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第4节 蛋白质是生命活动的
主要承担者
学习目标：
1、说出蛋白质的功能并举例
2、能说出氨基酸的结构特点、结构通式及元素组成
3、说出脱水缩合的过程
4、理解并背过蛋白质结构多样性的原因
1、因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。
2、这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收。
初中学习过食物中的蛋白质要分解为氨基酸才能吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。
一、蛋白质的功能
（1）构成细胞和生物体结构的重要物质
如肌肉、头发等的成分主要是蛋白质
（2）催化作用 大多数酶都是蛋白质
（3）运输作用 血红蛋白 载体
（4）信息传递作用 胰岛素 胰高血糖素
（5）免疫作用 抗体
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。
结构蛋白
功能蛋白
为什么蛋白质有这么多的种类和如此多样的功能呢？
据估计，生物界的蛋白质种类多达1010~1012种
让我们来从他们的组成和结构中找到答案吧！
思考:
食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢
蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收和利用。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位
二、组成蛋白质的基本单位
——氨基酸
自然界中有300多种氨基酸，
生物体中组成蛋白质的氨基酸约有21种。
阅读课本P29，思考与讨论：
1、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？能否写出
氨基酸的结构通式？
2、氨基酸的不同由什么决定的？
3、氨基酸的元素组成是什么？
甘氨酸
缬氨酸
H2N－C－C－OH
H
O
CH3
丙氨酸
H2N－C－C－OH
H
H
O
H2N－C－C－OH
H
CH
CH3
CH3
O
羧基
氨基
侧链基团（R基）
思考讨论
氢原子
1、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？能否写出
氨基酸的结构通式？
每种氨基酸　　　都含有　　　　（　　　）
和　　　　　（　　　　），并且都有一个氨基和
一个羧基连接在　　　　　　上。
至少
一个氨基
—NH2
一个羧基
—COOH
同一个碳原子
H2N－C－COOH
H
R
①氨基酸的结构特点：
②氨基酸的结构通式：
2、氨基酸的不同由什么决定的？R基有多少种？
不同氨基酸分子的区别在侧链基团（R基）上，即氨基酸种类的不同由R基决定，R基有21种。
下列分子是不是组成蛋白质的氨基酸？
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
1
2
3
4
5
×
×
×
√
√
H
C
NH2
HOOC
CH2
NH2
H
C
HOOC
H
CH2
NH2
请找出下面这个氨基酸的R基？
苏氨酸
CH3
CH
OH
CH
NH2
COOH
HS
CH2
CH
NH2
COOH
半胱氨酸
丝氨酸
CH2
OH
CH
NH2
HOOC
天冬氨酸
C
CH2
OH
CH
NH2
COOH
O
必需氨基酸(8种)
4、种类
（有21种）
非必需氨基酸(13种)
（人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取的）
（人体细胞能够合成的）
3、氨基酸由哪些化学元素组成？　
元素组成：一定含有C、H、O、N ，
有的还有S、Fe等
（一）氨基酸的结合方式
C
H
COOH
R1
C
H
NH2
COOH
R2
NH2
C
O
H
N
H
OH
二、蛋白质的结构及其多样性
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
（一）氨基酸的结合方式
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
脱水缩合
（一）氨基酸的结合方式
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
脱水缩合
（一）氨基酸的结合方式
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
肽键
三肽
（一）氨基酸的结合方式
以此类推，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（链状）。
H2O
脱水缩合
举例说出蛋白质空间结构中含有哪些化学键？
1、氨基酸通过肽键连接形成肽链
2、一条肽链不同位置的氨基酸之间能够形成氢键、二硫键
等，使肽链盘曲折叠，形成一定的空间结构。
3、不同肽链之间通过二硫键等结合在一起，形成更复杂的
空间结构
氨基酸
二肽
三肽
多肽
一条肽链折叠形成蛋白质
几条肽链折叠形成蛋白质
脱水缩合
脱水缩合
脱水缩合
脱水缩合
盘曲、折叠成空间结构
(二)从氨基酸到蛋白质所包括的结构层次
（三）蛋白质分子结构多样性的原因
（1）氨基酸种类不同
（2）氨基酸数目不同
（3）氨基酸排列顺序不同
（4）肽链的盘曲、折叠
方式及其形成的空间
结构不同
蛋白质的结构多样性
蛋白质的功能多样性
阅读课本P31，总结导致蛋白质结构多样性的原因有哪些？
三、蛋白质的变性
在高温、强酸、强碱、重金属等作用下蛋白质的 受到破坏，失去活性，但 没有断裂。
蛋白质变性后能否与双缩脲试剂发生反应？ 。
蛋白质发生变性后一般 恢复原来的结构，即具不可逆性。
空间结构
肽键
不能
能
总结：
1.引起蛋白质变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属等
2.变性实质：蛋白质的空间结构被破坏。
（肽键一般不会断裂）
3.双缩脲试剂与蛋白质发生反应实际上是与蛋白质中的肽键反应，蛋白质变性后仍能与双缩脲试剂发生反应。
盐析：在鸡蛋清中加入一些食盐，就会看到白色的絮状物，这是在食盐的作用下析出的蛋白质。兑水稀释后，你会发现絮状物消失。在上述过程中，蛋白质结构没有发生变化。
氨基酸数
肽链数
1、n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉几分子水？形成几个肽键？
脱去n－１个水分子，形成n－１个肽键
脱水数
