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1、第第2 2节节 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质阐明生命现象的规律，阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构基础上。必须建立在阐明生物大分子结构基础上。第二章第二章组成细胞的分子组成细胞的分子一切生命活动都离不开蛋白质，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。蛋白质是生命活动的主要承担者。2.22.2生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质细胞内最多的有机化合物细胞内最多的有机化合物蛋白质蛋白质请大家说出一些富含蛋白质的食品？请大家说出一些富含蛋白质的食品？蛋白质在人体内的消化产物是什么？蛋白质在人体内的消化产物是什么？ 氨氨基基酸酸一
2、、蛋白质的基本组成单位一、蛋白质的基本组成单位-氨基酸氨基酸一、蛋白质的基本组成单位一、蛋白质的基本组成单位-氨基酸氨基酸观察课本观察课本P20P20页页几种氨基酸的结构：几种氨基酸的结构：（1 1）氨基酸由哪些）氨基酸由哪些化学元素化学元素组成组成 ？（2 2）这些氨基酸的）这些氨基酸的结构结构具有什么具有什么共同特点共同特点？（4 4）能否写出氨基酸的）能否写出氨基酸的结构通式结构通式？（3 3）不同氨基酸分子的）不同氨基酸分子的区别区别在哪里？在哪里？一、蛋白质的基本组成单位一、蛋白质的基本组成单位-氨基酸氨基酸1.1.氨基酸的氨基酸的主要主要组成元素：组成元素：C C、H H、O O、
3、N N（有的还含（有的还含P P、S S等）等）2.氨基酸的结构通式氨基酸的结构通式:RCHCH2NOHO氨基羧基侧链基团3.构成蛋白质的构成蛋白质的氨基酸的结构特点氨基酸的结构特点:至少至少至少至少有有一个氨基一个氨基（NH2）、）、一个羧基一个羧基（COOH）且且且且连在连在同一个碳原子同一个碳原子上。上。中心碳原子还连接一个氢原子和一个中心碳原子还连接一个氢原子和一个中心碳原子还连接一个氢原子和一个中心碳原子还连接一个氢原子和一个R R基团基团基团基团H2NNHHNHHNHHCOHOCOHOCOOHCOOH氨基氨基羧基羧基思考：以下哪些是组成蛋白质的氨基酸?CHNH2COOHCH2SHC
4、HNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2OHCHNH2HCH2COOH CHNH2COOHCH3 CHNH2COOHCH2SH CH2NH2COOH CHNH2COOHCH2H（2）如果是氨基酸，则它们的）如果是氨基酸，则它们的R基分别是基分别是:（1）以上能组成蛋白质的氨基酸有）以上能组成蛋白质的氨基酸有_C CH H3 3,H,SHCH2练习：练习：1. 2.2.下列哪一项下列哪一项不是不是构成蛋白质的氨基酸（构成蛋白质的氨基酸（ ）BA A、 NHNH2 2 CHCHCOOHCOOHB B、CHCH3 3CHCHCOOHCOOH | | | | CH CH3 3 S SNHNH
5、2 2 C C、NHNH2 2 CH CHCOOHCOOHD D、 NHNH2 2CHCHCOOHCOOH | | | | CH CH2 2CHCH2 2COOHCOOH CH CH2 2C00HC00H练习：练习：3.3.谷氨酸的基为谷氨酸的基为352，一分子谷氨酸含，一分子谷氨酸含有的、原子数依次是（有的、原子数依次是（ ）. .、 . .、. .、 . .、C CH HNHNH2 2OHOHC CO OA练习：练习：CCHOHOH2NR 含有含有氨基氨基和和羧基羧基的化合物就叫的化合物就叫氨基酸氨基酸，自然界中的氨，自然界中的氨基酸有好几百种，但是基酸有好几百种，但是能构成蛋白质的氨基酸
