蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者

第二章第4節(jié)《蛋白質(zhì)是生命活動的承擔(dān)者》通過問題探討導(dǎo)入新課1、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。為何這種縫合線可以被人體組織吸收？這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這對你認(rèn)識蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)；膠原蛋白變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)（氨基酸）才能被吸收。2、美容院給顧客注射膠原蛋白，為什么可以使肌膚飽滿且富有彈性？這種效果能長時間保持嗎？膠原蛋白能鎖住水分，保持肌膚有彈性，但膠原蛋白會被酶水解，不能長期保持這種效果。參與組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的作用許多蛋白質(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，例如肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等的成分，主要都是蛋白質(zhì)。有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動，如胰島素。催化作用細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化，絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。運(yùn)輸作用有些蛋白質(zhì)就有運(yùn)輸功能，如血紅蛋白可以運(yùn)輸氧氣。免疫防御作用有些蛋白質(zhì)有免疫功能，人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。傳遞信息，調(diào)節(jié)生命活動的作用一、蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)功能記憶口訣：“催狗運(yùn)面條”“催”：催化作用，如酶蛋白“狗”：細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要成分“運(yùn)”：作為運(yùn)輸物質(zhì)的載體，如血紅蛋白運(yùn)輸氧氣“面”：具免疫功能的蛋白質(zhì)，如抗體蛋白“條”：調(diào)節(jié)生命活動，如激素蛋白例析.有關(guān)人體內(nèi)蛋白質(zhì)的功能，下列敘述錯誤的是()A.有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸作用B.有些蛋白質(zhì)具有催化作用C.許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)D.有些蛋白質(zhì)是細(xì)胞代謝的主要能源物質(zhì)D問題1、氨基酸的組成元素是什么？問題2、找出共同點(diǎn)和不同點(diǎn),寫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式？問題3、氨基酸分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？甘氨酸纈氨酸丙氨酸亮氨酸閱讀書本P29“蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸”，結(jié)合下圖回答下列問題：（2）必需氨基酸：人體細(xì)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，苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸。（嬰兒有9種，加組氨酸）（1）非必需氨基酸：人體細(xì)胞能夠合成的氨基酸，共13種。巧計(jì)方法："笨蛋，來宿舍晾一晾鞋”二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸1、氨基酸的種類：組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種。3、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：4、氨基酸的結(jié)特點(diǎn)：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。這個碳原子還連接

和

（R表示）②因

的不同，氨基酸種類不同，共有

種。

羧基同一個R基氨基212、組成元素：主要是C、H、O、N，有的還含有S一個氫原子一個側(cè)鏈基團(tuán)氨基CCOOHHH2NR羧基對比以下生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的幾種氨基酸,檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)通式的正確性1.下列物質(zhì)中，屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是（）AA.NH2—CH2—COOHB.NH2—CH2—CH2OH—C.NH2—CH—(CH2)2—COOHNH2—D.HOOC—CH—CH2—COOHCOOH鞏固練習(xí)CCOOHCH3HOOCHCNH2CH3H2NHCHNH2HOOCCHNH2HOOC①②③④⑤×××√√HCNH2HOOCCH2NH2HCHOOCHCH2NH22.下列分子是不是氨基酸？如果是，R基是什么？問題1、氨基酸形成蛋白質(zhì)的方式叫什么？問題2、連接兩個氨基酸分子的化學(xué)鍵名稱是什么？是如何形成的？問題3、什么是二肽？什么是多肽？什么是肽鏈？閱讀書本P30“蛋白質(zhì)的的結(jié)構(gòu)及其多樣性”，結(jié)合下圖2-10回答下列問題：三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性一個氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(—NH2)脫去一分子水而連接起來,這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。1、氨基酸的結(jié)合方式——脫水縮合CHR1H2NCOOH2、肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學(xué)鍵。（如圖所示）HH2OHNCHR2COOHHH2OHNCHR3COOH二肽肽鍵三肽肽鍵肽鍵3、二肽與多肽：由兩個氨基酸縮合而成的化合物叫做二肽；由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物叫做多肽。1、氨基酸脫水縮合產(chǎn)生的水中氫和氧原子分別來自氨基酸的—NH2、—COOH。2、氨基酸脫水縮合產(chǎn)生的一條多肽鏈中，至少含一個氨基和一個羧基，分別在肽鏈的兩端，多余的氨基和羧基分布在R基中。知識小結(jié)：3、多肽通常呈鏈狀，肽鏈?zhǔn)嵌嚯牡慕Y(jié)構(gòu)形式

