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(共42张PPT)
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
第2章 组成细胞的分子
C
H
R
NH2
COOH
水
（70%~90%）
蛋白质
（7%~10%）
糖类和核酸
（1%~1.5%）
脂质
（1%~2%）
无机盐
（1%~1.5%）
蛋白质是细胞中含量最多的有机物,也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。
蛋白质具有什么功能？
结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。例如，肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
羽毛
蜘丝
肌动蛋白、肌球蛋白
一、蛋白质的功能 P28
胃蛋白酶结晶
催化作用：细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。
唾液淀粉酶结构
一、蛋白质的功能 P28
通道蛋白
运输作用：有些蛋白质具有运输功能。
一、蛋白质的功能 P28
血红蛋白
图中浅色区域的部分细胞能分泌胰岛素
调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。
生长激素
一、蛋白质的功能 P28
抗体结构示意图
免疫功能：有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
一、蛋白质的功能 P28
一、蛋白质的功能 P28
结构
调节
免疫
运输
催化
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
必需氨基酸：人体细胞不能合成的，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。共8种
甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸
非必需氨基酸： 人体细胞能够合成的，称为非必需氨基酸。如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸等。
组成人体蛋白质的氨基酸有21种。P30
（甲携来一本亮色书）
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1、氨基酸的种类
C
C
H
H2N
OH
O
C
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
CH
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
C
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
C
C
H
H2N
OH
O
H
H
H
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
讨论 P29
1.这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
羧基
氨基
2、氨基酸的结构
氨基酸分子结构通式：P29
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
C
H
R
H
N
H
OH
C
O
COOH
C
H
R
H2N
氨基
羧基
氨基
羧基
或
侧链基团(R基）
侧链基团(R基）
①每种氨基酸至少都含有一个 和一个 ，并且都有一个
氨基和一个羧基连接在 碳原子上。
②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）。
③氨基酸之间的区别在于R基不同。
（1）元素组成：
（2）结构通式：
（3）结构特点：P29
羧基(-COOH)
同一个
氨基(-NH2)
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
C、H、O、N、(S等)
2、氨基酸的结构
①氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：—NH2、—COOH、—R (基团前
的“—”不能省略)
②组成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，“至少”说明氨基酸
分子中的氨基和羧基的数目大于等于1个，其他的氨基和羧基位于R基上。
③氨基、羧基不同表示方法：
注意：
H2N
COOH
H
H
—C
②
—C—
CH3
COOH
—C—
H
H2N
CH3
①
CH3
—C——
③
H2N
COOH
H
—C—
H
CH3
CH3
NH2
—C—
H
H2N
CH3
④
1、下面属于组成蛋白质的氨基酸的是________
①
③
2、根据氨基酸通式,写出下面两种氨基酸的R基
H2N－C－C－OH
H
O
CH2—SH
H2N－C－C－OH
H
O
CH2 —COOH
R基分别是:
—CH2 —SH
—CH2 —COOH
巯基： —SH
肽键
H2O
H H O
H N C C OH
R1
H H O
H N C C OH
R2
脱水缩合
二肽
氨基酸 + 氨基酸 二肽 + H2O
脱水缩合
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C OH +
R2
三、蛋白质的结构及其多样性
脱水缩合: 一个氨基酸的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫做脱水缩合。
1、氨基酸的结合方式
P30
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
★脱去的H2O中H来源于 ；O来源于 。
氨基和羧基
羧基
二肽
二肽 + 氨基酸 H2O + 三肽
脱水缩合
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C OH +
R2
二肽
H H O
H N C C OH
R3
+ H2O
脱水缩合
三肽
H H O
H N C C
R1
H H O
N C C
R2
H H O
N C C OH
R3
肽键
肽键
三、蛋白质的结构及其多样性
氨基酸 + 氨基酸 H2O + 二肽
氨基酸 + 氨基酸 + 氨基酸 2H2O + 三肽
……，类似的反应，形成四肽、五肽……多肽。
脱水缩合
脱水缩合
由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。
三、蛋白质的结构及其多样性
2、由肽链形成蛋白质
由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
三、蛋白质的结构及其多样性
许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。
—SH
—SH
+
—S—S—
+
2H
三、蛋白质的结构及其多样性
二硫键
两条肽链
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
三、蛋白质的结构及其多样性
由氨基酸形成血红蛋白的示意图 P31
1、下图为某多肽的结构示意图。下列有关叙述正确的是(　　)
A.该化合物为三肽
B.该多肽中含有4个肽键
C.形成该多肽的过程中产生的H2O中的O全部来自羧基
D.形成该多肽的过程中脱去的水分子数与氨基酸数相等
C
组成蛋白质的氨基酸有21种
蛋白质有多少种
1010～1012种

21种氨基酸如何构成多种多样的蛋白质？
氨基酸种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸排列顺列不同
肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
蛋白质结构
多样性
蛋白质功能多样性
结构多样性决定了功能多样性!
