蛋白质是生命活动的主要承担者高一上学期生物人教版必修1

第2章组成细胞的分子

雕刻的石像无论多么栩栩如生，人们也不会认为它是生物。生物体是由细胞构成的，石头当然不是。细胞和石头都是由分子组成的，为什么细胞能表现出生命的特征呢？是因为细胞内有什么非物质的“活力”因素吗？是细胞里含有特殊的“生命元素”吗？是组成细胞的分子有什么特殊之处吗？

研究组成细胞的分子，实际上就是在探寻生命的物质基础，帮助我们建立科学的生命观。第4节蛋白质是生命活动的主要承担者从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。1、为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。问题探讨讨论：从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。问题探讨讨论：2、这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？这种缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。你能够说出几种富含蛋白质的食物呢？那么，生物体内的蛋白质有什么功能呢？富含蛋白质的食物一、蛋白质的功能结构蛋白催化运输信息传递（调节）免疫（防御）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一、蛋白质的功能

蛋白质是一类生物大分子，种类多种多样。蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，那么这些食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸思考·讨论氨基酸的结构特点甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸氨基羧基1、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？氨基氨基氨基羧基羧基羧基①每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且

都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（用R表示）③各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。观察下列几种氨基酸的结构。观察下列几种氨基酸的结构。思考·讨论氨基酸的结构特点甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸氨基羧基氨基氨基氨基羧基羧基羧基2、“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？

“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中的主要组成部分——氨基和羧基。羧基中的氢氧键（O-H）易断裂，生成H+

，呈酸性，所以称为氨基酸。2侧链基团RCHCH2NOHO氨基羧基1.结构通式：二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸羧基写法

—C—OHOHO—C—

O

—COOH氨基写法

H2N——NH2

H—N—HH—N—H①每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有

一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（用R表示）③各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。2.结构特点：COOHNH2RHC①种类和理化性质②组成元素③氨基和羧基的数目[例1]

下列四个结构式中，属于构成蛋白质的氨基酸分子的是(

)二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸例2:根据氨基酸通式,写出下面两种氨基酸的R基：R基分别是:

－CH2－SH

－CH2－COOHH2N

C

C

OH

HOCH2

SHH2N

C

C

OH

HOCH2

COOHH2N—C—C—OHROH二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸[例3]

下列结构式中属于构成蛋白质的氨基酸分子的是()

A．③④B．①②C．②③D．①③二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸①必需氨基酸:②非必需氨基酸: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4.氨基酸的种类：组成人体蛋白质的氨基酸有21种主要是C、H、O、N，有些含S等。3.组成元素：二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸如果氨基酸中含有C、H、O、N以外的其它元素(如S等），则其它元素的存在部位是哪里？R基人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取的氨基酸，共8种。人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。21种氨基酸1010—1012种蛋白质人体内有数万种不同的蛋白质，承担着各项生命活动，甚至生物界蛋白质种类多达1010—1012种。但是构成蛋白质的氨基酸种类有限。CHCOOHR2HN二肽OHCHR1H2NCOH肽键H2O1、脱水缩合：三、蛋白质的结构及其多样性一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合。②二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物。①肽键：连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。脱出来的H2O中：H来自

,O来自

。氨基和羧基羧基CHCOOHR3HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNOH2O二肽肽键三肽三、蛋白质的结构及其多样性③三肽：由三个氨基酸缩合而成的化合物。④多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作

多肽（多肽通常呈链状结构，叫作肽链）。肽键1、脱水缩合氨基酸脱水缩合过程视频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。2、肽链盘曲折叠形成蛋白质肽链通过氢键盘曲折叠三、蛋白质的结构及其多样性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。二硫键

某胰岛素通过二硫键连接2、肽链盘曲折叠形成蛋白质三、蛋白质的结构及其多样性构成蛋白质的这些多肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。例如，血红蛋白是含四条多肽链的蛋白质分子，含有574个氨基酸分子。

血红蛋白分子空间结构图2、肽链盘曲折叠形成蛋白质三、蛋白质的结构及其多样性

氨基酸之间脱水缩合形成肽链1这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构3四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构4

一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠2图2-12由氨基酸形成血红蛋白的示意图2、肽链盘曲折叠形成蛋白质三、蛋白质的结构及其多样性蛋白质的盘曲折叠过程氨基酸二肽三肽四肽多肽肌球蛋白血红蛋白胰岛素盘曲折叠氨基酸怎样构成蛋白质思考·讨论从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？氨基酸脱水缩合二肽三肽……多肽一定空间结构的蛋白质分子一条肽链盘曲折叠更复杂空间结构的蛋白质多条肽链氨基酸怎样构成蛋白质思考·讨论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变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中蛋白质会一样吗？蛋白质胃蛋白酶胰蛋白酶多肽肠肽酶氨基酸氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽……多肽，由多肽链盘曲折叠构成人体的蛋白质。不一样，人体蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能。氨基酸怎样构成蛋白质思考·讨论如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链（十肽），可以写出多少条互不相同的长链（十肽）？2110条互不相同的长链（十肽）21212121212121212121氨基酸怎样构成蛋白质思考·讨论思考：如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，由10个氨基酸

