第四節(jié)

蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者學(xué)習(xí)目標(biāo)01蛋白質(zhì)的功能02蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸03蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性討論：1、你能夠說出多少種富含蛋白質(zhì)的食物？2、你知道蛋白質(zhì)在生命活動中主要作用有哪些？3、為什么有些食品中需要添加某些氨基酸？問題探討

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。 一根優(yōu)秀的手術(shù)縫合線應(yīng)該具有哪些特性？膠原蛋白具有怎樣的結(jié)構(gòu)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)手術(shù)縫合線的功能？纖細(xì)強(qiáng)韌可吸收膠原蛋白線傳統(tǒng)縫合線結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)免疫運輸催化蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者

活動1：閱讀教材P28，舉例說出蛋白質(zhì)承擔(dān)的功能一、蛋白質(zhì)的功能深入探究蛋白質(zhì)的功能①：催化胃蛋白酶生物體中的大部分酶本質(zhì)是蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶，胃蛋白酶。作為各項生化反應(yīng)的高效催化劑，具有重要作用。深入探究蛋白質(zhì)的功能②：運輸血紅蛋白血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)對其運氧功能有重要意義。它能從肺攜帶氧經(jīng)由動脈血運送給組織，又能攜帶組織代謝所產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)靜脈血送到肺再排出體外。抗體是指機(jī)體由于抗原的刺激而產(chǎn)生的具有保護(hù)作用的蛋白質(zhì)，由漿細(xì)胞分泌。抗體能識別特定外來物的一個獨特特征，該外來目標(biāo)被稱為抗原（病原體）。抗體形成以后，當(dāng)抗原再次入侵，相應(yīng)抗體就會對該抗原直接進(jìn)行免疫反應(yīng)，將其清除。深入探究蛋白質(zhì)的功能③：免疫深入探究蛋白質(zhì)的功能④：調(diào)節(jié)胰島素是由胰臟內(nèi)的胰島β細(xì)胞受內(nèi)源性或外源性物質(zhì)如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素，同時促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成。外源性胰島素主要用來治療糖尿。深入探究蛋白質(zhì)的功能⑤：結(jié)構(gòu)物質(zhì)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。例如，羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是結(jié)構(gòu)蛋白。它們不僅有維持細(xì)胞形態(tài)、機(jī)械支持和負(fù)重的功能,而且在防御、保護(hù)、營養(yǎng)和修復(fù)方面發(fā)揮作用。每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)實例蛋白質(zhì)的功能肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)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)蛋白絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)催化功能血紅蛋白(能運輸氧氣)運輸功能胰島素等蛋白質(zhì)類激素調(diào)節(jié)(信息傳遞)功能抗體(可抵御病菌和病毒等抗原的侵害)免疫(防御)功能結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)1、分類21種必需氨基酸（人體自身不可以合成）：非必需氨基酸（人體自身可以合成）：成人8種（嬰兒9種+組氨酸）必須從食物中攝取賴氨酸色氨酸苯丙氨酸甲硫氨酸蘇氨酸異亮氨酸亮氨酸纈氨酸13種家寫來一本兩三書二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸CCCC1、氨基酸有哪些化學(xué)元素組成？2、這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點？3、“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對應(yīng)關(guān)系么？二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸1.這些氨基酸的組成元素有哪幾種？2.這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點？3.“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有怎樣的對應(yīng)關(guān)系？C、H、O、N每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個酸基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。“氫基酸”代表了氨基酸分子結(jié)構(gòu)中的主要部分——氨基和羧基。1、組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種2、結(jié)構(gòu)通式：a.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b.這個碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團(tuán)（R表示）。c.氨基酸的不同,在于R基的不同

HCH2NOHO

CR氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)①每個氨基酸分子至少有一個

和一個

，并且都有一個氨基和一個羧基連在

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(tuán)（R基）。③因

的不同，氨基酸種類不同，共有21種。

（1）元素組成：（2）結(jié)構(gòu)通式：（3）結(jié)構(gòu)特點：羧基同一個R基氨基C、H、O、N，有的含SCHHNR氨基羧基COHOOH氨基酸的結(jié)構(gòu)a.氨基、羧基、R基的正確書寫格式分別為：-NH2、-COOH、-R(基團(tuán)前

