第2章-第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者

第2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)者授課：謝志強(qiáng)問題探討

從某些動(dòng)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(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。

討論

1．為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？

2．這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這對(duì)你認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？

這種手術(shù)縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收。啟示：蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分為更小的分子。因?yàn)榻M成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。組成細(xì)胞的有機(jī)物中含量最多的就是蛋白質(zhì)。從化學(xué)角度看，蛋白質(zhì)也是目前已知的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最多樣的分子。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)的功能請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合教材P28頁圖2－8分析：可以說，細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。1.結(jié)構(gòu)蛋白：2.催化：3.運(yùn)輸：4.信息傳遞：5.防御：如肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。如血紅蛋白、生物膜上的載體。如胰島素能傳遞信息,調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)。如抗體具有免疫功能。闡明生命現(xiàn)象的規(guī)律，必須建立在闡明生物大分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上。鄒承魯院士蛋白質(zhì)能夠承擔(dān)如此多樣的功能，這與蛋白質(zhì)的多樣性有關(guān)。二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸1.氨基酸的結(jié)構(gòu)CHH2NHCOOH甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3纈氨酸CHH2NCOOHCH3CHH2NCHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸丙氨酸氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸1.氨基酸的結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)通式HCRHNCOOHH側(cè)鏈基團(tuán)氨基羧基氨基酸之間的區(qū)別在于R基不同。氨基酸代表了其結(jié)構(gòu)中的主要成分——氨基和羧基（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)每種氨基酸至少有一個(gè)氨基(-NH2)和一個(gè)羧基(-COOH)，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)。1.根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，分析組成蛋白質(zhì)的元素有哪些？提示：至少含有C、H、O、N四種元素。2.組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，“至少”的涵義是什么？如果氨基酸分子中不止一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，其他的氨基和羧基又位于什么位置？提示：氨基酸分子中的氨基和羧基的數(shù)目至少各1個(gè)，也可以是幾個(gè)。其他的氨基和羧基位于R基上。特別提醒：氨基、羧基、R基的正確書寫格式分別為：－NH2、－COOH、－R(千萬不要忘記原子團(tuán)前要有短線“—”)思考?討論？二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸2.氨基酸種類在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種。根據(jù)能否在人體細(xì)胞內(nèi)合成，可將氨基酸分為必需氨基酸（賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸）和非必需氨基酸。思考?質(zhì)疑？在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但人體內(nèi)有數(shù)萬種不同的蛋白質(zhì)。種類有限的氨基酸是如何構(gòu)成種類繁多、功能多樣的蛋白質(zhì)呢？三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性蛋白質(zhì)是以氨基酸為單位構(gòu)成的生物大分子。1.氨基酸的結(jié)合方式HO

NH2－C－C－

R1OHO

－NH－C－COOH

R3HH羧基氨基

HH

－N－C－CO

R2H2O肽鍵二肽OHH2O三肽肽鍵－小結(jié)：氨基酸→二肽→三肽→……→多肽（鏈）三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性2.由肽鏈形成蛋白質(zhì)由于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)分子。許多蛋白質(zhì)分子都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。這些肽鏈不呈直線，也不在同一個(gè)平面上，而是形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。例如，血紅蛋白是一種由574個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，含四條多肽鏈。氨基酸怎樣構(gòu)成蛋白質(zhì)1．從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？

氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→一條或幾條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)。2．進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，需經(jīng)過怎樣的過程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體中的蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會(huì)一樣嗎？

食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸肽酶等多種水解酶的作用，才能分解為氨基酸。這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，要脫水縮合形成二肽、三肽…多肽，由多肽構(gòu)成人體蛋白質(zhì)。人體蛋白質(zhì)與食物中的蛋白質(zhì)不一樣，其具有完成人體生命活動(dòng)的結(jié)構(gòu)和功能。3．如果用20個(gè)不同的字母代表20種氨基酸，若寫出由10個(gè)氨基酸組成的長(zhǎng)鏈，可以寫出多少條互不相同的長(zhǎng)鏈？試著說出蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因（提示：一個(gè)蛋白質(zhì)分子往往含有成百上千個(gè)氨基酸）。

2110。氨基酸的數(shù)目、種類、排列順序的多樣性及復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。教材P32頁拓展應(yīng)用第1題。三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因在細(xì)胞內(nèi)，組成一種蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時(shí)，不同種類氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)極其多樣，這就是細(xì)胞中蛋白質(zhì)種類繁多的原因。歸納蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因思維導(dǎo)圖每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨(dú)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(huì)影響其功能。蛋白質(zhì)的鹽析與變性(1)鹽析：加入濃的無機(jī)鹽溶液可以使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀出來，這個(gè)過程叫鹽析。鹽析過程是可逆的，利用此法可以分離、提取蛋白質(zhì)。(2)變性：蛋白質(zhì)在重金屬鹽(汞鹽、銀鹽、銅鹽)、酸、堿、乙醇、尿素等的存在下，或加熱至70～100℃，或在X射線、紫外線等射線的作用下，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變和破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)的變性具有不可逆性。與社會(huì)的聯(lián)系課堂總結(jié)2、生活就是這樣，當(dāng)你想昂著頭走路時(shí)，你就得隨時(shí)準(zhǔn)備在地上趴著。13、當(dāng)一個(gè)人先從自己的內(nèi)心開始奮斗，他就是個(gè)有價(jià)值的人。5、人生偉業(yè)的建立，不在能知，乃在能行。20、鐵皮公車是堅(jiān)硬的，柔軟的我們要去哪里呢?5、這個(gè)社會(huì)，沒有朋友，就意味著你沒有團(tuán)隊(duì)。一個(gè)沒有團(tuán)隊(duì)的人是干不成什么事的。11、打擊與挫敗是成功的踏腳石，而不是絆腳石。14、當(dāng)你勸告別人時(shí)，若不顧及別人的自尊心，那么再好的言語都沒有用的。4、在無路的旅途上奔跑，將流光拋至身后。18、人人都愿順風(fēng)順?biāo)?，卻不知絕處逢生的意義?？部酪?，困難要有，不然如何變得更強(qiáng)大。14、愚昧者怨天尤人，無能者長(zhǎng)吁短嘆，儒弱者頹然放棄。4、創(chuàng)富要根除等、靠、要思想，用勤勞的雙手，堅(jiān)持不懈的努力，引領(lǐng)鄉(xiāng)親脫貧致富。8、沉寂了許久，頹廢了許久，感嘆了許久，悲傷了許久。4、在世界的歷史中，每一偉大而高貴的時(shí)刻都是某種熱忱的勝利。4、在世界的歷史中，每一偉大而高貴的時(shí)刻都是某種熱忱的勝利。8、為我們的