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第4节
蛋白质是生命活动的主要承担者
第二章 组成细胞的分子
富含蛋白质的食物组成细胞的有机物中，含量最多的是蛋白质问题探讨
小明今年18岁，他出生时为3kg，他现在为55kg，他摄取了5kg的猪肉蛋白，身上会长出猪肉吗？
猪肉中的蛋白质必须经过消化成为其基本单位——氨基酸，才能被人体吸收和利用，然后氨基酸才构成人体的特异性的蛋白质。
蛋白质（猪）→氨基酸→蛋白质（人体内）
一、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
C
OH
O
N
H
H
—NH2
—COOH
认识氨基：
认识羧基：
N
H
H
N
H
H
N
H
H
C
OH
O
C
HO
O
C
HO
O
基团前面的“—”必须写出来！！！
一、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
氨基酸的结构特点
思考.讨论
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
思考: 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
每个氨基酸至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）连接在同一个碳原子上。
尝试推导出氨基酸的结构通式和元素组成。
一、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
1.元素组成：
主要是C、H、O、N，有的含S等
2.结构通式：
侧链基团
R
C
H
C
H2N
OH
O
氨基
羧基
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。
①特点
思考: 部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，那么它们存在什么位置呢？
多出来的氨基或羧基位于R基上
氨基酸的空间结构
氨基酸的空间结构
氨基酸的空间结构
判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
1
2
3
4
6
×
×
×
√
√
小试牛刀
COOH
CH2
H2N
√
5
思考:发挥你的想象力，能否将抽象的结构具体化，以便更好的掌握氨基酸的结构通式吗？
一、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
2.结构通式：
C
R
H
COOH
H2N
NH2
（ ）
N
H
H
氨基
羧基
COOH
C
O
OH
（ ）
①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。
②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R表示）
③R基的不同决定了氨基酸分子的不同。
一、蛋白质的基本组成单位—氨基酸
3.氨基酸的种类：
组成人体蛋白质的21种氨基酸
必需氨基酸: 人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，共8种。
非必需氨基酸: 人体细胞能够合成的氨基酸，共13种。
（婴儿9种，组氨酸）
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
1.下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸( )
A.CH3—CH2—COOH
B.R—CH2—NH2
C.
D.
D
习题巩固
2.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是（ ）
A
习题巩固
A.C5H11O2NS B.C3H7S
C.C4H11O2S D.C5H10O2N
二、蛋白质的结构及其多样性
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
人体中氨基酸为21种，蛋白质为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？
脱水缩合
二、蛋白质的结构及其多样性
1.脱水缩合：
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。
H2O
肽键
－
OH
‖
O
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
－C
－C
R1
H2N
H
－
－
‖
O
OH
－
H
二肽
二、蛋白质的结构及其多样性
任务:请绘制出三肽合成过程，并思考H2O中和O分别来自于哪里？
肽键
－C－COOH
R3
H
－
－
－N
H
－
H
OH
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
三肽
H2O
H2O
脱出来的H2O
H来自氨基和羧基
1
O来自羧基
2
二、蛋白质的结构及其多样性
任务:请绘制出三肽合成过程，并思考H2O中和O分别来自于哪里？
肽键
－C－COOH
R3
H
－
－
N
H
－
肽键
‖
O
－C
R1
H2N
H
－
－
－C
－C－C
R2
H
－
－
－N
H
－
‖
O
三肽
H2O
H2O
以此类推，多个氨基酸分子脱水缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状，叫作肽链。
二、蛋白质的结构及其多样性
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
这条肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构
四条肽链聚集形成复杂空间结构
一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠
2.蛋白质的结构
氢键
二硫键
二、蛋白质的结构及其多样性
二硫键
许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。
SH
SH
S
S
＋
2H
二、蛋白质的结构及其多样性
2.蛋白质的结构
氢键
二硫键
氨基酸
（成百上千）
肽链
（一条或几条）
蛋白质分子
脱水缩合
肽键相连
一定的化学键相连
折叠、盘曲、缠绕
1.下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：
（1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。
（2）脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________,形成过程中共脱去___个水分子。
4
R基
4
五
脱水缩合
　实战演练　
4
　实战演练　
2.写出下列三个氨基酸依次首尾相接组成的三肽①保留氨基，③保留羧基。
