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1、2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者第二章第二章 组成细胞的分子组成细胞的分子 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防御结构蛋白调节信息传递运输催化 可以说，细胞的各项生命各项生命活动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抗体即刻巩固即刻巩固 结构 运输 催化 信息传递 防御每一种蛋白质分
2、子都有与它所承担功能相适应的空间结构蛋白质功能的实现一、蛋白质的功能抗原抗体可变区抗原抗体二：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、蛋苯丙氨酸、蛋(甲硫甲硫)氨酸、赖氨酸、苏氨氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸酸、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 笨蛋，来宿舍晾一晾鞋”1.氨基酸的组成元素是什么？2.找出共同点和不同点,写出氨基酸的结构通式3.总结氨基酸分子结构有什么特点？甘氨酸甘氨酸缬氨酸缬氨酸丙氨酸丙氨酸亮氨酸亮氨酸阅读书本阅读书本
3、P P2929“蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位-氨基酸氨基酸”，结合下图回答下列问题：，结合下图回答下列问题：二：蛋白质的基本单位-氨基酸氨基羧基侧链基团（R基）一、蛋白质的功能及基本组成单位一、蛋白质的功能及基本组成单位SZ-LWHR氨氨基基羧基羧基侧链基团：侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质OC OHC CH H H N中心中心碳碳原子原子氢基氢基简写：简写：RHH2NCCOOHC CH HR RNHNH2 2COOHCOOH氨基酸结构通式氨基酸结构通式R R基中也可能含有氨基（基中也可能含有氨基（NHNH2 2）或羧基（）或羧基（COOHCOOH）CCOOHCH3HOOCHC
4、NH2CH3H2NHCHNH2HOOCCHNH2HOOCHCNH2HOOCCH2NH2HCHOOCHCH2NH2下列分子是不是氨基酸？如果是，R基是什么？即刻巩固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、12、下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸()AB即刻巩固氨基酸：氨基酸：21种种蛋白质：蛋白质：10101012?三：蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸形成蛋白质的方式叫什么？2.连接两个氨基酸分子的化学键名称是什么？是如何形成的？3.什么是二肽？什么是多肽？什么是肽链？阅读书本阅读书本
5、P P3030“蛋白质的的结构及其多样性蛋白质的的结构及其多样性”，回答下列问题：，回答下列问题：三：蛋白质的结构及其多样性（一）氨基酸脱水缩合形成肽链CHR1H2NCOOH HH2OHNCHR2COOHHH2OHNCHR3COOH二肽肽键肽键三肽肽键肽键肽键肽键（一）氨基酸脱水缩合形成肽链1.氨基酸脱水缩合产生的水中氢和氧原子分别来自氨基酸的哪一部分?H来自于 。O来自于 。H2NCOOHCOOH请思考2.氨基酸脱水缩合产生的一条多肽链中，氨基数和羧基数是多少?至少含一个氨基和一个羧基，分别在肽链的两端，多余的至少含一个氨基和一个羧基，分别在肽链的两端，多余的氨基和羧基分布在氨基和羧基分布在
6、R R基中基中练一练练一练 CH2NHHCONH CCH3HCOOHCONH CHCH2C ONH2CONHHCH2C COOH（1 1）该化合物中，）该化合物中，表示表示_表示表示_ 表示表示_ ；（2 2）该化合物由）该化合物由_个氨基酸通过个氨基酸通过_ _ 反应，失去反应，失去_个水个水分子形成的，有氨基分子形成的，有氨基_个，有羧基个，有羧基_个，含有个，含有_个个肽键。肽键。（3 3）该化合物称为）该化合物称为 _氨基氨基羧基羧基肽键肽键2 22 2四肽四肽4 4脱水缩合脱水缩合3 33 3氨基酸二肽三肽多肽一条肽链折叠形成蛋白质几条肽链折叠形成蛋白质脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩
7、合盘曲、折叠盘曲、折叠成空间结构成空间结构(二)从氨基酸到蛋白质所包括的结构层次为什么肽链能够折叠？空间结构靠什么维持？SHSH+SS+2H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。由于氨基酸之间能够形成氢键等，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。三：蛋白质的结构及其多样性（二）肽链连接方式：三：蛋白质的结构及其多样性为什么氨基酸只有21种，但蛋白质种类却可以达到10101012种？（四）蛋白质多样性的原因1.三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？COOHCOOHH2NH2N2.体内21种常见氨基酸，能形成多少种10肽？3.若21种氨基
8、酸组成含1000个氨基酸的大分子蛋白质，有多少种可能？2110002110肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序千变万化三：蛋白质的结构及其多样性肽链盘曲折叠形成具有空间结构的蛋白质（四）蛋白质多样性的原因甘氨酸脯氨酸羟脯氨酸v氨基酸的种类不同v氨基酸的数量不同v氨基酸的排列顺序多种多样v肽链数目、盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同氨基酸层面氨基酸层面肽链层面肽链层面三：蛋白质的结构及其多样性（四）蛋白质多样性的原因结构多样结构多样种类繁多种类繁多功能多样功能多样结构决定功能三：蛋白质的结构及其多样性（五）蛋白质的结构异常结构决定功能由纤维状连接的血红蛋由纤维状连接的血红蛋白组成的红细胞就会扭白组
9、成的红细胞就会扭曲成镰刀状。曲成镰刀状。镰状细胞贫血患者的血红蛋白运输氧的能力会大为削弱正常红细胞是两面凹的正常红细胞是两面凹的圆盘状圆盘状结构异常的胶原蛋白无法发挥正常功能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空间构象被破坏，从而导致其从而导致其理化性质改变和生物活性丧失理化性质改变和生物活性丧失的现象。的现象。化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、化学因素（如强酸、强碱、重金属离子、酒精）、酒精）、物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、物理因素（如加热、剧烈振荡、超声波、射线等）射线等）蛋白质的空间结构发生了改变。但在变性
10、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。剂鉴定），化学组成也没有改变。生物活性丧失生物活性丧失定义：因素：实质：结果：蛋白质的变性与社会的联系盐析：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。三：蛋白质的结构及其多样性盐析现象与社会的联系与社会的联系可逆蛋白质在酶的催化作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。水解酶彻底水解短肽短肽蛋白质的水解氨基酸氨基酸水解酶初步水解蛋白质蛋白质CHR1H2NCOOH HH2
11、OHNCHR2COOHHH2OHNCHR3COOH二肽肽键肽键三肽肽键肽键肽键肽键蛋白质的有关计算图示氨基酸数脱水数肽键数35710n22446699n-1n-1蛋白质的有关计算（一）氨基酸数、肽链数、肽键数和脱水数之间的关系肽链：肽链：肽键数肽键数=脱去的水分子数脱去的水分子数=氨基酸氨基酸数数肽链肽链数数 环肽：环肽：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 蛋白质的有关计算氨基酸数肽链数1、n个氨基酸形成一条肽链时，脱掉几分子水？形成几个肽键？脱去 n个水分子，形成n个肽键脱水数肽键数n-m（1）氨基酸数、肽链数、肽键数和脱水数之间的关系脱去n-m个水分子，形成n-m
12、个肽键2、如果n个氨基酸形成m条链呢？蛋白质的有关计算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.145/144B.145/145C.145/146D.146/145 练习1D1 1、2 2个氨基酸形成一条肽链，要脱去个氨基酸形成一条肽链，要脱去1 1分子水，形成分子水，形成1 1个肽键个肽键,相对分子质量减轻相对分子质量减轻 （）18182 2、n n个氨基酸形成一条肽链，要脱去个氨基酸形成一条肽链，要脱去 _ _ 个水分子，个水分子，形成形成_ _ 个肽键个肽键,相对分子质量减轻相对分子质量减轻 （_ ）n-1n-1n-1
13、n-11818（n-1n-1）3 3、n n个氨基酸形成个氨基酸形成m m条肽链，要脱去条肽链，要脱去_ _ 个水分子，形成个水分子，形成_ _ 个肽键个肽键,相对分子质量减轻相对分子质量减轻_n-mn-mn-mn-m1818（n-n-m m）（2）蛋白质相对分子质量：蛋白质的有关计算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水分子数18 练习21.1.组成人体的组成人体的2121种氨基酸的平均分子量是种氨基酸的平均分子量是128128，血红蛋白由，血红蛋白由4 4条多肽链组成，共含条多肽链组成，共含有有574574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为（个氨基酸，则血红蛋白的分子质量
