第二章

組成細胞的分子第4節(jié)蛋白質是生命活動的主要承擔者常見的富含蛋白質食品思考:

那組成生物體的蛋白質承擔著怎樣的功能呢？閱讀教材P28，舉例說出蛋白質承擔的功能。1.結構蛋白：

許多蛋白質是構成細胞和生物體結構的重要物質。如肌肉、頭發(fā)、蛛絲、羽毛等的成分主要是蛋白質。一、蛋白質的功能2.調節(jié)作用：

有些蛋白質能夠起信息傳遞的作用，調節(jié)機體的生命活動，如胰島素、胰高血糖素。胰腺胰島糖尿病患者注射胰島素一、蛋白質的功能3.催化作用：

細胞內的化學反應離不開酶的催化，絕大多數(shù)酶都是蛋白質。

酶一、蛋白質的功能4.運輸作用：

脊椎動物紅細胞和無脊椎動物中的血紅蛋白，在運輸氧氣以其特定的空間結構及其動態(tài)變化為基礎，如血紅蛋白、載體蛋白。細胞膜上具有物質運輸功能的載體蛋白血紅蛋白運輸氧氣一、蛋白質的功能5.免疫作用：

抗體是具有免疫功能的蛋白質，可幫助人體抵御細菌和病毒的侵害。一、蛋白質的功能蛋白質是細胞的基本組成成分，具有參與組成細胞結構、催化、運輸、信息傳遞、防御等功能?？梢哉f細胞的各項生命活動都離不開蛋白質。蛋白質是生命活動的主要承擔者。

組成細胞的有機物含量最多的就是蛋白質，蛋白質是目前已知的結構最復雜、功能最多樣的分子。功能多樣性結構多樣性一、蛋白質的功能神奇的手術縫合線問題探討討論1：為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？討論2：這種縫合線發(fā)生什么樣的化學變化才能被吸收？

這對你認識蛋白質的化學組成有什么啟示？ 因為組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質。要變?yōu)樾》肿游镔|才能被吸收，初中學習過食物中的蛋白質要分解為氨基酸才能被吸收，因此說明蛋白質在化學組成上應該可以分解為更小的分子。從某些動物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術縫合線。手術后過一段時間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。氨基酸的結構特點思考

討論甘氨酸纈氨酸丙氨酸亮氨酸討論1:

這些氨基酸的結構具有什么共同特點？每個氨基酸至少含有一個氨基（—NH2）和一個羧基（—COOH）連接在同一個碳原子上。討論2:

嘗試推導出氨基酸的元素組成、結構通式等特征。二、蛋白質的基本單位——氨基酸CHH2NR氨基羧基側鏈基團COHO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。分子式C2H4O2N-R部分氨基酸分子中含有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基位于R基上。（1）結構通式（2）特點二、蛋白質的基本單位——氨基酸2.元素組成

主要是C、H、O、N，有些含S、Se等1.結構

CHRNH2COOH氨基酸的種類由R基決定。（2）21種氨基酸非必需氨基酸必需氨基酸人體可自身合成的氨基酸，共13種人體不能自身合成的氨基酸，共8種必需氨基酸甲攜來一本亮色書甲硫纈賴異亮亮苯丙色蘇嬰兒有9種，比成人多的一種是組氨酸。決定氨基酸的種類和理化性質。（1）R基的意義二、蛋白質的基本單位——氨基酸3.種類

通過上一節(jié)課的學習，我們知道人體中氨基酸有21種，蛋白質有1010-1012種。那么21種氨基酸是如何形成種類繁多的蛋白質的呢？

氨基酸：21種蛋白質：1010～1012脫水縮合

蛋白質是生物大分子，由許多氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵相連而成。1.脫水縮合：

一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子的水，這種結合的方式叫脫水縮合。H2O肽鍵－OH‖O－C－CR2H－－－NH－－C－CR1H2NH－－‖OOH－H二肽三、氨基酸的結合方式2.肽命名原則：

由幾個氨基酸脫水縮合構成，就稱為幾肽。思考:請繪制出三肽合成過程，并思考H2O中H和O分別來自于哪里？肽鍵－C－COOHR3H－－－NH－HOH－肽鍵‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖O三肽H2OH2O脫出來的H2OH來自氨基和羧基1O來自羧基2三、氨基酸的結合方式2.肽命名原則：

