2019-2020年高一生物 1.1.3第三節(jié)有機化合物及生物大分子蛋白質(zhì)教案 浙教版必修1一、教學(xué)目標(biāo)【知識目標(biāo)】1了解蛋白質(zhì)的功能。2了解蛋白質(zhì)是一種高分子化合物，它的元素組成。了解蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸的種類和結(jié)構(gòu)特點。理解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)（氨基酸連接成多肽的方式及其不同的空間結(jié)構(gòu)）。3理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的相互關(guān)系。4掌握生物組織中的蛋白質(zhì)檢測方法?！灸芰δ繕?biāo)】1通過理解蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的層次性及多樣性，培養(yǎng)學(xué)生化繁為簡的學(xué)習(xí)能力，空間想象能力。通過學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的組成，進而加深對多糖、核酸等生物大分子的理解。2通過聯(lián)系數(shù)學(xué)、化學(xué)等知識來理解蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)及其多樣性，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科綜合分析問題的能力。3通過“生物組織的中蛋白質(zhì)檢測”，鍛煉學(xué)生的動手能力?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】1通過理解蛋白質(zhì)分子功能多樣性，讓學(xué)生真切感悟到“蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者”。2通過理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的相互關(guān)系，讓學(xué)生理解“結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)”的生物學(xué)基本觀點。二、教材分析【教材的地位作用】本節(jié)課的主要內(nèi)容包括蛋白質(zhì)的含量、檢測、元素組成、基本組成單位以及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的多樣性。本節(jié)課的重點和難點是氨基酸的結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)通式以及氨基酸如何脫水縮合形成肽鏈。通過認(rèn)識蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點，可以讓學(xué)生理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的基本生物學(xué)觀點。與實際生活、科技聯(lián)系是本節(jié)的一個特點，要注意學(xué)生理論聯(lián)系實際。通過蛋白質(zhì)的用途的介紹，使學(xué)生感到生物是身邊的科學(xué)、生物科學(xué)無處不在。 生物科學(xué)是一門認(rèn)識生命活動規(guī)律和探索生命本質(zhì)的科學(xué)，應(yīng)該從研究生命的分子和細(xì)胞開始。蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，恩格斯就曾說過“生命是蛋白質(zhì)的存在方式，這種存在方式本質(zhì)上就在于蛋白質(zhì)化學(xué)成分的不斷自我更新”，可見蛋白質(zhì)這一內(nèi)容在本章甚至與本書中占有重要的地位。這部分內(nèi)容安排在第一冊教材的第一章，也是為后面的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜的成分含蛋白質(zhì)；核糖體是蛋白質(zhì)的合成場所；染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA組成；細(xì)胞分裂間期要先完成DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成；生物體內(nèi)一系列的生化反應(yīng)都需要酶的參與，而絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)；生命活動調(diào)節(jié)需要激素，有些激素是蛋白質(zhì)；如何通過實驗排除蛋白質(zhì)作為遺傳物質(zhì)的可能性等等。因為其與生活、社會、科學(xué)聯(lián)系相當(dāng)緊密（蛋白質(zhì)的研究是繼基因研究后一個新興研究領(lǐng)域），也成了高考改革以來一個熱點?！