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1、第4节蛋白质是生命活动的主要承担者第二章组成细胞的分子新课导入2020年5月郴州市永兴县又再现“大头娃娃”，身体出现湿疹，体重严重下降，还有不停拍头等异常情况。据调查发现食用了一款名为“倍氨敏”的“特医奶粉”，而该“特医奶粉”实际为“固体蛋白饮料”，造成蛋白质营养缺乏。蛋白质具有怎样的功能呢？一、蛋白质的功能资料1.我们吃馒头时，发现馒头越嚼越甜，是因为唾液中含唾液淀粉酶，能将馒头中的淀粉催化分解成麦芽糖。细胞中的化学反应离不开酶的催化。大多数酶的化学本质就是蛋白质。资料2.机体内胰岛细胞通过分泌胰岛素和胰高血糖素来调节血糖平衡。胰岛素和胰高血糖素都是蛋白质类的激素。资料3.血红蛋白是红细胞内
2、含有的特殊的蛋白质，血红蛋白的作用主要是运输氧气和二氧化碳，如果血红蛋白浓度降低，运输氧气能力就会降低，病人就会出现贫血的症状。学生探究活动：分析以下小资料，总结归纳蛋白质的功能。01胶原蛋白属于结构蛋白，能使腱、骨软骨、牙、皮和血管等结缔组织具有机械强度。例如：腱胶原蛋白的抗张强度约为20-30kg/mm2，相当12号冷拉钢丝的拉力。资料4.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。例如，羽毛、肌肉、头发、蛛丝。资料5.艾滋病研究者发现这样一种怪现象：有1%2%的HIV感染者感染HIV但不会发病。旅美中国学者张林琦博士及其同事为这一现象找到了初步答案。这些感染者在感染HIV后
3、，体内会产生3种名为“-防御素”的小分子蛋白质来抵御HIV的感染。这可能就是少数HIV感染者可以长期健康存活而不发病的原因。-防御素有什么作用？一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质能够承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。人体内有数万种不同的蛋白质。据估计，生物界的蛋白质种类多达10101012种。为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关。二、蛋白质的基本组成单位蛋白质蛋白质要要在在胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等酶的作用下分解成氨酶的作用下分解成氨基酸基酸，才被人体小肠吸收，进而被细胞利用合成相应的人体蛋白
4、质。，才被人体小肠吸收，进而被细胞利用合成相应的人体蛋白质。思考：日常的饮食中我们会摄入大量的蛋白质，那么这些蛋白质是否直接变成了他自己身体内的蛋白质呢？如果不是，那这些蛋白质最终以什么形式被他吸收呢？02氨基酸是组成蛋白质的基本单位。尝试用方框画出相同部分3.尝试写出氨基酸的结构通式，不同部分用R基表示（R），并用文字描述氨基酸的结构特点。氨基酸分子结构通式CHH2NR氨基羧基侧链基团COHO决定氨基酸的种类结构特点：每种氨基酸至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。试一试：判断下列分子是不是判断下列分子是不是构成蛋白质氨基酸？如果
5、不是，说明原因；构成蛋白质氨基酸？如果不是，说明原因；如果是，如果是，说出说出R R基是什么。基是什么。C CCOOHCOOHCHCH3 3HOOCHOOCH H1.C CNHNH2 2CHCH3 3HH2 2NNH H2.C CHHHOOCHOOCH HCHCH2 2NHNH2 23.C CNHNH2 2HOOCHOOCH HCHCH2 2NHNH2 24.必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸：组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。
6、动物性食物和豆类食品一般含必需氨基酸较多。经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。非必需氨基酸：另外13种氨基酸是可以在体内细胞内合成的，称为非必需氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、酪氨酸和半胱氨酸等。甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸甲携来一本亮色书甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸为什么有些食品中要添加某些氨基酸？为什么有些食品中要添加某些氨基酸？三、蛋白质的结构及其多样性CHCOOHR2HN二二肽肽CHR1H2NOHCOH2OH脱水缩合脱水缩合肽键
7、肽键1氨基酸形成蛋白质的过程三、蛋白质的结构及其多样性肽肽键键CHCOOHR3HNOHHCCHR1H2NCOCHR2HNO二肽二肽H2OH2O三肽三肽肽肽键键 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。三、蛋白质的结构及其多样性由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。思考与讨论氨基酸怎样构
8、成蛋白质 1 1从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？2 2进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？3 3如果用如果用2020个不同的字母代表个不同的字母代表2020种氨基酸，若写出由种氨基酸，若写出由1010个氨基个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链
9、？试着说出蛋白质种酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？试着说出蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。酸）。1氨基酸形成蛋白质的过程氨基酸二肽三肽多肽一条多肽链折叠形成蛋白质几条多肽链折叠形成蛋白质折叠盘曲成空间结构2蛋白质的多样性-（2）氨基酸种类不同，肽链结构不同-（3）氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同 -（4）肽链空间结构不同，蛋白质种类不同（1）氨基酸数目不同，肽链结构不同2蛋白质的多样性氨基酸种数不同氨基酸数目不同氨基酸序列不同肽链空间结构不同蛋白质结构多种多样蛋白质种类多种多样结构