由幾個氨基酸脫水縮合構成，就稱為幾肽。三肽肽鍵－C－COOHR3H－－NH－肽鍵‖O－CR1H2NH－－－C－C－CR2H－－－NH－‖OH2OH2O以此類推，多個氨基酸分子脫水縮合而成的含有多個肽鍵的化合物，叫多肽。三、氨基酸的結合方式參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。四、蛋白質的結構及其多樣性1.蛋白質的結構層次:（以血紅蛋白為例）

氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈肽鏈進行進一步盤繞形成一定的空間結構四條肽鏈聚集形成復雜空間結構一條肽鏈的特定區(qū)域進行有規(guī)律的盤曲、折疊一級結構二級結構三級結構四級結構2.肽鏈的連接方式：

四、蛋白質的結構及其多樣性①肽鏈中的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構的蛋白質。2.肽鏈的連接方式：

②許多蛋白質分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學鍵如二硫鍵相互結合在一起。二硫鍵兩條肽鏈二硫鍵可以形成在肽鏈內，也可以形成在肽鏈間四、蛋白質的結構及其多樣性兩個半胱氨酸（含巰基-SH）經過脫氫，在兩個硫原子之間形成的化學鍵SHSHSS＋2H肽鏈肽鏈3.蛋白質結構多樣性的原因：

氨基酸層次肽鏈層次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萬化多肽鏈盤曲、折疊的方式及其形成的空間結構千差萬別蛋白質結構的多樣性四、蛋白質的結構及其多樣性蛋白質功能的多樣性決定4.蛋白質結構與功能相適應：

纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸纈氨酸谷氨酸賴氨酸正常紅細胞運氧能力強鐮狀紅細胞運氧能力弱鐮狀細胞貧血的病因氨基酸序列改變蛋白質功能影響四、蛋白質的結構及其多樣性5.蛋白質的功能異常：

(1)蛋白質變性及其運用：蛋白質在某些物理或化學因素作用下，其特定的空間構象被破壞，從而導致其理化性質改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。酒精消毒（化學因素）加熱（物理因素）四、蛋白質的結構及其多樣性①用酒精、加熱、紫外線等來消毒和殺菌。②在重金屬鹽中毒急救時也常常利用蛋白質的這一特點。汞中毒時，早期可以服用大量乳制品或雞蛋清，使蛋白質在消化道中與汞鹽結合成變性的不溶解物，以阻止有毒的汞離子吸收入人體內，然后再設法將沉淀物自胃中洗出。四、蛋白質的結構及其多樣性5.蛋白質的功能異常：

(1)蛋白質變性及其運用：?加熱拓展：為什么建議雞蛋煮熟了再吃？高溫使得蛋白質分子的空間結構變得伸展松散，易被蛋白酶水解，易于消化；高溫可以使得細菌病毒的蛋白質變性，起到消毒、滅菌的作用。5.蛋白質的功能異常：

(2)蛋白質變性、鹽析、水解的比較：鹽析蛋白質在鹽溶液中溶解度降低析出溶解度的變化，可逆變性肽鍵斷裂，蛋白質分解為短肽或氨基酸水解氨基酸順序

，肽鍵

，空間結構

，功能

。不變不變改變改變四、蛋白質的結構及其多樣性五、蛋白質的相關計算1.脫水縮合過程中形成肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)計算：

問題1:小組合作完成下表的相關內容，并找出規(guī)律？肽鏈氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)脫水數(shù)111123mn－1122132nn－1………n－2n－3n－mn－2n－3n－m…nnn脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸分子數(shù)-肽鏈條數(shù)(1)在鏈狀多肽中1.脫水縮合過程中形成肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)計算：

問題2:小組合作找出10個氨基酸組成的環(huán)狀多肽中肽鍵數(shù)和氨基酸數(shù)各為多少，并找出規(guī)律？肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)=脫去的水分子數(shù)(2)在環(huán)狀多肽中如m個氨基酸構成n個環(huán)狀多肽，有____個肽鍵m五、蛋白質的相關計算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

。n11R基nR基★至少氨（羧）基數(shù)=

氨（羧）基數(shù)=2.肽鏈中氨基、羧基計算：

肽鏈數(shù)肽鏈數(shù)+R基氨（羧）基H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O①無二硫鍵的蛋白質的相對分子質量=