三、蛋白质的结构及其多样性
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
P31
单个氨基酸
改变
蛋白质结构
异常
红细胞形态
异常
镰刀型细胞
贫血症（运输氧的能力减弱）
蛋白质的结构异常
谷氨酸
缬氨酸
三、蛋白质的结构及其多样性
蛋白质的变性 P32
蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
能使蛋白质变性的条件：加热、强酸、强碱、酒精、紫外线照射……
应用：喷酒精、紫外线照射杀菌消毒；
重金属中毒大量服用乳制品；
吃熟鸡蛋、熟肉；
沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净……
不破坏肽键
可以用双缩脲试剂检测
蛋白质的一些理化性质 发生条件 溶解度 空间结构 活性 肽键 例子or应用
盐析
变性
水解
轻金属盐或铵盐（食盐）
降低
不变
（可逆）
不变
不断裂
例子：鸡蛋清加盐
应用：提纯蛋白质
高温、强酸、强碱、重金属盐、紫外线等
变伸展、松散
（不可逆）
失活
一般不断裂
例子：煮熟鸡蛋
应用：消毒、灭菌
加蛋白酶、肽酶
改变
失活
断裂
例子：人体消化蛋白质
应用：获取氨基酸
P32
2、某小组采用两种途径处理鸡蛋清溶液的过程如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A.①②所依据的原理不同，过程②破坏了蛋白质的空间结构
B.③④所依据的原理不同，过程④破坏蛋白质的肽键
C.溶解后的溶液分别加入双缩脲试剂均可变成紫色
D.过程②产生的蛋白块也可用③的方法进行溶解
D
一条肽链至少含有____个游离羧基和_____个游离氨基
一
一
m条肽链至少含有____个游离羧基和_____个游离氨基
m
m
蛋白质中至少含有的游离的氨（羧）基数=肽链数
所有氨（羧）基数 =肽链数+ R基氨（羧）基
四、蛋白质形成过程中的数量计算
1、氨基数和羧基数的计算
肽键数=6-1
肽链数为1时：肽键数 = 脱去水分子个数 = n-1
肽键数=14-2
肽链数为2时：肽键数 = 脱去水分子个数= n-2
肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数= n-m
（环状肽：肽键数=脱去水分子个数=氨基酸数）
（n表示氨基酸数、m表示肽链数）
2、肽键数和水分子数计算
四、蛋白质形成过程中的数量计算
1、二硫键(—S—S—)是蛋白质中连接2条肽链的1种化学键。右图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是(　　)
A．该蛋白质至少有2个游离的羧基
B．形成该蛋白质的过程中脱去了277个水分子
C．该蛋白质至少有280个氨基
D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三方面决定
A
有A、B、C三种不同的氨基酸无数个，可以形成多少种不同的二肽？三肽？n肽？
有A、B、C三种不同的氨基酸各一个，可以形成多少种不同的二肽？三肽？
n种氨基酸(数量不限）形成一个m肽，有多少种可能？
32
33
3n
3×2
3×2×1
nm
3、氨基酸的排列与多肽种类的计算
4、蛋白质相对分子量的计算
缬氨酸
CH
CH3
CH3
H2N—C— C—OH
H
O
H2N—C— C—OH
H
O
H
甘氨酸
甘氨酸、缬氨酸的分子量分别是75、117。
由一个甘氨酸和一个缬氨酸形成的蛋白质的分子量分别是__ 。你是如何计算出来的？
174
四、蛋白质形成过程中的数量计算
蛋白质相对分子质量
＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－脱去的水分子数×18
4、蛋白质相对分子量的计算
四、蛋白质形成过程中的数量计算
分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个H。故计算蛋白质相对分子质量时除减去H2O的相对分子质量外，还应考虑脱去H的相对分子质量。
不能忽视蛋白质中的二硫键：
四、蛋白质形成过程中的数量计算
如图为结晶牛胰岛素的一个模式图，其中A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，试问：
结晶牛胰岛素相对分子质量为多少(设所有氨基酸的平均相对分子质量为a)？
a×(21+30)-18×(51-2)-3×2
=51a-876
有二硫键存在时，
蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量- 脱去的水分子数×18 -二硫键的个数×2(即脱去的氢原子数)
相关计算公式小结
氨基酸数（n） 氨基酸平均分子相对质量（a）
一条肽链 m条肽链 环肽
肽键
脱去水分子
减轻的质量
多肽相对分子质量
至少含有的氨基或羧基数
H2N——
——COOH
n-1
n-1
18（n–1）
na-18(n–1)
1
n-m
n-m
18（n–m）
na-18(n–m)
m
n
n
18n
na-18n
0
C原子数＝
H原子数＝
O原子数＝
N原子数＝
氨基酸个数×2 ＋ R基中C原子数
各氨基酸中H原子的总数－脱去水分子数×2
＝（氨基酸个数＋肽链数）×2＋R基中H原子数
各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数
＝氨基酸个数＋肽链数＋R基上的O原子数
各氨基酸中N原子的总数
＝肽键数+肽链数+R基上的N原子数
四、蛋白质形成过程中的数量计算
5、蛋白质中各原子数的计算
2、如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)
A.该分子中含有198个肽键
B.这200个氨基酸中至少有200个氨基
C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582
D.该蛋白质中至少含3个游离的氨基
C
3、下图表示某三十九肽中共有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽。据图回答下列问题：
(1)蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的
不同，以及蛋白质的________千变万化。
(2)图乙中，三十九肽被水解后肽键数量减少________个，氨基和羧基分别增加________个。
种类、数量和排列顺序
空间结构
7
3
3
组成元素
C、H、O、N（S等）
导致
氨基酸
种类：21种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：13种
通式：
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上等
脱水缩合
多肽
氨基酸种类不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
肽链的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
结构蛋白，如头发
运输作用，如血红蛋白
催化作用，如大多数酶
调节作用，如胰岛素
免疫作用，如抗体
组成
决定
O
H
H2N
R
C
C
OH
生命活动的
主要承担者
蛋白质小结

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