窘虒W(xué)重難點】1教學(xué)重點：氨基酸的結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)通式以及多肽的形成；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性和功能多樣性；生物組織中的蛋白質(zhì)檢測。2教學(xué)難點：理解蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸，以及其連接成蛋白質(zhì)的方式；理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點；掌握生物組織中的蛋白質(zhì)檢測方法。解決方法：在實驗環(huán)境下，以小組合作學(xué)習(xí)為主。在個別化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進行討論交流，并輔以練習(xí)法、輔導(dǎo)法、展示法等，幫助學(xué)生進行意義建構(gòu)。三、學(xué)情分析高中學(xué)生已具備了一定的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，如對于蛋白質(zhì)有一些基本的或大概的認(rèn)知，有一定的實驗操作能力，有一定的科學(xué)探究能力和資料的查閱能力，此時如果我們能根據(jù)其學(xué)習(xí)特點，抓住其心理特點，設(shè)計出學(xué)生興趣的教學(xué)方案勢必能達(dá)到事半功倍的效果；再加上適當(dāng)?shù)碾S堂實驗，一定能使同學(xué)集中精力進行本節(jié)課的學(xué)習(xí)。蛋白質(zhì)這一內(nèi)容的特點，聯(lián)系化學(xué)的知識比較多。雖然學(xué)生在前幾節(jié)課中學(xué)習(xí)過化學(xué)元素、化合物、無機物、有機物的知識，特別是學(xué)習(xí)了一些化學(xué)鍵，如離子鍵、氫鍵、共價鍵等等，這為我們的教學(xué)提供了一定的知識基礎(chǔ)。但是學(xué)生又沒深入學(xué)習(xí)過有機化學(xué)，這又為我們的教學(xué)增加了難度。我們可以結(jié)合多媒體，有效地加以克服。四、教學(xué)設(shè)計【設(shè)計思路】由于學(xué)生缺乏有關(guān)氨基酸和蛋白質(zhì)的化學(xué)知識，細(xì)胞的分子組成又是微觀的內(nèi)容，比較抽象，所以在教學(xué)時，應(yīng)注意聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗，利用圖解加強教學(xué)的直觀性，增加學(xué)生對微觀內(nèi)容的感性認(rèn)識，使學(xué)生在主動獲取知識的過程中完成重點、難點知識的學(xué)習(xí)，提高思維能力，形成相應(yīng)的觀點。本課內(nèi)容共分2課時，根據(jù)學(xué)生先具體后抽象、先簡單再復(fù)雜的認(rèn)知特點，我們將與生活最貼近的蛋白質(zhì)的含量、功能、以及生物組織中蛋白質(zhì)的檢測安排在第一個課時，同時也考慮到內(nèi)容的完整性，把氨基酸的結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)通式、氨基酸脫水縮合形成肽鏈、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)多樣性和功能多樣性相適應(yīng)的特點安排在第二課時?！窘虒W(xué)方法】蛋白質(zhì)的教學(xué)建議安排2課時。這部分的教學(xué)我們主要采用“問題解決”教學(xué)法進行教學(xué)?！皢栴}解決”教學(xué)是指在教學(xué)過程中，教師通過有目的地提出不同類型的問題或任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)、積極探索、實踐體驗、解決問題，以便深層理解并掌握和運用基本知識，實現(xiàn)從能力到人格整體發(fā)展，成為有效的問題解決者的一種教學(xué)方法。如第一課時，我們在講述蛋白質(zhì)功能時，提出問題“蛋白質(zhì)的種類是多種多樣的，那么不同的蛋白質(zhì)在生物體執(zhí)行著怎樣的功能呢？”讓學(xué)生主動地去實際生活中搜索實例，最終通過這一系列的實例學(xué)生就可以對蛋白質(zhì)功能多樣性的知識有了深刻的理解?！窘虒W(xué)過程】第一課時教學(xué)流程教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖引入新課提供資料蛋白質(zhì)一、 含量二、功能三、生物組織中蛋白質(zhì)的檢測小結(jié)蛋、肉、奶、蠶絲、羊毛、羽毛、人的頭發(fā)、指甲的圖片?！局v述】這是我們身邊經(jīng)常能看到的物品，這些外觀看起來很不一樣的東西，卻都含有一種主要的物質(zhì)（停頓）?！景鍟康鞍踪|(zhì)【出示】用小燒杯分別盛雞蛋清和牛奶?！咎釂枴侩u蛋清和牛奶的主要成分都是蛋白質(zhì)，那么構(gòu)成它們的蛋白質(zhì)是不是一樣的呢？可以分組進行討論，哪一組交流好了可以舉手發(fā)表你們的看法。其他組也可以補充?！窘涣髦笇?dǎo)】指導(dǎo)學(xué)生從不同的角度進行分析：如從兩者的功能上分析；從兩者的性質(zhì)上（如煮沸后的狀態(tài)）分析等等。