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2024
第4讲 蛋白质与核酸
1.蛋白质的功能，举例说明？
2.蛋白质的功能取决于什么？
3.蛋白质的基本组成单位？组成元素？
4.氨基酸的结构通式？不同体现在哪？描述氨基酸的结构特点？
5.组成人体的氨基酸种类？分类？
6.人体细胞中必需氨基酸有什么？
7.氨基酸能与双缩脲试剂发生反应吗？
一、蛋白质的功能
考点一 蛋白质是生命活动的主要承担者
1.元素组成:
C、H、O、N
S
除 外，有的还含有 等。
2.结构:
①氨基酸的结构通式
C
H
H2N
R
氨基
羧基
侧链基团
C
OH
O
分子式C2H4O2N-R
每个氨基酸分子至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并连在同一个碳原子上。
部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，多出来的氨基或羧基位于R基上。
②特点
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
练习1：
下面属于构成生物体蛋白质氨基酸的是________
①③
COOH
—C—
H
H2N
CH3
①
—C—
—C
H2N
COOH
H
H
CH3
CH3
②
—C——
③
H2N
COOH
H
—C—
H
CH3
CH3
NH2
—C—
H
H2N
CH3
④
3.种类:
氨基酸的种类由R基决定。
21种氨基酸
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
人体可自身合成的氨基酸，共13种
人体不能自身合成的氨基酸，共8种
必需氨基酸
甲 携 来 一 本 亮 色 书
甲硫
缬
赖
异亮
亮
苯丙
色
苏
婴儿有9种，比成人多的一种是组氨酸。
评价蛋白质食品营养价值的主要依据
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
①氨基酸
的功能
a.作为肽或者蛋白质的基本单位(主要功能)。
b.某些氨基酸可作为神经递质。
谷氨酸、甘氨酸
c.氨基酸→糖类(非糖物质转化)
d.氨基酸氧化分解供能。
作为能源物质
f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)
②氨基酸
的运输
a.细胞膜上载体蛋白
b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA
跨膜运输
运入核糖体
e.酪氨酸→黑色素
衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少
氨基酸知识拓展
1.食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述，正确的是
A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S
B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测
C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标
D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉
√
突破 强化关键能力
2.科学家研究和鉴定一些动物谷胱甘肽过氧化物酶的作用时，发现了人体第21种氨基酸——硒代半胱氨酸，是蛋白质中硒的主要存在位置，人体内硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需要不断从食物中获取。下列有关叙述中，错误的是
A.硒元素属于微量元素
B.硒位于硒代半胱氨酸的R基中
C.硒代半胱氨酸是必需氨基酸
D.人体的蛋白质均含有硒
√
人体中氨基酸有21种，蛋白质有1010-1012种。那么21种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？
氨基酸：
21种
脱水缩合
蛋白质：
1010～1012
氨基酸脱水缩合过程视频（视频）
一、氨基酸的脱水缩合
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
二肽
1、合成场所：
核糖体(所有生物）
病毒的脱水缩合发生在宿主细胞的核糖体中
2、条件（翻译）：
氨基酸、酶、ATP、tRNA、mRNA
三、蛋白质的结构及其多样性
一、氨基酸的脱水缩合
肽键
H2O
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
H2O
三肽
4、多肽的命名：
由几个氨基酸构成，就称几肽
3、H2O中各元素的来源：
H来自于 ，O来自于_____
氨基和羧基
羧基
三肽及以上可以称多肽或肽链
三、蛋白质的结构及其多样性
元素：
　↓
氨基酸：
　↓
二肽：
　↓
多肽(链)：
　
蛋白质：
盘曲折叠
具有一定的空间结构
场所：
内质网、高尔基体：分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体中的水解酶
细胞质基质：胞内蛋白，如ATP合成酶、呼吸酶等
C、H、O、N等
蛋白质的基本组成单位
由两个氨基酸缩合而成的化合物
由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构（少数环状）
脱水缩合（核糖体）
脱水缩合（核糖体）
二、蛋白质的形成过程
思考：血红蛋白由四条肽链聚集形成，那肽链之间又是怎样连接在一起的？
氨基酸
二肽
三肽
四肽
多肽
肌球蛋白
血红蛋白
胰岛素
盘
曲
折
叠
思考：血红蛋白由四条肽链聚集形成，那肽链之间又是怎样连接在一起的？
二、蛋白质的形成过程
