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(共50张PPT)
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
中国膳食营养指南推荐:每个成年人按照体重，每天至少摄入1.2g/Kg*d的蛋白质,而对于正处在术后恢复的病人来说，医生往往会建议他们补充更多的蛋白质。
情境导入：
依据近年我国居民膳食营养问题和膳食模式分析以及食物与健康科学证据报告，中国营养学会正式发布了《中国居民膳食指南（2022）》，其中提出：多吃蔬果、奶类、全谷、大豆，适量吃鱼、禽、蛋、瘦肉。
1、蔬菜水果、全谷物和奶制品是平衡膳食的重要组成部分。
2、保证每天摄入不少于300g的新鲜蔬菜，深色蔬菜应占1/2。
3、保证每天摄入200~350g的新鲜水果，果汁不能代替鲜果。
4、吃各种各样的奶制品，与第四版相比最高摄入量由原来的300g提高到500g。
5、鱼禽、蛋类和瘦肉摄入要适量，平均每天120~200g。
情境导入：
想一想：哪些食品富含蛋白质
如何验证这些食物含蛋白质的呢？
用双缩脲试剂检测，产生紫色反应。
请阅读教材P28图2-8，图中的例子说明蛋白质具有哪些功能？
一、蛋白质的功能
1.参与组成细胞结构和生物体结构：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，主要都是蛋白质。
肌肉
羽毛
蛛丝
2.催化：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。
一.蛋白质的功能
3.运输功能：有些蛋白质就有运输功能，如血红蛋白可以运输氧气。
细胞膜上具有物质运输功能的载体蛋白
红细胞中可携带并运输氧气的血红蛋白
O2分子
一、蛋白质的功能
5.传递信息：有些蛋白质能够作为信号分子传递信息，调节机体的生命活动，如胰岛素。
胰岛细胞分泌的胰岛素可以作为
信号分子调节血糖
一、蛋白质的功能
4.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。
抗体与病原体结合降低其生物活性
免疫球蛋白（抗体）的结构
一、蛋白质的功能
组成细胞的有机物中含量最多的就是蛋白质。
从化学角度看，蛋白质也是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。蛋白质是生命活动的主要承担者。
一、蛋白质的功能
传递信息
（调节作用）
参与构成细胞结构
运输作用
传递信息
（调节作用）
参与构成细胞结构
运输作用
细胞结构传信息，催化运输和免疫
1.[2021·山东济南长清一中月考] 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。下列与此有关的叙述,不正确的是（ ）
A.蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质
B.有些蛋白质具有运输功能,载体和抗体也都是蛋白质
C.细胞内的化学反应离不开酶的催化,绝大多数酶是蛋白质
D.有些蛋白质起信息传递作用,如性腺分泌的性激素
D 　　　　　　
学以致用
CH2
SH
C
C
O
OH
H2N
H
C
C
O
OH
H2N
H
赖氨酸
硒代半胱氨酸
H
C
H2N
SeH
C
O
OH
天冬氨酸
CH2
C
C
O
OH
H2N
H
COOH
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
讨论：
①氨基酸的组成元素有哪些？
观察下列几种氨基酸的结构。
半胱氨酸
C、H、O、N (有的还含有S或Se)
所有氨基酸都有的元素
个别氨基酸才有的元素
(CH2)4
NH2
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
半胱氨酸
观察下列几种氨基酸的结构。
讨论：
②氨基酸的结构具有什么共同点？
CH2
SH
C
C
O
OH
H2N
H
C
C
O
OH
H2N
H
硒代半胱氨酸
H
C
H2N
SeH
C
O
OH
CH3
C
C
O
OH
H2N
H
每个氨基酸至少都含有一个—NH2 和一个—COOH
并且都有一个—NH2 和一个—COOH 连接在同一个碳原子上;这个碳原子还连接一个氢原子
CH2
天冬氨酸
COOH
(CH2)4
NH2
赖氨酸
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
半胱氨酸
观察下列几种氨基酸的结构。
讨论：
③氨基酸分子之间的区别在哪里？决定氨基酸种类的是哪一结构？
CH2
SH
C
C
O
OH
H2N
H
C
C
O
OH
H2N
H
赖氨酸