最后得出結(jié)論，兩者是不同的蛋白質(zhì)。在人體各個器官、組織和體液內(nèi)，蛋白質(zhì)都是必不可少的成分。蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，成年人體重的16.3%是蛋白質(zhì)，是除去水之外占生物體干重第一位的物質(zhì)。恩格斯曾指出，生命是蛋白質(zhì)的運動形式?！景鍟恳?、含量：占干重第一位【提問】蛋白質(zhì)的種類是多種多樣的，那么不同的蛋白質(zhì)在生物體執(zhí)行著怎樣的功能呢？【板書】二、功能引導(dǎo)學(xué)生從身邊的實例來列舉、理解蛋白質(zhì)的功能。【講述】通過對蛋白質(zhì)重要功能的實例的分析和歸類，順理成章的總結(jié)出“蛋白質(zhì)是一切生命活動的體現(xiàn)者”，“凡是有生命的地方就有蛋白質(zhì)”。【出示】出示指甲、鳥類的羽毛、卵清蛋白等?！咎釂枴繉τ谶@些物體，我們可以采取什么方法來鑒定證明它們要由蛋白質(zhì)組成的呢？【板書】生物組織中蛋白質(zhì)的檢測1.目的要求：嘗試用化學(xué)試劑檢測生物組織中的蛋白質(zhì)；分析實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。2.實驗原理：蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，可以產(chǎn)生紫色反應(yīng)。3.材料用具：供學(xué)生用的稀釋的蛋清液（110稀釋）或者豆?jié){、牛奶，雙縮脲試劑A，雙縮脲試劑B，試管、量筒。4.方法步驟：(1)教師演示蛋白質(zhì)鑒定過程：取2ml蛋白質(zhì)溶液，加入2ml的雙縮脲試劑A，振蕩試管，使樣本和試劑A混合均勻，再加入5滴雙縮脲試劑B，觀察顏色變化。(2)學(xué)生操作、觀察并記錄結(jié)果在課本表格的相應(yīng)位置。(在整個過程中，教師要適時引導(dǎo)學(xué)生思考：實驗中對取材的要求，試劑的用法、用量，每個實驗步驟的意圖以及它所能達(dá)到的結(jié)果。)蛋白質(zhì)是生物組織中普遍存在一類大分子有機物，主要由C、H、O、N四種元素組成，有些蛋白質(zhì)還含有S。蛋白質(zhì)種類繁多，不同的蛋白質(zhì)有不同的功能，但都可以用相同的方法進行檢測，也就是說不同的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上又有其相同的地方。有關(guān)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)我們將在下堂課討論。觀察。傾聽、思考。群答：蛋白質(zhì)。分析、思考、小組討論，得出結(jié)論。思考、舉例回答：結(jié)構(gòu)物質(zhì)；催化；免疫；調(diào)節(jié)；運輸?shù)鹊?。學(xué)生積極思考仔細(xì)觀察認(rèn)真操作，觀察、分析、記錄結(jié)果。若結(jié)果與預(yù)期不相符，分析原因。從生活實際出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納總結(jié)的能力培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實際的能力。實驗完成后，組織學(xué)生分析討論課本P1314討論題第二課時教學(xué)流程教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖引入新課四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1基本組成單位：氨基酸。2脫水縮合【提問】1.在檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的實驗中，哪些生物組織中含有較多的蛋白質(zhì)？2.有些食品，如切面、面包等要添加氨基酸，為什么？3.你知道在生命活動中蛋白質(zhì)有什么重要作用嗎？【講述】通過上面的討論可以看出，蛋白質(zhì)和氨基酸都是生命活動所需要的重要物質(zhì)，那么，它們之間是什么關(guān)系呢？蛋白質(zhì)分子是大分子化合物，其結(jié)構(gòu)確實相當(dāng)復(fù)雜，它是由很多氨基酸組成的，所以氨基酸就是組成蛋白質(zhì)的基本單位。那么氨基酸的結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？下面請同學(xué)們寫出一個甲烷的結(jié)構(gòu)式。【講述】用一個氨基、一個羧基、一個R基分別取代甲烷中的三個H，就組成蛋白質(zhì)分子的基本單位氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：【板圖】幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)式。 甘氨酸 丙氨酸 半胱氨酸【討論】判斷某分子是不是氨基酸的依據(jù)是什么？不同氨基酸分子的區(qū)別在哪兒？