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1、蛋白质蛋白质与生物多样性与生物多样性主要功能主要功能生物合成生物合成分子结构分子结构性性 质质代代 谢谢与进化和生物技术关系与进化和生物技术关系鉴鉴 定定蛋白质知识网络蛋白质知识网络第1页/共23页例例1猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。经白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。经35水浴保水浴保温一段时间后，温一段时间后，、中加入适量双缩脲试剂，中加入适量双缩脲试剂，、不加不加任何试剂，下列组合能达到目的的是（任何试剂，下列组合能达到目的的是（）A和和 B和和 C和和 D和和A一、一、蛋白质
2、的鉴定蛋白质的鉴定实验试剂实验试剂实验现象实验现象注意事项注意事项双缩脲试剂双缩脲试剂紫色紫色先加先加A液液NaOH,后加后加B液液CuSO4第2页/共23页二、蛋白质的组成和结构二、蛋白质的组成和结构v1、化学组成和结构：、化学组成和结构：种类：种类：通式通式：脱水缩合脱水缩合C、H、O、N（P、S、Fe等）等）蛋白质蛋白质20种种多肽多肽NH2-C-COOH R-H氨基酸氨基酸蛋白质与多肽的主要区别是什么？蛋白质与多肽的主要区别是什么？蛋白质具有蛋白质具有复杂空间结构复杂空间结构螺旋、折叠螺旋、折叠缠绕缠绕必需氨基酸（8种）非必需氨基酸（12种）肽键肽键氨基酸氨基酸必需氨基酸（8种）非必需
3、氨基酸（12种）多肽多肽氨基酸氨基酸必需氨基酸（8种）非必需氨基酸（12种）蛋白质蛋白质多肽多肽氨基酸氨基酸必需氨基酸（8种）非必需氨基酸（12种）蛋白质具有蛋白质具有复杂空间结构复杂空间结构蛋白质蛋白质多肽多肽氨基酸氨基酸必需氨基酸（8种）非必需氨基酸（12种）NH2-C-COOH R-H蛋白质具有蛋白质具有复杂空间结构复杂空间结构蛋白质蛋白质多肽多肽必需氨基酸（8种）非必需氨基酸（12种）第3页/共23页原因：原因：（4）肽链分子的）肽链分子的空间结构空间结构千差万别。千差万别。（3）氨基酸的）氨基酸的排列顺序排列顺序变化多端；变化多端；（1）构成蛋白质分子的氨基酸）构成蛋白质分子的氨基酸
4、种类种类不同；不同；v2、结构特点结构特点 多样性多样性（2）构成蛋白质分子的氨基酸）构成蛋白质分子的氨基酸数目数目成百上千成百上千；第4页/共23页C.一个链状十肽分子比一个环状八肽分子多一个肽键一个链状十肽分子比一个环状八肽分子多一个肽键D.在脱水缩合过程中所形成的肽键数等于所失去的水分子数在脱水缩合过程中所形成的肽键数等于所失去的水分子数【解析解析】肽键可以表示为肽键可以表示为-CO-NH-或者或者-NH-CO-或者或者;氨基酸之间通过肽键相连氨基酸之间通过肽键相连,而胰岛素的两条肽链之间通过二硫键而胰岛素的两条肽链之间通过二硫键相连相连;一个链状十肽分子含一个链状十肽分子含9个肽键个肽
5、键,一个环状八肽分子含一个环状八肽分子含8个肽键个肽键;在脱在脱水缩合过程中每失去一个水分子则形成一个肽键。水缩合过程中每失去一个水分子则形成一个肽键。【答案答案】BA.肽键可以表示为肽键可以表示为CONH或者或者NHCOB.胰岛素分子的两条肽链之间通过肽键连接胰岛素分子的两条肽链之间通过肽键连接例例2下列关于蛋白质合成的叙述下列关于蛋白质合成的叙述不正确不正确的是的是()第5页/共23页强化训练强化训练1.有关下图某蛋白质的叙述有关下图某蛋白质的叙述,正确的是正确的是()A.形成该蛋白质时共脱掉形成该蛋白质时共脱掉126个水分子个水分子B.该蛋白质含有两条肽链该蛋白质含有两条肽链D.该蛋白质
6、共有该蛋白质共有111个肽键个肽键C.该蛋白质的该蛋白质的R基中共含基中共含16个氨基个氨基第6页/共23页D.不同氨基酸之间的差异是由不同氨基酸之间的差异是由R基引起的基引起的强化训练强化训练2.（2012 海南）关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的海南）关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的 叙述，错误的是（叙述，错误的是（）A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸分子量最大的氨基酸是甘氨酸B.有些氨基酸不能在人体细胞中合成有些氨基酸不能在人体细胞中合成C.氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键第7页/共23页三、蛋白质的性质三、蛋白质的性质、两、两 性性:3、变、变 性：性：4