(CH2)4
NH2
硒代半胱氨酸
H
C
H2N
SeH
C
O
OH
CH2
C
C
O
OH
H2N
H
氨基酸分子之间的区别在于中心碳原子所连接的侧链基团(R基)的不同；因此正是R基的种类决定着氨基酸的种类
（组成人体蛋白质的氨基酸有21种）
CH2
天冬氨酸
COOH
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
半胱氨酸
观察下列几种氨基酸的结构。
讨论：
④尝试概括出氨基酸的结构通式？
CH2
SH
C
C
O
OH
H2N
H
C
C
O
OH
H2N
H
赖氨酸
硒代半胱氨酸
H
C
H2N
SeH
C
O
OH
CH2
C
C
O
OH
H2N
H
CH2
“一个中心，四个基本点”
天冬氨酸
COOH
(CH2)4
NH2
侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质
R基中也可能含有氨基(—NH2) 或羧基(—COOH)
中心碳原子
巧计：
氨基酸的结构通式：
R
C
H2N
COOH
H
氨基
羧基
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
“一个中心，四个基本点”
特别提醒
氨基、羧基、R基的书写
①正确的格式：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记在原子团前面加“—”)
②避免两种错误格式
a.写成NH2、COOH、R。 b.写成NH3、—NH3、HCOOH等。
③结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别
特别提醒
二、蛋白质的基本单位——氨基酸
与社会的联系：
组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其中有8种(婴儿有9种)是人体细胞不能合成的，这些氨基酸必须从外界环境(食物)中获取，因此被称为“必需氨基酸”；另外13种氨基酸是人体细胞中能够合成的，称作“非必需氨基酸”。
非必须氨基酸不重要吗？人体不需要吗
“甲携来一本亮色书”
H
C
COOH
H2N
H
C
COOH
H2N
H
CH2
CH2
CH2
CH2
NH2
CH2
COOH
COOH
C
H2N
H
1.根据氨基酸的结构特点，从下列4个化合物中找出组成蛋白质的氨基酸，并标出R基
①
CH2
COOH
COOH
C
NH2
H
②
③
④
学以致用
组成蛋白质的氨基酸一定只有一个氨基和一个羧基吗？
2.下列有关氨基酸的描述,正确的是(　 　)
A.氨基酸是构成蛋白质的基本单位,由氨基和羧基组成
B.每种氨基酸至少具有一个氨基和一个羧基
C.人体内的氨基酸必须从食物中获取
D.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
B　　　　　　
学以致用
3.下列与氨基酸有关的说法正确的（ ）
A.人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质都含有20种氨基酸
B.经测定某化合物含C、H、O、N、S五种元素，则该化合物是氨基酸
C.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
D.所有氨基酸的组成元素都相同，由此构成的蛋白质的组成元素也相同
E.组成蛋白质的21种氨基酸都能在人体内合成
C
OH
C
H
H
H2N
C
O
H2O
C
H
COOH
CH3
H
N
H
三、蛋白质的结构及其多样性
脱水缩合
肽键
二肽
C
H
H
H2N
C
O
C
H
CH3
H
N
C
O
OH
C
H
COOH
CH2
H
N
SeH
H
H2O
观察氨基酸脱水缩合过程示意动画，思考以下问题
三、蛋白质的结构及其多样性
三肽
①脱水缩合过程脱去的水，其氢原子来源于______________,氧原子来源于_______
羧基与氨基
羧基
②每形成一个肽键，就会产生_______份子水
1
(脱去的水分子数=肽键数)
④以此类推，多肽链中至少含有几个氨基和羧基？多的氨基和羧基可能存在于哪里？
C
H
H
H2N
C
O
C
H
CH3
H
N
C
O
C
H
COOH
CH2
H
N
SeH
观察氨基酸脱水缩合过程示意动画，思考以下问题
三、蛋白质的结构及其多样性
以此类推，有多个氨基酸脱水缩合而成的含有多个肽键的化合物，就叫多肽。多肽通常呈链状，因此也叫肽链。
③该三肽有几个氨基和羧基？分别位于哪里？
氨基酸
肽链
三、蛋白质的结构及其多样性
脱水缩合
（形成肽键）
水解
（破坏肽键）
氨基酸之间脱水缩合，合成肽链
肽链中的氨基酸之间能够形成氢键等，进而在特定区域进行规律的盘区、折叠
