第2節(jié)生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)

1、 生活中，很多食品的包裝上都會標有生活中，很多食品的包裝上都會標有成成分說明分說明，仔細觀察，會發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)、氨基酸是，仔細觀察，會發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)、氨基酸是許多食品的重要成分。許多食品的重要成分。新課導入新課導入 液態(tài)奶生產(chǎn)過程中為保證蛋白質(zhì)指液態(tài)奶生產(chǎn)過程中為保證蛋白質(zhì)指標合格而使用的標合格而使用的“蛋白質(zhì)檢測儀蛋白質(zhì)檢測儀”富含蛋白質(zhì)的食物富含蛋白質(zhì)的食物牛奶牛奶雞肉雞肉豆豆?jié){漿牛牛肉肉食物中的蛋白質(zhì)是怎樣被人體吸收的？食物中的蛋白質(zhì)是怎樣被人體吸收的？ 蛋白質(zhì)在人體內(nèi)經(jīng)過消蛋白質(zhì)在人體內(nèi)經(jīng)過消化，分解為各種氨基酸，才化，分解為各種氨基酸，才可以被吸收、利用?？梢员晃?、利用。第第2 2節(jié)節(jié) 生

2、命活動的主要承擔者生命活動的主要承擔者 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)一、氨基酸及其種類一、氨基酸及其種類二、蛋白質(zhì)的結構及其多樣性二、蛋白質(zhì)的結構及其多樣性三、蛋白質(zhì)的功能三、蛋白質(zhì)的功能 說明氨基酸的結構特點，以及氨說明氨基酸的結構特點，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程?；嵝纬傻鞍踪|(zhì)的過程。概述蛋白質(zhì)的功能和結構。概述蛋白質(zhì)的功能和結構。 認同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。認同蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。 關注蛋白質(zhì)研究進展。關注蛋白質(zhì)研究進展。教學目標教學目標 氨基酸的結構特點，以及氨基酸氨基酸的結構特點，以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。形成蛋白質(zhì)的過程。 蛋白質(zhì)的功能和結構。蛋白質(zhì)的功能和結構。教學重難點教學

3、重難點重點重點氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。 蛋白質(zhì)的結構多樣性的原因。蛋白質(zhì)的結構多樣性的原因。難點難點一、氨基酸及其種類一、氨基酸及其種類1、氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位、氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位氨基氨基羧基羧基側(cè)鏈基團側(cè)鏈基團氨基酸通式氨基酸通式每個氨基酸分子都至少含有一個每個氨基酸分子都至少含有一個氨基（氨基（NH2）和和一個羧基（一個羧基（COOH ），并且都有一個氨基，并且都有一個氨基和一個羧基連在和一個羧基連在一個一個C原子原子上上不同不同的氨基酸分子，具有的氨基酸分子，具有不同的不同的R基基CHNH2CHCOOHCH3CH3CH2亮氨酸亮氨酸CHNH2CO

4、OHCH3丙氨酸丙氨酸CHNH2HCOOH甘氨酸甘氨酸CHNH2CHCOOHCH3CH3纈氨酸纈氨酸 生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸有生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20多種，多種，它們的不同在于它們的不同在于R基的不同?；牟煌?。2、氨基酸的種類、氨基酸的種類氨基酸氨基酸必須氨基酸：必須氨基酸：人體細胞不能合成的人體細胞不能合成的非必須氨基酸：非必須氨基酸：人體細胞能夠合成的人體細胞能夠合成的甲硫氨酸甲硫氨酸 纈氨酸纈氨酸 賴氨酸賴氨酸 異亮氨酸異亮氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 色氨酸色氨酸二、蛋白質(zhì)結構及其多樣性二、蛋白質(zhì)結構及其多樣性氨基酸是如何構成蛋白質(zhì)的？氨基酸是如何構成

5、蛋白質(zhì)的？20種氨基酸又是怎樣構成如此眾多種氨基酸又是怎樣構成如此眾多的蛋白質(zhì)呢？的蛋白質(zhì)呢？CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH氨基酸的結合方式氨基酸的結合方式CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二二肽肽肽鍵肽鍵氨基酸的結合方式：氨基酸的結合方式：脫水縮合脫水縮合肽鍵肽鍵CHCOOHR2HNOH HCCHR1NH2COCHR2HNO二肽二肽H2OH2O氨基酸的結合方式：氨基酸的結合方式：脫水縮合脫水縮合CCHR1NH2COCHR2HNO肽鍵肽鍵二肽二肽CHCOOHR2HNH2O肽鍵肽鍵三三肽肽H2O氨基酸的結合方式：氨基酸的結合方式：脫水縮合脫水縮合氨基酸氨基酸 二肽二

