(jì)算為突破口，計(jì)算氨基酸的分子式或氨基酸個(gè)數(shù)最為簡(jiǎn)便。氨基酸：C2H4O2N-R（3）碳原子數(shù)＝（4）氫原子數(shù)＝原子數(shù)某50肽中有丙氨酸(R基為—CH3)4個(gè)，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應(yīng)位置如圖所示)，得到4條多肽鏈和5個(gè)氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.該50肽水解得到的幾種有機(jī)物比原50肽增加了8個(gè)氧原子B.若將得到的5個(gè)氨基酸縮合成5肽，則有5種不同的氨基酸序列C.若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長(zhǎng)鏈，則將脫去4個(gè)H2OD.新生成的4條多肽鏈至少含有4個(gè)游離的羧基C脫下的5個(gè)氨基酸=4個(gè)Ala+第50位的氨基酸斷8個(gè)肽鍵，消耗8個(gè)H2O3個(gè)H2O習(xí)題鞏固某十一肽的分子式為C61H83O20N12，已知它由下列5種氨基酸組成：甘氨酸（C2H5O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、苯丙氨酸（C9H11O2N）、谷氨酸（C5H9O4N）、賴氨酸（C6H9O2N2），那么該多肽徹底水解可產(chǎn)生谷氨酸和賴氨酸的分子數(shù)分別為（）A.4個(gè)、2個(gè)B.5個(gè)、1個(gè)C.6個(gè)、2個(gè)D.4個(gè)、1個(gè)D僅Glu有4個(gè)O2，用O計(jì)算，設(shè)Glu有x個(gè)，則剩余氨基酸數(shù)為11-x。O原子數(shù)=各氨基酸中的O原子數(shù)–脫去水分子數(shù)十一肽有11個(gè)N，分子式為12個(gè)N，則Lys只有1個(gè)。習(xí)題鞏固20=4x+2（11-x)-(11-1)O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)20=10+2+2x組成元素C、H、O、N、（S、Fe）氨基酸種類：通式：CHCH2NOHOR特點(diǎn)：脫水縮合多肽組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同氨基酸的數(shù)目不同氨基酸排列順序不同多肽的空間結(jié)構(gòu)不同折疊盤旋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性功能多樣性構(gòu)成生物體，如結(jié)構(gòu)蛋白運(yùn)輸作用，如血紅蛋白催化作用，如酶調(diào)節(jié)作用，如胰島素免疫作用，如抗體組成基本單位：形成導(dǎo)致21種至少有一個(gè)－NH2和一個(gè)－COOH連在同一個(gè)C原子上核糖體課堂小結(jié)一、概念檢測(cè)1.判斷下列有關(guān)蛋白質(zhì)的表述是否正確。（1）蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是氨基酸。（）（2）氨基酸僅通過(guò)脫水縮合的方式就可以形成蛋白質(zhì)。

（）（3）只有細(xì)胞內(nèi)才有蛋白質(zhì)分布。（）（4）蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)。

（）????練習(xí)與應(yīng)用P322.質(zhì)量相等的下列食物中，蛋白質(zhì)含量最多的是（）A.烤牛肉B.烤甘薯C.饅頭