—CH2NHH—C—ON—H

C—CH3HCOOH—C—ON—H

C—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②④⑥⑤⑦⑧③（1）該化合物中，①表示_____⑦表示______③表示_____；（2）該化合物由____個氨基酸通過____________反應(yīng)，失去____個水分子形成的，有氨基___個，有羧基__個，含有____個肽鍵。（3）該化合物稱為_______氨基羧基肽鍵22四肽4脫水縮合33觀察下圖，討論并回答P31思考與討論中的問題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)4三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)SSCOHOO-

氫鍵二硫鍵SS由于氨基酸之間能夠形成氫鍵、二硫鍵等，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。（丟失兩個H）—SH—SH—S—S—+2H問題1、為什么肽鏈能夠折疊？空間結(jié)構(gòu)靠什么維持？問題2、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)。蛋白質(zhì)

多肽

氨基酸胃蛋白酶腸肽酶胰蛋白酶不一樣，人體中的蛋白質(zhì)具有完成人體生命活動的結(jié)構(gòu)和功能。問題3、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)會一樣嗎？2110問題4、如果用21個不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由10個氨基酸組成的長鏈，可以寫出多少條互不相同的長鏈？（每種氨基酸數(shù)量足夠多）氨基酸的種類不同；氨基酸的數(shù)量不同；氨基酸的排列順序多種多樣（見右圖）肽鏈數(shù)目、盤曲折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同1、氨基酸層面2、肽鏈層面四、蛋白質(zhì)多樣性的原因