6、肽 三肽三肽 以此類推，由多個氨基酸分子縮合而成的含有以此類推，由多個氨基酸分子縮合而成的含有多個肽鍵的化合物，叫多個肽鍵的化合物，叫多肽多肽（鏈狀）。（鏈狀）。多肽多肽從氨基酸到蛋白質(zhì)有那些結構層次？從氨基酸到蛋白質(zhì)有那些結構層次？一條多肽鏈盤曲折疊成蛋白質(zhì)一條多肽鏈盤曲折疊成蛋白質(zhì) 一條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)一條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)幾條多肽鏈折疊形成蛋白質(zhì)幾條多肽鏈折疊形成蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸 二肽二肽 三肽三肽多肽多肽 20種氨基酸又是怎樣構成如此眾多的種氨基酸又是怎樣構成如此眾多的蛋白質(zhì)呢？蛋白質(zhì)呢？ 先想一想：先想一想：26個英文字母是怎樣構成個英文字母是怎樣構成眾多的單詞來表達

7、意思的？眾多的單詞來表達意思的？多樣性原因多樣性原因a.氨基酸種類多，數(shù)目不同b.氨基酸形成肽鏈時的排列順序多種多樣c.肽鏈盤曲、折疊，形成的空間結構千差萬別蛋白質(zhì)結構蛋白質(zhì)結構蛋白質(zhì)分子結構示意圖蛋白質(zhì)分子結構示意圖某種胰島素空間某種胰島素空間結構示意圖結構示意圖人體組織蛋白酶人體組織蛋白酶球狀蛋白和纖維狀蛋白球狀蛋白和纖維狀蛋白三、蛋白質(zhì)的功能三、蛋白質(zhì)的功能構成生物體：構成生物體：如如結構蛋白結構蛋白催化作用：催化作用：如如酶酶運輸作用：運輸作用：如如載體蛋白載體蛋白調(diào)節(jié)作用：調(diào)節(jié)作用：如如胰島素生長素胰島素生長素免疫作用：免疫作用：如如免疫球蛋白、抗體免疫球蛋白、抗體 結構蛋白：結構蛋

8、白：許多蛋白質(zhì)是構成細胞和生物體許多蛋白質(zhì)是構成細胞和生物體結構的重要物質(zhì)。結構的重要物質(zhì)。 如如羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是的成分主要是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。 催化作用：催化作用：細細胞內(nèi)的胞內(nèi)的化學反應離化學反應離不開酶不開酶的催化。的催化。 絕大多數(shù)酶都是絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。胃蛋白酶結晶胃蛋白酶結晶絲氨酸蛋白酶絲氨酸蛋白酶 運輸作用：運輸作用：有些蛋白質(zhì)具有運輸載有些蛋白質(zhì)具有運輸載體的功能。體的功能。 如如血紅蛋白、載體蛋白血紅蛋白、載體蛋白。血紅蛋白結構示意圖血紅蛋白結構示意圖 調(diào)節(jié)作用：調(diào)節(jié)作用：有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)機體生命活動。有些蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)

9、機體生命活動。 如如胰島素胰島素。胰島素空間結構示意圖胰島素空間結構示意圖免疫功能：免疫功能：有些蛋白質(zhì)可以幫助人體抵御病菌、病毒。有些蛋白質(zhì)可以幫助人體抵御病菌、病毒。 如如抗體抗體?？贵w結構示意圖抗體結構示意圖種類：種類：20種種必需氨基酸：必需氨基酸：8種種非必需氨基酸：非必需氨基酸：12種種通式：通式：CHCH2NOHOR特點：特點：至少有一個至少有一個NH2和一個和一個COOH連在同一個連在同一個C原子上原子上氨基酸氨基酸課堂小結課堂小結多肽多肽組成蛋白質(zhì)的氨基酸不同組成蛋白質(zhì)的氨基酸不同氨基酸的數(shù)目不同氨基酸的數(shù)目不同氨基酸排列順序不同氨基酸排列順序不同多肽的空間結構不同多肽的空間