7、、水解反应：、水解反应：5、显色反应：、显色反应：6、被灼烧时、被灼烧时:蛋白质遇到酸、碱、加热、紫外线、重金属盐蛋白质遇到酸、碱、加热、紫外线、重金属盐和有机溶剂等都和有机溶剂等都变性失活变性失活。消毒灭菌、解毒、防虫等。消毒灭菌、解毒、防虫等。人体内蛋白质的人体内蛋白质的消化消化过程过程。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可产生蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可产生紫色紫色反应。（在碱性环境下反应。（在碱性环境下Cu2+与与肽键肽键反应）反应）产生烧焦羽毛般的气味产生烧焦羽毛般的气味注意：注意：蛋白质变性时不发生肽键的断裂和二硫键破坏，主要发生氢键、疏水键的破坏。蛋白质的变性具有不可逆性。2、盐盐
8、析析:盐析主要是破坏了蛋白质的水化层，使蛋白质盐析主要是破坏了蛋白质的水化层，使蛋白质从盐溶液中沉淀出来，若重新用水处理时，沉从盐溶液中沉淀出来，若重新用水处理时，沉淀重新溶解，性质不变。淀重新溶解，性质不变。应用：提取蛋白质应用：提取蛋白质第8页/共23页D氨基酸分解为氨基和碳链化合物氨基酸分解为氨基和碳链化合物例例3.（2012海南卷）关于蛋白质的叙述，错误的是海南卷）关于蛋白质的叙述，错误的是A.有些蛋白质是染色体的组成成分有些蛋白质是染色体的组成成分B.酶在催化反应前后，其分子结构不变酶在催化反应前后，其分子结构不变C.食盐作用下析出的蛋白质发生了变性食盐作用下析出的蛋白质发生了变性D
9、.蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应（2012 上海）生物体中的某种肽酶可水解上海）生物体中的某种肽酶可水解 肽链肽链末端的肽键，导致末端的肽键，导致()A蛋白质分解为多肽链蛋白质分解为多肽链B多肽链分解为若干短肽多肽链分解为若干短肽C多肽链分解为氨基酸多肽链分解为氨基酸强化训练强化训练3.第9页/共23页组成细胞和生物的结构成组成细胞和生物的结构成分分：运输作用运输作用：催化作用：催化作用：调节功能调节功能：免疫作用免疫作用：如：生物膜中的蛋白质、肌肉中的肌球蛋白等。如：细胞膜上的载体蛋白、运输氧气的血红蛋白等。如：催化各种生化反应的蛋白质类酶等。如：生长激素、
10、胰岛素等激素。如：抗体、干扰素等。四四、蛋白质的、蛋白质的主要主要功能功能信息传递：第10页/共23页构建蛋白质为中心的构建蛋白质为中心的数学数学集合模型集合模型蛋白质蛋白质载体抗体酶激素第11页/共23页蛋白质蛋白质载体抗体酶激素构建蛋白质为中心的构建蛋白质为中心的数学数学集合模型集合模型第12页/共23页例例4.（11年年北京卷北京卷）胰岛素的胰岛素的A，B两条肽链是由一个基因两条肽链是由一个基因 编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是（编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是（）A.胰岛素基因的两条胰岛素基因的两条DNA单链分别编码单链分别编码A,B两条肽链两条肽链B.沸水浴加热之后，构成
11、胰岛素的肽链充分伸展并断裂沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素。核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素。强化训练强化训练4：分析下表，可推测（：分析下表，可推测（）溶液溶液双缩脲试剂双缩脲试剂碘液碘液斐林试剂斐林试剂甲甲乙乙甲、乙混合甲、乙混合 注：注：“+”显色，显色，“+”显色更深；显色更深；“-”不显色不显色.A.甲溶液含有淀粉甲溶液含有淀粉 B.乙溶液含有还原糖乙溶液含有还原糖 C.混合溶液不含淀粉混合溶液不含淀粉 D.混合
