第2章組成細胞的分子

第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者

從某些動物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過一段時間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。1、為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)蛋白質(zhì)要分解為氨基酸才能被吸收2、這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？

一、蛋白質(zhì)的功能生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)有什么功能呢？富含蛋白質(zhì)的食物

肌肉纖維

黃色區(qū)域的部分細胞能分泌胰島素

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)的功能結(jié)構(gòu)蛋白1一、蛋白質(zhì)的功能許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(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)。2催化作用：一、蛋白質(zhì)的功能細胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。

酶調(diào)節(jié)生命活動：

有些蛋白質(zhì)能夠起信息傳遞的作用，調(diào)節(jié)機體的生命活動，如胰島素、胰高血糖素。胰島素3一、蛋白質(zhì)的功能糖尿病患者注射胰島素胰腺胰島免疫作用抗體是具有免疫功能的蛋白質(zhì)，可幫助人體抵御細菌和病毒的侵害。4一、蛋白質(zhì)的功能運輸作用5一、蛋白質(zhì)的功能有些蛋白質(zhì)具有運輸功能。如血紅蛋白、載體蛋白。細胞膜上具有物質(zhì)運輸功能的載體蛋白O2分子血紅蛋白運輸氧氣功能實例肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等細胞中絕大多數(shù)的酶血紅蛋白胰島素構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)(結(jié)構(gòu)蛋白)催化功能運輸功能調(diào)節(jié)功能(信息傳遞)免疫功能一、蛋白質(zhì)的功能一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者?？贵w

蛋白質(zhì)是一類生物大分子，種類多種多樣。蛋白質(zhì)必須經(jīng)過消化，成為各種氨基酸，才能被人體吸收利用，這些小分子在細胞中重新合成不同的蛋白質(zhì)。二、蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸問題1：（p32）民間有一種“吃什么補什么”的說法，如吃魚眼能明目，喝虎骨酒可以壯筋骨，那么這些食物中的蛋白質(zhì)能被人體直接吸收嗎？甘氨酸纈氨酸丙氨酸亮氨酸二、蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸問題2：這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點？“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對應(yīng)關(guān)系嗎？嘗試推導(dǎo)出氨基酸的元素組成，結(jié)構(gòu)通式等特征。2側(cè)鏈基團RCHCH2NOHO氨基羧基二、蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸主要是C、H、O、N，有些含S等（甲硫氨酸）1.組成元素：2.結(jié)構(gòu)簡式：CRHCOOHH2NNH2（）NHH氨基羧基COOHCOOH（

）二、蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸2.結(jié)構(gòu)簡式：1.每個氨基酸分子至少都含有一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH)，并連在同一個碳原子上。2.這個碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團（R表示）3.R基的不同決定了氨基酸分子的不同。特點：必需氨基酸:人體細胞不能合成的，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:人體細胞能夠合成的氨基酸，共13種。（嬰兒9種，組氨酸）蛋（甲硫）氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸二、蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸3.氨基酸的種類：組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸口訣：甲攜來一本亮色書【多選】判斷哪些是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸（）A.B.C.D.B、DCNH2HOOCHCH2NH2NH2

—C—HH2N

CH3方法:

“一查”:是否有氨基和羧基；“二看”:是否有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。注意:

只有兩者同時具備才是組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸活學(xué)活用H2N1.谷氨酸的R基為－C3H5O2，在一個谷氨酸分子中，有C和O的原子數(shù)分別是（）A.44個B.55個 C.54個 D.45個C3H5O2課堂訓(xùn)練2.以下屬于蛋白質(zhì)的功能的一組是（）①食物在小腸內(nèi)徹底消化

②注射疫苗預(yù)防流感③人不吃蔬菜易患壞血癥

④老年人的骨質(zhì)疏松癥⑤胰島素調(diào)節(jié)血糖濃度⑥激素與受體準(zhǔn)確地識別⑦生命活動的主要能源物質(zhì)⑧葡萄糖在載體蛋白的協(xié)助下被小腸絨毛上皮細胞吸收①②③⑤⑧B.①②⑤⑥⑧C.①③⑤⑥⑦D.②④⑥⑦⑧3.下列與氨基酸有關(guān)的說法正確的（）A.人體內(nèi)含有多種多樣的蛋白質(zhì)，每種蛋白質(zhì)都含有20種氨基酸B.經(jīng)測定某化合物含C、H、O、N、S五種元素，則該化合物是氨基酸C.不同氨基酸之間的差異是由R基引起的D.所有氨基酸的組成元素都相同，由此構(gòu)成的蛋白質(zhì)的組成元素也相同人體中氨基酸有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？一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子的水，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二肽探究1：肽名是如何確定的？4.氨基酸脫水縮合形成肽由幾個氨基酸構(gòu)成，就稱為幾肽。肽鍵H2O－C－COOHR3H－－－NH－HOH－肽鍵‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖OH2O三肽探究2：繪制出三肽合成過程，并思考H2O中各元素的來源：脫出來的H2O中H來自O(shè)來自氨基和羧基羧基肽鍵H2O－C－COOHR3H－－－NH－－肽鍵‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖OH2O三肽以此類推，由多個氨基酸分子縮合而成的化合物，叫多肽。多肽通常呈鏈狀，叫作肽鏈；若多肽鏈兩端的氨基和羧基也發(fā)生了脫水縮合，則會形成環(huán)狀多肽，叫作環(huán)肽。2、由肽鏈形成蛋白質(zhì)氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈一條肽鏈的特定區(qū)域進行有規(guī)律的盤曲、折疊多條肽鏈聚集形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)肽鏈進行進一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)由于氨基酸之間能夠形成氫鍵HOCCH2CH2NOHSHH2COCHCH2NOHSHHOCCH2CH2NOHSH2COCHCH2NOHS二硫鍵----二硫鍵2.肽鏈連接方式三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性許多蛋白質(zhì)含有兩條或多條多肽鏈，他們通過一定的化學(xué)鍵如二硫鍵結(jié)合在一起。巰qiú基2、由肽鏈形成蛋白質(zhì)特定的R基（巰基—SH）間形成二硫鍵等，將多條肽鏈結(jié)合起來想一想：在形成一個二硫鍵時，相對分子質(zhì)量減少多少？2

