高中生物教案-第二節(jié) 組成生物體的化合物

時間:2022-02-15 10:14:00

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高中生物教案-第二節(jié) 組成生物體的化合物

一、知識結(jié)構(gòu)

二、教學(xué)目的

1.組成生物體的水、無機鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸這幾種化合物的化學(xué)元素組成、在細胞內(nèi)的存在形式和重要的功能(C:理解)。

2.組成生物體的無機化合物和有機化合物是生命活動的基礎(chǔ)(C:理解)。

3.各種化合物只有按照一定的方式有機地組織起來,才能表現(xiàn)出細胞和生物體的生命現(xiàn)象(A:知道)。

三、重點和難點

1.教學(xué)重點

組成生物體的無機化合物和有機化合物的化學(xué)元素組成,各種化合物在細胞中的存在形式和重要功能。

2.教學(xué)難點

(1)蛋白質(zhì)的化學(xué)元素組成、相對分子質(zhì)量、基本組成單位、分子結(jié)構(gòu)和主要功能。

(2)核酸的化學(xué)元素組成、相對分子質(zhì)量、基本組成單位和重要功能。

四、教學(xué)建議

本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容較多而時間又較緊,教師要注意合理分配時間,突出重點和難點。建議教師對水、無機鹽、糖類和脂質(zhì)的內(nèi)容安排1課時,蛋白質(zhì)和核酸的內(nèi)容安排1課時,學(xué)生實驗用1課時。

在本節(jié)教學(xué)的開始,教師可以利用教材中講到的細胞內(nèi)各種化合物的含量表,從整體上概括出構(gòu)成細胞的化合物;指出生命的物質(zhì)基礎(chǔ),是以蛋白質(zhì)和核酸為主體的多分子體系。公務(wù)員之家,全國公務(wù)員共同天地

在講授無機化合物水時,可以從水在細胞、組織中兩種存在形式的分析入手,引出水的作用。引導(dǎo)學(xué)生理解水的含量與生命活動的狀態(tài)密切相關(guān)。在講述水時,要注意滲透出兩種形式的水存在著動態(tài)轉(zhuǎn)化,不能截然分開。如果能恰當(dāng)?shù)剡\用生活常識,說明水的存在狀態(tài)和作用,將會更吸引學(xué)生,使學(xué)生加深對水的認識。

關(guān)于無機鹽的教學(xué),可以從學(xué)生已知的知識中提出問題,通過簡明的分析,使學(xué)生懂得無機鹽的存在形式和作用。例如,為什么在觀察動物和人的細胞時,要用一定濃度的生理鹽水?為什么長期缺乏鐵會出現(xiàn)缺鐵性貧血?從這些問題的分析過程中,歸納出無機鹽對維持細胞形態(tài)、參與重要的物質(zhì)組成等作用。

關(guān)于糖類的教學(xué),應(yīng)該盡量聯(lián)系學(xué)生生活中經(jīng)常接觸的糖類物質(zhì),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加感性認識。在本節(jié)教學(xué)中,要注意適當(dāng)突出后邊將要應(yīng)用的糖類知識,這樣可以為進一步的學(xué)習(xí)打下知識基礎(chǔ)。通過講述糖類的水解作用,使學(xué)生理解單糖、二糖、多糖三者的區(qū)別和聯(lián)系。關(guān)于糖類的作用,既要突出它是生命系統(tǒng)賴以維持的主要能源物質(zhì),又要點出它是細胞許多結(jié)構(gòu)中不可缺少的成分。

關(guān)于脂質(zhì)的教學(xué),似乎可以滲透儲存脂質(zhì)(脂肪)、結(jié)構(gòu)脂質(zhì)(磷脂等類脂)、功能脂質(zhì)(固醇)的提法,這樣有利于學(xué)生對不同脂質(zhì)的作用特點的理解。在學(xué)生條件較好的學(xué)校,可以分析一下磷脂分子的特點,為學(xué)習(xí)細胞膜的結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。

