2.4蛋白质是生命活动的主要承担者(第1课时)（课件共56张ppt）

课前回顾
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}分类
种类
质量分数/%
无机化合物
水
70~90
无机盐
1~1.5
有机化合物
蛋白质
7~10
脂质
1~2
糖类和核酸
1~1.5
含量最多的有机化合物是 。
蛋白质
第2章 组成细胞的分子
第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者
新课导入
想一想:哪些食品富含蛋白质?
蛋白质是生命活动的主要承担者，那么蛋白质承担着怎样的功能呢？
（1）大豆制品； （2）奶类制品；（3）肉蛋类食品。
婴儿为什么要以奶为主要食物？
运动员或者健身达人为什么都会食用蛋白粉？
头发
蛛丝
肌肉
功能1：参与组成细胞结构
肌肉纤维
资料1：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。
在我们人体内，从各个器官，到作为支架的结缔组织，再到每个细胞里的各种细胞器，它们的组成都离不开蛋白质的参与。
一. 蛋白质的功能
自主学习：请同学们阅读课本P28，图2-8相关内容，总结蛋白质的功能。
资料2：细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。
例如:人体进食蛋白质类食物之后，蛋白质在胃部分解需要胃蛋白酶催化。
胃蛋白酶结晶
蛋白质
功能2：催化作用
蛋白质
胃蛋白酶
氨基酸
一. 蛋白质的功能
血红蛋白
血红蛋白示意图
资料3：血红蛋白是红细胞内包含的一种蛋白质，具有结合运输O2和CO2的功能。
此外，在细胞膜上也有很多起到运输载体功能的蛋白质，它能把物质运输进入细胞，（参与物质跨膜运输）。
载体蛋白示意图
功能3：运输作用
一. 蛋白质的功能
资料4：胰岛素是一种能够传递信息，调节机体生命活动的蛋白质。当血糖浓度身升高时，胰岛素会加速合成，作用与组织细胞，使之加速摄取、利用和贮存葡萄糖。
功能4：调节功能（又称为信息传递）
生长激素促进骨骼生长、调节生长发育等生命活动
一. 蛋白质的功能
资料5：抗体，是一种由浆细胞分泌，被免疫系统用来鉴别和中和外来物质，如细菌、病毒等大型Y形蛋白质，可以帮助人体抵御细菌和病毒等抗原的侵害。
抗体
抗体与外来病毒结合
功能5：免疫功能（防御作用）
一. 蛋白质的功能
新冠疫苗：注射灭活新冠病毒疫苗（抗原），不会致病又能产生相应的抗体，当同样的病毒再次入侵时，机体可快速产生抗体消灭病毒。
补充：细胞膜的外表有一层糖蛋白，与细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。
P44
一. 蛋白质的功能
功能6：识别作用
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
①结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，
如肌球蛋白、肌动蛋白等。
②催化作用：起生物催化作用，如绝大多数酶。
③运输作用：如血红蛋白、细胞膜上的载体。
⑤调节作用：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。
④免疫作用：免疫过程中产生的抗体。
功能蛋白
识别作用：糖蛋白
谐音记忆：狗催运面条
一. 蛋白质的功能
奶类
蛋类
瘦肉类
豆类
思考：我们从食物中摄取的蛋白质如何为我们所用？
蛋白质必需经过消化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。
1. 氨基酸的组成元素
一定有C、H、O、N四种元素
部分还含有其他元素如S、Se(硒)等
组成元素：
例: 分子式C1864H3021O576N468S21的化合物，最可能是（ ）
A.脱氧核糖 B.磷脂 C. 蛋白质 D. 肝糖原
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
游戏：大家来找茬！
观察下列氨基酸的分子结构，找出它们的相同点和不同点
C
H
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
CH
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
C
H
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
几种氨基酸的结构式
问题1 ：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
问题2：不同氨基酸的区别又在哪里？
—NH2 （氨基）
—COOH （羧基）
R基
—H （氢原子）
—R （R基）侧链基团
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
氨基
①：—NH2
②：H2N—
或
羧基
①：—COOH
②：HOOC—
或
氨基与羧基的书写
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
2. 氨基酸的结构通式
通过刚才所学知识，试着推导出氨基酸的结构通式？
C
R
C
H2N
OH
O
H
氨基
羧基
侧链基团
注：与C原子相连的四部分可以任意互换位置。H也可以写到C上
一个中心，三个支点，一个可变项。
3. 氨基酸的结构特点
通过氨基酸的结构通式，总结出氨基酸结构特点？（小组讨论）
C
R
C
H2N
OH
O
H
氨基
羧基
侧链基团
（1）数量关系：
每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)
（2）位置关系：
一个氨基和一个羧基并连在同一个碳原子上。
（3）各种氨基酸的区别：R基的不同决定了氨基酸分子的不同。（21种）
结构特点：
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
问：以下哪些是构成蛋白质的氨基酸？若不是，说明原因。
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
【检测】
方法: “一查”: 是否有氨基和羧基；
“二看”: 是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
注意: 只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸
判断氨基酸的小技巧
问：半胱氨酸是组成生物体蛋白质的氨基酸之一，其R基是—CH2-SH，则它的结构式是怎么样的？
C
CH2-SH
H
H2N
COOH
分子式为：C3H7O2NS
【检测】
练一练：请分别写出下列几种氨基酸分子的R基
CH2
CH
NH2
COOH
CH3
CH
OH
CH
NH2
COOH

