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第二章
组成细胞的分子
第4.2节
蛋白质是生命活动的主要承担者
本节聚焦
蛋白质的结构及其多样性
蛋白质的相关计算
组成蛋白质的氨基酸有21种
蛋白质有多少种？
？
21种氨基酸如何构成
多种多样的蛋白质？
2
蛋白质是由C、H、O、N等化学元素组成的高分子化合物，相对分子质量很大
64500
9512
C3032H4816O872N780S8Fe4
血红蛋白
36684
5224
C1642H2652O492N420S12
牛 奶
乳蛋白
180
24
C6H12O6
葡萄糖
18
3
H2O
水
相对分子质量
原子个数
化学式
2
一、蛋白质的结构及其多样性
2
蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键相连而成。
脱水缩合反应
一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合的方式叫脱水缩合
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
1.氨基酸的结合方式
1.氨基酸的结合方式
肽键
是连接两个氨基酸分子的化学键。
二肽
这两种氨基酸脱水缩合形成的化合物，叫做二肽
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
肽键
三肽
三肽：由3个氨基酸分子缩合而成的含有2个肽键的化合物
H2O
1.氨基酸的结合方式
—C
NH2
H
H
—C—
O
N—
H
C—
CH3
H
COOH
—C—
O
N—
H
C—
H
CH2
C
O
NH2
—C—
O
N—
H
H
CH2
C
COOH
①
②
④
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
③
（1）该化合物中，①表示________， ③ 表示________ ，⑦表示________。
（2）该化合物有氨基________个，有羧基________个。该化合物的名称是______________。
氨基
羧基
肽键
2
2
多肽
（四肽）
练一练
2.由肽链形成蛋白质
多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。
肽链：多肽通常成链状结构，叫做肽链。
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。它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。
这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。
例如，血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。
2.由肽链形成蛋白质
氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽…多肽
一条肽链按照一定形态折叠盘曲构成空间结构
多条肽链构成更为复杂的空间结构
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸
这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽、多肽，由多肽键构成人体蛋白质
人体蛋白质与食物中的蛋白质不一样，其具有完成人体生命活动的结构和功能。
进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？
这些氨基酸进入人体细胞后，需经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？
人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？
10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链
氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性，以及蛋白质具有复杂的空间结构，是蛋白质种类多样性的原因
如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？
试着说出蛋白质种类多种多样的原因
3.蛋白质结构多样性的原因
氨基酸的数目
氨基酸的种类
氨基酸的排列顺序
多肽链的空间结构
蛋白质变性
实质：蛋白质空间结构被破坏，肽键并未断裂
现象：失活、沉淀、凝固，是不可逆的过程
原因：过酸、过碱、重金属盐、温度过高、紫外线等
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。
例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。
归纳：蛋白质多样性
直接原因：氨基酸的种类、数目、排序，肽链空间结构不同
根本原因：控制蛋白质合成的基因具有多样
同一个体不同细胞的蛋白质种类差异：
基因选择性表达
肽键 个
R基 种
氨基 个
1
羧基 个
3
3
2
2
2
二、蛋白质的相关计算
二肽形成过程中，产生了几个水分子？形成了几个肽键？
三肽形成过程中，产生了几个水分子？形成了几个肽键？
请大家推理，如果有7个氨基酸分子，通过脱水缩合形成一条肽链可产生了几个水分子？形成了几个肽键？
进一步推理，n个氨基酸分子，通过脱水缩合形成一条多肽链时可产生了几个水分子？形成了几个肽键？
想一想
肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数
蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18
蛋白质中氨基/羧基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数
环肽中氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数-2×二硫键数
m个氨基酸形成多肽链的规律
肽链数 氨基酸数 肽键数 脱水数 肽链分子量 氨基数 羧基数
1条 N N－1 N－1 aN－18(N－1) 至少 1个 至少
1个
m条 N N－m N－m aN－18(N－m) 至少m个 至少m个
注：氨基酸的平均相对分子质量为a
H原子数=各氨基酸中H原子数之和-2×脱去的水分子数- 2×二硫键数
O原子数=肽键数+ 2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去水分子数
N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子数之和。
多肽中H、O、N原子的计算
小试牛刀
下列有关生物体内蛋白质多样性原因的叙述中，不正确的是(　　)
A.组成肽键的化学元素不同
B.组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同
C.蛋白质的空间结构不同
D.组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同
小试牛刀
下列物质中，有的是组成蛋白质的氨基酸，有的不是，若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目分别是(　　)
①NH2—CH2—COOH
②NH2—CH2—CH2OH
③
④
⑤NH2—CH2—CH2—COOH
A.3、3、2 B.1、2、1 C.1、3、2 D.3、4、2

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