生命活动的主要承担者蛋白质

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,2.1,氨基酸及其种类,-,蛋白质的基本单位,讨论,1.,这些氨基酸的结构具有什么共同特点？,2.,“,氨基酸,”,这一名词与其分子结构有对应关系吗？,观察,-,思考,-,交流,2.1.1,氨基酸通式及特点,1.,氨基酸的结构,特点,每种氨基酸分子,至少都含,有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基,连接在同一个碳原子,上。,R,不同氨基酸种类不同,.,2.,对应关系,“,氨基酸,”,代表了氨基酸分子结构中主要的部分氨基和羧基。,？,你会写出氨基酸通式吗？你会说出氨基酸的结构特点吗？如果,R,为,:,C,4,H,9,O,2,N,1,。则该氨基酸,C,为,_H,为,_O,为,_N,为,_,2,+,4,4,+,9,2,+,1,1,+1,2.1.2,与生活的联系,必需氨基酸：,8,种,(,异,亮,、甲,硫,、撷、赖、苯,丙,、亮、色、苏,),非必需氨基酸：,12,种,讨论,:,3,为什么有些食品要添加某些氨基酸？,提示：,因为氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在人体内约有,20,种氨基酸，其中有,8,种是人体需要而不能自己合成的，必须从外界环境获得，如赖氨酸、苯丙氨酸等，它们被称为必需氨基酸。所以有些食品中要添加赖氨酸或苯丙氨酸等人体必需的氨基酸。,2.2,蛋白质的结构及其多样性,?,氨基酸是怎样形成蛋白质,?,蛋白质多样性的原因有哪些,?,思考与讨论,(P22),1,观察图,2-4,从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？,2,进人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，得经过怎样的过程才能变为人体的蛋自质？人体的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？,2.2,蛋白质的结构及其多样性,1.,提示：氨基酸二肽三肽,多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。,2.,提示：食物中的蛋白质要经过,胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶,等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样，具有完成人体生命活动的结构和功能。,！,观察,想像,思考,叙说,2.2.1.,二肽的形成：,问题：,n,个氨基酸形成一条肽链时，脱掉几个水分子？形 成几个肽键？如果,n,个氨基酸形成,m,条肽链呢？,注意：,脱水缩合,肽键,二肽,多肽,(,链,),2.2,蛋白质的结构及其多样性,氨基酸来忙得欢，左手氨基右羧基。,两两见面二合一，你出羧基我氨基。,脱水缩合,一分水，,肽键,连接成,二肽,。,n,个氨基酸形成一条肽链时，脱掉,n-1,个水分子，形成,n-1,个肽键。,同理，,n,个氨基酸形成,m,条肽链时，脱掉,?,个水分子，形成,?,个肽键。,一条肽链的两端有不同结构和性质：,一条肽链的两端有不同结构和性质：,一端的氨基酸残基带有游离氨基，称,氨基端,。,另一端的氨基酸残基带有游离羧基，称,羧基端,。,2.2,蛋白质的结构及其多样性,？,这段肽链至少有多少个氨基和多少个羧基？,另外如果还有氨基和羧基应该在哪里？,若两条这样的肽呢？,2.2,蛋白质的结构及其多样性,是指肽链中,氨基酸的排列顺序,是指邻近几个氨基酸形成的,一定的结构形状,。,是指,整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状,。如纤维蛋白和球状蛋白。,是指,各条肽链之间的位置和结构,。所以，四级结构只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质,螺旋,折叠,二级结构,一级结构,三级结构,四级结构,2.2.2.,蛋白质的形成：,血红蛋白质的三级结构和四级结构,2.2.2.,蛋白质的形成：,2.2,蛋白质的结构及其多样性,亚铁血红素,基团,扭曲,折叠 的多肽,血红蛋白是一个含有两种不同亚基的,四聚体,，由,两条,链,和,两条,链,组成。血红蛋白的,每一个亚基都含有一个血红素辅基,。,链由,141,个氨基酸组成，,链由,146,个氨基酸组成，各自都有,一定的排列次序,。血红蛋白分子中四条链,各自折叠卷曲,形成三级结构，再通过分子表面的一些次级键的结合而联系在一起，互相凹凸相嵌排列，形成一个,四聚体的功能单位,亚铁血红素,基团,扭曲,折叠 的多肽,思考与讨论,(P22),3,如果用,20,个不同的字母分别代表,20,种氨基酸，若写出,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：一个蛋自质分子往往含有成百上千个氨基酸）。,2.2,蛋白质的结构及其多样性,3.,提示：,10,个氨基酸能够组成,20,10,条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质空间结构的不同是蛋白质多种多样的原因。