生物必修一生命活动的主要承担者——蛋白质

本节聚焦本节聚焦氨基酸的结构有什么特点？氨基酸的结构有什么特点？为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？大头婴儿 由于天天吃蛋白质由于天天吃蛋白质含量极低的奶粉导含量极低的奶粉导致发育不良，身体致发育不良，身体严重浮肿，脑袋大严重浮肿，脑袋大大头婴儿的头比较大，面部肌肉松驰，表情比大头婴儿的头比较大，面部肌肉松驰，表情比较呆滞，对外界事物的刺激反应较低。为什么较呆滞，对外界事物的刺激反应较低。为什么婴儿长期吃劣质奶粉会出现这种症状？婴儿长期吃劣质奶粉会出现这种症状？蛋白质对小孩子的蛋白质对小孩子的生长发育十分重要生长发育十分重要讨论：你能说出多少种富含蛋白质的食品？你能说出多少种富含蛋白质的食品？午餐肉牛奶豆腐鸡蛋猪肉黄豆结构物质结构物质（肌肉等）（肌肉等）催化催化（酶）（酶）运输载体运输载体（血红蛋白）（血红蛋白）信息传递信息传递调节生理调节生理（胰岛素）（胰岛素）免疫免疫（抗体）（抗体）蛋白质的功能蛋白质的功能考一考你 食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢?不能,要分解成氨基酸,才被人体吸收,也就是说蛋白质是由氨基酸组成的.氨基酸是一种什么物质呢?氨基氨基羧基羧基羟基羟基-NH2NH2-H -N-H-COOH O-C-OH-OH-CH2-H-C-HC注意书写：注意书写：CH4甲烷CHHHHCH3COOHCOOHCOOH乙酸NH3NH2氨基酸羧基(酸性)氨基 蛋白质的基本单位蛋白质的基本单位氨基酸氨基酸（约有（约有20种）种）CHNH2HCOOH甘氨酸甘氨酸CHNH2CHCOOHCH3CH3缬氨酸缬氨酸CHNH2COOHCH3谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸CHNH2CH2COOHCOOHCH2RCHNH2COOH氨基酸的结构通式氨基酸的结构通式:特点特点举例举例氨基酸分子中氨基酸分子中-NH2、-COOH至少至少各有一各有一个，因为个，因为R基中可能也有基中可能也有-NH2、-COOHR基含基含-COOH:HOOC-CH2-CH2-CH-COOH NH2R基含基含-NH2:H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOH NH2至少一个至少一个-NH2和一个和一个-COOH连接在同一连接在同一个碳原子个碳原子上，否则不是构成生物体蛋白质上，否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸的氨基酸反例：反例：H2N-CH2-CH2-CH2-COOH生物体中氨基酸种类不同是由生物体中氨基酸种类不同是由R基基决定的决定的XXF(2003(2003年上海）谷氨酸的年上海）谷氨酸的R R基为基为C C3 3H H5 5O O2 2，1 1分子分子谷氨酸含有的谷氨酸含有的C C、H H、O O、N N原子数依次是原子数依次是()()A.5 A.5、9 9、4 4、1 B.41 B.4、8 8、5 5、1 1 C.5 C.5、8 8、4 4、1 D.41 D.4、9 9、4 4、1 1AC2H4O2NR甲硫甲硫(假假)色色(设设)赖赖(来来)缬缬(写写)异亮异亮(一一)苯丙苯丙(本本)亮亮(靓靓)苏苏(书书)氨基酸氨基酸8种种 必需氨基酸必需氨基酸(体内不能合成，必须从外界环境中直体内不能合成，必须从外界环境中直 接摄取接摄取)12种种 非必需氨基酸，体内可以合成非必需氨基酸，体内可以合成婴儿有婴儿有9种种组氨酸组氨酸3.蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性u蛋白质主要由蛋白质主要由 四种元素组成，很多重要四种元素组成，很多重要的蛋白质还含有的蛋白质还含有P P、S S两种元素。两种元素。C、H、O、N 组成元素组成元素:C、H、O、N(P、S)u有的蛋白质还结合有微量的有的蛋白质还结合有微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等，等，起调节作用起调节作用 如：血红蛋白如：血红蛋白C C30323032H H48164816O O872872N N280280S S8 8FeFe4 4645006450095129512C C30323032H H48164816O O872872N N780780S S8 8FeFe4 4血红蛋白血红蛋白366843668452245224C C16421642H H26522652O O492492N N420420S S1212牛牛 奶奶乳蛋白乳蛋白1801802424C C6 6H H1212O O6 6葡萄糖葡萄糖18183 3H H2 2O O水水相对分子质量相对分子质量原子个数原子个数化学式化学式 分子量分子量:几千几千一百万以上一百万以上故称蛋白质为故称蛋白质为高分子化合物高分子化合物 19651965年由我国科学年由我国科学家人工合成的世界家人工合成的世界上第一个有生物活上第一个有生物活性的结晶性的结晶 其分子量相对较小其分子量相对较小是由是由1717种、种、5151个氨个氨基酸组成。基酸组成。那么在蛋白质中，氨基酸是如何组成蛋白质的呢？那么在蛋白质中，氨基酸是如何组成蛋白质的呢？