6、只有能构成蛋白质的氨基酸只有2020种。种。一、蛋白质的基本组成单位一、蛋白质的基本组成单位-氨基酸氨基酸4.4.氨基酸的种类氨基酸的种类: :氨基酸氨基酸必需氨基酸必需氨基酸(8(8种种) ) ：人体细胞人体细胞不能合成不能合成的的非必需氨基酸（非必需氨基酸（1212种）：种）：人体细胞人体细胞能够合成能够合成的的甲甲甲甲硫氨酸硫氨酸硫氨酸硫氨酸 缬缬缬缬氨酸氨酸氨酸氨酸 赖赖赖赖氨酸氨酸氨酸氨酸 异异异异亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸苯苯苯苯丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸 亮亮亮亮氨酸氨酸氨酸氨酸 色色色色氨酸氨酸氨酸氨酸 苏苏苏苏氨酸氨酸氨酸氨酸“甲甲 携携 来来 一一 本本 两两 色色 书书”组成
7、蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸约有约有2020种种。3.3.谷氨酸的基为谷氨酸的基为352，一分子谷氨酸含，一分子谷氨酸含有的、原子数依次是（有的、原子数依次是（ ）. .、 . .、. .、 . .、C CH HNHNH2 2OHOHC CO OA练习：练习：氨基酸氨基酸二肽二肽三肽三肽多肽多肽脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合盘曲折叠盘曲折叠盘曲折叠盘曲折叠肽链肽链具有复杂具有复杂空间结构空间结构的的蛋白质蛋白质二、氨基酸的结合方式二、氨基酸的结合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH1.脱水缩合脱水缩合:二、氨基酸的结合方式二、氨基酸的结合方式 一个氨基酸分子的羧基（一个
8、氨基酸分子的羧基（COOHCOOH）和另一个氨基酸分子的氨基（和另一个氨基酸分子的氨基（NHNH2 2）相连接，）相连接，同时脱去一分子水。同时脱去一分子水。肽键肽键二二肽肽CHR1NH2OHCOCHCOOHR2HNH二、氨基酸的结合方式二、氨基酸的结合方式+CHR1CONH2CHCOOHR2HN+肽键肽键二肽二肽H2O例例1 1两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽，同两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽，同时生成一分子水，该水分子中的氢来自时生成一分子水，该水分子中的氢来自( () ) A A氨基氨基 B B羧基羧基 C C氨基和羧基氨基和羧基 D D连在碳原子上的氢连在碳原子上的氢C1.脱水缩合脱水缩
9、合:二、氨基酸的结合方式二、氨基酸的结合方式 一个氨基酸分子的羧基（一个氨基酸分子的羧基（ COOHCOOH）和另一个氨基酸分子的氨基（和另一个氨基酸分子的氨基（ NH NH2 2）相连接，）相连接，同时脱去一分子水。同时脱去一分子水。2.2.肽键：肽键： 连接两个氨基酸的化学键连接两个氨基酸的化学键可表示为：可表示为： CO NHCO NH NHNH CO CO 或或或或 C NC NO OH H3.3.二肽：二肽： 由由两个两个氨基酸分子缩合而成的化合物。氨基酸分子缩合而成的化合物。肽键肽键CHCOOHR2HNOH HCCHR1NH2COCHR2HNO二肽二肽H2OH2O肽键肽键三肽三肽4
10、.4.三肽：三肽： 由由三个三个氨基酸分子缩合而成的化合物。氨基酸分子缩合而成的化合物。5.5.多肽：多肽： 由由多个多个氨基酸分子缩合而成的化合物。氨基酸分子缩合而成的化合物。6.6.肽链：肽链： 多肽通常多肽通常呈链状呈链状结构，叫做肽链。结构，叫做肽链。（1 1）该图中，）该图中， 表示表示 ，表示表示，表示表示。氨基氨基 肽键肽键 羧基羧基 四四 三三脱水缩合脱水缩合 CNH2HHCONHCCH3HCOOHCONHCHCH2C ONH2CONHHCH2CCOOH（2 2）该化合物由）该化合物由 个氨基酸分子失去个氨基酸分子失去个水分子而形成的化合物，这种反个水分子而形成的化合物，这种反