【提問】生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，蛋白質(zhì)分子作為一種高分子化合物，往往是由數(shù)百個甚至數(shù)千個氨基酸分子構(gòu)成的，那些氨基酸之間是如何連接在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的呢？【板圖】講解兩個氨基酸之間的脫水縮合反應(yīng)。并請同學(xué)注意肽鍵是如何形成的，以及把形成的產(chǎn)物叫做二肽的原因。【板圖】演示三肽化合物的形成。由學(xué)生寫出由四個氨基酸通過脫水縮合形成的四肽化合物結(jié)構(gòu)式，并注明生成的水分子數(shù)和形成肽鍵的數(shù)目。如有錯誤予以糾正。利用生活經(jīng)驗參與討論。一位學(xué)生在黑板上寫出甲烷結(jié)構(gòu)簡式： 思考回答。學(xué)生到黑板上演示。利用問題探討創(chuàng)設(shè)問題情境。引導(dǎo)學(xué)生主動獲得氨基酸結(jié)構(gòu)知識。氨基酸結(jié)構(gòu)特點是學(xué)習(xí)氨基酸形成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)，讓學(xué)生自主對比觀察，達(dá)到突出重點、突破難點的目的。利用提問使學(xué)生明確活動的目的，主動地參與學(xué)習(xí)過程3分子結(jié)構(gòu)4蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性【課件】胰島素的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖。以此引出多肽、肽鏈的概念，引導(dǎo)學(xué)生觀察肽鏈及肽鏈所形成的空間結(jié)構(gòu)。【講述】許多的氨基酸通過肽鏈相互連接成多肽鏈，多肽鏈盤曲折疊構(gòu)成了蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)。脫水縮合師生共同歸納出：氨基酸肽鏈（一條或多條）盤曲折疊蛋白質(zhì)?！咎釂枴考热坏鞍踪|(zhì)都是按照上述方式構(gòu)成的，那么，為什么會有那么多種類的蛋白質(zhì)呢？【課件】血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)圖?！咎釂枴咳绻M成每種蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目相同，每種蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)也相同，那么，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)就完全一樣了嗎？【講述】下面我們做一個游戲，我這里有S、O、P、T四個英文字母，請大家組成幾個單詞?！局v述】大家看到，四個字母按照不同順序排列，組成了不同意義的單詞，那么組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目很多，如果排列順序不同，會不會形成不同種類的蛋白質(zhì)？ 【小結(jié)】蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：組成每種蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)目不相同；組成每種蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序不同；每種蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)均不相同。【講述】根據(jù)生物學(xué)中結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的原理，蛋白質(zhì)有多種結(jié)構(gòu)，必然會有多種功能。【討論】蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性有怎樣的關(guān)系？人類研究蛋白質(zhì)的功能有什么意義？中國科學(xué)家在蛋白質(zhì)方面開展了哪些研究？學(xué)生討論、分析，得出結(jié)論。學(xué)生對血紅蛋白和胰島素的空間結(jié)構(gòu)進行對比分析?？山M出以下幾個單詞：stop停止、spot點、 post郵政pots壺傾聽，參與交流，形成對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的認(rèn)識。回答問題，了解中國科學(xué)家在“國際人類蛋白質(zhì)組計劃”中的研究進展及成果。培養(yǎng)學(xué)生的識圖、分析能力。培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、分析能力、表達(dá)能力。使學(xué)生了解中國科學(xué)家在生命科學(xué)研究前沿的工作，激發(fā)學(xué)生的興趣，發(fā)展相關(guān)情感。5.蛋白質(zhì)的熱變性小結(jié)【提問】蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會一直都穩(wěn)定不變嘛？