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2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
结构 催化 运输 免疫 调节
蛋白质功能的实现
一.蛋白质的功能
抗原
抗体可变区
抗原
抗体
胰岛素空间结构示意图
①结构蛋白:
是构成细胞和生物体结构的重要物质。
一.蛋白质的功能
②催化作用：
细胞内的化学反应离不开酶的催化。
绝大多数酶都是蛋白质，如：唾液淀粉酶、胃蛋白酶、过氧化氢酶等
胃蛋白酶（结晶）
一.蛋白质的功能
淀粉酶
③运输作用：
具有运输物质的功能，如血红蛋白运输氧，细胞膜上的载体蛋白等。
▲细胞膜上具有物质运输功能的载体蛋白
▲血红蛋白运输氧气
O2分子
一.蛋白质的功能
④免疫作用：
如抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
抗原和抗体
一.蛋白质的功能
⑤调节生命活动：
起信息传递的作用，调节机体的生命活动，如胰岛素、胰高血糖素。
胰岛B细胞分泌胰岛素
胰岛素
一.蛋白质的功能
蛛丝
载体蛋白
头发
胰高血糖素
胃蛋白酶
唾液淀粉酶
胰岛素
血红蛋白
抗体
免疫球蛋白
结构
调节
免疫
运输
催化
蛋白质是生命活动的主要承担者
为什么蛋白质能有这么多的种类和这么多样的功能？这与它的组成和结构有关吗？
结构
功能
决定
二.蛋白质的基本单位——氨基酸
C
C
C
C
3、“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系么？
1、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
2 、不同氨基酸分子的区别在哪里？
羧基
或： —COOH
O
化学结构式： —C—OH
由一个碳原子，两个氧原子，一个氢原子组成
由一个氮原子，两个氢原子组成
或： —NH2
或： H2N—
H
化学结构式： —N—H
氨基
二.蛋白质的基本单位——氨基酸
二.蛋白质的基本单位——氨基酸
1.氨基酸的结构通式
酸
氨基
COOH
NH2
H
R
特点：至少都含有一个氨基和一个羧基，
并且都有一个氨基和一个羧基连接在同个碳原子上
二.蛋白质的基本单位——氨基酸
以下哪些是组成蛋白质的氨基酸 R基是什么？
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
×
×
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
√
C
H
NH2
COOH
CH2
二.蛋白质的基本单位——氨基酸
2.氨基酸的种类
非必需氨基酸：共13种，人体可自身合成的氨基酸
必需氨基酸：共8种，人体不能自身合成的氨基酸
组成人体蛋白质的21种氨基酸
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。
（甲 携 来 一 本 亮 色 书）
对于婴儿来讲必需氨基酸有九种，包括组氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。
美味的鸡翅或猪耳朵中富含蛋白质，但是为什么我们吃了它们不会长出鸡翅膀或者猪耳朵呢？
C
H
R1
H2N
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸1
氨基酸2
1.由氨基酸形成肽链
C
H
R1
H2N
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
氨基酸1
氨基酸2
肽键
二肽
脱水缩合
氨基酸的结合方式:
1.由氨基酸形成肽链
脱水缩合: 一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。
下图所示是同一种二肽吗？
三.蛋白质的结构及其多样性
肽键
OH
H
二肽
H2O
H2O
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
C
H
COOH
R2
H
N
氨基酸的脱水缩合
1.由氨基酸形成肽链
C
H
COOH
R2
H
N
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
肽键
三肽
H2O
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第二级
第三级
第四级
第五级
氨基酸的脱水缩合
二肽
三.蛋白质的结构及其多样性
多肽通常呈链状结构，称为肽链。
肽键：
由几个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物就叫几肽。
多个氨基酸脱水缩合形成的肽也叫多肽。
连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键。
肽：
肽链：
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
H
C
H
R5
COOH
C
C
CH2
O
N
H
S
S
2HC
C
C
R6
O
N
H
C
H
C
R7
O
N
H
H
C
H
COOH
R8
NH2
公式1：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数
与肽链相关的计算
与肽链相关的计算
氨基酸
肽键
氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
－
=
=
2
5
6
3
1
1
8
2
2
6
5
6
－
=
=
－
=
=
公式2：链状肽
氨基酸数－肽链数=肽键数=脱去的水分子数
n
m
n-m
n-m
－
=
=
例：血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽
链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分
子数和形成的肽键的数目分别是 （ ）
A．573和573 B．573和570
C．570和573 D．570和570
D
与肽链相关的计算
氨基酸
肽键
氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数
5
5
3
1
1
3
3
5
公式3：环状肽
氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数
与肽链相关的计算
(18为水的相对分子质量 ）
公式4：失去水的分子量=
脱去的水分子数×18
例：某蛋白质由2条肽链、502个氨基酸组成。
在其脱水缩合的过程中，相对分子质量
至少减少（ ）
A 36 B 9000
C 9018 D 9072
B
C
H
C
R1
H2N
O
N
H
C
H
C
R2
O
N
H
C
H
C
R3
O
N
H
C
H
C
R4
O
N
H
C
H
C
R5
O
N
H
C
H
C
R6
O
N
H
C
H
COOH
R7
公式5：N原子数=
肽键数＋肽链数＋R基上N原子数
=各氨基酸N原子总数
公式6：O原子数=
肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数
=各氨基酸O原子总数－脱去水分子数
公式7：C原子数=
氨基酸数×2+R基上C原子数
与肽链相关的计算
公式8：H原子数=
各氨基酸H原子总数－2×肽键数(－2×二硫键数)
例、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2条肽链的蛋白质中，含有氧原子的数目是(　　)
A．101 B．102
C．103 D．104
D
三.蛋白质的结构及其多样性
由于氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等，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。
2.由肽链形成蛋白质
氢键
二硫键
+
二硫键
-SH＋-SH→-S-S-
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。
右为血红蛋白的结构——一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。
三.蛋白质的结构及其多样性
2.由肽链形成蛋白质
氨基酸形成蛋白质（血红蛋白）的过程
三肽
多肽链
氨基酸
脱水缩合...
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
3.氨基酸形成蛋白质的过程
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
1
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2
肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
3
四条肽链聚集形成复杂空间结构
4
氨基酸
二肽
蛋白质
三肽
多肽
......
→
→
→
三.蛋白质的结构及其多样性
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
与蛋白质相关的计算
公式9：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
例、若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是128，那么一个由4条肽链共280个氨基酸组成的蛋白质的平均相对分子质量是 （ ）
A、30872 B、31486
C、31378 D、36382
A
公式9变：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
- 二硫键数×2
H2O
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
S
S
SH +
HS
+ 2H
与蛋白质相关的计算
与蛋白质相关的计算
S
S
S
S
S
S
下图为某蛋白质分子结构示意图。已知此蛋白质含有A，B两条多肽链，A链含有5个氨基酸，B链含有8个氨基酸，两条多肽链间通过两个二硫键（二硫键由两个SH连接而成）连接，在A链上也形成一个二硫键。若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是128，则该蛋白质分子中含有的肽键数和13个氨基酸脱水缩合形成蛋白质后相对分子质量比原来减少的数值各是多少（ A ）
A.11、1460 B. 13、1466 C.11、1466 D.12、1460
氨基酸层面
氨基酸的种类不同
氨基酸的数量不同
氨基酸的排列顺序千变万化
肽链层面
多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别
蛋白质结构多样性的原因
三.蛋白质的结构及其多样性
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(提示:一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸)。
三.蛋白质的结构及其多样性
思维提升
2110
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
三.蛋白质的结构及其多样性
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
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，由多肽链构成人体蛋白质。
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
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。
结构与功能相适应
正常血
红蛋白
异常血
红蛋白
镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱
三.蛋白质的结构及其多样性
人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病等
注意：变性的蛋白质肽键没有被破坏，还能与双缩脲试剂发生紫色反应
与生活的联系
变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散
蛋白质的变性
原因：物理因素（高温、紫外线等）
化学因素（强酸、强碱、重金属盐、乙醇等）
结果：空间结构改变和破坏，肽键没有破坏
特点：不可逆
蛋白质
蛋白质的功能
蛋白质的结构
相适应
氨基酸
多肽链中氨基酸排序
多肽链有律的折叠、盘曲
多肽链进一步地盘绕
不同多肽链之间相连
缩合
主链
R基团
空间结构
变性
失去
结构
调节
催化
运输
破坏
免疫
如
基本单位
结构通式
生命活动
属于
练习与应用（P32）
一、概念检测
1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。
（1）蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。( )
（2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形蛋白质。（ ）
（3) 只有细胞内才有蛋白质分布。（ ）
（4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关。（ ）
2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是( )
A. 烧牛肉 B.烤甘薯 C. 馒头 D.米饭
1. （1）√；（2） × ；（3） × ；（4）√。
2. A。
3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ）
4.下列物质中，不属于蛋白质的是( )
A.胰岛素 B.胆固醇 C.胃蛋白酶 D.抗体
B
A

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