牛胰岛素牛胰岛素世界上第一个人工合成蛋白质的诞生世界上第一个人工合成蛋白质的诞生 蛋白质的形成蛋白质的形成氨基酸氨基酸二肽二肽三肽三肽多肽多肽(肽链肽链)蛋白质蛋白质缩缩合合1条或条或几条几条氨基酸的结合方式CHCOOHR1CHNH2COOHR2NH2COHNHOH氨基酸的结合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH氨基酸的结合方式:CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二二肽肽肽键肽键脱水缩合氨基酸的结合方式:脱水缩合肽键肽键CHCOOHR2HNOH HCCHR1NH2COCHR2HNO二肽二肽H2OH2O氨基酸的结合方式:脱水缩合CCHR1NH2COCHR2HNO肽键肽键二肽二肽CHCOOHR2HNH2O肽键肽键三三肽肽H2O 二肽还属于氨基酸吗？二肽还属于氨基酸吗？不属于不属于二肽二肽三肽三肽四肽四肽五肽五肽六肽六肽多肽：多肽：由由3 3个或个或3 3个以上氨基酸分子缩合而成，含个以上氨基酸分子缩合而成，含多个肽键的化合物。多个肽键的化合物。多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链肽链。一个一个蛋白质分子蛋白质分子由由盘曲、折盘曲、折叠形成，具有一定的空间结构。叠形成，具有一定的空间结构。(1条肽链，条肽链，153个氨基酸个氨基酸)(2条肽链，条肽链，51个氨基酸个氨基酸)(4条肽链，条肽链，574个氨基酸个氨基酸)例、能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层例、能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层 次的一组数字是（次的一组数字是（）1、氨基酸、氨基酸2、C、H、O、N等化学元素等化学元素3、氨基酸分子相互结合、氨基酸分子相互结合4、多肽、多肽5、肽链、肽链6、具有一定空间结构的蛋白质分子、具有一定空间结构的蛋白质分子A、123456B、214365C、214356D、213456D1 1、1010个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为的名称为 ，含有，含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。2 2、n n个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为名称为 ，含有，含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水个水分子。分子。3 3、1010个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链含有个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。4 4、1010个氨基酸脱水缩合成三条肽链，这三条肽链含有个氨基酸脱水缩合成三条肽链，这三条肽链含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。5 5、n n个氨基酸脱水缩合成个氨基酸脱水缩合成m m条肽链，这条肽链，这m m条肽链含有条肽链含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。十肽十肽9 99 9n n肽肽n-1n-1n-1n-18 88 87 77 7n-mn-mn-mn-m分析分析1.肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：结论：肽键数结论：肽键数=氨基酸个数氨基酸个数肽链条数肽链条数 =nm肽键数肽键数=失去的水分子失去的水分子数数1、某种蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键某种蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键500500个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数分别为（生成的水分子数分别为（）A、498、498B、500、500；C、502、500；D、501、500C2 2、血红蛋白分子中含、血红蛋白分子中含574574个氨基酸，个氨基酸，4 4条肽条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是（子数和形成的肽键的数目分别是（）A A573573和和573573B B573573和和570570C C570570和和573573D D570570和和570570D假设组成蛋白质的假设组成蛋白质的2020种氨基酸的平均分子量为种氨基酸的平均分子量为128128，（1 1）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成一条个氨基酸构成一条肽链，那么该多肽的分子量约为肽链，那么该多肽的分子量约为 。（2 2）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成两个氨基酸构成两条肽链，那么该多肽的分子量约为条肽链，那么该多肽的分子量约为 。