請舉例說明。【講述】每一種蛋白質(zhì)都有其獨特的三維結(jié)構(gòu)，并且只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)維持其正確的三維結(jié)構(gòu)時，才能表現(xiàn)出特有的生物學(xué)活性。蛋白質(zhì)分子的形狀并不穩(wěn)定，會隨溫度的升高發(fā)生改變，并且形狀一旦改變，便失去活性。這種現(xiàn)象叫蛋白質(zhì)的熱變性。你還能舉出哪些例子？【講述】除了溫度，還有其他因素引起蛋白質(zhì)的變性，如重金屬鹽、強酸、強堿等。本節(jié)課的學(xué)習(xí)要理解：氨基酸形成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能及其多樣性的原因。在學(xué)習(xí)方法上，主要是通過觀察對比、圖文結(jié)合理解知識?；卮穑翰粫?。如煮熟的雞蛋白呈凝塊狀?；卮穑焊邷貧⑺兰?xì)菌。學(xué)生簡要回答。為繼續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)?！痉答仚z測】1、在肝臟細(xì)胞中，含量最多的化合物是（ ）A水 B蛋白質(zhì) C糖類 D脂質(zhì)2、下列物質(zhì)中都屬于蛋白質(zhì)的是（ ）A消化酶、胰島素、抗體 B胰島素、膽固醇、C糖原、生長激素 D植物蠟、細(xì)胞膜上的載體3、用含有放射性15N的肥料給生長著的植株施肥，在植株中能探測到含有放射性15N的物質(zhì)是（ ）A葡萄糖 B蛋白質(zhì) C淀粉 D脂肪4、蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，但在蛋白質(zhì)正常生理活動中它不能作為細(xì)胞的（ ）A重要結(jié)構(gòu)物質(zhì) B重要調(diào)節(jié)物質(zhì)C主要能源物質(zhì) D機體免疫物質(zhì)5、檢測黃豆組織中是否存在蛋白質(zhì)時，先向試管中注入2mL黃豆樣液，然后向試管中加入2mL ，搖勻；再向試管中加入34滴 ，搖勻。為什么后者只能加34滴而不能過量 。6、人體免疫球蛋白中，IgG(一種免疫球蛋白)由四條肽鏈組成，共有764個氨基酸，則該蛋白質(zhì)分子中至少含有游離氨基和羧基數(shù)分別是（ ）A764、764 B760、760 C762、762 D4、47、下列物質(zhì)中，有的屬于構(gòu)成人體的氨基酸，有的不是，若將其中構(gòu)成人體的氨基酸縮合成化合物，則其中含有的氨基、羧基和肽鍵數(shù)依次是（ ）A3、3、2B4、3、3C2、2、2D3、4、28、胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有2條多肽鏈，A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸；兩條多肽鏈間通過2個二硫鍵（二硫鍵是由2個SH連接而成的）連接；在A鏈上也形成了1個二硫鍵，右圖為結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖，請據(jù)此回答：(1)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可表示為 。(2)胰島素分子中含有肽鍵 ，肽鍵可表示為 。(3)從理論上分析胰島素分子至少有 個NH2，至少有 個COOH。(4)這51個氨基酸形成胰島素后，相對分子量比原來減少了 。參考答案：1、A 2、A 3、B 4、C 5、雙縮脲試劑A 雙縮脲試劑B加入過量的雙縮脲試劑B會產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，影響觀察。 6、D 7、C 8、（1）右圖 （2）49 CONH （3）2 2 （4）888五、相關(guān)鏈接1蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子內(nèi)各個原子相互之間的立體關(guān)系就是蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)。通常將蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分為一級結(jié)構(gòu)，二級結(jié)構(gòu)，三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。又稱為初級結(jié)構(gòu)或化學(xué)結(jié)構(gòu)，是指蛋白質(zhì)分子中，由肽鍵連接起來的各種氨基酸的排列順序。目前可以運用氨基酸自動分析儀和氨基酸順序自動分析儀對蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)進行測定。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式。蛋白質(zhì)分子的多肽鏈部分卷曲盤旋成螺旋狀（一般呈所謂螺旋），或折疊成片層狀（又稱一折疊），或呈一回折（發(fā)夾回折，U形轉(zhuǎn)折）或呈無規(guī)則卷曲。