11、反应。反应。例例2.（3 3）该化合物含有）该化合物含有 个肽键，该图个肽键，该图所示化合物的名称是所示化合物的名称是 ，基本单位，基本单位是是_。四肽四肽( (多肽多肽) ) R R基基 CNH2HHCONHCCH3HCOOHCONHCHCH2C ONH2CONHHCH2CCOOH氨基酸氨基酸 （4 4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由）该图中所示的氨基酸种类不同，是由 决定的，图中代表决定的，图中代表R R基的数字是基的数字是_。三三 （5 5）该化合物含有）该化合物含有个游离的氨基，个游离的氨基，_个游离的羧基，个游离的羧基， _ _种氨基酸。种氨基酸。CNH2HHCONHCCH3HCO
12、OHCONHCHCH2C ONH2CONHHCH2CCOOH二二二二四四肽链能肽链能盘曲、折叠盘曲、折叠，形成有一定，形成有一定空间结构空间结构的蛋白质。的蛋白质。三、蛋白质的结构多样性三、蛋白质的结构多样性盘曲盘曲折叠折叠具有具有空间结构空间结构肽肽链链蛋白质蛋白质三、蛋白质的结构多样性三、蛋白质的结构多样性1.1.蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次氨基酸氨基酸二肽二肽三肽三肽多肽多肽蛋白质蛋白质脱水脱水缩合缩合盘盘曲曲折折叠叠2.2.蛋白质结构多样性的原因蛋白质结构多样性的原因 (2) (2) 氨基酸氨基酸的的种类种类不同不同(1) (1) 氨基酸氨基酸的的数目数目不同不同(3) (3) 氨
13、基酸氨基酸的的排列顺序排列顺序不同不同(4) (4) 肽链肽链的的盘曲、折叠方式盘曲、折叠方式盘曲、折叠方式盘曲、折叠方式及其形成的及其形成的空间结构空间结构空间结构空间结构不同不同2.2.蛋白质结构多样性的原因蛋白质结构多样性的原因 蛋白质的一些理化性质蛋白质的一些理化性质1.1.盐析盐析盐析盐析:浓度高浓度高的盐溶液可以的盐溶液可以降低降低蛋白质的蛋白质的溶解度溶解度，使蛋白质发生使蛋白质发生沉淀沉淀；2.2.蛋白质蛋白质的变性的变性强酸、强碱、重金属、高温强酸、强碱、重金属、高温使使蛋白质蛋白质分子的分子的空间结构改变空间结构改变，称之为蛋白质的变性。称之为蛋白质的变性。3.3.蛋白质的
14、水解蛋白质的一些理化性质蛋白质的一些理化性质破坏的化学键：肽键（破坏的化学键：肽键（CONH）蛋白质蛋白质蛋白酶蛋白酶多肽多肽肽酶肽酶氨基酸氨基酸蛋白质可以被酸、碱或蛋白酶等催化水解，蛋白质可以被酸、碱或蛋白酶等催化水解，水解可分为水解可分为完全水解完全水解和和部分水解部分水解两种情况。两种情况。+氨基酸氨基酸 1.1. 构成细胞和生物体结构构成细胞和生物体结构。 如如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要的成分主要是蛋白质。是蛋白质。四、蛋白质的功能多样性四、蛋白质的功能多样性 2.2.催化作用：催化作用：细胞内的化学反应离不开细胞内的化学反应离不开酶的催化。酶的催化。
15、绝大多数酶都是蛋白质。绝大多数酶都是蛋白质。胃蛋白酶结晶胃蛋白酶结晶过氧化氢酶过氧化氢酶Fe3 3.3.运输作用：运输作用：有些蛋白质具有运输载体的有些蛋白质具有运输载体的功能，如功能，如血红蛋白血红蛋白。血红蛋白结构示意图血红蛋白结构示意图 4.4.调节作用：调节作用：有些蛋白质能够调节机体生有些蛋白质能够调节机体生命活动。如命活动。如胰岛素胰岛素，可以降低血浆中葡萄糖的，可以降低血浆中葡萄糖的浓度，使血糖浓度维持稳定。浓度，使血糖浓度维持稳定。胰岛素空间结构示意图胰岛素空间结构示意图 5.5.免疫功能：免疫功能：有些蛋白质可以帮助人体抵有些蛋白质可以帮助人体抵御病菌、病毒，如御病菌、病毒，
16、如抗体抗体。抗体结构抗体结构示意图示意图组成元素组成元素C、H、O、N（P、S）导致导致氨基酸氨基酸种类：种类：2020种种必需氨基酸：必需氨基酸：8 8种种非必需氨基酸：非必需氨基酸：1212种种通式：通式：CHCH2NOHOR特点：特点：至少至少有一个有一个NHNH2 2和一个和一个COOHCOOH连在连在同一个同一个C C原子上原子上脱脱水水缩缩合合多肽多肽组成蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸种类种类不同不同氨基酸的氨基酸的数目数目不同不同氨基酸氨基酸排列顺序排列顺序不同不同多肽的多肽的空间结构空间结构不同不同盘盘曲曲折折叠叠蛋白质蛋白质结构多样性结构多样性功能多样性功能多样性构成生物体
