(共37张PPT)
第4节
蛋白质是生命活动的主要承担者
归纳概括氨基酸的结构通式，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。
说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。
阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。
问题探讨
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。
讨论：
问题探讨
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。
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。
一、蛋白质的功能
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
【阅读书本P28-29，思考下列问题】
①蛋白质的功能
②蛋白质的功能举例
③蛋白质的功能多样性的原因
O2分子
一、蛋白质的功能
蛋白质是细胞的基本组成成分，具有组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能 。细胞的各项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、蛋白质的功能
一、蛋白质的功能
肌肉纤维
黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
胃蛋白酶结晶
血红蛋白示意图
与抗原结合的某种抗体
⑤免疫功能
①参与组成细胞结构
②催化功能
③运输功能
④调节功能
2.蛋白质的功能举例
一、蛋白质的功能
一、蛋白质的功能
②催化作用：
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。
酶
一、蛋白质的功能
一、蛋白质的功能
胰岛素
黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
一、蛋白质的功能
一、蛋白质的功能
蛋白质能够承担如此多样的功能，这与蛋白质的多样性有关。
人体内有数万种不同的蛋白质。
据统计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种。
3.蛋白质的功能多样性的原因
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
【阅读书本P5-8，思考下列问题】
①氨基酸的组成元素是什么？
②氨基酸的结构具有什么共同的特点？
③不同氨基酸的区别是什么？
④“氨基酸”这一名词与其分子结构有怎样的对应关系？
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
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。
1.氨基酸的结构
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
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
观察下列几种氨基酸的结构。
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。
1.氨基酸的结构
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
C
OH
O
N
H
H
—NH2
—COOH
认识氨基：
N
H
H
N
H
H
N
H
H
C
OH
O
C
HO
O
C
HO
O
基团前面的“—”必须写出来！！！
1.氨基酸的结构
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
（1）组成元素：
一定有C、H、O、N，有的含S等
甲硫氨酸
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
1.氨基酸的结构
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
（2）结构通式：
C
H
COOH
R
H2N
氨基
羧基
侧链基团
H
C
1.氨基酸的结构
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
（1）组成元素：
一定有C、H、O、N，有的含S等
（2）结构通式：
至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)
总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上
（3）结构特点
1.氨基酸的结构
H
C
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
2.氨基酸的种类
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1. 下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ） A．NH2-CH2-COOH
B．NH2-CH2-CH2OH
C.
D.
A
方法：
“一看”：是否有氨基和羧基；
“二看”：是否有一个-NH2和一个-COOH连在同一个“C”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
【对点练习】
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
【对点练习】
A
3. 谷氨酸的R基为—C3H5O2，1个谷氨酸分子含有的C、H、O、N原子数依次是（ ）
A.5、9、4、1 B. 4、8、5、1 C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1
A
三、蛋白质的结构及其多样性
C
H
COOH
R2
H
N
二肽
OH
C
H
R1
H2N
C
O
H
肽键
H2O
1、脱水缩合：
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
三、蛋白质的结构及其多样性