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要依靠氫鍵來維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)。具有二級結(jié)構(gòu)的肽鏈，按照一定的方式再進一步卷曲、盤繞、折疊成一種看來很不規(guī)則，而實際上有一定規(guī)律性的三維空間結(jié)構(gòu)，叫做三級結(jié)構(gòu)。這些肽鏈之所以會卷曲、盤繞、折疊，主要是因為肽鏈的氨基酸側(cè)鏈之間的相互作用。蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子，通過一些非共價鍵結(jié)合起來，而成為具有生物功能的蛋白質(zhì)大分子，就是蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。構(gòu)成功能單位的每條肽鏈，稱為亞基。亞基雖然有二、三級結(jié)構(gòu)，但是單獨存在時沒有生物活力。例如磷酸化酶只由兩個亞基構(gòu)成，血紅蛋白是由四個不同的亞基構(gòu)成，谷氨酸脫氫酶是由六個相同的亞基構(gòu)成。有些蛋白質(zhì)分子只有一、二、三級結(jié)構(gòu)，并無四級結(jié)構(gòu)，如肌紅蛋白、細(xì)胞色素C、核糖核酸酶、溶菌酶等。另一些蛋白質(zhì)，則一、二、三、四級結(jié)同時存在，如血紅蛋白、谷氨酸脫氫酶等。2調(diào)節(jié)生理活動的許多激素是蛋白質(zhì)從化學(xué)本質(zhì)上看，人體和動物的激素可以分為四類。氨基酸衍生激素（如甲狀腺激素、腎上腺素、血清血管收縮素）；肽和蛋白質(zhì)類激素（如腦垂體激素、胰島素、甲狀旁腺素、生長激素和促腎上腺皮質(zhì)激素）；類固醇激素（如腎上腺皮質(zhì)激素、性激素）；脂肪酸衍生物激素（如前列腺素）。下面重點介紹肽和蛋白質(zhì)類激素中的胰島素，生長激素和促腎上腺皮質(zhì)激素。胰島素：是胰腺內(nèi)的胰島B細(xì)胞所產(chǎn)生的一種激素。是一種相對分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)，在有鋅和其他金屬離子共存時，胰島素分子可以圍繞這些離子形成聚合體。在調(diào)節(jié)糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝中具有十分重要的作用。生長激素：是由腦垂體的腺垂體部分的嗜酸性分泌的激素之一。它是一種多肽，能促進骨骼、肌肉、結(jié)締組織和內(nèi)臟的生長，使生物體長得高大，可以使氨基酸進入細(xì)胞的速度加快，促進DNA和RNA的合成，又能促進蛋白質(zhì)的合成。促腎上腺皮的激素：它也是腺垂體分必的激素之一，也是一種多肽，能促進腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞的增殖、刺激腎上腺皮質(zhì)激素的合成和分泌。3蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程就是運用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能和分子遺傳學(xué)知識，從改變或合成基因入手，定向地改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計制造新的蛋白質(zhì)。人們早就知道，在催化化學(xué)方面，就其經(jīng)濟性、效率以及用途的多樣性而言，很難有其它的化學(xué)物質(zhì)能超過生物酶。如今，生物酶已被廣泛用于人類生活的許多方面，如食品、飲料、醫(yī)用藥品、化學(xué)工業(yè)及洗滌劑的生產(chǎn)等。然而，這些由數(shù)百個氨基酸按一定的精確順序連接起來的生物大分子，其用途是有局限性的。因為，天然酶雖然在生物體內(nèi)能發(fā)揮各種功能，但在生物體外，特別是在工業(yè)條件（如高溫、高壓、機械力、重金屬離子、有機溶劑、氧化劑、極端pH等）下，則常易遭到破壞。所以，人們很自然地想到能否運用迅速發(fā)展的生物技術(shù)來改造天然酶，使其能夠適應(yīng)特殊的工業(yè)過程；或者設(shè)計制造出全新的人工酶或人工蛋白，以生產(chǎn)完全新的醫(yī)用藥品、農(nóng)業(yè)藥物、工業(yè)用酶和天然酶不能催化的化學(xué)催化劑?，F(xiàn)在，這一設(shè)想已取得了重大突破，最突出的實例是枯草桿菌堿性蛋白酶的蛋白質(zhì)工程，目前，它已成功地制備出具有耐堿、耐熱以及抗氧化的各種新特性的蛋白酶。這些酶除用作洗滌劑的添加劑時有特殊功效外，還能有效地降低工業(yè)生產(chǎn)成本、擴大產(chǎn)品使用范圍。這種經(jīng)過蛋白質(zhì)工程改造所取得的新酶，現(xiàn)已取得世界首批專利。蛋白質(zhì)工程除了用于改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計制造新的蛋白質(zhì)外，其本身還是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的一種強有力的工具，它在解決生物理論方面所起的作用，可以和任何重大的生物研究方法相提并論。