蛋白質(zhì)的內(nèi)容是本節(jié)教學(xué)的重點和難點。教師在講述蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)時,可以按照以下教學(xué)思路來設(shè)計教學(xué)過程:①通過列舉水、葡萄糖、幾種蛋白質(zhì)的相對分子量,使學(xué)生認識到蛋白質(zhì)屬于生物大分子;②指出對生物大分子結(jié)構(gòu)的研究,常采取分層次認識的方法;③對蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的教學(xué),可從有關(guān)元素、基本單位──氨基酸、肽、肽鏈間的結(jié)合和卷曲、折疊而成的空間結(jié)構(gòu)等幾個層次逐步深入。

在講述氨基酸時,可以從甲烷、乙酸、甘氨酸漸漸引入。隨著羧基(-COOH)、氨基(-NH2)的出現(xiàn),指出它們的化學(xué)特性。在認識了甘氨酸的基礎(chǔ)上,再進一步變換R基,認識幾種其他氨基酸。最后,歸納總結(jié)出氨基酸的共同點和區(qū)別。

在講述肽時,要注意講清縮合、肽鍵、二肽、多肽和肽鏈的概念。要指出每種多肽都具有特定的氨基酸種類、數(shù)目和排列順序,這種特點決定著肽鏈的空間結(jié)構(gòu),從而為學(xué)生理解多肽間的區(qū)別和蛋白質(zhì)的多樣性打下基礎(chǔ)。

對于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),教師不必詳細講述,可以讓學(xué)生通過對教材中某種胰島素空間結(jié)構(gòu)示意圖的觀察,了解蛋白質(zhì)具有一定的空間結(jié)構(gòu)就可以了。但是應(yīng)該對學(xué)生指出,蛋白質(zhì)的生理作用依賴于自身特定的空間結(jié)構(gòu)。

在講述蛋白質(zhì)的功能時,應(yīng)該注意從列舉典型的、易于理解的例子中,概括出蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要成分和在生命活動中發(fā)揮的重要作用。

另外,關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)容的教學(xué),要充分利用剪貼圖、投影片和教材中的示意圖,來幫助學(xué)生理解動態(tài)的、抽象的知識內(nèi)容。

關(guān)于核酸的教學(xué),要注意處理好與《遺傳與變異》一章有關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系。本節(jié)對核酸化學(xué)元素的組成和基本組成單位的認識,可以從介紹分析生物大分子的方法入手,使學(xué)生初步了解核酸分子的元素組成、基本單位──核苷酸和多核苷酸鏈。應(yīng)指出DNA和RNA兩類核酸在組成上的區(qū)別和DNA的主要作用。

在本章的最后,教師要強調(diào)說明,任何一種化合物或幾種化合物的混合都不能完成生命活動。細胞內(nèi)的各種化合物必須按照一定的方式組成特定的結(jié)構(gòu),才能在生命活動中發(fā)揮作用。

五、參考答案

復(fù)習(xí)題一、③,①,④,②。

二、1.(A);2.(A);3.(D)。

三、1.因為這兩種蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同(即氨基酸的種類不同,排列次序不同,空間結(jié)構(gòu)不同),所以它們的功能也不相同。

2.細胞內(nèi)的各種化合物必須按照一定方式組成特定的結(jié)構(gòu),才能在生命活動中發(fā)揮作用。

旁欄思考題老年人容易發(fā)生骨折是因為隨著年齡的增長,機體代謝發(fā)生變化而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松造成的。骨質(zhì)疏松主要是缺少了骨的重要成分碳酸鈣。

臨床上醫(yī)生給病人點滴輸入葡萄糖液,可以起到給病人提供水、營養(yǎng)和增加能量的作用。因為葡萄糖氧化分解時釋放大量的能量,可以供給病人生命活動的需要,有利于早日康復(fù)。此外,細胞中水的含量最多。病人維持各項生命活動,絕對不能缺少水。

實驗討論題實驗一1.某些化學(xué)試劑與生物組織中的有關(guān)有機化合物發(fā)生一定的化學(xué)作用后,能夠生成新的化學(xué)物質(zhì),而這種化學(xué)物質(zhì)是有固定的顏色的。根據(jù)實驗中所產(chǎn)生的特定的顏色反應(yīng),如磚紅色、橘黃(或紅)色、紫色,可以分別鑒定生物組織中有糖、脂肪、蛋白質(zhì)的存在。