10、多样性决定了功能多样性!2蛋白质的多样性蛋白质空间结构的重要性血红蛋白链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，形成了异常的血红蛋白S（HbS），取代了正常血红蛋白（HbA），氧分压下降时血红蛋白S分子之间相互作用，聚合成为螺旋形多聚体，使红细胞扭曲成镰状细胞（即镰变现象），导致运输氧的能力大为削弱。知识拓展蛋白质的水解蛋白质的水解完全水解完全水解部分水解部分水解需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解各种各种AA混合物混合物各种各种AA和肽段的混合物和肽段的混合物糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素 因为胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被因为胰岛素是一
11、种蛋白质，口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化成氨基酸，而失去胰岛素的功能。消化成氨基酸，而失去胰岛素的功能。蛋白质的盐析蛋白质的盐析加入某些无机盐，是使物质溶解度降低而析出的过程。加入某些无机盐，是使物质溶解度降低而析出的过程。蛋白质的变性蛋白质的变性高温高温 X射线射线 超声波超声波 物理因素物理因素 化学因素化学因素重金属盐、强酸、强碱重金属盐、强酸、强碱破坏蛋白质的空间结构，但破坏蛋白质的空间结构，但不破坏肽键不破坏肽键，因此依然，因此依然能用双缩脲能用双缩脲试剂检测。试剂检测。知识拓展临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌 蛋白质分子
12、在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。吃生鸡蛋好还是吃生鸡蛋好还是熟鸡蛋好？熟鸡蛋好？知识拓展3蛋白质的相关计算肽键数肽键数=(1)肽键数与氨基酸数目的关系：氨基酸数氨基酸数1=脱去的水分子数脱去的水分子数（链式结构）（链式结构）肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数2=脱去水分子数脱去水分子数公式公式1：肽键数：肽键数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数（链式结构）（链式结构）3蛋白质的相关计算(1)
13、肽键数与氨基酸数目的关系：15个氨基酸组成的个氨基酸组成的环状环状多肽多肽肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数=脱去的水分子数脱去的水分子数 如如m个氨基酸构成个氨基酸构成n个环个环状多肽，有状多肽，有_个肽键个肽键（环状环状结构）结构）m3蛋白质的相关计算(2)蛋白质中游离氨基和羧基的数目：CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7蛋白质中氨（羧）基数蛋白质中氨（羧）基数=1 1+R+R基上氨（羧）基数基上氨（羧）基数1 1至少至少含有的氨（羧）基数含有的氨（羧）基数=3蛋白质的相关计算(2)蛋白质中游离氨基和羧基的数目：
14、CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7CCCH2ONHSS2HCCCH ONHCHCR9ONHCHCOOHR10NH2公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数3蛋白质的相关计算(3)蛋白质相对分子质量的计算：H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHH3蛋白质的相关计算3蛋白质的相关计算(3)蛋白质相对分子质量的计算：公式公式3：蛋白质相对分子质量：蛋白质相对分子质量=氨基酸数氨基酸数氨基酸平均相对氨基酸平均相对分子质量分子质量-脱去的水分子数脱去的水分子数18-二硫键数二硫键数2H2OCHH2NCR1OOH
15、COOHHCR2NHHSSSH+HS+2H3蛋白质的相关计算(4)蛋白质中N、O原子数计算：CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7公式公式4：N原子数原子数=肽键数肽链数肽键数肽链数R基上基上N原子数原子数公式公式5：O原子数原子数=肽键数肽键数2肽链数肽链数R基上基上O原子数原子数=各氨基酸各氨基酸O原子总数脱去水分子数原子总数脱去水分子数公式公式6：C原子数原子数=氨基酸数氨基酸数2+R基上基上C原子数原子数随堂练习1、分子式为C63H103O65N17S2的多肽化合物，通常情况下，最多含有多少个肽键（）A、6
16、3 B、62 C、17 D、16C2、如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多分别为：A、9种、9种 B、6种、3种C、27种、6种 D、29种、3种A随堂练习3、某多肽，经测定其分子式是C21HxOyN4S2（无二硫键）。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的：苯丙氨酸（C9H11O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、亮氨酸（C6H13O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、半胱氨酸（C3H7O2NS），下列有关叙述不正确的是（）A.该多肽水解后形成3种氨基酸B.该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5C.该多肽中有3个肽键D.该多肽中不止1个羧基D随堂练习4、美国科学家吉尔曼、罗德贝尔因发现G蛋白和G蛋白偶联受体(GPCRs)及其在细胞中转导信息的内在工作机制，分别荣获1994和2012年诺贝尔奖。GPCRs是由m个氨基酸组成的一条往返穿膜七次的多肽链跨膜蛋白，下面是其结构模式图。与此有关的说法不正确的是()BAG蛋白偶联受体(GPCRs)的化 学本质是糖蛋白B图中所示的该条多肽链只有一个游离的氨基和羧基C图中SS结构具有