17、结构，如结构蛋白构成生物体结构，如结构蛋白运输作用，如血红蛋白运输作用，如血红蛋白催化作用，如酶催化作用，如酶调节作用，如胰岛素调节作用，如胰岛素免疫作用，如抗体免疫作用，如抗体构成构成导致导致知知识识小小结结1.1.下列有关氨基酸的叙述，正确的是（下列有关氨基酸的叙述，正确的是（ ）DA A、构成蛋白质的氨基酸都含有一个氨基和一个羧基，、构成蛋白质的氨基酸都含有一个氨基和一个羧基， 而且都连接在一起而且都连接在一起B B、人体细胞内的氨基酸都必须从食物中获得、人体细胞内的氨基酸都必须从食物中获得C C、构成蛋白质的氨基酸都是由、构成蛋白质的氨基酸都是由C C、H H、O O、N N这四种元这
18、四种元素构成的素构成的D D、不同氨基酸结构的不同在于、不同氨基酸结构的不同在于R R基的不同基的不同课堂目标检测：2.2.根据如根据如图图完成下面的完成下面的问题问题：（1 1）a a的结构通式可为的结构通式可为； aA aA过程中发生的是过程中发生的是反应，反应， A A可分为可分为A A1 1A A4 4，其原因是：，其原因是： 从从a a分析由于分析由于 ， 从从A A分析由于分析由于 。（2 2）A A1 1是是，A A3 3是是。氨基酸的种类、数目、排列顺序氨基酸的种类、数目、排列顺序脱水缩合脱水缩合空间结构千差万别空间结构千差万别酶酶血红蛋白血红蛋白小分子小分子a a大分子大分子
19、A AA A1 1催化功能催化功能A A2 2免疫功能免疫功能A A3 3传递氧气传递氧气A A4 4构成结构构成结构（3 3）高温可使蛋白质失活的原理是：高温可使蛋白质失活的原理是： ，（4 4）肽链与蛋白质分子结构的区别在于：肽链肽链与蛋白质分子结构的区别在于：肽链通过盘曲、折叠可形成具有一定通过盘曲、折叠可形成具有一定的的蛋白质分子蛋白质分子。高温使蛋白质的空间结构发生改变高温使蛋白质的空间结构发生改变空间结构空间结构（5 5）胰岛素胰岛素可用可用鉴定，反应颜色鉴定，反应颜色为为双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算1.1.常见的计算类型常见的计算类型（1 1）肽键
20、数、脱去的水分子数）肽键数、脱去的水分子数的相关计算的相关计算（2 2）多肽中多肽中氨基数氨基数和和羧基数羧基数及及N N、O O原子数原子数的计算的计算（3 3）蛋白质蛋白质相对分子质量相对分子质量的计算的计算解题方法：解题方法：理解多肽的形成过程理解多肽的形成过程由氨基酸分子由氨基酸分子脱水缩合脱水缩合可知，蛋白质形成过程可知，蛋白质形成过程中每中每形成一个肽键形成一个肽键，同时，同时失去一分子水失去一分子水。肽键数肽键数 = = 脱水数脱水数（1）肽键数、脱水数）肽键数、脱水数与与氨基酸数氨基酸数和和肽链数肽链数之间有什么关系之间有什么关系？蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算CHR1NH2
21、OHCOH2OCHCOOHR2HNH肽键肽键（1）肽键数、脱水数）肽键数、脱水数与与氨基酸数氨基酸数和和肽链数肽链数之间的关系之间的关系肽键数肽键数脱水数脱水数2 2个氨基酸个氨基酸脱水缩合形成脱水缩合形成1 1条肽链条肽链3 3个氨基酸个氨基酸脱水缩合形成脱水缩合形成1 1条肽链条肽链5 5个氨基酸个氨基酸脱水缩合形成脱水缩合形成2 2条肽链条肽链2121个氨基酸个氨基酸脱水缩合形成脱水缩合形成2 2条肽链条肽链n n个氨基酸个氨基酸脱水缩合形成脱水缩合形成m m条肽链条肽链肽键数肽键数 = = 脱水数脱水数 = = 氨基酸数氨基酸数- -肽链的条数肽链的条数112233n-mn-m1919
22、（2 2）N N N N个个个个氨基酸脱水缩合形成氨基酸脱水缩合形成环状化合物环状化合物，脱水，脱水_个，形成成肽键个，形成成肽键_个。个。N NN N例例1.1.已知某蛋白质由条肽链构成，共含有已知某蛋白质由条肽链构成，共含有3500035000个肽键，这个蛋白质分子含有氨基酸多个肽键，这个蛋白质分子含有氨基酸多少个？（少个？（ ) ) A A、35000 B35000 B、35006 C35006 C、27500 D27500 D、2020B肽键数肽键数 = = 脱水数脱水数 = = 氨基酸数氨基酸数- -肽链的条数肽链的条数X6= =35000X= = 35006例例2.2.血红蛋白分子