六、參考資料

細胞的化學(xué)組成細胞中各種化合物的平均值如下表(表1-1):

表1-1細胞中各種化合物的平均值

化合物

質(zhì)量分數(shù)%

平均相對

分子質(zhì)量

種類

85.0

1.8×10

游離形式的水和結(jié)合形式的水

蛋白質(zhì)

10.0

3.6×104

清蛋白、球蛋白、組蛋白、核蛋白等

DNA

0.4

1.0×106

RNA

0.7

4.0×105

脂質(zhì)

2.0

7.0×102

脂肪、磷脂等

糖類及其

他有機物

0.4

2.5×102

單糖、二糖、多糖等

其他

無機物

1.5

5.5×10

Na+、K+、Ca2+、Mg2+、

Cl-、SO42-、PO43-等

在組成細胞的各種化合物中,水是含量最多的物質(zhì),是生命活動的最重要的介質(zhì)。地球表面出現(xiàn)了液態(tài)水時,才具備了生命發(fā)生的條件。但是,只有當(dāng)原始地球的物質(zhì)經(jīng)過漫長的演變,出現(xiàn)了原始的核酸和蛋白質(zhì)并且組合在一起,表現(xiàn)出原始的新陳代謝時,才開始出現(xiàn)原始的生命現(xiàn)象,產(chǎn)生了原始的生命。恩格斯早在一百多年前就已提出“生命是蛋白體的存在方式”?,F(xiàn)代生物科學(xué)認為,承擔(dān)生命的“蛋白體”主要是核酸和蛋白質(zhì)的整合體系。因此說,細胞的主要成分是蛋白質(zhì)和核酸。

水在生物體和細胞內(nèi)的存在狀態(tài)

1.結(jié)合水吸附和結(jié)合在有機固體物質(zhì)上的水,主要依靠氫鍵與蛋白質(zhì)的極性基(羧基和氨基)相結(jié)合形成親水膠體。多糖、磷脂也以親水膠體形式存在。這部分水不能蒸發(fā)、不能析離,失去了流動性和溶解性,是生物體的構(gòu)成物。

2.自由水填充在有機固體顆粒之間的水分,可流動、易蒸發(fā),加壓力后可析離,是可以參與物質(zhì)代謝過程的水。

水在生物體內(nèi)的作用水是生命存在的環(huán)境條件,同時也是生活物質(zhì)本身化學(xué)反應(yīng)所必需的成分。水對于維持生物體的正常生理活動有著重要的意義,因此水是生物體內(nèi)不能缺少的物質(zhì)。

1.水是細胞內(nèi)的良好溶劑生物體內(nèi)的大部分無機物及一些有機物,都能溶解于水。水是物質(zhì)擴散的介質(zhì),也是酶活動的介質(zhì)。細胞內(nèi)的各種代謝過程,如營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,代謝廢物的排出,以及一切生物化學(xué)反應(yīng)等,都必須在水溶液中進行。

2.水的其他作用①由于水分子的極性強,能使溶解于其中的許多種物質(zhì)解離成離子,這樣也就有利于體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進行。②由于水溶液的流動性大,水在生物體內(nèi)還起到運輸物質(zhì)的作用,將吸收來的營養(yǎng)物質(zhì)運輸?shù)礁鱾€組織中去,并將組織中產(chǎn)生的廢物運輸?shù)脚判蛊鞴?,排出體外。③水的熱容大,1g水從15℃上升到16℃時需要4.18J熱量,比同量其他液體所需要的熱量多,因而水能吸收較多的熱而本身溫度的升高并不多。水的蒸發(fā)熱較大,1g水在37℃時完全蒸發(fā)需要吸熱2.40kJ,所以人蒸發(fā)少量的汗就能散發(fā)大量的熱。再加上水的流動性大,能隨血液循環(huán)迅速分布全身,因此水對于維持生物體溫度的穩(wěn)定起很大作用。④水還有潤滑作用。⑤對植物來說,水能保持植物的固有姿態(tài)。由于植物的液泡里含有大量的水分,因而可以維持植物細胞的形態(tài)而使枝葉挺立,便于接受陽光和交換氣體,保證正常的生長發(fā)育。⑥對生物體的生命活動起重要的調(diào)控作用。生物體內(nèi)水含量的多少以及水的存在狀態(tài)的改變,都影響著新陳代謝的進行。一般情況下,生物體內(nèi)的含水量在70%以上時代謝活躍;含水量降低,則代謝不活躍或進入休眠狀態(tài)。當(dāng)自由水比例增加時,生物體的代謝活躍,生長迅速;而當(dāng)自由水向結(jié)合水轉(zhuǎn)化較多時,代謝強度就會下降,抗寒、抗熱、抗旱的性能提高。