10、結構不同折折疊疊盤盤旋旋蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結構多樣結構多樣性性功能多樣功能多樣性性構成生物體，如結構蛋白構成生物體，如結構蛋白運輸作用，如血紅蛋白運輸作用，如血紅蛋白催化作用，如酶催化作用，如酶調(diào)節(jié)作用，如胰島素調(diào)節(jié)作用，如胰島素免疫作用，如抗體免疫作用，如抗體 （2008 天津理綜）天津理綜）下列關于蛋白質(zhì)和氨基酸的下列關于蛋白質(zhì)和氨基酸的敘述，正確的有（敘述，正確的有（ ） A. 具有生物催化作用的酶都是由氨基酸組成具有生物催化作用的酶都是由氨基酸組成 B. 高等動物能合成生命活動所需的高等動物能合成生命活動所需的20種氨基酸種氨基酸 C. 細胞中氨基酸種類和數(shù)量相同的蛋白質(zhì)是同細胞中氨基酸種類

11、和數(shù)量相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)一種蛋白質(zhì) D. 在胚胎發(fā)育過程中，基因選擇性表達，細在胚胎發(fā)育過程中，基因選擇性表達，細胞會產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)胞會產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)D高考鏈接高考鏈接 解析：考察蛋白質(zhì)的相關知識。構成蛋白質(zhì)解析：考察蛋白質(zhì)的相關知識。構成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，人體所需要的氨基酸共的基本單位是氨基酸，人體所需要的氨基酸共20種，其中有種，其中有8種是人體不能合成的，必須從食物種是人體不能合成的，必須從食物中獲得，成為必需氨基酸。酶的主要成分是蛋白中獲得，成為必需氨基酸。酶的主要成分是蛋白質(zhì)，還有少量質(zhì)，還有少量RNA。蛋白質(zhì)具有多樣性，其原因。蛋白質(zhì)具有多樣性，其原因是構成蛋白質(zhì)的

12、氨基酸的種類、排列順序、數(shù)量是構成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、排列順序、數(shù)量以及肽鏈的空間結構不同。在細胞分化的過程中，以及肽鏈的空間結構不同。在細胞分化的過程中，基因選擇性表達，形成不同的基因選擇性表達，形成不同的mRNA和不同的蛋和不同的蛋白質(zhì)。白質(zhì)。 （2007 江蘇卷）下列不屬于植物體內(nèi)蛋白江蘇卷）下列不屬于植物體內(nèi)蛋白質(zhì)功能的是（質(zhì)功能的是（ ） A. 構成細胞膜的主要成分構成細胞膜的主要成分 B. 催化細胞內(nèi)化學反應的酶催化細胞內(nèi)化學反應的酶 C. 供給細胞代謝的主要能源物質(zhì)供給細胞代謝的主要能源物質(zhì) D. 根細胞吸收礦物質(zhì)元素的載體根細胞吸收礦物質(zhì)元素的載體C解析：考察蛋白質(zhì)的主要功能

13、。解析：考察蛋白質(zhì)的主要功能。 1. 下列物質(zhì)中，有的是組成人體的氨基酸，有的不是，下列物質(zhì)中，有的是組成人體的氨基酸，有的不是，若將其中構成人體的氨基酸縮合成化合物，則其含有的氨若將其中構成人體的氨基酸縮合成化合物，則其含有的氨基、羧基和肽鍵數(shù)目是（基、羧基和肽鍵數(shù)目是（ ） NH2-CH2-COOH NH2-CH2-CH2OH NH2-CH-CH2-COOH NH2-CH2-CH-COOH NH2-CH-(CH2)4-COOHCOOHCOOHCOOH A. 3、3、2 B. 4、3、3 C. 1、3、2 D. 3、4、2C課堂練習課堂練習 2. 某種蛋白質(zhì)由兩條多肽鏈構成，共有肽鍵某種蛋白

14、質(zhì)由兩條多肽鏈構成，共有肽鍵500個，縮合成兩條肽鏈的氨基酸分子數(shù)和生成的水分個，縮合成兩條肽鏈的氨基酸分子數(shù)和生成的水分子數(shù)分別為（子數(shù)分別為（ ） A. 498、498 B. 500、500 C. 502、500 D. 501、500 3. 下列關于蛋白質(zhì)的敘述不正確的是（下列關于蛋白質(zhì)的敘述不正確的是（ ） A. 促使淀粉水解為麥芽糖的酶是蛋白質(zhì)；促使淀粉水解為麥芽糖的酶是蛋白質(zhì)； B. 蛋白質(zhì)是許多核苷酸分子相互連接而成的；蛋白質(zhì)是許多核苷酸分子相互連接而成的； C. 有的蛋白質(zhì)是構成細胞和生物體的重要物質(zhì)；有的蛋白質(zhì)是構成細胞和生物體的重要物質(zhì)； D. 有的蛋白質(zhì)是調(diào)節(jié)細胞和生物體新

