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1、蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质(1)(1)细胞内仅次于水的化合物细胞内仅次于水的化合物(2)(2)细胞内含量最多的细胞内含量最多的有机化有机化合物合物(3)(3)占细胞占细胞干重干重含量最多的化含量最多的化合物合物图1-1 组成细胞的主要化合物及相对含量细胞中的蛋白质本本节节聚聚焦焦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如此多样？1 蛋白质的功能蛋白质的功能有结构蛋白，调节蛋白，运输蛋白，催化蛋白，免疫蛋白结构蛋白结构蛋白如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重
2、要物质，称为结构蛋白。调节作用调节作用胰岛素调节血糖运输作用运输作用血红蛋白催化作用催化作用免疫作用免疫作用抗原抗体可变区抗原抗体蛋白质的功能口诀：狗催运面条口诀：狗催运面条构成细胞和生物体的重要物质，称为结构蛋白。起信息传递作用，能够调节机体的生命活动。具有运输功能，如血红蛋白。对细胞内的化学反应有催化作用。具有免疫功能，如抗体；等等。结构决定功能，功能反映结构。蛋白质的结构 蛋白质是以氨基酸为单位构成的生物大分子，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。带着下面的问题观察下面几种氨基酸1、氨基酸有哪些化学元素组成？2、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？3、不同氨基酸分子的区别在哪里？4、“氨基酸”这
3、一名词与其分子结构有对应关系么？CCCC氨基酸氨基酸氨基酸结构特点：氨基酸结构特点：至少至少都含有一个氨基和一个羧基，都含有一个氨基和一个羧基，并且并且都有一个氨基和一个羧基连接在同个碳原子上。都有一个氨基和一个羧基连接在同个碳原子上。氨基酸分子一般由氨基酸分子一般由C C、H H、O O、N N元素组成，有的还含有元素组成，有的还含有S S等。等。CHNH2COOHCH2SH半胱氨酸半胱氨酸CHNH2COOHCH3丙氨酸丙氨酸在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，但是不一定每种蛋白质都含有21中氨基酸。组成人体蛋白质的21种氨基酸合成必需氨基酸非必需氨基酸必需氨基酸：必需氨基酸：人体细胞不能
4、合成，必须从外界环境中获取的氨基酸，共8种。蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸非必需氨基酸：非必需氨基酸：人体细胞能够合成的，共13种。mh(1)氨基酸的种类组成蛋白质的氨基酸有 种，其中 种是人体细胞不能合成的，称 氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外 种氨基酸是人体细胞能够合成的，称 氨基酸。(2)氨基酸的元素组成及结构特点观察以下几种氨基酸的结构，总结：组成氨基酸的共有元素是 ，有的氨基酸还含有 等元素。氨基酸的结构特点a每种氨基酸分子至少含有一个 和一个 b每种氨基酸分子中都有一个 和一个 连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一个 和一个
5、侧链基团，这个侧链基团用 表示。各种氨基酸的区别在于 基的不同。氨基酸的结构通式：这四种氨基酸分子不同的R基分别是 。肽链中还有没有游离的氨基和羧基？如果有，它们位于哪里？。蛋白质的基本组成单位-氨基酸218必需13非必需C、H、O、NS/Fe氨基羧基氨基羧基氢原子RRCH3、CH2SH、(CH2)4NH2、CH2COOH部分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mh【典例【典例1 1】以下说法正确的是（）A.多糖是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子 B.氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上C.酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同 D.非必需氨基酸是指人不一定需
6、要的氨基酸【典例【典例2 2】下列化合物中，属于构成蛋白质的氨基酸的是()A B C D蛋白质的基本组成单位-氨基酸CB脱水缩合CR1CHH2NOHOCHCNOHOR2HH脱水缩合脱水缩合COCR1HH2NCHCOHOR2NH+H2O肽键二肽由两个氨基酸经过脱水缩合形成一个肽键，所形成的化合物叫做二肽。肽键：连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键。肽：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。肽链：多肽通常呈链状结构，称为肽链。羧基氨基两个氨基酸多个氨基酸链状盘曲折叠氢键空间结构脱水缩合二肽肽键羧基氨基和羧基蛋白质相关计算蛋白质相关计算1、（链式结构）（链式结
7、构）肽键数与氨基酸数目的关系：肽键数与氨基酸数目的关系：肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数-1=脱去的水分子数脱去的水分子数 肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数-2=脱去的水分子数脱去的水分子数 公式公式1：肽键数：肽键数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数1、（环状环状结构）结构）肽键数与氨基酸数目的关系：肽键数与氨基酸数目的关系：肽键数肽键数=氨基酸数氨基酸数=脱去的水分子数脱去的水分子数 如如m个氨基酸构成个氨基酸构成n个环个环状多肽，有状多肽，有_m_个肽键个肽键10个氨基酸组成的个氨基酸组成的环状环状多肽多肽2、蛋白质中游离氨基和羧基的数目：、蛋白质中游离氨基和羧基的数