12、溶液含有淀粉酶混合溶液含有淀粉酶第13页/共23页五、蛋白质分子的生物合成（1）转录：）转录：概念：以概念：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原的一条链为模板，按照碱基互补配对原 则合成则合成RNA 的过程的过程场所：细胞核中场所：细胞核中条件：条件：RNA聚合酶、聚合酶、ATP、DNA模板链、四种核糖核苷酸模板链、四种核糖核苷酸过程：过程：（2）翻译：）翻译：概念：以概念：以m RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的为模板，合成具有一定氨基酸顺序的 蛋白质的过程。蛋白质的过程。场所：细胞质的核糖体上场所：细胞质的核糖体上条件：酶、条件：酶、ATP、模板（、模板（m RNA）、原料（）、
13、原料（20种氨基酸）种氨基酸）、运输工具（、运输工具（t RNA）过程：过程：第14页/共23页分泌蛋白的合成、加工、运输比较成熟比较成熟的蛋白质的蛋白质成熟的成熟的蛋白质蛋白质有特定功能的有特定功能的蛋白质蛋白质不成熟不成熟的蛋白质的蛋白质合成的场所合成的场所初加工的场所初加工的场所再加工的场所再加工的场所分泌出细胞分泌出细胞 附着型附着型核糖体核糖体 内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞膜线粒体（线粒体（供能）供能）第15页/共23页例例5：图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在：图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在A真核细胞内，一个真核细胞内，一个mRNA分子上结合多
14、个核糖体同时合成多条肽链分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B原核细胞内，转录促使原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链在核糖体上移动以便合成肽链C原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译第16页/共23页强化训练强化训练强化训练强化训练5.(2011 江苏江苏)AUG是甲硫氨酸的密码子，是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子。人体血清白蛋白的第一个氨又是肽链合成的起始密码子。人体血清白蛋白的第一个氨基酸并不是甲
15、硫氨酸，这是新生肽链经加工修饰的结果。基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经加工修饰的结果。加工修饰的场所是加工修饰的场所是()A内质网和高尔基体内质网和高尔基体 B高尔基体和溶酶体高尔基体和溶酶体C内质网和核糖体内质网和核糖体 D溶酶体和核糖体溶酶体和核糖体第17页/共23页六、蛋白质代谢六、蛋白质代谢消化消化吸收吸收运输运输利用利用分解分解第18页/共23页蛋白质与人体健康蛋白质与人体健康1、营养不良、营养不良2、镰刀型贫血症、镰刀型贫血症3、组织水肿、组织水肿第19页/共23页 七、蛋白质分子与生物的进化细胞色素是普遍存在于生物细胞中的一种蛋白质，科学家发现它在不同生物中有差异，可根据这种差
16、异判断生物在进化中亲缘关系的远近生物名称生物名称黑猩猩黑猩猩猕猴猕猴马马鸡鸡果蝇果蝇小麦小麦酵母菌酵母菌红螺菌红螺菌与人类氨基酸与人类氨基酸差异数差异数01121327354465结论：结论：这种在同一种蛋白质分子中氨基酸分子这种在同一种蛋白质分子中氨基酸分子差异数越小，亲缘关系就越近，反之则越远。差异数越小，亲缘关系就越近，反之则越远。第20页/共23页八、蛋白质与现代生物技术利用基因工程和发酵工程可以生产干扰素、胰岛素、白细胞介素、人类生长激素释放因子。利用动物细胞工程可以生产单克隆抗体.蛋白质工程:根据蛋白质的结构与功能之间的关系，通过改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的、具有优良特性的蛋白质。第21页/共23页生物多样性宏观水平分子水平直接原因根本原因物种水平生态系统水平九、蛋白质与生物多样性九、蛋白质与生物多样性第22页/共23页感谢您的观看！第23页/共23页