②有二硫鍵的蛋白質的相對分子質量=氨基酸數(shù)×氨基酸的平均分子質量a—失去的水個數(shù)×18aaaaaaaaaaaaaa氨基酸數(shù)×氨基酸的平均分子質量a—失去的水個數(shù)×18-2x二硫鍵個數(shù)3.蛋白質的相對分子質量計算：

五、蛋白質的相關計算H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O③無二硫鍵的蛋白質的相對分子質量減少量=

④有二硫鍵的蛋白質的相對分子質量減少量=

脫去的水個數(shù)×18aaaaaaaaaaaaaa失去的水個數(shù)×18+2x二硫鍵個數(shù)3.蛋白質的相對分子質量計算：

五、蛋白質的相關計算一條肽鏈m條肽鏈環(huán)肽肽鍵脫去水分子減輕的質量多肽相對分子質量至少含有的氨基或羧基數(shù)相關計算公式小結氨基酸數(shù)（n）；氨基酸平均分子相對質量（a）H2N————COOHn-1n-118（n–1）na-18(n–1)1n-mn-m18（n–m）na-18(n–m)mnn18nna-18n0五、蛋白質的相關計算現(xiàn)有1000個氨基酸，共有氨基1020個，羧基1050個，有他們合成的4條肽鏈中，肽鍵、氨基、羧基是數(shù)目分別是（）A、999、1016、1046B、996、1、1C、996、24、54D、996、1016、1046C肽鍵數(shù)=1000-4氨基=20+4羧基=50+4習題鞏固免疫球蛋白IgG的結構示意圖如下圖，其中-s-s-為二硫鍵。若該IgG由m個氨基酸構成，則肽鍵數(shù)和脫去部分的相對分子質量為（）

D習題鞏固A.m個；18（m-4）+6B.m+1個；18（m-4）C.m-2個；18m+6D.m-4個；18（m-4）+6利用原子守恒法計算肽鏈中的原子數(shù)（1）N原子數(shù)=（2）O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中的N原子總數(shù)肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中的O原子數(shù)–脫去水分子數(shù)氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子數(shù)較多，因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計算為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。氨基酸：C2H4O2N-R（3）碳原子數(shù)＝（4）氫原子數(shù)＝原子數(shù)某50肽中有丙氨酸(R基為—CH3)4個，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應位置如圖所示)，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)。下列有關敘述錯誤的是（）A.該50肽水解得到的幾種有機物比原50肽增加了8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.若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，則將脫去4個H2OD.新生成的4條多肽鏈至少含有4個游離的羧基C脫下的5個氨基酸=4個Ala+第50位的氨基酸斷8個肽鍵，消耗8個H2O3個H2O習題鞏固某十一肽的分子式為C61H83O20N12，已知它由下列5種氨基酸組成：甘氨酸（C2H5O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、苯丙氨酸（C9H11O2N）、谷氨酸（C5H9O4N）、賴氨酸（C6H9O2N2），那么該多肽徹底水解可產生谷氨酸和賴氨酸的分子數(shù)分別為（）A.4個、2個B.5個、1個C.6個、2個D.4個、1個D僅Glu有4個O2，用O計算，設Glu有x個，則剩余氨基酸數(shù)為11-x。O原子數(shù)=各氨基酸中的O原子數(shù)–脫去水分子數(shù)十一肽有11個N，分子式為12個N，則Lys只有1個。習題鞏固20=4x+2（11-x)-(11-1)O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)20=10+2+2x組成元素C、H、O、N、（S、Fe）氨基酸種類：通式：CHCH2NOHOR特點：脫水縮合多肽組成蛋白質的氨基酸種類不同氨基酸的數(shù)目不同氨基酸排列順序不同多肽的空間結構不同折疊盤旋蛋白質結構多樣性功能多樣性構成生物體，如結構蛋白運輸作用，如血紅蛋白催化作用，如酶調節(jié)作用，如胰島素免疫作用，如抗體組成基本單位：形成導致21種至少有一個－NH2和一個－COOH連在同一個C原子上核糖體課堂小結一、概念檢測1.判斷下列有關蛋白質的表述是否正確。（1）蛋白質徹底水解的產物是氨基酸。（）（2）氨基酸僅通過脫水縮合的方式就可以形成蛋白質。

（）（3）只有細胞內才有蛋白質分布。（）（4）蛋白質的空間結構與其功能密切相關。

（）????練習與應用P322.質量相等的下列食物中，蛋白質含量最多的是（）A.烤牛肉B.烤甘薯C.饅頭