8、目：CHC CR1H2NO ON NH HCHC CR2O ON NH HCHC CR3O ON NH HHCHR5COOHCC CCH2O ON NH HSS2HCCC CR6O ON NH HCHC CR7O ON NH H H HCHCOOHR8NH2公式2：游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数肽链数肽链数氨基酸氨基酸数目数目肽键肽键数目数目脱去水分子脱去水分子数目数目氨基氨基数目数目羧基羧基数目数目1 1n nn-1n-1n-1n-1至少至少 1 1 个个m mn nn-mn-mn-mn-m至少至少 m m 个个环状多肽环状多肽n nn nn n至少至少 0 0 个个肽链中还
9、有没有游离的氨基和羧基？如果有，它们位于哪里？有。位于肽链的两端，R基中也可能有.【典例4】两种氨基酸结构式如图，它们在形成二肽化合物时，最可能相互缩合的基团是()A与 B与或与C与 D与B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。巯基巯基甲硫基甲硫基 肽链通过氢键盘曲折叠多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别氨基酸之间脱水缩合形成肽链一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠肽链进行进一步盘绕形成一定的空间结构312四条肽链聚集形成复杂空间结构4l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l肽链层面多肽链
10、盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别蛋白质的多样性原因3蛋白质种类多样性的原因在细胞中，组成蛋白质的 可能成千上万，氨基酸形成肽链时，其 千变万化，肽链的 千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。氨基酸数目排列顺序盘曲、折叠方式及其形成的空间结构蛋白质结构与功能相适应蛋白质结构与功能相适应 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。正常血正常血红蛋白红蛋白异常血异常血红蛋白红蛋白镰状细胞贫血患镰状细胞贫血患者的血红蛋白运者的血红蛋白运输氧的能力会大输氧的能力会大为削弱为削弱人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关
11、，如囊性纤维病、阿尔茨海默症、帕金森病等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与社会的联系注意：注意：变性的蛋白质变性的蛋白质肽肽键没有被破坏键没有被破坏，还能与，还能与双缩脲试剂双缩脲试剂发生紫色反发生紫色反应应变性因素：变性因素：高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等高温、强酸、强碱、重金属盐、酒精等。盐析（salting out）是指在蛋白质水溶液中加入中性盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀出来的现象。常用的中性盐有氯化钠、硫酸钠等，但以硫酸铵为最多。得到的蛋白质一般不失活，一定条件下又可重新溶解4蛋白质的变性蛋白质的
12、变性(1)概念：蛋白质变性是指蛋白质在某些概念：蛋白质变性是指蛋白质在某些 因素作用下其特定的因素作用下其特定的 被被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性 的现象。的现象。(2)应用：应用：鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被于被 水解，因而易于消化。水解，因而易于消化。经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的 ，可以达到消毒、灭菌的目的。可以达到消毒、灭菌的目的。【典例【典例5 5】以下说法正确的是（】以下说法正确的是
13、（）A.含有两个肽键的化合物叫作二肽含有两个肽键的化合物叫作二肽 B.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的C.变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应 D.蛋白质变性是可逆的化学反应蛋白质变性是可逆的化学反应物理和化学空间构象丧失 蛋白酶蛋白质变性C双缩脲试剂检测的是肽键，蛋白质变性破坏的是空间结构，肽键还保留【典例【典例6 6】肉毒梭菌产生的肉毒类毒素是一种致病性极高的神经麻痹毒素，该毒素肉毒梭菌产生的肉毒类毒素是一种致病性极高的神经麻痹毒素，该毒素是由两条肽链盘曲、折叠而成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构是由两
14、条肽链盘曲、折叠而成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构简式，请据此回答：简式，请据此回答：(1)上图所示的片段中，共有上图所示的片段中，共有 个肽键，个肽键，种氨基酸组成；从左向右数，第三个种氨基酸组成；从左向右数，第三个氨基酸不同于其他氨基酸的基团是氨基酸不同于其他氨基酸的基团是 (填化学式填化学式)。(2)肉毒类毒素是在细胞中由氨基酸经过肉毒类毒素是在细胞中由氨基酸经过 过程形成的；一分子肉毒类毒素过程形成的；一分子肉毒类毒素至少含有至少含有 个氨基。个氨基。(3)1 g肉毒类毒素可毒死肉毒类毒素可毒死20亿只小鼠，但煮沸亿只小鼠，但煮沸1 min或或75 下加热下加热510 min，就能使，就能使其完全丧失活性。高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是高温使其其完全丧失活性。高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是高温使其 。(4)肉毒类毒素可用肉毒类毒素可用 试剂鉴定，该试剂使用方法是试剂鉴定，该试剂使用方法是 ，在煮沸后的肉毒类毒素溶液，在煮沸后的肉毒类毒素溶液(无色无色)中加入该试剂，其溶液颜色将变为中加入该试剂，其溶液颜色将变为 。45CH3脱水缩合2空间构象遭到破坏双缩脲先加A液，摇匀后再加B液紫色巩固提升1-5 D C B D A6.(1)氨基羧基(2)43脱水缩合(3)R基(4)四肽3(5)22