無機鹽無機鹽在細胞中的含量雖然不多,卻是生命活動所必需的。如果將一塊組織放在蒸餾水中,從細胞中去掉鹽類,該組織就會死亡。許多無機鹽在細胞中呈離子狀態(tài)存在。無機鹽在生物體和細胞中的作用主要有以下幾點。

1.是構(gòu)成細胞或構(gòu)成生物體某些結(jié)構(gòu)的重要成分。

2.參與并調(diào)節(jié)生物體的代謝活動。有些無機離子是酶、激素或維生素的重要成分。例如,含鋅的酶最多,已知有70多種酶的活性與鋅有關(guān);鈷(Co)是維生素B12的必要成分,參與核酸的合成過程;鐵(Fe)參與組成血紅蛋白、細胞色素等,參與氧的運輸和呼吸作用中的電子傳遞過程等。

3.維持生物體內(nèi)的平衡。體內(nèi)平衡是使細胞具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和功能,使生物能維持正常的代謝和生理活動的必要條件。有關(guān)體內(nèi)平衡的內(nèi)容很復(fù)雜,情況多變。其中的3個主要方面與無機鹽含量的穩(wěn)定密切相關(guān)。

(1)滲透壓平衡:細胞內(nèi)外的無機鹽的含量是維持細胞滲透壓的重要因素。

(2)酸度平衡(即pH平衡):pH調(diào)節(jié)著細胞的一切生命活動,它的改變影響著細胞組成物的所有特性以及在細胞內(nèi)發(fā)生的一切反應(yīng)。例如,各種蛋白質(zhì)對于pH的改變非常敏感,人體血漿pH降低0.5時,人就立即發(fā)生酸中毒。無機離子如HPO42-/H2PO4-和H2CO3/HCO3-等,組成重要的緩沖體系來調(diào)節(jié)并維持pH平衡。

(3)離子平衡:動物細胞內(nèi)外的Na+/K+/Ca2+的比例是相對穩(wěn)定的。細胞膜外Na+高、K+低,細胞膜內(nèi)K+高、Na+低。K+、Na+這兩種離子在細胞膜內(nèi)外分布的濃度差,是使細胞保持反應(yīng)性能的重要條件。此外,在細胞膜外Na+多、Ca2+少時,神經(jīng)細胞就會失去穩(wěn)定性,對于外來刺激就會過于敏感。

糖類的分布和功能糖類是生物體的主要能源物質(zhì)和重要的組成成分,在自然界中分布極廣,幾乎所有的動物、植物、微生物的體內(nèi)都有它,尤以存在于植物體內(nèi)的為最多,約占植物體干重的80%。在植物體內(nèi),構(gòu)成根、莖、葉骨架的主要成分是纖維素多糖。在植物種子或果實里的主要儲存物質(zhì),如淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖等都屬于糖類。在動物血液中的血細胞內(nèi),也有葡萄糖或由葡萄糖等單糖縮合成的多糖存在,在肝臟、肌肉里的多糖是糖元。人和動物的組織器官中所含的糖類,不超過身體干重的2%。微生物體內(nèi)的含糖量約占身體干重的10%~13%,其中有的呈游離狀態(tài),有的與蛋白質(zhì)、脂肪結(jié)合成復(fù)雜的物質(zhì),這些物質(zhì)一般存在于細胞壁、黏液或莢膜中,也有的形成糖元或類似淀粉的多糖存在于細胞質(zhì)中。