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
四条肽链(通过一定的化学键，如：二硫键)结合在一起形成复杂的空间结构
三、蛋白质的结构及其多样性
三、蛋白质的结构及其多样性
氨基酸的种类、数量、排列顺序不同，合成的多肽链不同
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
①氨基酸的数量不同，合成的多肽链不同
②氨基酸的种类不同，合成的多肽链不同
③氨基酸的排列方式不同，合成的多肽链不同
组合一：
组合二：
组合三：
三、蛋白质的结构及其多样性
④肽链盘曲、折叠方式不同形成的空间结构千差万别
三、蛋白质的结构及其多样性
一个蛋白质分子往往含有成百上千个氨基酸，结合刚才的分析请试着说出蛋白质种类多样性的原因！
1、氨基酸的数目成百上千
2、不同种类的氨基酸排列顺序千变万化
3、肽链盘曲、折叠方式及形成的空间结构千差万别
蛋白质结构
多种多样
蛋白质种类和功能多种多样
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。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。
变性的蛋白质肽键基本不受影响，所以仍然可与双缩脲试剂反应显紫色。
三、蛋白质的结构及其多样性
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。
三、蛋白质的结构及其多样性
蛋白质变性——蛋白质的空间结构发生改变——功能改变
蛋白质水解——蛋白质的肽键断裂
蛋白质盐析——蛋白质的在盐溶液种溶解度降低并析出，该过程可逆
氨基酸
蛋白质
蛋白质水解
4.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是（ ）
A.C5H11O2NS B.C3H7S
C.C4H11O2S D.C5H10O2N
A　　　　　　
5.C10H17O6N3S是存在于动植物和微生物细胞中的重要三肽,它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸缩合而成的,则半胱氨酸的分子式为(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　
A.C3H3NS B.C3H7O2NS C.C3H5ONS D.C3H3O2NS
　　
B　　　　　　
学以致用
6.迁徙的鸟类，长途跋涉不迷路与其体内的磁受体蛋白(MagR)有关，MagR复合物能感应到微弱的地球磁场，并沿着地球磁场方向排列。下列叙述不正确的是（ ）
A.MagR蛋白的元素组成至少有4种
B.MagR蛋白经高温处理后也能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应
C.MagR蛋白可能由21种氨基酸组成
D.MagR结构的特异性主要体现在氨基酸的种类、数量、排列顺序及氨基酸的空间结构上
D
学以致用
7.某化合物结构如图所示，思考并回答相关问题
①该化合物是由____种氨基酸脱水缩合形成的____肽(填数字) ；一共含有____个肽键，形成该化合物时一共产生____分子水；
C
H
H2N
C
O
C
H
CH3
H
N
CH3
C
O
O
C
H
C
CH2
H
N
SeH
C
H
COOH
CH2
H
N
COOH
②该化合物含有____个氨基，___个羧基，其中有一个羧基存在于____中
③该化合物中的N原子主要存在于__________
学以致用
3
四
3
3
1
2
R
肽键上
四、蛋白质的相关计算
氨基酸
肽键
请尝试找出氨基酸数、肽链数和肽键数的关系
链状肽
环状肽
如果是环状肽呢？
肽键数=氨基酸数-肽链数
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
脱去水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数
某一蛋白质由n条多肽链组成,彻底水解后得到m个氨基酸分子，已知氨基酸的平均相对分子质量为a,求该蛋白质的相对分子质量？
蛋白质的相对分子质量=
即知即练：
脱去的水分子的质量
-(m-n)×18
m个氨基酸的质量
a×m
四、蛋白质的相关计算
四、蛋白质的相关计算
有些蛋白质分子中的几条多肽链可以通过一定的化学键，如：二硫键，相互结合在一起。
-SH + HS- → -S-S-(二硫键) + 2H
每形成一个二硫键，要脱去2个H。
注意：在计算蛋白质的相对分子质量时，有时还要考虑其他化学变化过程，如每形成一个二硫键，要脱去两个H