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
二肽
肽键
三肽
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
三、蛋白质的结构及其多样性
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
2. 肽链盘曲折叠形成蛋白质
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
三、蛋白质的结构及其多样性
3.氨基酸形成蛋白质的过程（以血红蛋白的形成为例）
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
四条肽链聚集形成复杂空间结构
三、蛋白质的结构及其多样性
4. 蛋白质的多样性
蛋白质结构多样性
氨基酸的数目不同，
构成的肽链不同
氨基酸的种类不同，
构成的肽链不同
氨基酸排列顺序不同，
构成的肽链不同
肽链的盘曲折叠方式及其形成的
空间结构不同，构成的蛋白质不同
三、蛋白质的结构及其多样性
5.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？
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
【对点练习】
1．(不定项)朊病毒是能侵染动物并在宿主细胞内生存的一类蛋白质。疯牛病是由朊病毒蛋白(PrP)引起的一种人和动物的神经退行性病变，PrP的构象有两种，即正常型和感染型，这两种PrP构象的比较如下表所示。下列叙述正确的是( )
ACD
三、蛋白质的结构及其多样性
A．在实验室中，可用特定的动物活细胞来培养朊病毒
B．正常型与感染型的PrP的生物学功能是相同的
C．PrP的正常型与感染型的差异是由肽链的盘曲、折叠方式不同造成的
D．PrP的正常型与感染型的差异与氨基酸的种类和数量没有关系
【对点练习】
2．细菌内环状肽的形成一般是先合成线性的肽链，再由多肽连接酶催化肽链首尾相连形成。下图是某种细菌内形成环状三十肽的部分过程示意图，下列相关叙述正确的是( )
D
三、蛋白质的结构及其多样性
A．肽链一形成肽链二的过程中有水的生成
B．多肽连接酶催化形成的环状三十肽中有29个肽键
C．该环状肽在细菌的细胞核中合成
D．该环状肽中氨基酸的种类、排列顺序会影响其功能
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。
1.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。
(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。
1.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。
2.蛋白质的盐析、水解和变性
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。课时分层训练(六) 蛋白质是生命活动的主要承担者
知识点1 蛋白质的功能
1．蛋白质是生命活动的主要承担者。下面列举了不同种类的蛋白质及其功能，错误的是( )
A．抗体——免疫作用
B．胃蛋白酶——调节作用
C．血红蛋白——运输作用
D．唾液淀粉酶——催化作用
B [抗体体现了蛋白质的免疫功能，A正确；胃蛋白酶催化蛋白质水解，体现了蛋白质的催化功能，B错误；血红蛋白可以运输氧气，体现了蛋白质的运输功能，C正确；唾液淀粉酶催化淀粉水解，体现了蛋白质的催化功能，D正确。]
2．蛋白质是生命活动的主要承担者。下列关于蛋白质的叙述正确的是( )
A．羽毛、头发、蛛丝、小麦种子等的成分主要是蛋白质
B．蛋白质的盘曲折叠被打开时，其特定功能不会发生改变
C．蛋白质的不同是构成它们的单体结构不同造成的
D．蛋白质功能的多样性与其结构的多样性密不可分
D [小麦种子的成分主要是淀粉，A错误；蛋白质的盘曲折叠被打开时，结构发生改变，其特定功能也会发生改变，B错误；蛋白质的不同是构成蛋白质的单体氨基酸的种类、数目、排列顺序，以及形成蛋白质的空间结构不同造成的，C错误；蛋白质功能的多样性与其结构的多样性密不可分，D正确。]
知识点2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3．下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是( )
B [A、C、D中羧基和氨基没有连在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸，A、C、D错误；B中羧基、氨基和H连在同一个碳原子上，是组成蛋白质的氨基酸，B正确。]
4．下列关于人体必需氨基酸和非必需氨基酸的说法中，正确的是( )
A．必需氨基酸是指必须在人体内合成的氨基酸
B．非必需氨基酸只来自细胞内的合成
C．评价食物中蛋白质成分的营养价值时，常以必需氨基酸的种类和含量为标准
D．成人体内必需氨基酸有9种
C [必需氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从外界吸收的氨基酸；非必需氨基酸既可来自细胞内合成，也可来自食物，A、B错误。成人体内必需氨基酸有8种，D错误。]
知识点3 蛋白质的结构及其多样性
5．下图为有关蛋白质分子的概念图，下列有关图示的分析，错误的是( )
A．一个多肽中a的种类一定有21种
B．①过程的发生通过脱水缩合实现
C．b的名称为肽键
D．蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的原因
A [多肽的基本组成单位是氨基酸，一个多肽中不一定含有21种氨基酸，A错误；题图中①过程为氨基酸形成多肽的过程，通过脱水缩合反应实现，B正确；b为多肽中的肽键，C正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的原因，D正确。]
6．下列关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是( )
A．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合
B．组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合