①
②
③
二、蛋白质的结构及其多样性
3.蛋白质结构多样性的原因：
氨基酸
（成百上千）
肽链
（一条或几条）
蛋白质分子
脱水缩合
肽键相连
一定的化学键相连
折叠、盘曲、缠绕
二、蛋白质的结构及其多样性
A-A-A-A-A-A
A-A-A-A-A-A-A-A-A
A-A-A-A
1
A-A-A-A
B-B-B-B
C-C-C-C
2
A-B-C-D
B-D-C-A
C-B-D-A
3
4
氨基酸数目不同
氨基酸种类不同
氨基酸排列顺序不同
肽链盘曲折叠形成的空间结构不同
蛋白质结构的多样性
3.蛋白质结构多样性的原因：
三、蛋白质的功能
肌肉纤维
黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素
胃蛋白酶结晶
血红蛋白
与抗原结合的某种抗体
结构
调节
免疫
运输
催化
蛋白质是生命活动的主要承担者
三、蛋白质的功能
1.结构蛋白：
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如肌肉、头发、蛛丝、羽毛等的成分主要是蛋白质。
三、蛋白质的功能
2.调节作用：
有些蛋白质能够起信息传递的作用，调节机体的生命活动，如胰岛素、胰高血糖素。
胰腺
胰岛
糖尿病患者注射胰岛素
三、蛋白质的功能
3.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。
酶
三、蛋白质的功能
4.运输作用：
脊椎动物红细胞和无脊椎动物中的血红蛋白，在运输氧气以其特定的空间结构及其动态变化为基础，如血红蛋白、载体蛋白。
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
三、蛋白质的功能
5.免疫作用：
抗体是具有免疫功能的蛋白质，可帮助人体抵御细菌和病毒的侵害。
四、蛋白质结构与功能相适应
缬氨酸
组氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
谷氨酸
谷氨酸
赖氨酸
缬氨酸
组氨酸
亮氨酸
苏氨酸
脯氨酸
缬氨酸
谷氨酸
赖氨酸
正常红细胞
运氧能力强
镰状红细胞
运氧能力弱
镰状细胞贫血的病因
氨基酸序列改变
蛋白质功能
影响
蛋白质空间结构改变或破坏
蛋白质的功能减弱或丧失
导致
五、蛋白质变性、盐析和水解
1.蛋白质变性：
蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。
加热（物理因素）
五、蛋白质变性、盐析和水解
1.蛋白质变性：
变性
氨基酸顺序 ，肽键 ，
空间结构 ，功能 。
不变 不变
改变 改变
导致变性的因素：高温、强酸、强碱、重金属离子
五、蛋白质变性、盐析和水解
2.蛋白质盐析和水解：
盐析
蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化，可逆
肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸
水解
水解
＋
习题巩固
1.熟鸡蛋更容易消化的原因是：
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。
2.蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。
能。因为高温破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构，没有破坏氨基酸之间的肽键。
生物大分子以碳链为骨架
思考细胞中的生物大分子有哪些？它们有什么共同之处？
蛋白质
DNA
淀粉
糖原
纤维素
RNA
生物大分子以碳链为骨架
生物大分子是由许多单体连接成的多聚体
每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架
生物大分子是由许多单体连接成多聚体，因此，生物大分子也是以碳链为骨架
生物大分子以碳链为骨架
碳是生命的核心元素，没有碳元素，就没有生命。
以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子构成细胞生命的基本框架。
生物大分子以碳链为骨架
彻底水解
麦芽糖
淀粉
葡萄糖
初步水解
多肽
蛋白质
氨基酸
初步水解
彻底水解
核苷酸
核酸
含氮碱基
五碳糖
磷酸
初步水解
彻底水解
多聚体的水解：
3.如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是（ ）
A.该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键
B.该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基
C.高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性
D.形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基
C
5个4种氨基酸
习题巩固
六、蛋白质的相关计算
C
H
R1
H2N
C
O
OH
H
H2O
H
N
C
H
R2
C
O
OH
H
H2O
H
N
C
H
R3
COOH
二肽
肽键
三肽
肽键
六、蛋白质的相关计算
肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 多肽链相对分子质量 氨基数目 羧基数目
1条 m
n条 m
m-1
m-1
ma-18(m-1)
m-n
m-n
ma-18(m-n)
公式一：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数－肽链条数
公式二：蛋白质相对分子质量=氨基酸总量－水分子总量
六、蛋白质的相关计算
肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 多肽链相对分子质量 氨基数目 羧基数目
1条 m
n条 m
m-1
m-1
ma-18(m-1)
m-n
m-n
m a-18(m-n)
至少1个
至少1个
至少n个
至少n个
②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数
公式三--游离氨基或羧基数目的计算：
①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数
六、蛋白质的相关计算
公式四：
=各氨基酸中O原子总数-脱去的水分子数
=各氨基酸中N原子总数
-NH2（肽链数）
= -CO-NH-
-R中N数
-COOH×2（肽链数×2）
= -CO-NH-
-R中O数
水解
＋
脱水缩合
N原子数
O原子数
六、蛋白质的相关计算肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子质量氨基数目羧基数目1条mn条m环状肽mm-1m-1ma-18(m-1)m-nm-nma-18(m-n)至少1个至少1个至少n个至少n个若为环状多肽，肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。公式五：mmma-18m至少0个至少0个