肽键数
n-m
四、蛋白质的相关计算
（一）氨基酸数、肽链数、肽键数和脱水数之间的关系
脱去n-m个水分子，形成n-m个肽键
2、如果n个氨基酸形成m条链呢？
1、6个氨基酸形成1条肽链时，形成几个肽键？
脱掉几个水分子？
2、n个氨基酸形成1条肽链时，形成几个肽键？
脱掉几个水分子？
规律一：n个氨基酸形成1条肽链，
脱去的水分子数 ＝ 肽键数 = 氨基酸数－ 1＝n－ 1
氨基酸数目 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数
1
n
n－1
n－1
6
5
5
相关计算
1
3、6个氨基酸形成2条肽链时，形成几个肽键？
脱去几个水分子？
4、n个氨基酸形成m条肽链时，形成几个肽键？
脱去几个水分子？
氨基酸数目 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数目
1
n
m
n－m
n－m
规律二：n个氨基酸形成m条肽链，
脱去的水分子数 ＝肽键数＝氨基酸数－肽链数 =n-m
6
6
2
5
4
5
4
肽链1:
肽链2:
人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是（ ）
A.145/144
B.145/145
C.145/146
D.146/145
练习1
D
（1）1条肽链中至少含几个游离的氨基（—NH2）和羧基（ —COOH）？位于何处？
C
R1
CO
H
H2N
C
R2
COOH
H
NH
CO
C
R100
H
NH……………
CO
（二）蛋白质中游离氨基和羧基数目的计算
一个
位于肽链的两端
若m条肽链呢？
m个
至少含有的氨基数（羧基数） = 肽链数
氨基数 = 肽链数 + R基上的氨基数
（2）试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链数的关系？若问该蛋白质含有多少氨基和羧基，还应考虑什么？
（二）蛋白质中游离氨基和羧基数目的计算
练习2
某个由4条多肽链构成的蛋白质分子中共有肽键151个，则此分子式中含有氨基和羧基的数目至少有（ ）
A.152/152
B.151/151
C.4/4
D.2/2
C
练习3
某蛋白质由150个氨基酸形成的两条链盘曲折叠而成，该150个氨基酸共含有158个游离的氨基，连接形成蛋白质后共有多少氨基？（ ）
A、2 B、158
C、10 D、148
C
某蛋白质由m条多肽链、n个氨基酸组成，该蛋白质至少有氮原子数、氧原子数多少？
n , n+m
（三）蛋白质中含有N、O原子数的计算
某蛋白质由m条多肽链、n个氨基酸组成，该蛋白质至少有氮原子数、氧原子数多少？
氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数
=氨基酸数+R基上的氮原子数
=各氨基酸中氮原子的总数
氧原子数=肽键数+2X肽链数+R基上的氧原子数
=各氨基酸中氧原子的总数-脱去水分子数
至少
至少
n , n+m
（三）蛋白质中含有N、O原子数的计算
现有氨基酸100个，其中氨基总数为102个，羧基总数为101个，则由这些氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质中，含有氧原子的数目（ ）
A、101 B、102 C、103 D、104
练习4
D
某蛋白质分子由n个氨基酸形成的m条肽链组成。已知氨基酸的平均分子量为a，求该蛋白质分子的分子量。
na－18 (n－ m)
蛋白质的相对分子质量
氨基酸数 X 氨基酸平均分子量
脱水数 X 18
（注意环状和-S-S-的特殊情况）
（四）蛋白质的相对分子质量计算
练习5
某蛋白质的相对分子质量为12392，在合成这个蛋白质分子过程中，脱水量为1944，假设氨基酸的平均相对分子质量为128，则该蛋白质分子含有几条肽链（ ）
A、2条 B、3条 C、4条 D、5条
C
组成人体的20种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为（ ）
A.73472 B.12800
C.63212 D.63140
C
练习6
如图为某蛋白质的结构示意图，其中“-S-S-”为由两个“-SH”（巯基）构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链．若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（　　）
A．m，18m B．（m-2），18（m-2）+4
C.（m-3），18（m-3）+4 D．（m-4），18（m-4）
B
练习7
假设氨基酸数（n） ； 氨基酸平均分子相对质量（a）
一条肽链 m条肽链 环肽
形成肽键数
脱去水分子数
蛋白质相对分子质量
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
（五）总结氨基酸形成蛋白质的相关数量关系
减轻的质量
（六）
由n个氨基酸形成的只含有一条肽链的蛋白质水解时需要多少水分子参与 有多少肽键遭到破坏 (水解：利用水将蛋白质分解，形成氨基酸的过程)
若是由n个氨基酸形成的含有m条肽链的蛋白质水解呢
n-1
n-1
n-m
假若有A、B、C 、D、E五种氨基酸, 组成多肽的种类：
(1)每种氨基酸足够
形成五肽的种类:
形成三肽的种类:
（七）氨基酸的排列与多肽种类的计算
55
53
5x4x3x2x1=120
5x4x3=60
(2) 每种氨基酸只有一个
形成五肽的种类:
形成三肽的种类:
组成元素
C、H、O、N（S、Fe）
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：
C
H
C
H2N
oOH
R
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
脱水缩合
多肽
组成蛋白质的氨基酸不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
蛋白质的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
构成生物体，如结构蛋白
运输作用，如血红蛋白
催化作用，如酶
调节作用，如胰岛素
免疫作用，如抗体
组成
导致
脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数=n—m
M（pro）=na—18（n—m）
m条肽链构成的蛋白质，至少m个氨基，至少m个羧基
课堂小结
计算

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