,2.2.3.,蛋白质结构的多样性：,2.2.4.,与生活的联系：,2.2,蛋白质的结构及其多样性,种类,不同、,盐析：,(,界定、性质,),热变性：,(,界定、性质,),数目,成百上千、,排列次序,千变万化、,空间结构,千差万别,蛋白质功能的多样性,举例,类别,功能,唾液淀粉酶,催化蛋白,蹄、角、毛,结构蛋白,阻遏蛋白,调控蛋白,调控细胞生长、分化、遗传信息的表达,肌球蛋白、肌动蛋白,鞭毛蛋白、纤毛蛋白,运动蛋白,血红蛋白、血蓝蛋白,脂蛋白,运输蛋白,胰岛素,调节蛋白,抗体,防御蛋白,味觉蛋白,受体蛋白,？,蛋白质功能的多样性与结构的关系，体现的生物观点是什么？,讨论,:,2,你知道蛋白质在生命活动中的主要作用有哪些？,交流,:,2.,提示：有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质能够调节生命活动，如胰岛素；有些蛋白质有催化作用，如绝大多数酶都是蛋白质；有些蛋白质具有运输载体的功能，如红细胞中的血红蛋白；有些蛋白质有免疫功能，如人体内的抗体。,1,许多蛋白质是,构成,细胞和生物体,结构的,重要物质,结构蛋白,。,如：羽毛、肌肉、头发、蛛丝等,2.3,蛋白质的功能,2,许多蛋白质是,调节,细胞和生物体,功能的,重要物质,功能蛋白,。,如：载体、激素、酶、抗体等,总之，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。,有关蛋白质的计算,氨基酸数,肽键 数,脱去水 分子数,氨基,羧基,一条肽链,n,m,条肽链,n,脱去水分子数,?,肽键数,?,氨基酸数,?,肽链数,蛋白质的分子量,=,氨基酸数,?,氨基酸平均分子量,?,18,?,失水分子数,氨基酸,数,肽键 数,脱去水 分子数,氨基,羧基,一条肽链,n,n-1,n-1,至少,1,个,至少,1,个,m,条肽链,n,n-m,n-m,至少,m,个,至少,m,个,脱去水分子数,=,肽键数,=,氨基酸数,肽链数,蛋白质分子量,=,氨基酸数,氨基酸平均分子量,18,失水分子数,有关血红蛋白的计算,氨基酸数,肽键数,脱去水分子数,氨基,羧基,4,条肽链,574,蛋白质的分子量,=,第,2.2,节 生命活动的主要承担者,蛋白质,本节聚焦,:,1.,氨基酸的结构有什么特点,?,2.,为什么细胞中蛋白质的种类如此多样,?,3.,为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者,?,小结：,练习：,P24,基础题,1.,（,1,）；（,2,）。,2.A,。,3.B,。,拓展题,提示：红细胞中的蛋白质和心肌细胞中的蛋白质，其氨基酸的,种类,、,数量,和,排列顺序,以及蛋白质分子的,空间结构,都不同，它们的功能也不相同。,科学史话：,世界上第一个人工合成蛋白质的诞生,科学前沿：,国际人类蛋白质组计划,补充阅读,实践经验告诉我们，吃鸡蛋前要将鸡蛋煮熟，并且知道煮熟的鸡蛋，蛋白会变成固态，不再溶于水；实践经验还告诉我们，为了防止病人不受感染，必须对医疗器具进行消毒。我们为什么要对鸡蛋和医疗器具进行这样的处理？或者说这样处理的根据是什么呢？从生化观点来看，是利用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，从而造成蛋白质分子原有的理化性质和生物活性的改变。这种现象在生物化学上叫做,蛋白质的变性,。,能使,蛋白质变性的因素,很多，化学因素有强酸、强碱、重金属离子，以及某些弱酸、尿素、酒精、丙酮等；物理因素有加热（,70,100,）、剧烈振荡或搅拌、超声波、强磁、紫外线照射及,X,射线等。,蛋白质变性后首先是失去其原有的生物活性,，如酶失去催化能力、激素失去激素活性等。蛋白质生物活性的丧失是蛋白质变性的主要特征。,变性后的蛋白质还表现出各种理化性质的改变,，如溶解度降低，易形成沉淀析出。此外，还有结晶能力丧失，球状蛋白分子形状改变等。,补充阅读,从蛋白质本身结构看，肽链变得松散，易被蛋白水解酶消化，因此，一般认为，,蛋白质在体内消化的第一步是蛋白质的变性,。,蛋白质变性在实际应用上具有重要意义,。在临床工作中经常应用酒精、加热、紫外线等来消毒、杀菌，这实际上也就是利用这些手段，使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。在化验工作中常用钨酸或三氯醋酸使血液中的蛋白质变性沉淀，然后取其滤液进行血液中非蛋白化合物的分析。在急救重金属盐中毒时也常常利用蛋白质的这一特性。例如，汞中毒时，早期可以服用大量乳制品或鸡蛋清，使蛋白质在消化道中与汞盐结合成变性的不溶解物，以阻止有毒的汞离子吸收入体内，然后再设法将沉淀物自胃中洗出。,一般认为蛋白质的变性作用，主要是蛋白质分子的空间结构发生了改变,。因为蛋白质分子是通过氢键、离子键等，使蛋白质形成一定的空间构型的，而促使变性的理化因素可使氢键、离子键等断裂，这时，蛋白质分子就从原来有序的卷曲的紧密结构变为无序的松散的伸展结构。但在变性过程中，蛋白质分子中的肽键并未断裂，它的化学组成也没有改变，,也就是说，蛋白质分子的一级结构并没有改变。,补充阅读,蛋白质的变性作用如果不过于激烈,，蛋白质分子的内部结构变化不大，,变性就是可逆的,。例如，胃蛋白酶加热到,80,100,时会失去溶解性，并丧失消化蛋白质的能力，但如果再将温度降到,37,，它会恢复溶解性与消化蛋白质的能力。,蛋白质的变性作用并不都是可逆的,，随着变性时间的增加，条件的加剧，变性的程度也会加深，如豆腐就是大豆蛋白在煮沸和加盐的条件下形成的变性蛋白的凝固体。这样的变性作用是不可逆的。,由于蛋白质的变性作用具有上述条件和特点，在,制备蛋白质和酶制剂，以及进行蛋白质的操作时，应注意,保持低温，并避免强酸、强碱、重金属盐类，以及震荡等情况发生；相反，在需要去掉不必要的蛋白质时，则可利用蛋白质的变性作用使之沉淀而除去。,