六、蛋白质的相关计算
如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。
-HS
-HS
-S-S-
2H
＋
肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 多肽链相对分子质量 氨基数目 羧基数目
1条 m
n条 m
环状肽 m
m-1
m-1
ma-18 (m-1)
m-n
m-n
ma-18 (m-n)
至少1个
至少1个
至少n个
至少n个
m
m
ma-18m
至少0个
至少0个
－2×二硫键数
课堂总结
组成元素
C、H、O、N（S）
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
OH
O
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
多肽的空间结构不同
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
计算
蛋白质的相对分子质量
1.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和144 B.145和145
C.145和146 D.146和145
D
298=(300-2)
2.300个氨基酸组成两条肽链的蛋白质时，问脱掉多少个水分子,
形成多少个肽键
肽键数=水分子数
氨基酸数=肽键数+肽链数
习题巩固
3.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
D
水分子数=氨基酸数-肽链数
减少的相对分子质量
=水+二硫键
习题巩固
4.现有1000个氨基酸，共有氨基1020个，羧基1050个，有他们合成的4条肽链中，肽键、氨基、羧基是数目分别是（ ）
A、999、1016、1046
B、996、1、 1
C、996、24、 54
D、996、1016、1046
C
肽键数=1000-4
氨基=20+4
羧基=50+4
习题巩固
5.现有足量的a、b两种氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可以形成二肽的种类数是（ ）
A.6 B.2 C.4 D.8
C
6.现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有( )
A. 9种，9种 B. 6种，3种
C. 18种，6种 D. 27种，6种
D
三肽种类=33
包含3种氨基酸的三肽种类=3×2×1
二肽种类=22
习题巩固
7.某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是（ ）
A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子
B.若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列
C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2O
D.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
C
脱下的5个氨基酸=4个Ala+第50位的氨基酸
断8个肽键，消耗8个H2O
3个H2O
习题巩固
8.某十一肽的分子式为C61H83O20N12，已知它由下列5种
氨基酸组成：甘氨酸（C2H5O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、
苯丙氨酸（C9H11O2N）、谷氨酸（C5H9O4N）、
赖氨酸（C6H9O2N2），那么该多肽彻底水解可产生谷氨酸和赖氨酸的分子数分别为（ ）
A.4个、2个
B.5个、1个
C.6个、2个
D.4个、1个
D
氨基酸分子式：C2H4O2N-R
只有Glu有4个O2，用O原子数计算，
假设Glu有y个，则剩余氨基酸数为11-y。
O原子数= 各氨基酸中的O原子数 – 脱去水分子数
=4y+2（11-y)-(11-1)=20
十一肽有11个N，分子式为12个N，则Lys只有1个。
习题巩固
习题检测
4
习题检测
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成蛋白质。（ ）
（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。 （ ）




习题检测
2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是（ ）
A.烤牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭
A
3.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
4.下列物质中，构成蛋白质的氨基酸（ ）
A．
B．
C．
D．
CH2
NH2
COOH
习题检测
CH2
NH2
CH2OH
CH
NH2
COOH
（CH2）2
NH2
CH
HOOC
COOH
CH2
COOH
A
习题检测
5.民间有一种“吃什么补什么”的说法，吃鱼眼能明目，
喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。
食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质，在人体内执行不同的功能。
习题检测
6.某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是
氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。
回答下列问题。
(1)构成一个脑啡肽的氨基酸数目是 ；有 种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是 。
(2)请在图中标出其中的一个肽键。
5
4
4
习题检测
(3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变,它还会具有脑啡肽的功能吗 为什么
不具有，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸的排列顺序变了，新的物质就不再具有脑啡肽的镇痛功能。
7.在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，
人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么
必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。

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