— C—
H
NH2
COOH
CH2
SH
苯丙氨酸
甲硫氨酸
苏氨酸

— C—
H
NH2
COOH
CH3
丙氨酸
氨基酸的判断依据：根据R基（—R）的种类
书写小技巧
思考:为什么有些食品中要添加某些氨基酸？

补充人体必需氨基酸
4. 氨基酸的分类
组成人体蛋白质的氨基酸种类共有21种。
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
组成人体蛋白质的21种氨基酸
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
共13种，人体可自身合成的氨基酸
共8种，人体不能自身合成的氨基酸
二. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
（婴儿9种，组氨酸）
（甲 携 来 一 本 亮 色 书）
(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能(　　)
(2)蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子(　　)
(3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上(　　)
(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸(　　)
×
√
×
×
课堂检测
人体中氨基酸常见的21种，蛋白质为1010~1012种。
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
思考：氨基酸是如何变为蛋白质的呢？
自主学习：请阅读P30，思考下列问题：
①氨基酸如何连接在一起构成蛋白质？
②什么是肽键、二肽、多肽、多肽链？
③氨基酸形成蛋白质过程中，形成一个肽键，脱去几分子水？
④多肽与蛋白质有何区别？
三. 蛋白质的结构及多样性
氨基酸形成蛋白质的过程：
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
脱水缩合——氨基酸之间相互连接而脱去水的过程。
1. 水中氢来自：
2. 水中氧来自：
氨基和羧基
羧基
1. 氨基酸的脱水缩合
三. 蛋白质的结构及多样性
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
（1）肽键：连接两个氨基酸分子的化学键：
（2）二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物。
-NH-CO-或-CO-NH-
两个
（3）生成一个肽键，脱去 水。
一分子
肽键
肽键
三. 蛋白质的结构及多样性
2. 二肽
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
H2O
三. 蛋白质的结构及多样性
肽键
三肽
（1）三肽（多肽）: 由三个或多个氨基酸分子缩合而成的化合物。
（2）肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链。
3. 三肽、多肽和肽链
有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状多肽。
由几个氨基酸形成的就叫几肽
三肽、四肽……
统称为
多肽
肽链
呈链状
1条或多条
盘曲折叠
蛋白质
氨基酸脱水缩合形成的多肽链，就是蛋白质吗？
三. 蛋白质的结构及多样性
4. 蛋白质形成过程
从氨基酸到蛋白质大致结构层次
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
1
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
3
四条肽链聚集形成复杂空间结构
4
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2
图3-4 氨基酸形成血红蛋白示意图
4. 蛋白质形成过程
三. 蛋白质的结构及多样性
脱水缩合 盘曲折叠
氨基酸 肽链(一条或多条)
既然蛋白质都是按照上述方式构成的多肽链，为什么会有那么多种类的蛋白质呢？
蛋白质
三. 蛋白质的结构及多样性
氨基酸的种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸的排列顺序不同
α-螺旋
β-折叠
肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同
5. 蛋白质结构多样性的原因
三. 蛋白质的结构及多样性
种类
数量
排列顺序
空间结构
结构多样
种类繁多
氨基酸
肽链：
功能多样
决 定
功能蛋白
结构蛋白
(组成细胞和生物体)
________
(蛋白质类激素)
________
(大多数酶)
________
(载体蛋白)
________
(抗体)
调节
催化
运输
免疫
________
(糖蛋白)
识别