的“-”不能省略)b.組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都有一個氨基和一個羧基，“至少”說明氨基酸

分子中的氨基和羧基的數(shù)目大于等于1個，其他的氨基和羧基位于

上。c.氨基、羧基不同表示方法：R基

—C—HH2NCOOHCH3

—C—HNH2COOHCH2SH

—CH2—H2NCOOH

—C—HH2NCOOHCH2—H②①③④（2）如果是氨基酸，則它們的R基分別是:______________1、（1）以上屬于組成蛋白質(zhì)的氨基酸的是_____①②④-CH3,-H,SHCH2練習(xí)：2、以下哪些是組成蛋白質(zhì)的氨基酸?R基是什么？CHH2NCOOHCH2SHCHNH2COOHCH2HSCHH2NHCH2COOH√××CHNH2HOOCCHNH2HOOC√氨基酸二?三?？鏈一條鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)幾條鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)三、蛋白質(zhì)的形成思考：氨基酸如何進(jìn)行連接？氨基酸的結(jié)合方式——脫水縮合CHR1H2NOHCOH2OCHCOOHR2HNH

脫水縮合：一個氨基酸分子的羧基（－COOH）和另一個氨基酸分子的氨基（－NH2）相連接，同時脫去一分子的水的結(jié)合方式。H2O水分子中的H和O來自于哪個基團(tuán)？氨基酸的結(jié)合方式——脫水縮合H2O

H

H

OHNCCOHR1

H

H

OHNCCOHR2脫水縮合

氨基酸+氨基酸

二肽+H2O

脫水縮合肽鍵

H

H

OHNCCR1

H

H

ONCCOH+

R2二肽二肽三肽多肽氨基酸

—CH2NHR1—CON—H

C—HR2COOH肽鍵二肽H2OOHNHR1

—C—C—OH2+—NHR2OH

—C—COHHH2O—氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈氨基酸的結(jié)合方式——脫水縮合二肽三肽多肽氨基酸

—CHR1—C—ON—H

C—HR2C—OHO—NHR3OH

—C—COHH+二肽三肽HCR1

—C—C—ON—H

C—HR2

—C——NHR2OHCOHO多肽……H2O氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈氨基酸的結(jié)合方式——脫水縮合H2NH2N以此類推：由多個氨基酸形成多肽（一條鏈）H2OH2O2個氨基酸形成____，脫去__個水分子，形成__個肽鍵；3個氨基酸形成____，脫去__個水分子，形成__個肽鍵；多(n)個氨基酸形成____，脫去___個水分子，形成___個肽鍵；N個氨基酸脫水縮合形成M條肽鏈，脫水________個，形成肽鍵________個二肽11三肽22多肽n-1n-1N-MN-M鏈：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)10個氨基酸組成的環(huán)狀多肽環(huán)：肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)如m個氨基酸構(gòu)成n個環(huán)狀多肽，有____個肽鍵m一條多肽鏈中至少含有

個氨基，

個羧基。其他的氨基和羧基來自(

)

n

條多肽鏈中至少含有

個氨基，

個羧基。其他的氨基和羧基來自(

)

11R基nnR基至少含有氨（羧）基數(shù)=肽鏈數(shù)游離氨（羧）基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中氨（羧）基數(shù)CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCOOHR6H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHH蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量脫去的水分子數(shù)×18蛋白質(zhì)相關(guān)計算肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)目蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量氨基數(shù)目羧基數(shù)目1至少個m至少個環(huán)狀多肽至少個n-1n-1na-18(n-1)1n-mn-mnnna-18(n-m)na-18nm0n個氨基酸，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a。H2N————COOH蛋白質(zhì)中原子數(shù)目的計算①N原子數(shù)=②O原子數(shù)=③C原子數(shù)=④H原子數(shù)=蛋白質(zhì)中原子數(shù)目的計算①N原子數(shù)=氨基酸中N原子總數(shù)

