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第4节蛋白质是生命活动的主要承者第二章 组成细胞的分子组成细胞的化合物中含量最多的是:组成细胞的有机化合物中含量最多的是:水蛋白质一、蛋白质的功能蛋白质在人体中有什么样的作用呢?1、结构蛋白:许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。一、蛋白质的功能2、催化作用:细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。(右图所示为胃蛋白质酶结晶)一、蛋白质的功能3、运输作用:有些蛋白质具有运输载体的功能。如血红蛋白、载体蛋白。血红蛋白一、蛋白质的功能抗体抗原4、免疫作用:有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质,可以帮助人体抵御病菌和病毒等病原的侵害。一、蛋白质的功能5、调节作用:有些蛋白质起信息传递的作用,能够调节机体的生命活动,如胰岛素、生长激素。图中黄色区域的部分细胞分泌胰岛素一、蛋白质的功能记忆小贴士“狗催运面条”蛋白质的三级结构蛋白质的四级结构从化学角度看,蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。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。细胞核中的遗传信息,往往要表达成蛋白质才能起作用。问题探讨:1.你能够说出多少种富含蛋白质的食品?豆类以及豆类制品中奶类及奶类制品中肉类中蛋类 问题探讨:2、为什么这种缝合线可以被人体组织吸收?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:3、(1)食物中的蛋白质是怎样被人体吸收利用的?(2)缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收?(3)这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示?食物中的蛋白质必需经过消化、分解成氨基酸才能被人体吸收和利用。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。作为手术缝合线的胶原蛋白要被分解为可以被人体吸收小分子物质——氨基酸才能被吸收。二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸(1)氨基酸的种类组成人体蛋白质的氨基酸有21种;(1)生物界中不止21种氨基酸,不组成蛋白质的氨基酸称为非蛋白氨基酸。(2)并非所有蛋白质都含有21种氨基酸。提示必需氨基酸:非必需氨基酸:8种(婴儿有9种),人体细胞不能合成13种,人体细胞能合成一种食物往往不能含有我们所需的各种营养,特别是必需氨基酸,所以不能偏食。提示与社会的联系必需氨基酸(8种)人体细胞不能合成必须从外界环境中直接获取赖氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、异亮氨酸亮氨酸、色氨酸、苏氨酸“甲来写一本亮色书”甘氨酸 (Gly)
缬氨酸 (Val)
亮氨酸 (Leu)
【观察与思考】这些氨基酸在分子结构上有什么相同点和不同点?
丙氨酸 (Ala)
(2)氨基酸的结构
甘氨酸 (Gly)
丙氨酸 (Ala)
缬氨酸 (Val)
亮氨酸 (Leu)
(2)氨基酸的结构-相同点
氨基
羧基
【各种氨基酸分子的共同特点】
·都至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)
·都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
·中心C原子上有一个H
氢
中心C原子
(α碳原子)
(2)氨基酸的结构-相同点
甘氨酸 (Gly)
丙氨酸 (Ala)
缬氨酸 (Val)
亮氨酸 (Leu)
(R基)
(R基)
(R基)
(R基)
【各种氨基酸分子的区别】
各种氨基酸的区别在于R基不同
(2)氨基酸的结构-不同点
羧基
R基
氨基
氨基酸分子结构通式
特点:
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羧基连接在同一个碳原子上。
这个碳原子还连接一个氢原子(-H)和一个侧链基团(R基)。
各种氨基酸之间的区别在于R基不同。
中心C原子
(α碳原子)
(3)氨基酸的结构通式
只有氨基或只有羧基,或氨基或羧基没有连在同一个碳原子上的物质不是氨基酸氨基酸的R基上也可以有氨基、羧基,还可以有其它化学基团☆注意☆判断下列分子是不是氨基酸?如果是的话,R基是什么?练一练CHNH2COOHCH2COOHH2N—CH—CH2—COOHNH2H2C—CH—CH2—N2HCOOH×√√×H2N—CH—CH2—SHCOOH半胱氨酸蛋白质的元素组成C、H、O、N四种元素,有些还含有S、P、Fe、Mg、I根据上述氨基酸的结构式,你能推导出蛋白质可能的元素组成吗?组卷网考一考氨基酸:21种蛋白质:1010~1012想一想怎样形成三、蛋白质的结构及其多样性阅读教材30页内容及图2-10思考:1.什么是脱水缩合?2.两个氨基酸分子形成的化学键叫什么?3.两个氨基酸脱水缩合后产物是什么?4.脱去的水当中的H、O来自哪里?(1)氨基酸的脱水缩合氨基酸的结合方式:
C
H
COOH
R1
C
H
NH2
COOH
R2
NH2
C
O
H
N
H
OH
氨基酸的结合方式:
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸的结合方式:
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
脱水缩合
脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,同时脱去一分子的水的结合方式。
二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物。
肽键:连接两个氨基酸分子的化学键(-NH-CO-)
水中的H来自R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基;O来自R1所在氨基酸的羧基。
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
脱水缩合
氨基酸的结合方式:
氨基酸的结合方式:
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
肽键
三肽
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(链状)。
脱水缩合
C-
C-
H
C-
N-
O
R3
n H2O
H
O
C-
H
N-
H
R2
C-
H
C-
N-
O
R4
H
C-
O
C-
H
N-
H
R1
N
H
C-
O
多肽:由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化合物。(n≥3)
肽链:多肽通常呈链状结构,并盘曲、折叠。
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。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脱水缩合脱水缩合脱水缩合折叠盘曲成空间结构(2)蛋白质结构的形成构成肽链的氨基酸种类不同,肽链的结构则不同;
如果以 代表不同的氨基酸,则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同?并说明理由。
动动脑
构成肽链的氨基酸数目不同,肽链的结构则不同;
构成肽链的氨基酸排列顺序不同,肽链的结构则不同;
多肽链形成后,往往要盘曲、折叠形成不同的空间结构。
蛋白质结构多样性的原因:
①组成蛋白质的氨基酸种类不同;
②组成蛋白质的氨基酸数目不同;
③组成蛋白质的氨基酸排列顺序千变万化;
④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结 构千差万别。
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。血红蛋白分子结构示意图谷氨酸→缬氨酸空间结构未被破坏肽链未发生断裂与社会的联系蛋白质变性蛋白质变性是指蛋白质在某种物理和化学因素作用下其空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。蛋白质的变性常常是不可逆的。蛋白质的盐析蛋白质的盐析是指蛋白质在某些盐(如NaCl、Na2SO4等)的浓溶液中溶解度降低而发生析出现象,降低盐溶液浓度后,析出的蛋白质又重新溶解。蛋白质的盐析常常是可逆的。组成元素
C、H、O、N(P、S)
导致
氨基酸
种类:20种
必需氨基酸:8种
非必需氨基酸:12种
通式:
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点:至少有一个-NH2和一个-COOH连在同一个C原子上
脱水缩合
多肽
组成蛋白质的氨基酸不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
构成生物体,如结构蛋白
运输作用,如血红蛋白
催化作用,如酶
调节作用,如胰岛素
免疫作用,如抗体
导致
导致
课堂小结
课堂小练1、下列不属于植物体内蛋白质功能的是(C)。A.构成细胞膜的主要成分B.催化细胞内化学反应的酶C.供给细胞代谢的主要能源物质D.根细胞吸收矿质元素的载体2、两个氨基酸在脱水缩合时产生一分子水,这个水分子中的氢来自(D)。A.羧基中的氢B.连接碳原子的氢C.一个氨基中的氢D.氨基和羧基中的氢