8.免疫球蛋白G(IgG)的结构如图所示,其中“—S—S—”表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成,氨基酸的平均相对分子质量为a,则该IgG的相对分子质量为(　　)。
A.ma
B.ma—18m
C.ma-18×(m-4)
D.ma-18×(m-4)-2×3
D
蛋白质的相关计算方法
(1)肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链条数；
(2)蛋白质中游离的氨(羧)基数＝肽链条数＋R基中的氨(羧)基数＝各氨基酸中氨(羧)基总数－肽键数；
(3)蛋白质中N原子数＝各氨基酸中N原子的总数＝肽键数＋肽链条数＋R基中的N原子数；
(4)蛋白质中O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去水分子数＝肽键数＋肽链条数×2＋R基中的O原子数；
(5)蛋白质的相对分子质量＝全部氨基酸的总相对分子质量—脱去水分子的总相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量—脱去水分子数×水分子的相对分子质量。
此外，在蛋白质形成过程中如果还有其他化学键的形成，应当根据具体的原子转移数量进行计算。例如，每形成一个二硫键会脱去两个H，蛋白质相对分子质量随之减少2。
学以致用
CH3
半胱氨酸
CH2
SH
C
C
O
OH
H2N
H
C
C
O
OH
H2N
H
缬氨酸
CH
CH3
CH3
硒代半胱氨酸
H
C
H2N
CH2
SeH
C
O
OH
丙氨酸
C
C
O
OH
H2N
H
①丙氨酸、缬氨酸、半胱氨酸，各一个，形成三肽有几种？
②丙氨酸、缬氨酸、半胱氨酸、 硒代半胱氨酸，数量不限，形成的五肽有几种？
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
R2
H
N
C
O
C
H
COOH
R3
H
N
四、蛋白质的相关计算
多肽种类计算
四、蛋白质的相关计算
肽链中游离的氨基数和羧基数的计算
先想想哪些部位含有氨基和羧基？
氨基酸
肽键
链状肽
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
氨基酸
肽键
链状肽
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
H2N-
-COOH
C
H
H2N
C
O
C
H
CH3
H
N
CH2
C
O
O
O
C
H
C
C
H
N
NH2
C
H
COOH
CH3
H
N
COOH
肽链的N端/C端
R基（可能有）
游离的氨基数和羧基数存在位置：
+
游离的氨基数和羧基数
肽链数
R基上的氨基数或羧基数
+
=
主链
侧链
四、蛋白质的相关计算
肽链中 N原子 数的计算：
先想想哪些部位含有N原子？
C
H
H2N
C
O
C
H
CH3
H
N
CH3
C
O
O
O
C
H
C
C
H
N
NH2
C
H
COOH
H
H
N
肽链中N原子 数=肽链数+肽键数+R基上的N原子数
_____________
=氨基酸数+R基上的N原子数
主链
侧链
肽链的N端的氨基上
R基（可能有）
N原子存在位置：
+
肽键上
+
四、蛋白质的相关计算
半胱氨酸
CH2
SH
C
C
O
OH
H2N
H
NH
CH
NH
C
C
O
OH
H2N
H
精氨酸
(CH2)3
NH2
天冬酰胺
H
C
H2N
CH2
NH2
C
C
O
OH
O
CH3
丙氨酸
C
C
O
OH
H2N
H
肽链中N原子数=肽链数+肽键数+R基上的N原子数
=氨基酸中N原子总数
=氨基酸数+R基上的N原子数
肽链中 N原子 数的计算：（如果题目告诉我们氨基酸的N原子总数的话）
C
H
H2N
C
O
C
H
CH3
H
N
C
C
O
O
C
H
C
CH2
H
N
C
H
COOH
H
H
N
COOH
四、蛋白质的相关计算
肽链中 O原子 数的计算：
先想想哪些部位含有O原子？
肽链中O原子 数=肽链数╳2 + 肽键数 + R基上的O原子数
O
NH2
主链
侧链
肽链的C端的羧基上
R基（可能有）
O原子存在位置：
+
与肽键相连的C上
+
四、蛋白质的相关计算
半胱氨酸
CH2
SH
C
C
O
OH
H2N
H
NH
CH
NH
C
C
O
OH
H2N
H
精氨酸
(CH2)3
NH2
天冬酰胺
H
C
H2N
CH2
NH2
C
C
O
OH
O
CH3
丙氨酸
C
C
O
OH
H2N
H
肽链中O原子 数=肽链数╳2 + 肽键数 + R基上的O原子数
=氨基酸O原子总数- 脱去的水分子数
9.某条多肽链由31个基本单位构成,下图为其部分结构示意图,相关叙述错误的是(　　)
……..