5. 蛋白质结构多样性的原因（直接）
卵清蛋白
空间结构
多肽链
蛋白质和多肽的主要区别是在于蛋白质： 。
空间结构更复杂
归纳：蛋白质功能多样性
①直接原因：
②根本原因：
③同一个体不同细胞的蛋白质种类差异：
氨基酸的种类、数目、排序，肽链的盘曲折叠及其形成的空间结构
控制蛋白质合成的基因具有多样性。
基因选择性表达。
6.蛋白质的结构和功能相适应
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。
血红蛋白中谷氨酸被缬氨酸代替，形成了异常的血红蛋白，使红细胞扭曲成镰状细胞（即镰变现象），导致运输氧的能力大为削弱。
思考●讨论
1．从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
2．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的蛋白质会一样吗？
食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。
氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成多肽，由多肽构成人体蛋白质。
不一样，其具有完成人体生命活动的结构和功能。
氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽…多肽；一条肽链按照一定形态折叠盘曲构成空间结构；多条肽链构成更为复杂的空间结构。
思考●讨论
3．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，可以写出多少条互不相同的长链？试着说出蛋白质种类多种多样的原因（提示：一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸）。
2110种
氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化，
肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
蛋白质结构多样性→功能多样性
【知识拓展】
※蛋白质的水解
完全水解
部分水解
氨基酸（需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解）
氨基酸和短肽
糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素
胰岛素是一种蛋白质，口服会在消化道里被消化成氨基酸，而失去功能。
与社会联系
网络披露：
有人论文中提到可用熟鸡蛋可以孵出小鸡，你如何评论？
蛋白质的变性：
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，致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。过程不可逆。
蛋白质变性的原因：
化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）、物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）
思考：变性的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗？
还可以，因为变性的蛋白质空间结构破坏了，肽键没有被破坏。
【知识拓展】
临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌？
蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。
煮熟的鸡蛋和肉类更容易消化，原因：
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
误食重金属盐而中毒，应该采取什么措施解毒？
大量服用乳制品或蛋清、豆浆等，在消化道中与重金属离子结合成变性的不溶物，以阻止重金属离子吸收入体内，再设法将沉淀物自胃中取出。
盐析
在鸡蛋清中加入一些食盐，就会看到白色的絮状物
兑水稀释后，你会发现絮状物消失
——在食盐的作用下析出的蛋白质
盐析是可逆的,利用此法可以分离、提取蛋白质
——蛋白质的结构没有发生变化
【知识拓展】蛋白质的性质
问题探讨
从某些动物组织中提取胶原蛋白，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？
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？
是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
要变成小分子物质才能被吸收。
四. 蛋白质的相关计算
1. 脱去水分子数与肽键数及氨基酸数目的关系
肽链数目
氨基酸数
肽键
数目
脱去水
分子数
多肽链相对分子量(氨基酸平均分子量a)
至少含有几个氨基和羧基
1条
4