（3 3）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由n n个氨基酸构成个氨基酸构成m m条条肽链，那么该多肽的分子量约为肽链，那么该多肽的分子量约为 。128n-18(n-m128n-18(n-m）1136113611181118分析分析2.蛋白质分子量蛋白质分子量 氨基酸的平均分子量为氨基酸的平均分子量为a a，一个由，一个由m m条肽链条肽链组成的蛋白质共有组成的蛋白质共有n n个氨基酸，则该蛋白质的个氨基酸，则该蛋白质的相对分子量为相对分子量为an-18(n-man-18(n-m)假如组成多肽的每个氨基酸中，只含有一个氨基和一假如组成多肽的每个氨基酸中，只含有一个氨基和一个羧基，那么：个羧基，那么：（1 1）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成一条肽链，个氨基酸构成一条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为为 、。（2 2）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成两条肽链，个氨基酸构成两条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为为 、。（3 3）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由n n个氨基酸构成个氨基酸构成m m条肽链，条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为为 、。1 11 12 22 2m mm m分析分析3.肽链中的肽链中的氨基氨基数与数与羧基羧基数数某一多肽链内共有肽键某一多肽链内共有肽键109109个，则此分子中含有个，则此分子中含有NHNH2 2和和COOHCOOH的数目至少为（的数目至少为（）A A110110、110 B110 B109109、109 109 C C9 9、9 9 D D1 1、1 1D D综合练习：综合练习：蛋白质分子量蛋白质分子量=氨基酸数氨基酸数氨基酸平均分子量氨基酸平均分子量-脱去水分子数脱去水分子数1849，49=51128-(51-2)18=5646-1.氨基酸种类不同，肽链结构不同氨基酸种类不同，肽链结构不同2.氨基酸数目不同，肽链结构不同氨基酸数目不同，肽链结构不同-3.氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同4.肽链空间结构不同，蛋白质种类不同肽链空间结构不同，蛋白质种类不同-蛋白质种类的多样性：蛋白质种类的多样性：*氨基酸的排列与多肽的种类的计算氨基酸的排列与多肽的种类的计算:三肽的种类三肽的种类:N肽的种类肽的种类:202020=203202020=20n氨基酸种类不同氨基酸种类不同氨基酸数目不同氨基酸数目不同氨基酸排列顺氨基酸排列顺序不同序不同蛋白质空间结蛋白质空间结构不同构不同种种类类多多样样功功能能多多样样构成细胞和生物体的构成细胞和生物体的 结构结构物质物质催化作用催化作用 酶酶运输作用运输作用 血红蛋白血红蛋白 载体载体调节作用调节作用 胰岛素胰岛素 生长激素生长激素免疫作用免疫作用 抗体抗体识别作用识别作用 糖蛋白糖蛋白蛋白质多样性的原因蛋白质多样性的原因蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质分子功能的多样性。分子功能的多样性。如温度的变化，一般当温度超过如温度的变化，一般当温度超过40405050时，大部分的蛋白质的生物活性会完全丧时，大部分的蛋白质的生物活性会完全丧失。失。-热变性热变性其他的物理、化学因素：紫外线，其他的物理、化学因素：紫外线，X X光，光，强酸碱，重金属等等。强酸碱，重金属等等。蛋白质的蛋白质的变性变性蛋白质的不稳定性蛋白质的不稳定性练习：练习：根据下面图解，回答问题：根据下面图解，回答问题：（1）该图中，）该图中，表示表示 ，表示表示 ，表示表示 。（2）该化合物由）该化合物由 个氨基酸分子失去个氨基酸分子失去 个水分子而形成，这种反应个水分子而形成，这种反应叫叫 反应。反应。（3）该化合物含有）该化合物含有 个肽键，该图所示化合物的名称是：个肽键，该图所示化合物的名称是：。（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由）该图中所示的氨基酸种类不同，是由 决定的。决定的。（5）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。氨基氨基 肽键肽键 羧基羧基 四肽四肽三三 四四 三三 脱水缩合脱水缩合 R基基 666 CNH2HHCONH CCH3HCOOHCONH CHCH2C ONH2CONHHCH2C COOH蛋白质蛋白质基本单位：基本单位：蛋白质的蛋白质的分子结构分子结构氨基酸氨基酸多肽多肽蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构脱水脱水缩合缩合盘曲盘曲折叠折叠种类：约种类：约20种种结构通式：结构通式：NH2 C COOHRH蛋白质结构多样性蛋白质结构多样性课堂小结课堂小结