每一種蛋白質(zhì)分子都有與其所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變，就可能影響其功能。（例鐮狀細(xì)胞貧血癥）正常血紅蛋白異常血紅蛋白谷氨酸被纈氨酸取代鐮狀細(xì)胞貧血患者血紅蛋白運(yùn)輸氧的能力大為削弱五、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1.組成蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的層次由低到高依次是()A.C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽→形成一定的空間結(jié)構(gòu)B.C、H、O、N等元素→氨基酸→多肽→二肽→形成一定的空間結(jié)構(gòu)C.C、H、O、N等元素→二肽→多肽→形成一定的空間結(jié)構(gòu)D.氨基酸→二肽→多肽→形成—定的空間結(jié)構(gòu)A2.生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)千差萬別，其原因不可能是()A.氨基酸的空間結(jié)構(gòu)不同B.組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類和數(shù)量不同C.氨基酸的排列順序不同D.蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同A（1）定義：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。（2）影響變性因素：化學(xué)因素（如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、酒精）、物理因素（如加熱、劇烈振蕩、超聲波、射線等）（3）變性實(shí)質(zhì)：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。但在變性過程中，肽鍵沒有斷裂（可以用雙縮脲試劑鑒定），化學(xué)組成也沒有改變。（4）結(jié)果：生物活性喪失；粘度增加、擴(kuò)散系數(shù)降低；容易聚集沉淀。六、蛋白質(zhì)的其他知識1、蛋白質(zhì)變性1.下列關(guān)于蛋白質(zhì)變性的敘述，正確的是()A.蛋白質(zhì)變性是由肽鍵的斷裂造成的B.蛋白質(zhì)變性后能與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)C.蛋白質(zhì)變性后其特定功能并未發(fā)生改變D.蛋白質(zhì)變性是可逆的B問題思考：為什么吃熟雞蛋和熟肉更容易消化？高溫使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，分子結(jié)構(gòu)伸展松散，易被蛋白水解酶分解。卷曲、緊密伸展、松散蛋白質(zhì)在某些鹽（如氯化鈉、硫酸鈉等）的溶液中溶解度降低而析出的現(xiàn)象，降低鹽溶液濃度后，蛋白質(zhì)又會重新溶解。氨基酸順序不變，肽鍵不變，空間結(jié)構(gòu)不變，功能不變。在雞蛋清中加一些食鹽，會看到白色絮狀物，兌水稀釋后絮狀物消失。2、蛋白質(zhì)的鹽析蛋白質(zhì)在酶的催化作用下，肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽或氨基酸。水解酶徹底水解短肽氨基酸水解酶初步水解蛋白質(zhì)3、蛋白質(zhì)的水解（一）規(guī)律總結(jié)：（1）蛋白質(zhì)（多肽鏈）分子量=氨基酸分子量×氨基酸數(shù)目-18×脫水?dāng)?shù)（2）肽腱數(shù)=脫水?dāng)?shù)=氨基酸數(shù)—肽鏈條數(shù)（3）游離氨基和羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中的氨基或羧基數(shù)（如有至少則等于肽鏈數(shù)）七、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算1、蛋白質(zhì)相對分子量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、、脫去水分子數(shù)、游離氨基（羧基）數(shù)之間關(guān)系（1）多肽中C原子數(shù)=肽鏈數(shù)×1+R基中C原子數(shù)+肽鍵數(shù)+氨基酸個數(shù)=各氨基酸中C原子數(shù)=氨基酸數(shù)×2+R基上C原子數(shù)（2）多肽中N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基中N原子數(shù)=各氨基酸中N原子數(shù)（3）多肽中H原子數(shù)=肽鏈數(shù)×3+R基中H原子數(shù)+氨基酸數(shù)+肽鍵數(shù)=各氨基酸中H原子數(shù)-脫去水分子數(shù)×2（4）多肽中O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)×2+R基中O原子數(shù)=各氨基酸中O原子數(shù)-脫去水分子數(shù)2、利用原子守恒法計(jì)算肽鏈中的原子數(shù)3、若為環(huán)狀多肽，相關(guān)計(jì)算規(guī)律如下：（1）肽鍵數(shù)＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)（2）游離氨基或羧基數(shù)目＝R基中含有的氨基或羧基數(shù)例1、某50肽中有丙氨酸（R基為CH3)4個，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸（相應(yīng)位置如圖）得到4條多肽鏈和5個氨基酸(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4個氧原子B．若將得到的5個氨基酸縮合成5肽，則有5種不同的氨基酸序列C．若新生成的4條多肽鏈總共有5個羧基，那么其中必有1個羧基在R基上D．若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈將脫去3個H2O分子A（二）實(shí)例應(yīng)用點(diǎn)評：根據(jù)丙氨酸的位點(diǎn)可知，應(yīng)該斷裂8個肽鍵，需要消耗8個水分子，8個水分子中含有8個O和16個H。例2、現(xiàn)有一多肽，其分子式是C42H65O9N11，它徹底水解后只得到三種氨基酸：甘氨酸（C2H5O2N）、苯丙氨酸（C9H11O2N）、賴氨酸（C6H14O2N2），則此多肽水解后的產(chǎn)物中含賴氨酸多少個（）A．1個B．2個C．3個D．4個C點(diǎn)評：先從O元素入手，求出該多肽含的氨基酸個數(shù)，再從N元素入手求出賴氨酸數(shù)量。方法：一看、二想、三動手。設(shè)三個未知數(shù)的方法不可取。例3、經(jīng)測定某多肽分子式為C21HxOyN4S2(無二硫鍵)。已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種原料合成的：苯丙氨酸（C9H11NO2),天冬氨酸（C4H7NO4），丙氨酸（C3H7NO2），亮氨酸（C6H13NO2）,半胱氨酸（C3H7NO2S），請回答：（2）該多肽分子中的H原子數(shù)是

,O原子數(shù)是

。

（1）該多肽共由

個氨基酸組成，參與氨基酸的種類和數(shù)目為