15、陳代謝的重有的蛋白質(zhì)是調(diào)節(jié)細胞和生物體新陳代謝的重 要物質(zhì)。要物質(zhì)。CB 5. 血液中的血紅蛋白和肌肉中的肌蛋白結構不血液中的血紅蛋白和肌肉中的肌蛋白結構不相同的原因是（相同的原因是（ ） A. 所含氨基酸種類不同所含氨基酸種類不同 B. 所含氨基酸數(shù)量不同所含氨基酸數(shù)量不同 C. 所含氨基酸的排列順序不同所含氨基酸的排列順序不同 D. 所含氨基酸種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)所含氨基酸種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結構不同的空間結構不同 4. 在人體的消化道中，要將一個由在人體的消化道中，要將一個由4條肽鏈共條肽鏈共288個氨基酸組成的蛋白質(zhì)分子徹底消化，需要消個氨基酸組成的蛋白質(zhì)分子徹底

16、消化，需要消耗的水分子個數(shù)是耗的水分子個數(shù)是（ ） A. 284 B. 287 C. 288 D. 289AD一、基礎題一、基礎題1.（1）；（；（2）2. A 3. B習題答案習題答案二、拓展題二、拓展題 提示：提示：紅細胞中的蛋白質(zhì)和心肌細胞紅細胞中的蛋白質(zhì)和心肌細胞中的蛋白質(zhì)，氨基酸的種類、數(shù)量和排列中的蛋白質(zhì)，氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序以及蛋白質(zhì)的分子結構都不同，它們順序以及蛋白質(zhì)的分子結構都不同，它們的功能也不相同。的功能也不相同。課外拓展閱讀課外拓展閱讀早在早在1948年，英國生物化學家桑格就選擇年，英國生物化學家桑格就選擇了一種分子量小，但具有蛋白質(zhì)全部結構特征了一種分子量小，

17、但具有蛋白質(zhì)全部結構特征的牛胰島素作為實驗的典型材料進行研究。于的牛胰島素作為實驗的典型材料進行研究。于1952年搞清了牛胰島素的年搞清了牛胰島素的G鏈和鏈和P鏈上所有氨基鏈上所有氨基酸的排列次序以及這兩個鏈的結合方式。次年，酸的排列次序以及這兩個鏈的結合方式。次年，他宣布破譯出由他宣布破譯出由17種種51個氨基酸組成的兩條多個氨基酸組成的兩條多肽鏈牛胰島素的全部結構。這是人類第一次搞肽鏈牛胰島素的全部結構。這是人類第一次搞清一種重要蛋白質(zhì)分子的全部結構。桑格也因清一種重要蛋白質(zhì)分子的全部結構。桑格也因此榮獲此榮獲1958年諾貝爾化學獎。年諾貝爾化學獎。 最早人工合成牛胰島素最早人工合成牛胰島

18、素從從1958年開始，中國科學院上海生物化學年開始，中國科學院上海生物化學研究所、中國科學院上海有機化學研究所和北研究所、中國科學院上海有機化學研究所和北京大學生物系三個單位聯(lián)合，以鈕經(jīng)義為首，京大學生物系三個單位聯(lián)合，以鈕經(jīng)義為首，由龔岳亭、鄒承魯、杜雨花、季愛雪、邢其毅、由龔岳亭、鄒承魯、杜雨花、季愛雪、邢其毅、汪猷、徐杰誠等人共同組成一個協(xié)作組，在前汪猷、徐杰誠等人共同組成一個協(xié)作組，在前人對胰島素結構和肽鏈合成方法研究的基礎上，人對胰島素結構和肽鏈合成方法研究的基礎上，開始探索用化學方法合成胰島素。經(jīng)過周密研開始探索用化學方法合成胰島素。經(jīng)過周密研究，他們確立了合成牛胰島素的程序。究，他們確立了合成牛胰島素的程序。我國自行研制人工合成牛胰島素我國自行研制人工合成牛胰島素第一步，先把天然胰島素拆成兩條鏈，再第一步，先把天然胰島素拆成兩條鏈，再把它們重新合成為胰島素，并于把它們重新合成為胰島素，并于1959年突破了年突破了這一難題，重新合成的胰島素是同原來活力相這一難題，重新合成的胰島素是同原來活力相同、形狀一樣的結晶。第二步，在合成了胰島同、形狀一樣的結晶。第二步，在合成了胰島素的兩條鏈后，用人工合成的素的兩條鏈后，用人工合成的B鏈同天然的鏈同天然的鏈相連接。這種牛胰島素的半合成在鏈相連接。這種牛胰島素的半合成在1964年獲年獲得成功。第三步，