23、由条多肽链组成，共含血红蛋白分子由条多肽链组成，共含574574个氨基酸，那么该分子中含有的肽键数和个氨基酸，那么该分子中含有的肽键数和脱去的水分子数分别是（脱去的水分子数分别是（ ） A.570A.570和和570 B.572570 B.572和和570 570 C.574 C.574和和574 D.578574 D.578和和578578A例例3.3.牛胰岛素有牛胰岛素有A A、B B两条肽链两条肽链，A A链有链有2121个个氨基酸氨基酸，B B链有链有3030个氨基酸个氨基酸，则牛胰岛，则牛胰岛素分子的肽键数是（素分子的肽键数是（ ）个？）个？设每个设每个氨基酸氨基酸的平均分子量为的平
24、均分子量为128，则则牛胰岛素牛胰岛素的分子量是多少？的分子量是多少？49（3 3）多肽的相对分子质量）多肽的相对分子质量 = =氨基酸氨基酸平均分子质量平均分子质量氨基酸氨基酸个数个数1818脱水数脱水数5151个氨基酸个氨基酸脱水缩合脱水缩合牛胰岛素牛胰岛素 + + 49H49H2 2O O例例4.4.组成生物体某蛋白质的组成生物体某蛋白质的1212种氨基酸的平均种氨基酸的平均相对分子质量为相对分子质量为128128，一条含有，一条含有100100个肽键的多个肽键的多肽链的相对分子质量为（肽链的相对分子质量为（ ）A.12928 B.11128 C.12800 D.11000A.12928
25、 B.11128 C.12800 D.11000128(100+1)18100B例例5.5.多个氨基酸分子缩合形成含多个氨基酸分子缩合形成含2 2条肽链的蛋白条肽链的蛋白质时，相对分子量减少了质时，相对分子量减少了900900，由此推知，此蛋，由此推知，此蛋白质所含的氨基酸数和肽键数分别是（）白质所含的氨基酸数和肽键数分别是（） A A5252，5252 B B5050，5050 C C5252，5050 D D5050，4949C解题方法：解题方法：关注肽链的结构关注肽链的结构CCHNR3HOCHNHR2CHCOOHRnCOCHH2NR1蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算（4 4）一条肽链中）
26、一条肽链中至少至少至少至少含有含有_个氨基，个氨基，_个个羧基。羧基。如果有一条肽链有如果有一条肽链有2 2个氨基，则说明有一个氨基在个氨基，则说明有一个氨基在_上。上。1 11 1R R基基解题方法：解题方法：找准原子的位置找准原子的位置CCHNR3HOCHN NHR R2 2CHCOOHRnCOCHH2N NR1蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算（5 5）N N原子数原子数 = = 各氨基酸中各氨基酸中N N的总数的总数 O O原子数原子数 = = 各氨基酸中各氨基酸中O O的总数的总数- - 脱水数脱水数 = = 肽键数肽键数 + + 肽链数肽链数 + R+ R基上的基上的N N原子数原子
27、数 = = 肽键肽键数数 + + 肽链数肽链数 X 2 + RX 2 + R基上的基上的O O原子数原子数例例6.6.某蛋白质由某蛋白质由 m m 条肽链、条肽链、n n 个氨基酸组成。个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子的个数是（该蛋白质至少含有氧原子的个数是（ ）A A、n-m Bn-m B、n-2m Cn-2m C、n+m Dn+m D、n+2mn+2mC C找找O原子的位置原子的位置肽键肽键游离的羧基游离的羧基n- -m+ +2 2m氨基酸氨基酸的平均的平均分子量分子量氨基氨基酸的酸的数目数目肽键肽键的数的数目目脱去脱去的水的水分子分子数目数目多肽链相对多肽链相对分子质量分子质量氨基氨基数目数目羧基羧基数目数目1条条肽肽链链anm条条肽肽链链an链状肽n -1n -1n-mn-mna-18(n-1)na-18(n-m)至少1个至少1个至少m个至少m个