组成的十肽，每种氨基酸只有一个，能形成多少种十肽？21×20×19×18…×12＝21201918171612151413④若由100个氨基酸组成的多肽长链，能形成多少种？1000个氨基酸能

形成多少种多肽链呢？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。21100种多肽链211000种多肽链氨基酸怎样构成蛋白质思考·讨论氨基酸层面氨基酸的种类不同氨基酸的数量不同氨基酸的排列顺序千变万化肽链层面多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别3.蛋白质结构多样性的原因蛋白质功能的多样性三、蛋白质的结构及其多样性每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。

4.蛋白质的结构（主要是指空间结构）与其功能相适应还有其他方式可以改变蛋白质的构象吗？三、蛋白质的结构及其多样性正常血红蛋白异常血红蛋白空间结构呈球状圆盘状聚合成纤维状镰刀状镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱

蛋白质变性是指蛋白质在某些物

理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。5.蛋白质变性：不可逆，只是空间结构改变，肽键一般不断裂。高温、强酸、强碱、酒精、辐射、重金属盐等。与社会的联系(1)概念:(2)使蛋白质变性的因素：高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，易被蛋白酶水解。与社会的联系5.蛋白质变性：(3)熟鸡蛋、熟肉容易消化的原因：加热、加酸、加酒精等可以引起细菌和病毒的蛋白质变性。(4)加热、加酸、加酒精等可以达到消毒、灭菌的目的，原因是：盐析蛋白质在盐溶液中溶解度降低而析出的现象。变性肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。水解蛋白质空间结构发生改变，肽键未断裂。6.蛋白质的盐析、水解和变性与社会的联系注意：盐析过程中蛋白质的结构没有发生

变化，变化是可逆的。OHNHCHCOOHR2氨基酸数肽链数肽键数脱水数111123mn－1122132nn－1………n－2n－3n－mn－2n－3n－mnnn脱水数

=肽键数=氨基酸数－肽链条数1、在链状多肽中：（1）四、蛋白质的相关计算CHCR1H2NOCHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCOOHR3CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCOOHRn……H2OH（2）蛋白质中游离氨（羧）基数目

至少

=

肽链数

四、蛋白质的相关计算实际

=

肽链数+R基中氨（羧）基数右图蛋白质中游离氨基和羧基的数目分别是多少？1、在链状多肽中[例1]现有100个氨基酸，其中氨基有105个，羧基有103个，

则由此合成的3条肽链中肽键数目、游离的氨基、羧

基的数目分别是(

)A．96、8、9B．97、7、5C．97、8、6 D．97、6、4[例2]某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此

蛋白质分子中至少含有的—NH2和—COOH的个数及氨基

酸数分别为(

)

A．105个，105个，105个

B．110个，110个，110个

C．4个，4个，113个

D．1个，1个，113个CC四、蛋白质的相关计算1、在链状多肽中CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCOOHR6（3）蛋白质相对分子质量

=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量

-脱水数×18[例3]组成生物体某蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为128，

该蛋白质含有两条肽链，两条肽链中共有198个肽键，则

该蛋白质的相对分子质量为(

)A．25600 B．22036C．12928D．11128B四、蛋白质的相关计算1、在链状多肽中[例4]某胰岛素的结构如下图，该胰岛素的相对分子质量是多少？

（氨基酸平均相对分子质量为128）=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱水数×18-二硫键数×2=51×128-49×18-3×2（3）蛋白质相对分子质量

=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量

-脱水数×18S二硫键HHH2S四、蛋白质的相关计算1、在链状多肽中①N原子数至少＝氨基酸数实际＝氨基酸数+R基上的N原子数CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7（4）肽链中的原子数

四、蛋白质的相关计算②O原子数至少＝氨基酸数＋肽链数实际＝氨基酸数＋肽链数+R基上的O原子数[例5]某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的

个数是(

)A．n－m B．n－2mC．n＋m D．n＋2mC1、在链状多肽中一条肽链两端的氨基和羧基能否脱水缩合形成肽键？如果能，形成的多肽是什么形状的？①脱水数

2、在环状多肽中:四、蛋白质的相关计算CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCOOHRn……②游离氨（羧）基数目

至少

=0

实际

=

R基中氨（羧）基数=肽键数=氨基酸数＝

氨基酸数

×氨基酸平均相对分子质量－

脱水数

×

18。③相对分子质量(氨基酸数)[例6]某环状多肽由39个氨基酸脱水缩合而成，其中含有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽(

)A．至少含有5个游离羧基B．有38个肽键C．可能没有游离的氨基

D．一定含有21种氨基酸C2、在环状多肽中四、蛋白质的相关计算练习与应用.

1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。（1）蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。（

）（2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。（

）（3）只有细胞内才有蛋白质分布。（

）（4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关。（）一、概念检测××√√.

2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是（

）A.烧牛肉