糖類的功能有以下幾點。(1)糖類是生物體的主要能源和碳源物質(zhì):糖類物質(zhì)可以通過分解而放出能量,這是生命活動所必需的。糖類還可以在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化成其他化合物(如某些氨基酸、核苷酸、脂肪酸等),并提供碳原子和碳鏈骨架,是構(gòu)成組織和細胞的成分。(2)糖類與生物體的結(jié)構(gòu)有關(guān):纖維素和殼多糖都不溶于水,有平坦伸展的帶狀構(gòu)象,并且堆砌得很緊密,所以它們彼此之間的作用力很強,適于作強韌的結(jié)構(gòu)材料。纖維素是植物細胞壁的主要成分。殼多糖是昆蟲等生物體外殼的主要成分。細菌的細胞壁由剛性的肽聚糖組成,它們保護著細胞膜免受機械力和滲透作用的損傷。細菌的細胞壁還使細菌具有特定的形狀。(3)糖類是儲藏的養(yǎng)料:糖類以顆粒狀態(tài)儲存于細胞質(zhì)中,如植物的淀粉、動物肝臟和肌肉中的糖元。(4)糖類是細胞通訊識別作用的基礎(chǔ):細胞表面可以識別其他細胞或分子,并接受它們攜帶的信息,同時細胞也通過表面上的一些大分子來表現(xiàn)其本身的活性。細胞與細胞之間的相互作用,是通過一些細胞表面復(fù)合糖類中的糖和與其互補的大分子來完成的。(5)糖類具有潤滑保護作用:黏膜分泌的黏液中有黏稠的黏多糖,可以保護潤滑的表面。關(guān)節(jié)腔的滑液就是透明質(zhì)酸經(jīng)過大量水化而形成的黏液。

磷脂和糖脂磷脂是構(gòu)成生物膜的主要成分。它廣泛分布在動植物組織中。磷脂在動物體內(nèi)多存在于腦和神經(jīng)組織中,在心臟和肝臟中的含量也不少;植物的種子中含磷脂也比較多,如大豆種子的磷脂達2%。磷脂大多不溶于丙酮,不溶于水,但像親水膠體一樣,能在水中膨脹并形成乳狀液或膠體溶液。磷脂的種類很多,有卵磷脂、腦磷脂、神經(jīng)磷脂等。

卵磷脂又稱蛋黃素,大量存在于各種動物的組織和器官中,尤其在蛋黃、腦、腎上腺、紅細胞中的含量較多。蛋黃中卵磷脂的含量可達8%~10%。許多種種子,如大豆、向日葵的種子也含有卵磷脂。

糖脂是一類具有一般脂質(zhì)溶解性質(zhì)的含糖脂質(zhì),包括腦糖脂、神經(jīng)節(jié)糖脂、甘油醇糖脂等。

磷脂和糖脂都是構(gòu)成生物膜的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)的基本物質(zhì),也是某些生物大分子化合物(如脂蛋白和脂多糖)的組成成分。

類固醇和固醇類固醇又稱“甾族化合物”,是環(huán)戊烷多氫菲類化合物的總稱,一般具有重要的生理作用,在自然界廣泛分布,也有人工合成的。類固醇的主要種類和分布情況如下。

1.自然界存在的

(1)固醇類。固醇又稱“甾醇”,是含羥基的環(huán)戊烷駢全氫菲類化合物的總稱,以游離狀態(tài)或同脂肪酸結(jié)合成酯的狀態(tài)存在于生物體內(nèi),最重要的有膽固醇、豆固醇和麥角固醇(表1-2)。

表1-2固醇的主要種類和分布情況

類別

固醇名稱

分布

動物固醇

膽固醇

脊椎動物體內(nèi)

7-脫氫膽固醇

皮膚和毛發(fā)內(nèi)

糞固醇

動物糞便中

植物固醇

麥固醇

麥芽中

豆固醇

大豆中

谷固醇

高等植物中分布很廣

酵母固醇

麥角固醇

麥角、酵母菌和毒菌內(nèi)