-

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◎-◎-◎-◎氨基酸數(shù)目不同

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氨基酸排列順序不同

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-◎-◎◎-

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-◎肽鏈盤曲折疊形成的空間結(jié)構(gòu)不同

氨基酸種類不同氨基酸種類、數(shù)目、排列順序不同，以及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。3、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性蛋白質(zhì)的盤曲折疊過程（視頻）每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨特結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，就可能會影響其功能。4、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異?？赡軐?dǎo)致功能異常運氧功能大大削弱

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。5、蛋白質(zhì)的變性聯(lián)系生活：吃熟雞蛋、熟肉容易消化的原因？哪些方法可以使蛋白質(zhì)變性？變性、鹽析的區(qū)別？過程不可逆。高溫、酒精、紫外線、強酸、強堿、重金屬鹽等高溫使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散、容易被蛋白酶水解。變性化學(xué)反應(yīng)，空間構(gòu)象被破壞，生物活性喪失。飽和食鹽溶液雞蛋清溶液加蒸餾水鹽析物理變化，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)未變，仍具有功能。Q：變性后的蛋白質(zhì)還能與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)嗎？注意：變性的蛋白質(zhì)肽鍵并未斷裂，還能與雙縮脲試劑

發(fā)生紫色反應(yīng)白色絮狀物白色絮狀物消失胰島素目前注射胰島素是唯一的給藥方式，

口服胰島素似乎是很多“糖友”的渴求和心聲。但是胰島素為什么不能口服？胰島素是蛋白質(zhì)，口服胰島素會在消化道內(nèi)被蛋白酶水解，

從而失去藥效。難點突破：與蛋白質(zhì)有關(guān)的計算1、有關(guān)氨基酸排列順序的計算①A、B、C三種氨基酸，每種氨基酸數(shù)目不限的情況下②A、B、C三種氨基酸，每種氨基酸只有一個的情況下可形成三肽的種類：可形成三肽的種類：3×3×3=27種3×2×1=6種排列組合法設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸分別形成1或m條多肽氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量n1nm1.氨基酸數(shù)

–肽鏈數(shù)

=

肽鍵數(shù)

=脫水?dāng)?shù)2.蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量計算

n-1n-1na-18（n-1）n-mn-mna-18（n-m）氨基酸數(shù)×平均相對分子質(zhì)量－脫去的水分子數(shù)×18五、蛋白質(zhì)的相關(guān)計算一條多肽鏈中至少含有

個氨基，

羧基。其他的氨基和羧基來自

。n條多肽鏈中至少含有

個氨基，

羧基。其他的氨基和羧基來自

。11R基nnR基★規(guī)律4：至少氨（羧）基數(shù)=肽鏈數(shù)氨（羧）基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基氨（羧）基找出下圖蛋白質(zhì)中游離氨基和羧基的數(shù)目，并找出規(guī)律？環(huán)狀多肽中：游離氨基（羧基）=R基中氨（羧）基肽鍵數(shù)=探究5：10個氨基酸組成的環(huán)狀多肽中肽鍵數(shù)和游離氨基數(shù)各為多少？并找出規(guī)律？注意：在環(huán)狀多肽中，氨基酸數(shù)=脫去的水分子數(shù)

例1：血紅蛋白分子中含574個氨基酸，4條肽鏈，在形成此蛋白質(zhì)分子時，脫下的水分子數(shù)和形成的肽鍵的數(shù)目分別是（）

A．573和573 B．573和570

C．570和573 D．570和570例2：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個氨基酸構(gòu)成，則該IgG的肽鍵數(shù)和脫去部分的相對分子質(zhì)量為（）A、m個；18（m-4）+6

B、m+1個；18（m-4）C、m-4個；18m+6D、m-4個；18（m-4）+6DD例3.某蛋白質(zhì)由4條肽鏈組成，共含有109個肽鍵，則此蛋白質(zhì)分子，至少含有一NH2和一COOH個數(shù)及氨基酸數(shù)分別為多少個（

）A.105，105，105B.110，110，110C.4，4，113

D.1，1，113C例4.現(xiàn)有氨基酸800個，其中氨基總數(shù)為810個，羧基總數(shù)為808個，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目依次分別為（）A.798、2和2

B.798、12和10C.799、1和1

D.799、11和9B活學(xué)活用例5.如果組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為128，測得某種含有3條肽鏈的蛋白質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量為11384，該蛋白質(zhì)分子所含的肽鍵數(shù)是(）A．110

B．103

C．100 D．97C例6.已知21種氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是128，現(xiàn)有一蛋白質(zhì)分子由3條肽鏈組成，在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)時，產(chǎn)生了4個二硫鍵(-SH＋-SH→-S-S-＋2H)，共有肽鍵97個，此蛋白質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量最接近()A.11046B.11054