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2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
第二章 组成细胞的分子
本节核心问题
1 怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？
2 氨基酸的结构有什么特点？
3 为什么细胞中蛋白质的种类多种多样？
一、蛋白质的功能
阅读教材P28，举例说出蛋白质承担的功能
免疫
功能
结构蛋白
调节功能
信息传递
运输
催化
可以说，细胞的各项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。
蛋白质的主要功能和实例(连一连)
构成细胞和生物体的结构物质
c 肌肉、毛发中的蛋白质
免疫功能
运输功能
催化功能
调节机体的生命活动
b 血红蛋白
a 绝大多数酶
d 胰岛素
e 抗体
即刻巩固
组成细胞结构 运输 催化 信息传递 免疫防御
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的空间结构
蛋白质是生命活动的主要承担者
Q：为什么蛋白质有不同的功能？
结构与功能相适应
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
氨基酸：组成蛋白质的基本单位
种类：
组成元素：
C、H、O、N、S等
组成生物体蛋白质的氨基酸约有21种。
二：蛋白质的基本单位----氨基酸
非必需氨基酸：
必需氨基酸：
组成人体蛋白质的21种氨基酸
苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸
（一）人体内的21种氨基酸
共13种，人体可自身合成的氨基酸
共8种，人体不能自身合成的氨基酸
“甲携来一本亮色书”
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
观察、讨论：氨基酸的结构具有什么共同特点？
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
甘氨酸
|
H
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
亮氨酸
|
CH
CH3
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
丙氨酸
|
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
缬氨酸
|
CH2
|
CH
CH3
CH3
蛋白质的基本组成单位—氨基酸
The basic unit of a protein------Amino acids
观察、讨论：氨基酸的结构具有什么共同特点？
结构通式：
(3)各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
(1)每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基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，这个侧链基团用R表示。
1、谷氨酸的R基为—C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（ ）
A.5、9、4、1 B. 4、8、5、1
C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1
2、下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸( )
A
B
即刻巩固
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
氨基酸：21种
蛋白质：
1010～1012
？
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
1、氨基酸分子的结合方式
脱水缩合
C
H
H2N
C
R1
O
OH
COOH
H
C
R2
N
H
H
H2O
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
肽键
C
H
H2N
C
R1
O
COOH
H
C
R2
N
H
二肽
1、氨基酸分子的结合方式
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
肽键的写法
C
O
N
H
C
O
N
H
CO
NH
CO
NH
C
H
H2N
C
R1
O
COOH
H
C
R2
N
H
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
（三肽）
……..（四肽）
（多肽）
- C
NH2
H
R1
-C-OH
O
-
-
=
+
- C
N
H
R2
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
-
H
H
+
- C
NH2
H
R1
-C-
O
-
-
=
- C
N
H
R2
-C-
O
-
-
=
-
H
- C
N
H
R3
-C-OH
O
-
-
=
-
H
+
2H2O
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
2、肽链盘曲、折叠，形成蛋白质
由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。由于氨基酸之间能够形成氢键等，使得肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键（二硫键）互相结合在一起。
某种胰岛素的二硫键示意图
氨基酸组成蛋白质的过程
由氨基酸形成血红蛋白的示意图
氨基酸
脱水缩合
肽链(一条或多条)
盘曲折叠
蛋白质
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
3、蛋白质分子多样性原因
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
★-★-★-★-★-★-★-★-★-★
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
①氨基酸种类不同
□-□-□-□-□-□-□-□-□-□
□-□-□-□-□-□-□
②氨基酸数目成百上千
☆-☆-○-◎-◇-▲-△-●-□-◎-○-★-■-◇-★-◆-◆-□
●-■-◎-○-△-○-☆-□-◎-▲-★-◆-◇-★-◇-◆-□-△
③氨基酸排列顺序千差万别
④肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
4、蛋白质分子计算问题
肽键数=
A、肽键数与氨基酸数目的关系：
氨基酸数－1
=脱去的水分子数
（链式结构）
肽键数=
氨基酸数－2
=脱去水分子数
公式1：肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数
（链式结构）
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
4、蛋白质分子计算问题
A、肽键数与氨基酸数目的关系：
15个氨基酸组成的环状多肽
肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数
如m个氨基酸构成n个环状多肽，有____个肽键
（环状结构）
m
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
4、蛋白质分子计算问题
B、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：
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
蛋白质中氨（羧）基数=
1
+ R基上氨（羧）基数
1
至少含有的氨（羧）基数=
公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
4、蛋白质分子计算问题
C、蛋白质相对分子质量的计算：
公式3：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
蛋白质的结构及其多样性
The structure and diversity of proteins
4、蛋白质分子计算问题
D、蛋白质中N、O原子数计算：
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4：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5：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6：C原子数=
氨基酸数×2+R基上C原子数
1条肽链 m条肽链
氨基酸数
肽键数
脱去水分子数
氨基酸平均相对分子质量
蛋白质 相对分子质量
氨基数目
羧基数目
n
n
n-1
n-m
n-1
n-m
a
a
an-18(n-1)
an-18(n-m)
至少1个
至少m个
至少1个
至少m个
1.某个由4条多肽链构成的蛋白质分子中共有肽键151个，则此分子式中含有氨基和羧基的数目至少有（ ）
A.152/152
B.151/151
C.4/4
D.2/2
C
2.某蛋白质由150个氨基酸形成的两条链盘曲折叠而成，该150个氨基酸共含有158个游离的氨基，连接形成蛋白质后共有多少氨基？（ ）
A、2 B、158 C、10 D、148
C
即刻巩固
3．某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成空间结构(如图)时，生成4个二硫键(—S—S—)，若氨基酸平均分子量为125，则该蛋白质的分子量约为多少？______________
4．若某蛋白质为一条由200个氨基酸组成的环肽，
则该蛋白质共有多少个肽键？___________
5．若某蛋白质中丙氨酸的个数及位置如下图所示：
则该65肽脱掉丙氨酸所形成的有机物中肽键数目减少几个？氨基增加几个？__________________________
13278
200
4 4
即刻巩固
与社会的联系
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。
化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）
物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）
蛋白质的空间结构发生了改变。但在变性过程中，肽键没有断裂（可以用双缩脲试剂鉴定），化学组成也没有改变。
生物活性丧失
定义：
因素：
实质：
结果：
蛋白质的变性
与社会的联系
盐析：
与社会的联系
向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。
知识拓展：
※临床工作中常用酒精、加热、紫外线等来消毒杀菌
蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力。
吃生鸡蛋好还是熟鸡蛋好？？
例.分别用高浓度的NaCl溶液和高温处理胰岛素,下列有关说法正确的是(　 　)
A.高温处理使胰岛素的空间结构变得伸展、松散
B.高浓度的NaCl溶液处理使胰岛素的空间结构被破坏
C.两种方式处理后，胰岛素的功能均丧失
D.两种方式处理后，胰岛素均不能与双缩脲试剂反应
A
组成元素
C、H、O、N（S、Fe）
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
oOH
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
蛋白质的空间结构不同
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=n—m
M（pro）=na—18（n—m）
m条肽链构成的蛋白质，至少m个氨基，至少m个羧基
课堂小结
计算

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