14、约为（）A.73472A.73472 B.12800B.12800 C.63212C.63212 D.63140D.63140C C一个由n个氨基酸形成的含有m条肽链的蛋白质，氨基酸的平均分子质量为a,则：蛋白质的相对分子质量an-18(n-m)注意：计算蛋白质相对分子质量的时候，考虑是否为环肽；还要考虑是否注意：计算蛋白质相对分子质量的时候，考虑是否为环肽；还要考虑是否存在特殊的变化，如二硫键的形成，每形成一个二硫键，脱去存在特殊的变化，如二硫键的形成，每形成一个二硫键，脱去2 2个个H H，相对，相对分子质量减少分子质量减少2.2.（考虑：（考虑：二硫键或环肽二硫键或环肽）2 2某蛋白质由
15、某蛋白质由124124个氨基酸组成，其中有个氨基酸组成，其中有8 8个个SHSH，在肽链形成空间结构，在肽链形成空间结构(如图如图)时，生成时，生成4 4个二硫键个二硫键(SS)(SS)，若氨基酸平均分子量为，若氨基酸平均分子量为125125，则该，则该蛋白质的分子量约为多少？蛋白质的分子量约为多少？_3 3若某蛋白质为一条由若某蛋白质为一条由200200个氨基酸组成的环肽，个氨基酸组成的环肽，则该蛋白质共有多少个肽键？则该蛋白质共有多少个肽键？_4 4若某蛋白质中丙氨酸的个数及位置如下图所示：若某蛋白质中丙氨酸的个数及位置如下图所示：则该则该6565肽脱掉丙氨酸所形成的有机物中肽键数目减少几
16、个？氨基增加几个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？_13278132782002004 4 4 4 （1 1）1 1条条肽链肽链中中至至少含少含几几个游离的氨个游离的氨基（基（NHNH2 2）和和羧羧基（基（COOHCOOH）？位于何处？）？位于何处？C CR R1 1COCOH HH H2 2N NC CR R2 2COOHCOOHH HNHNHCOCOC CR R100100H HNHNHCOCO（3）蛋白质中游离氨基和羧基数目的计算一个位于肽链的两端m个蛋白质的有关计算至少含有的氨基数（羧基数）=肽链数氨基数=肽链数+R基上的氨基数（2 2）n n个氨基酸形成的
17、个氨基酸形成的mm条肽链，条肽链，至少至少含有多少个氨基，含有多少个氨基，至少至少含有多少个羧基呢含有多少个羧基呢？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.152/152B.151/151C.4/4D.2/2C 练习32.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、148C某蛋白质由m条多肽链、n个氨基酸组成，该蛋白质至少有氮原子数、氧原子数多少？（4）蛋白质中含有N、O原子数的计算蛋白质的有关计算C CR R1 1C
18、OCOH HH H2 2N NC CR R2 2COOHCOOHH HNHNHCOCOC CR R100100H HNHNHCOCO氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=氨基酸数+R基上的氮原子数 =各氨基酸中氮原子的总数氧原子数=肽键数+2X肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱水数 至少至少（1）该化合物中，）该化合物中，表示表示 ，表示表示 ，表示表示 。R基有基有 (用序号表示）。用序号表示）。（2）该化合物的名称是）该化合物的名称是_ _，该化合物由，该化合物由 个氨基酸形成，个氨基酸形成，形成该化合物时脱去了形成该化合物时脱去了_个水分子，形成了个水分子，形成了
19、 个肽键。个肽键。（2）该化合物有游离氨基）该化合物有游离氨基_个，有游离羧基个，有游离羧基_个。个。（3）如果图中氨基酸的平均分子量为）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是，则该化合物的分子量是 。（4）该化合物中氧原子数）该化合物中氧原子数 个个 ，氮原子数，氮原子数 个。个。氨基肽键羧基多肽(四肽)4332266685 练习4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：CHCH2NoOHR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=nmM（pro）=na18（nm）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