(2)固醇衍生物。常見的有:強心苷,如洋地黃毒素,存在于洋地黃植物的葉中,是一種強心藥;蟾毒素,是蟾蜍分泌的毒素,可作藥用;膽酸、膽汁酸組成的膽汁;腎上腺皮質(zhì)激素、昆蟲的蛻皮激素、性激素(包括雌激素、孕激素和雄激素等),能調(diào)節(jié)動物和人體的新陳代謝及生殖、發(fā)育等生理活動。此外,維生素D有利于機體對鈣、磷的吸收。腎上腺皮質(zhì)激素、膽酸、性激素、維生素D等物質(zhì),在人體內(nèi)都可以由膽固醇轉(zhuǎn)化而來。

2.人工合成的類固醇藥物如抗炎劑、促蛋白合成類固醇、口服避孕藥等。

氨基酸的R基團每個氨基酸都有一個R基,R基也叫側(cè)鏈基團,不同氨基酸的R基是不同的。例如,甘氨酸的R基只是一個氫原子;有些氨基酸的R基屬于烴基;有些則含有某種官能團,如羥基(—OH)、巰基(—SH)、氨基(—NH2)、羧基(—COOH)等。

根據(jù)氨基酸所連接的R基化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同,可以將氨基酸分成脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、雜環(huán)氨基酸、雜環(huán)亞氨基酸四大類。

甘氨酸惟一不含有不對稱碳原子的最簡單的非必需氨基酸。廣泛存在于蛋白質(zhì)中。

丙氨酸即L-α-氨基丙酸。一種屬于丙酮酸代謝體系的非必需氨基酸。

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)(圖1-1)。

圖1-1蛋白質(zhì)分子的一、二、三、四級結(jié)構(gòu)示意圖

1.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。

2.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。近些年來,通過研究知道,蛋白質(zhì)分子的多肽鏈本身一般不是全部以松散的線形分子狀態(tài)存在于生物體內(nèi)的,而是部分卷曲、盤旋成螺旋狀(一般呈所謂α螺旋),或折疊成片層狀(又稱β折疊),或呈β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。

3.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu):具有二級結(jié)構(gòu)的肽鏈,按照一定方式進一步卷曲、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)。這些肽鏈所以會卷曲、盤繞、折疊,主要是因為肽鏈的側(cè)鏈之間的相互作用。

4.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)成蛋白質(zhì)功能單位的每條肽鏈,稱為亞基。亞基雖然只具有二、三級結(jié)構(gòu),但是在單獨存在時并沒有生物活力,只有完整的四級結(jié)構(gòu)才具有生物活力。例如,磷酸化酶是由2個亞基構(gòu)成的,馬血紅蛋白是由4個不同的亞基(2個α肽鏈,2個β肽鏈)構(gòu)成的,谷氨酸脫氫酶是由6個相同的亞基構(gòu)成的。

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)構(gòu)同時存在,如血紅蛋白、谷氨酸脫氫酶等。

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,人和動物的激素可以分為4類:①氨基酸衍生物激素(如甲狀腺激素、腎上腺素、血清血管收縮素);②肽和蛋白質(zhì)類激素(如腦垂體激素、胰島素、甲狀旁腺素、生長素和促腎上腺皮質(zhì)激素);③類固醇激素(如腎上腺皮質(zhì)激素、性激素);④脂肪酸衍生物激素(如前列腺素)。

肽和蛋白質(zhì)類激素,包括許多種激素。下面重點介紹胰島素、生長素和促腎上腺皮質(zhì)激素。

1.胰島素:胰島素是胰腺內(nèi)的胰島β細胞公務(wù)員之家,全國公務(wù)員共同天地所產(chǎn)生的一種激素。胰島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存在時,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。

2.生長素:生長素是由腦垂體中腺垂體內(nèi)的嗜酸細胞分泌的激素之一。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胞的速度加快;可以促進DNA和RNA的合成;還能促進蛋白質(zhì)的合成。

3.促腎上腺皮質(zhì)激素:它也是腺垂體分泌的激素之一,也是一種多肽,能促進腎上腺皮質(zhì)細胞的增殖,刺激腎上腺皮質(zhì)激素的合成和分泌。