A.该多肽的R基有31种
B.该多肽至少有1个游离氨基
C.该多肽有30个肽键
D.该多肽形成过程中相对分子质量减少了540
A
学以致用
10.肉毒梭菌(厌氧性梭状芽孢杆菌)是致死性最高的病原体之一。其致病性在于其产生的神经麻痹毒素,即肉毒类毒素,它是由两个亚单位(每个亚单位由一条链盘曲、折叠而成)组成的一种生物大分子,1 mg 可毒死20亿只小鼠,但煮沸1 min或75 ℃下加热5~10 min,就能使其完全丧失活性。下图是肉毒类毒素的局部结构简式:　　
学以致用
(1)肉毒梭菌　　　(填“有”或“无”)核膜,其产生的肉毒类毒素的化学本质是　　　　　　。
(2)由图可知,该片段由　　　　种氨基酸组成,有　　　个肽键。
(3)一分子肉毒类毒素至少含有　　　个氨基和　　　个羧基。
11.某人体蛋白质由a、b两条链构成,a链有21个氨基酸,b链有30个氨基酸,假如氨基酸的平均相对分子质量为100,下列叙述正确的是(　　)。
A.该蛋白质彻底水解能得到51种氨基酸
B.该蛋白质中的N主要存在于氨基中
C.该蛋白质的相对分子质量为4200
D.该蛋白质至少含有53个O原子
　　
D
学以致用
12.某多肽经测定分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的:苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、亮氨酸(C6H13NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S),下列有关叙述错误的是(　　)
A.该多肽水解后形成3种氨基酸
B.该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5
C.该多肽中有不止1个羧基
D.该多肽中有3个肽键
C
学以致用
核心思想：元素守恒
求氨基酸总数，看各氨基酸原子数相同的元素(优先考虑N、O)，知道氨基酸总数才能求某一种氨基酸的个数；求某一种氨基酸的个数，看各氨基酸原子数不同的元素
13.有一种十五肽的化学式为CxHyNzOdSe(z>15,d>16)。已知其彻底水解后得到下列几种氨基酸，下列有关说法不正确的是(　　)。
D
学以致用
天冬氨酸
苯丙氨酸
半胱氨酸　
赖氨酸
A.水解可得到e个半胱氨酸 B.水解可得到(d-16)/2个天冬氨酸
C.水解可得到z-15个赖氨酸 D.水解时消耗15个水分子
氨基酸数 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 蛋白质相对分子质量
n 1
n m
1．组成蛋白质的氨基酸数、肽链数、肽键数、脱去水分子数和相对分子质量的关系。
四、蛋白质的相关计算与分析
特别提醒：①计算蛋白质（多肽）的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键时（—S—S—），要再减去2（即两个氢原子），若无特殊说明，不考虑二硫键。②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式 na－18（n－m） 中的肽链数（m）视为零，再进行相关计算。
利用元素守恒进行蛋白质相关计算时，脑海中一定要有“氨基酸 蛋白质”的过程
2.组成蛋白质的元素的原子数计算（核心思想：元素守恒）
在一个氨基酸中，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：
(1)C原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的C原子数。
(2)H原子数＝各氨基酸中H原子总数－脱去的水分子数×2。
(3)O原子数=各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子数＝肽链数×2 (每一条肽链羧基端端含2个O）＋肽键数（每个肽键对应1个O）+R基中的O原子数
(4)N原子数＝各氨基酸中N原子的总数＝肽链数(每一条肽链氨基端含1个N）＋肽键数（每个肽键对应1个N）＋R基上的N原子数
(5)注意：由于R基上的C原子数不好确定，且H原子数较多，因此以N原子数或O原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
（肽链的中羧基数怎么求？）
（肽链的中氨基数怎么求？）

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