1条
8




1条
n




2条
14




m条
n




H2O
H2O
H2O
氨基酸
肽键
4-1=3
4-1=3
4a－18 x 3
1、1
H2O
H2O
H2O
H2O
8-1=7
8-1=7
7a - 18 x 3
1、1
n-1
n-1
an-18(n-1)
1、1
14-2=12
14-2=12
12a - 18 x 12
2、2
n-m
n-m
an - 18 (n-m)
m、m
公式：
①肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数
②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18 (不考虑二硫键)
③至少氨（羧）基数=肽链数
氨（羧）基数 =肽链数+R基氨（羧）基
环状多肽形成蛋白质
1. 脱去水分子数与肽键数及氨基酸数目的关系
四. 蛋白质的相关计算
思考：n个氨基酸脱水缩合成环状肽：①脱去水分子数与肽键数及氨基酸数的关系如何？②至少含有的氨基和羧基数是多少？
①公式：脱去水分子数 = 肽键数 = 氨基酸数
②至少含有的氨基和羧基数为0、0
肽链：肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数
环肽：肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数
2.蛋白质的相对分子量
蛋白质的相对分子质量
＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18
(若有p个二硫键生成，则还应减去2p )
【例1】二条肽链分别由360个氨基酸和380个氨基酸组成，若氨基酸的平均相对分子质量为a，则2条肽链之间相差的肽键数和相差的相对分子质量分别是 。
【例2】下面为牛胰岛素的结构图，该物质中-S-S是由两个-SH脱去两个H形成的，牛胰岛素含有 个肽键，牛胰岛素形成时，
减少的相对分子质量为 ，牛胰岛素
中至少有 个—NH2和 个—COOH
20 、20a-20×18
49
49×18+3×2=888
888
2
2
360a-359×18
380a-379×18
四. 蛋白质的相关计算
1. 脱去水分子数与肽键数及氨基酸数目的关系
3.游离氨基、羧基数
肽链：游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中的氨基或羧基数。
环肽：游离氨基或羧基数=R基中的氨基或羧基数。
4.O原子数、N原子数
肽链：O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数
＝各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子数。
N原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数=氨基酸数+R基上的N原子数
＝各氨基酸中氮原子的总数。
【例3】现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为 。
【例4】设氨基酸的平均相对分子质量为128，现有一条化学式为CxHyOzN18S3的链状多肽，已知该肽有1个游离的羧基和4个游离的氨基，则该多肽的相对分子质量为 。
798、12和10
1668
18=氨基酸数+3
分子量=氨基酸数×128-（氨基酸数-1）×18
5.有关氨基酸排列顺序的计算
①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目不限的情况下
②A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下
可形成三肽的种类：
可形成三肽的种类：
3×3×3=27种
3×2×1=6种
二、蛋白质的相关计算
【例5】如图表示某种蛋白质中相关基团或氨基酸的数目，该蛋白质中含有 条肽链，
个肽键，R基上共含 个氨基，形成该蛋白质时共脱掉 个水分子
【例6】某链状多肽由22个氨基酸缩合而成。
在某种情况下该多肽被水解成1个四肽，2个三肽，
2个六肽，则这些短肽的游离氨基总数的最小值、
肽键总数及水解成这些短肽所需的水分子总数
分别为 。
【例7】某三十九肽中共有甘氨酸（结构式如图）4个，现用某种水解酶去除其中的甘氨酸，得到4条长短不等的多肽（如图），如将4条多肽总的原子数或结构数与原来多肽进行比较，则肽键数减少 个，C原子数目减少 个，
氨基和羧基分别增加 个，O原子数目减少 个
游离的羧基-R基上的羧基
2
124
15
124
共5条短肽，肽键=3+2×2+2×5
5、17、4
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
肽键
C原子数
氨基、羧基
O原子
39肽
短肽们
39-1
39-4-4
7
8
3
1
甘氨酸×4
多3条链
（39-1）+1×2+R
（39-4-4）+4×2+R
加水断键回基团
【例8】某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸，合成1分子该物质将产生 个水分子，该多肽分子水解后可以产生 个谷氨酸
【例9】经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为 。
甘氨酸 丙氨酸 谷氨酸
3
5
N=氨基酸数+RN
O=肽链数×2+肽键数+RO
=1×2+5+RO
q－p＋1
O=肽链数×2+肽键数+RO
∴肽键数=p-2
N=氨基酸数+RN
=p-1+赖氨酸数
2.下列物质中,有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质,则其中含有的氨基，羧基和肽键的数目依次是( )
(1)NH2-CH2-COOH
(2)NH2-CH2-CH2OH
(3)NH2-CH-CH2-COOH
COOH
(4)NH2-CH-CH2-COOH
(5)NH2-CH-(CH2)4-NH2
NH2
COOH
A.2,2,2 B.3,3,2 C.4,3,3 D.3,4,3
课堂检测
√
3. 如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH” (巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由
m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为
A.(m－3)，18(m－3)＋4
B.(m－4)，18(m－4)
C.(m－2)，18(m－2)＋4
D.m，18m
√
课堂检测
组成 元素
C、H、O、N、（S、Fe）
氨基酸
种类：
通式：
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点：
脱水缩合
多肽
组成蛋白质的氨基酸种类不同
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
组成
基本单位：
形成
导致
21种
至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
核糖体
课堂小结
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
~~~~~~~~~~练习与应用~~~~~~~~~~~~（答案）
一、1. √ × × √
2.A 3.A 4.B
二、
1.食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。
2.（1）5,4,4.（2）略。（3）不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。
3. 必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。