=氨基酸數(shù)+R基上N原子數(shù)=肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)②O原子數(shù)=氨基酸中O原子總數(shù)

-脫去的水分子數(shù)=肽鏈數(shù)X2+肽鍵數(shù)+R基上O原子數(shù)

=氨基酸數(shù)＋肽鏈數(shù)+R基上0原子數(shù)每個肽鏈游離羧基含2個氧原子每個肽鍵上含1個氧原子肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)③C原子數(shù)=氨基酸中C原子總數(shù)

=氨基酸的分子數(shù)×2+R基上C原子數(shù)④H原子數(shù)=氨基酸中H原子總數(shù)-脫去的水分子數(shù)×2-2×二硫鍵數(shù)蛋白質(zhì)中原子數(shù)目的計算1.如圖表示一個由200個氨基酸形成的蛋白質(zhì)分子。下列敘述正確的是()A.該分子中含有198個肽鍵B.這200個氨基酸中至少有200個氨基C.合成該蛋白質(zhì)時相對分子質(zhì)量減少了3582D.該蛋白質(zhì)中至少含有3個羧基199×18=3582，C正確C蛋白質(zhì)中原子數(shù)目的計算2.有關(guān)圖中蛋白質(zhì)的敘述正確的是()A.此蛋白質(zhì)共有2條肽鏈B.共有95個肽鍵C.此蛋白質(zhì)的R基中共含有22個氨基D.99個氨基酸形成此蛋白質(zhì)時，共減少的相對分子質(zhì)量為1764脫去水分子的質(zhì)量=脫水?dāng)?shù)×18=（99-3）×18=1728C蛋白質(zhì)中原子數(shù)目的計算3.丙氨酸的R基為—CH3,谷氨酸的R基為—C3H5O2,它們縮合形成的二肽分子中,C、H、O的原子數(shù)分別為()A.7、16、6 B.7、14、5 C.8、12、5 D.8、14、5C8H14O5N2D蛋白質(zhì)中原子數(shù)目的計算4.免疫球蛋白IgG的結(jié)構(gòu)示意圖如右．其中-s-s表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該lgG由m個氨基酸構(gòu)成，則該lgG有肽鍵數(shù)()A.m個 B.(m+1)個 C.(m-2)個 D.(m-4)個D蛋白質(zhì)中原子數(shù)目的計算5.（多選）二硫鍵“—S—S—”是蛋白質(zhì)中連接兩條肽鏈之間的一種化學(xué)鍵。如圖是由280個氨基酸組成的某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖，下列相關(guān)敘述不正確的是()A.該蛋白質(zhì)至少有2個游離的羧基B.形成該蛋白質(zhì)的過程中脫去了277個水分子C.該蛋白質(zhì)的功能由氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序三方面決定D該蛋白質(zhì)至少含有280個氨基BCD由肽鏈形成蛋白質(zhì)氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈1一條肽鏈的特定區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的盤曲、折疊2肽鏈進(jìn)行進(jìn)一步盤繞形成一定的空間結(jié)構(gòu)3四條肽鏈聚集形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)4氨基酸二肽蛋白質(zhì)三肽多肽......→→→四、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性氨基酸層面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化肽鏈層面多肽鏈盤曲、折疊的方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)

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。正常血紅蛋白異常血紅蛋白鐮狀細(xì)胞貧血患者的血紅蛋白運輸氧的能力會大為削弱原因：物理因素（高溫、紫外線等）

化學(xué)因素（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、乙醇等）結(jié)果：空間結(jié)構(gòu)破壞，肽鍵沒有破壞，仍能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)特點：不可逆原因：輕金屬鹽的加入使得蛋白質(zhì)的溶解度降低

結(jié)果：蛋白質(zhì)析出特點：可逆