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
SH
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
SH
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
S
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
S
二硫键
许多蛋白质含有两条或多条多肽链，他们通过一定的化学键如二硫键结合在一起。
每形成一个二硫键失去两个H原子
三、肽链连接方式——二硫键
结构多样性
功能多样性
决定
α-螺旋
β-折叠
氨基酸______
氨基酸______
氨基酸_______
肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
功能蛋白
结构蛋白
(组成细胞和生物体)
________
(蛋白质类激素)
________
(大多数酶)
________
(载体蛋白，
血红蛋白)
________
(抗体，溶菌酶，细胞因子)
种类
数目
排列顺序
调节
催化
运输
免疫
不同生物体：基因多样性
________
(糖蛋白)
识别
直接原因：
根本原因：
同一生物体：基因的选择性表达
下丘脑、垂体、胰岛分泌
四、蛋白质的多样性
蛋白质的结构和功能相适应举例
谷氨酸
缬氨酸
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
蛋白质的功能
空间结构
一级结构
五、蛋白质的水解、变性和盐析
盐析
蛋白质在盐溶液中溶解度降低，使蛋白质凝聚从溶液中析出，可逆
变性
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。与脱水缩合相反，需要酶的催化
水解
空间结构发生改变，肽键未断裂。 一般不可逆
仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，使肽键暴露
（应用：煮熟的食物容易消化吸收）
脱水缩合：减水
水解：加水
1.2021年3月，一篇熟鸡蛋返生孵小鸡的论文引发网络关注。央视评论：“侮辱性很强，伤害性极大”。
(1)熟鸡蛋无法返生的原因是_________________________________________
________________________。
(2)在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物，兑水后絮状物消失，这一现象说明____________________________________；相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，这是因为___________________________________________________
_________________________________。　
高温破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，且该过程是不可逆的
【情境推理·探究】
盐析过程中蛋白质的结构没有发生变化
煮熟鸡蛋过程中，高温使蛋白质变性，蛋白质空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解
(3)经常食用鸡蛋、牛奶、大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸，必需氨基酸是指______________________________________________________。
高温加热后，蛋白质用双缩脲试剂检验________(填“能”或“不能”)发生紫色反应。双缩脲试剂的使用方法是_______________________________________。
评价食物中蛋白质成分的营养价值时，应特别关注的问题是_______________________。
人体细胞自身不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸
能
先加A液(NaOH溶液)，再加B液(CuSO4溶液)
必需氨基酸的种类和含量
考点一 蛋白质是生命活动的主要承担者
OH
C
H
R1
H2N
C
O
H2O
H
C
H
COOH
R2
H
N
1、脱水缩合过程中形成肽键数、脱去水分子数计算
考点二 蛋白质的相关计算
肽键
形成 1 个肽键就失去 1 个水
二肽
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
OH
H
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
H2O
H2O
1、脱水缩合过程中形成肽键数、脱去水分子数计算
考点二 蛋白质的相关计算
肽键
三肽
规律1.形成的肽键数 = 脱去的水分子数
考点三 蛋白质的相关计算
1、脱水缩合过程中形成肽键数、脱去水分子数计算
C
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
C
H
COOH
R3
H
N
H2O
肽键
三肽
H2O
规律1.形成的肽键数 = 脱去的水分子数
氨基酸 个，肽链 条，肽键 个。
氨基酸 个，肽链 条，肽键 个。
氨基酸 个，肽链 条，肽键 个。
13
12
1
11
13
2
13-1
13-2
13
3
10
13-3
1、脱水缩合过程中形成肽键数、脱去水分子数计算
考点二 蛋白质的相关计算
规律2.肽键数 =失去水分子数=氨基酸数 - 肽链数
注意：
形成环状肽时，相当于肽链数为0，即肽键数=脱去水分子数=氨基酸个数
—C
H2N
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
