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第二章蛋白质---生命活动的承担着


一、生命活动的承担者——蛋白质
元素组成 组成单位

C 、 H 、 O、 N等
种类
氨基酸 脱水缩合
结构通式

20种


肽键

高 分 子 化 合 物

肽链
蛋白质

化学键


功能多样性

原因

结构多样性

二、蛋白质的基本单位——氨基酸
1.氨基酸的种类:
1)组成生物体的氨基酸约有20种 2)
人体细胞不能合成,必须从外界环 必需氨基酸: 境中直接获取.

非必需氨基酸: 人体细胞可以合成

必需氨基酸:(8种) 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。

甲来(赖)借(缬)一(异)本(苯)亮色书(苏)

思维冲浪
H
H2N C H H H2N C CH2 CH CH3 CH3

观察下列几种氨基酸的结构
H OH H2N C O C OH

O
C

甘氨酸
O C OH

CH
CH3

缬氨酸
O

CH3 H

亮氨酸

H2N

C
CH3

C

OH

一个中心三个基本点

丙氨酸

2.氨基酸的结构通式:

1)每个氨基酸分子至少有一个氨基、一个羧基,且 都有一个氨基、一个羧基连在同一个碳原子上

2)各种氨基酸的区别在于R基不同

[例1]下列物质中,属于氨基酸的是( )

A. NH2 B. NH2

CH2 CH2

COOH CH2OH

A. NH2 NH2 B. NH 2 C.

CH2 2 NH

COOH
COOH

CH2 (CH CH22OH CH )2
COOH NH 2

NH2 CH CH (CH CH2 )2 COOH COOH C. HOOC D. 2

[例2]谷氨酸的R基为-C3H5O2,在一个谷氨
酸分子中,有C和O的原子数分别是( )

A.4,4个 B.5,5个 C.5,4个

D.4,5个

H H2N C

O C OH

C3H5O2 R
思考:氨基酸是怎样构成蛋白质的?

蛋白质的组成
氨基酸是如何组成蛋白质的?
COOH NH2

H
H2 N C R1 C O OH H N H

H
C R2

COOH

脱水 缩合

H H2 O

肽键 C O N

H C R2 COOH

+ H2 N

C R1

H

二肽

蛋白质的组成
脱水缩合: 一个氨基酸的羧基与另外一个氨基酸的氨基
肽键

H H2N C R1

O C OH
二肽

H

O C OH

H N
H

C R2

H2O

例2 (2006年高考广东卷)组成蛋白质的氨基酸
之间的肽键结构式是( B ) A. NH--CO C. --NH2 --COOH-B. --NH--CO-D. NH2 —COOH

O H C N

CO NH

H

肽键数
C N

H
C COOH

脱去水分子数

二肽

规律一:形成的肽键数 =脱去水分子数 1 R O H R
1

H2N

C

H

1
C N
H H

2

H

H

三肽

H2 N

C

C

C

N
H H

C
R3

COOH

2

R1 O H

R2 O

2

H

四肽

H2N C C N C C N C C N C COOH

3

R1 O H R2 O H R3 O H

?肽链:多肽通常呈链状结构,所以多肽 通常又叫肽链。

3

R4

?氨基酸数、肽链数、脱去水分子数、肽键数
氨基酸数目 形成肽链数 脱水分子数 形成肽键数 1

9 9 9

8 7 6

2 3

8 7 6

规律二:脱水分子数=氨基酸数目- 形成肽链数=形成肽键数

例4 一个蛋白质分子有两条肽链构成,共 有360个氨基酸,则这个蛋白质分子含有 的肽键数目是( C )
A 、360 B 、359 C、358 D、 2 例5 一条肽链上有30个肽键,那么形成 这条肽链的氨基酸分子数及形成过程中生 成的水分子数分别为( C ) A、31和31 B 、30和29

C 、31和30

D 、30和30

4.组成生物体蛋白质的氨基酸中,酪氨 酸几乎不溶于水,而精氨酸则易溶于水, 这种差异的产生取决于( ) A.两者的R基组成不同 B.酪氨酸的氨基多 A C.两者的结构完全不同 D.精氨酸的羧基多

5.中科院上海生化研究所合成了一种具有镇痛作 用又不会使人上瘾的药物——脑啡肽,下图是它 的结构式,请指出该结构中肽键数和氨基酸数分 别是( ) A.4和5 B.4和4 C.5和4 D.5和5

A

1.请仔细观察下图,该图中不包括R基在内,含 有几个氨基和羧基? 羧基1

氨基1 2.下图的两条肽链组成的蛋白质哪? A链 B链 2 个 至少氨基____ 2 个,至少羧基___ 3= 3. 如果是三条肽链组成的蛋白质至少的氨基 ___ 个, 规律三 :至少的氨基数=至少的羧基数 至少的羧基 ___ 3 个. 肽链的条数

如果组成蛋白质的氨基酸的分子数为n,氨 基酸的平均分子量为a,完成下表的填写:
形成1条链 脱去水分子数 形成m条链

形成肽键数 至少氨基数
至少羧基数

实际羧基数
实际氨基数 蛋白质分子量

n-1 n-m n-1 n-m 1 m 1 m 1+R m+R 1+R m+R na-18(n-1) na-18(n-m)

例6

一个由n条肽链组成的蛋白质分子共有m

个氨基酸,该蛋白质分子完全水解共需水分子多
少个:

A 、n 个

B 、m 个

C、(m+n)个 D D、(m-n)个

例7、20种氨基酸的平均分子质量是128,现有一
蛋白质分子由2条肽链组成,共有98个肽键,此

蛋白质的相对分子质量约为( C )
A、12800 B、12544 C、11036 D、12288

此蛋白质分子至少有

2

个氨基和个

2

羧基。

2、蛋白质分子的结构多样性原因
A B C D E
F G 氨基酸数目不同 氨基酸种类不同 氨基酸种类不同 氨基酸排列次序不同

蛋白质分子的空间结构不同

2、蛋白质分子功能的多样性
1、构成细胞和生物体结构的重要物质(羽 毛、肌肉、头发等)
2、催化作用(绝大多数的酶是蛋白质) 3、运输载体(血红蛋白) 4、信息传递、调节生命活动(胰岛素) 5、免疫功能(抗体) 一切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。

2.蛋白质的主要理化性质: (1)两性:因为蛋白质是氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,分 子内存在一NH2和一COOH,所以蛋白质具有酸碱两性。 (2)盐析:加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来, 这个过程叫盐析。盐析作用主要破坏蛋白质的水化层,所以当盐析 沉淀出的蛋白质重新用水处理时,沉淀重新溶解,性质不变。所以 盐析是可逆反应。利用此法可以分离、提取蛋白质。 (3)变性和凝固:蛋白质分子在一定的物理或化学因素的影响下, 其分子结构发生改变,从而改变蛋白质的性质,这个变化叫蛋白质 的变性。蛋白质变性后就失去了生理活性,也不再溶于水,从溶液 中凝结沉淀出来,这个过程叫蛋白质的凝固。 (4)水解反应:蛋白质在酸、碱或酶的作用下,能生成一系列的中 间产物,最后生成氨基酸。 (5)显色反应:蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。例如分子中 有苯环的蛋白质与硝酸作用时呈黄色。蛋白质与双缩脲试剂反应显 紫色等。 (6)蛋白质灼烧时,产生烧焦羽毛的气味。

1、下列各项与决定蛋白质多样性无关的

是(多项选择题)
A、氨基酸的种类、数目、排列顺序 B、肽键的空间结构

C、蛋白质的空间结构
D、肽键的种类和组成元素

BD

2.胰岛素是一种蛋白质分子,它含有2条多肽链,A链含 有21个氨基酸,B链含有30个氨基酸;两条多肽链间通过 2个二硫键(二疏键是由2个---SH连接而成的)连接;在 A链上也形成了1个二硫键,下图为结晶牛胰岛素的平面 结构示意图,请据此回答: (1)氨基酸的结构通式可表示 H 为 。
NH2-C-COOH R

(2)胰岛素分子中含有肽键 49 个,肽键可表示为 -CO-NH- 。 (3)从理论上分析胰岛素分子至少有 2 个-NH2,至 少有 2 个-COOH。 (4)这51个氨基酸形成胰岛素后,分子量比原来减少 了 。 888

3. 当含有下列结构片段的蛋白质在胃肠道中水解时, 不可能产生的氨基酸是 ( )

C

3.组成生物体蛋白质的氨基酸中,酪氨酸几乎不溶于水, 而精氨酸则易溶于水,这种差异的产生取决于( ) A A.两者的R基组成不同 B.酪氨酸的氨基多 C.两者的结构完全不同 D.精氨酸的羧基多 4.中科院上海生化研究所合成了一种具有镇痛作用又不 会使人上瘾的药物——脑啡肽,下图是它的结构式,请 指出该结构中肽键数和氨基酸数分别是(A ) A.4和5 B.4和4 C.5和4 D.5和5

5.下列物质中,不是氨基酸的是 (

D )

A

B D

C

6.如果将上题中的三种氨基酸缩合成化合物,那么该化 合物含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是 ( A ) A 2 、 2、 2 B 2 、 3、 2 C 3 、 4、 3 D 4 、 3、 3

7.现有一多肽,化学式为 C55 H70O19 N10,已知将它彻底 水解后得到下列四种氨基酸( )

-H (1)资料中的四种氨基酸的R基分别是__________ 、 -CH2-CH3 -CH2-CH2-COOH __________ 、___________ 、_____________ 。 (2)依据资料,该多肽的化学式推算,它在完全水解后 10 得到氨基酸有_________ 个。 4 (3)该多胎水解后可得到谷氨酸_______ 个.

8.分析多肽E和多肽F(均由一条肽链组成)得到以下 结果:(单位:个)

D

那么请你推算这两种多肽中氨基酸的数目最可能是

9.由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子,含有N条肽链, 其中Z条是环状多肽,这个蛋白质完全水解共需水分子 个数为 A.M-N+Z B.M-N-Z C.M-Z+N D.M+Z+N

A

10.某22肽被水解成1个4肽,2个3肽,2个6肽, 则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次 是 A、6 18 B、5 18 C、5 17 D、6 17 11.关于人体内蛋白质的叙述,错误的是 ( ) A、合成蛋白质的氨基酸全部为必需氨基酸 B、蛋白质也可被氧化分解释放能量 C、组成肌肉细胞的有机物中蛋白质含量最多 D、 有些蛋白质具有调节新陈代谢的作用

12.下列不属于植物体内蛋白质功能的是 A.构成细胞膜的主要成分 B.催化细胞内化学反应的酶 C.供给细胞代谢的主要能源物质 D.根细胞吸收矿质元素的载体 13.下列有关生物体化学成分的叙述正确的是 A.精瘦肉中含量最多的是蛋白质 B.组成细胞壁主要成分的单体是氨基酸 C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D.与精子形成相关的雄激素属于脂质 14.下列健康人的4种液体样本中,能与双缩脲试剂发 生紫色颜色反应的是 ①尿液 ②胃液 ③汗液 ④唾液 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④


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