C．不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同
D．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能
A [不同蛋白质的氨基酸之间的连接方式相同，都是通过脱水缩合反应由肽键连接形成肽链，A错误；不同的蛋白质，其氨基酸的种类、数目、排列顺序可能不同，因而在合成蛋白质时，氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合，B正确；组成蛋白质的氨基酸有21种，不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同，C正确；唾液淀粉酶和胰淀粉酶的结构不同，但它们却具有相似的功能，都能催化淀粉水解，D正确。]
7．下图为某多肽分子，下列相关叙述不正确的是( )
A．该多肽形成时脱去4个水分子
B．该多肽分子中只有一个氨基和一个羧基
C．该多肽分子由4种氨基酸构成
D．该多肽不能与双缩脲试剂反应产生紫色
D [该氨基酸脱水缩合形成的化合物是五肽，形成时脱去4个水分子，A正确；形成该多肽的氨基酸的R基没有氨基和羧基，因此该多肽分子中只有一个氨基和一个羧基，B正确；该多肽的第二个和第三个氨基酸的R基相同，均为—H，其余不相同，因此该多肽分子由5个共4种氨基酸构成，C正确；双缩脲试剂是检测肽键的，该多肽含有4个肽键，可以与双缩脲试剂反应产生紫色，D错误。]
8．烫发时，先用还原剂使头发角蛋白的二硫键断裂，再用卷发器将头发固定形状，最后用氧化剂使角蛋白在新的位置形成二硫键。这一过程改变了角蛋白的( )
A．空间结构 B．氨基酸种类
C．氨基酸数目 D．氨基酸排列顺序
A [烫发时，头发角蛋白的二硫键断裂，在新的位置形成二硫键，故这一过程改变了角蛋白的空间结构，A正确；该过程中，肽键没有断裂，氨基酸种类没有增多或减少，B错误；该过程中，氨基酸数目没有改变，C错误；该过程中，只发生了二硫键断裂，蛋白质的空间结构改变，故氨基酸排列顺序没有改变，D错误。]
9．二硫键(—S—S—)是蛋白质中连接两条肽链的一种化学键。下图是由51个氨基酸组成的某种胰岛素的示意图，对其叙述正确的是( )
A．胰岛素起信息传递的作用，不能调节机体的生命活动
B．该胰岛素分子加热后不能与双缩脲试剂发生紫色反应
C．该胰岛素分子至少含有51个氨基
D．合成该胰岛素分子时相对分子质量减少888
D [胰岛素是信息分子，可以传递信息，能对机体的生命活动作出调节，A错误；在碱性条件下，肽键与铜离子形成紫色络合物，胰岛素加热后变性依然存在肽键，还可以与双缩脲试剂发生紫色反应，B错误；每个肽链至少含有一个氨基，该胰岛素由两条肽链构成，至少含有2个氨基，C错误；该胰岛素分子由两条肽链构成，脱水减少的相对分子质量为(51－2)×18＝882，每个二硫键脱去两个H，一共3个二硫键，相对分子质量减少888，D正确。]
10．科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述，正确的是( )
A．该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同
B．该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成
C．该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
D．高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性
B [该蛋白的基本组成单位是氨基酸，与天然蜘蛛丝蛋白的基本单位相同，A错误；氨基酸是组成蛋白质的基本单位，该蛋白的肽链由氨基酸经过脱水缩合反应通过肽键连接而成，B正确；该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误；高温可改变该蛋白的空间结构，从而改变其韧性，但不会改变其化学组成，D错误。]
11．蛋白质分子是由氨基酸首尾相连而成的共价多肽链，但是天然的蛋白质分子并不是走向随机的松散多肽链。每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构(三维结构)，这种三维结构通常被称为蛋白质的构象。回答下列问题：
(1)在人体中，蛋白质的基本组成单位是______，约________种，其结构通式是___________________________________________________。
(2)蛋白质构象多样的直接原因：________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)检测无色溶液中是否含有蛋白质所用的试剂是___________________；检测样品中是否含有某种特定的蛋白质(例如检测是否被某病毒感染)，一般依据的原理是_____________________________________。
(4)上一问体现了蛋白质在免疫方面的应用，除此之外蛋白质的功能还体现在哪些方面？______________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________(至少写出2点)。
解析：(1)人体中蛋白质的基本组成单位是氨基酸，约21种；每个氨基酸至少含有一个羧基和一个氨基，并都有一个氨基和一个羧基连接在同一个中心碳原子上，结构通式为。(2)氨基酸脱水缩合形成多肽链，这个过程中会因为氨基酸的种类、数目和排列顺序不同形成不同多肽链，进而形成不同的蛋白质，相同的多肽链如果盘曲折叠的方式不同，也会形成不同的蛋白质。(3)检测蛋白质的有无可用双缩脲试剂；利用抗原和抗体特异性结合可以检测特定的蛋白质。(4)蛋白质有构成细胞和生物体、催化、运输、调节、免疫等作用。
答案：(1)氨基酸 21 (2)氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，以及肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样 (3)双缩脲试剂 抗原和抗体特异性结合 (4)结构蛋白是构成细胞和生物体的重要物质；有些蛋白质能够调节机体的生命活动；有些蛋白质具有运输功能；有些蛋白质可以起催化作用
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