③
（1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③ 表示_____ ；
（2）该化合物由____个氨基酸通过____________ 反应，失去____个水分子形成的，含有 个肽键，有氨基___个，有羧基__个。
（3）该化合物称为 。
氨基
羧基
肽键
2
2
四肽
4
脱水缩合
3
3
考点二 蛋白质的相关计算
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
蛋白质的相对分子质量=
—失去的水相对分子质量
氨基酸数×氨基酸的平均分子质量a
失去的水个数×18
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
氨基酸数—肽链
注意不要忘记二硫键
2、蛋白质的相对分子质量计算
考点二 蛋白质的相关计算
例1.氨基酸分子脱水缩合形成含2条肽链的蛋白质分子（不含-S-S-键）时，相对分子量减少了900，由此可知， 此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（ 　）
A．52、52　　 B．50、50 C．52、50　 　D．50、49
例2. 某蛋白质分子的相对分子质量为10412, 氨基酸的平均相对分子质量为128，在形成该蛋白质分子时脱去的水分子总质量为1620，则该蛋白质分子的肽链数为(　　)
A．一条 B．两条 C．三条 D．四条
例3.催产素是由下丘脑神经细胞合成的九肽类激素，具有催产及使乳腺排乳的作用。下图为催产素结构简式，据此判断，下列有关叙述正确的是
A.催产素中含有九个肽键
B.催产素彻底水解后共得到8种氨
基酸
C.催产素彻底水解需要9个水分子
D.形成催产素的过程中相对分子质量减少了144
例4.胰岛素含有2条多肽链，A链含21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，两条多肽链间通过2个二硫键（二硫键是由2个-SH连接而成的）连接，在A链上形成一个二硫键。下图为结晶牛胰岛素,请据图回答，这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量减少了多少？( )
A.888 B.882
C.880 D.无法确定
例5.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－4)，18(m－4)
C.(m－3)，18(m－3)＋4
D.(m－2)，18(m－2)＋4
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
C
H
COOH
R2
H
N
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
COOH
3.蛋白质中游离氨基或羧基的计算
至少至少含有的游离氨基数/羧基数=肽链数
一条肽链两端各有1个游离的氨基和羧基，m条肽链至少含有m个氨基和m个羧基。
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
C
H
COOH
R2
H
N
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
COOH
3.蛋白质中游离氨基或羧基的计算
蛋白质中含有的游离氨基数/羧基数=肽链数 + R基中含有的氨基数/羧基数
3、蛋白质中游离氨基或羧基的计算
考点二 蛋白质的相关计算
H2N—
H2N—
—COOH
—COOH
规律1： 含有的氨基（或羧基）数＝肽链数
至少
COOH
COOH
COOH
规律2. 多肽中氨基(或羧基)数＝
环状肽中氨基(或羧基)数＝R基中的氨基(或羧基)数
肽链数
＋R基中的氨基(或羧基)数
例6.现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（ ）
A.798、2和2 B.798、12和10
C.799、1和1 D.799、11和9
例7．现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基1050个，则由此合成的4条肽链中氨基、羧基的数目分别是（ ）
A. 1016、1046 B. 4、4
C. 24、54 D. 1024、1054
例8.如图为由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原，需切除C链才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述错误的是
A.C链的切除需要消耗2分子的水
B.胰岛素原中至少含有1个游离的氨基
C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸共
有81个羧基
D.有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键
4、有关蛋白质中各原子数目的计算
考点二 蛋白质的相关计算
氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。
C原子数＝
H原子数＝
各氨基酸中H原子的总数－脱去的水分子数×2
氨基酸分子数×2＋R基上的C原子数；
N原子数=
肽键数
+R基上的N原子数
+肽链数
O原子数=
肽键数
+肽链数×2
+R基上的O原子数
＝各氨基酸中N原子的总数；
蛋白质形成过程中的相关数量关系
肽链数 目 氨基酸 数 肽键数 目 失去水分子 数 多肽链相对分子质 量 氨基数目 羧基数目
1条 至少1个 至少1个
条 至少 个 至少 个
注：设氨基酸的平均相对分子质量为 。

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