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第二章第2节生命活动的主要承担者--蛋白质


第2 节

生命活动的主要承担者

--------蛋白质

蛋白质(protein)是细胞中含量 最多的有机物,在肉、蛋、奶和大 豆制品中含有丰富的蛋白质。蛋白质 需经过消化,成为氨基酸才能被人吸收。 一、氨基酸及其种类 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在生物 体中,组成蛋白质的氨基酸约有20种。

/> 应用:1.根据氨基酸的结构特点来判断 一种物质是否是构成生物体蛋白质的氨 基酸。如例题

2.判断几种氨基酸的R基分别是什么? R 基如何写?如例题
3.已知一种氨基酸的R基,求这种氨基酸 中C、H、O的数目分别是多少?如例题 4.你能总结氨基酸的化学元素组成有哪 些吗?如:

例题1.下列物质中,属于组成蛋白质的氨基酸有 几种( B )
CH2-HS NH2-C-COOH; H

COOH
NH2-C-CH2-COOH

COOH

H
NH2-CH2-CH2-COOH

NH2-CH2-CH2-CH2-CH;

A、4;

NH2 B、3; C、2;

D、1

例题2.下列组成蛋白质的氨基酸的R基分别是 什么?
CH2-HS NH2-C-COOH; H COOH NH2-CH2-CH2-CH2-CH; COOH NH2-C-CH2-COOH

H

NH2

例题3: 已知一种氨基酸的R基是-CH3, 则这种氨基酸的结构简式是 _________________,这种氨基 酸分子中C、H、O、N的数目分 别是______________________个。

氨基酸的(或蛋白质)的元素组成: 主要由C、H、O、N四种化学 元素组成,很多重要的蛋白质还含 P、S两种元素,有的还含有Fe、I、 Zn等元素。

有8种氨基酸是人体细胞不能合成的(婴儿有 9种,比成人多的一种是组氨酸),必须 从外界环境中直接获取,这些氨基酸叫做 必需氨基酸。另外12种氨基酸是人体细胞 能够合成的,叫做非必需氨基酸。

一、氨基酸及其种类
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
1、种类:组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种 2、氨基酸的组成元素: C、H、O、N有的还含有P、 S 3、氨基酸的结构特点:
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,并 且都有一个氨基和一个羧基连在同一个C原子上。 氨基酸的种类由R基(侧链基团)决定。

4、氨基酸的结构通式:

练习1:根据氨基酸结构通式,写出下面四种氨基酸的R基:
H H O H O H O O H2N—C— C— OH CH2 CH CH3 CH3 CH3 CH CH3 CH3

H2N—C— C— OH H

H2N—C— C— OH

H2N—C— C— OH

甘氨酸 R基分别是: —H,

缬氨酸
CH
CH3

丙氨酸
,—CH3 ,

亮氨酸
CH2
CH

CH3

CH3 CH3

2、氨基酸的判断依据:—NH2与—COOH是否连在同一个“C”上。 H 例: H2N—C— CH2 —CH2 — 是否属于构成生物体蛋 白质的氨基酸。 CH3 COOH



练习2: ①③ 下面属于氨基酸的是________
CH3
① NH2 —C— COOH

CH3CH3 COOH ② NH —C —C— 2 H H

H COOH CH3
③ NH2—C———C— CH3

H

H

结论:每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基 且连在同一个碳原子上

二、蛋白质的结构及其多样性
1、蛋白质是以氨基酸为基本单位构成 的生物大分子,相对分子质量很大。
化学式 原子个数 相对分子质量



H 2O

葡萄糖 牛 奶 乳蛋白

C6H12O6
C1642H2652O492N420S12

3 24 5224 9512

18 180 36684 64500

血红蛋白 C3032H4816O872N780S8Fe4

2、氨基酸是如何构成蛋白质的?
COOH NH2

H
H2 N C R1 C O OH H N H

H
C R2

COOH

氨基酸连接.swf

缩合

H H2 O

肽键 C O N

H C R2 COOH

+ H2 N

C R1

H

二肽

脱水缩合 氨基酸分子相互结合的方式叫_______________

H H2 N C

肽键 C O N H

H

H C—OH H N H

C

C
R3

COOH

R1

R2 O

=

二肽
H H2 O 肽键 C N H H 肽键 C N H H C R3 COOH

+ H2 N

C
R1

C

=

O

R2 O

三肽

二肽: 两个氨基酸脱水形成的化合物。 三肽: 三个氨基酸脱水形成的化合物。 多肽: 由3个或3个以上氨基酸分子缩合而 成,含多个肽键的化合物。 肽链: 多肽通常呈链状结构,所以多肽通 常又叫肽链。
一条或几条多肽链 组成 一个蛋白质分子由_________________

注意:
1.氨基上脱去的是-H,羧基上脱去的 是-OH,所以:脱水缩合产生的水 羧基 氨基和羧基 中的O来自_______H 来自_________. 2.注意肽键的正确写法

问题:关于蛋白质的计算
1、2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 二肽 ,含有 1 个肽键, 失去 1 个水分子。

2、3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 三肽 ,含有 2 个肽键, 失去 2 个水分子。

3、m个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物, m-1 m 肽 这个化合物的名称为 ,含有 个肽键, m-1 失去 个水分子。 4、10个氨基酸脱水缩合成两条肽链,这两 8 个肽键,失去 8 个水 条肽链含有 分子。 5、10个氨基酸脱水缩合成三条肽链,这三条 7 个肽键,失去 7个水分子。 肽链含有

6、 m个氨基酸脱水缩合成n条肽链,这n条 肽链含有 m-n 个肽键,失去 m-n 个水 分子。

由此得出如下结论:

肽键数=氨基酸数-肽链数 =脱去的水分子数

7、如果n个氨基酸形成m条肽链,每个氨 基酸的平均相对分子质量为a,那么由此 xa-(n-m)x18 形成的蛋白质的相对分子质量为n _______
蛋白质相对分子质量 =氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数-18×脱水数

1.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的过程中生 成的水分子数分别是( D ) A 145和144 B 145和145 C 145和146 D 146和145 2.已知20种氨基酸的平均分子量是128,现有一 蛋白质分子由两条多肽链组成,共有肽键98个,此 蛋白质的分子量( C ) A 12800 B 12544 C 11036 D 12288

典型例题

氨基数和羧基数的计算 8、1条多肽链至少含游离的氨基、羧基数为多少? 1、1 9、2条多肽链至少含游离的氨基、羧基数为多少? 2、 2 10、一个蛋白质分子至少含游离的氨基、羧基数为多少? 肽链数 11、一条多肽链含游离的氨基、羧基数为多少? 1+R基里的游离的氨基、羧基数 12、一个蛋白质分子含游离的氨基、羧基数为多少? 肽链数+R基里的游离的氨基、羧基数

例题1、人体免疫球蛋白中,IgG由4条肽链构成, 共有764个氨基酸,则该蛋白质分子中至少含有游离 的氨基、羧基数分别是( D )

A、764和764
C、 762和762

B、 760和760
D、4和4

2、某22肽被水解成1个4肽,2个3肽,2个6肽,则这些 短肽的游离氨基总数的最小值及肽键总数依次是 (C ) A 6 18 B 5 18 C 5 17 D 6 17

练习: 根据下面图解,回答问题:
② ①



H

CH3

H



H



—C—N—C— —C— N—C COOH NH2 —C —C—N—C— H O H H O H CH2 O H CH2
③ ⑤

C O
⑨ NH2

COOH


(1)该化合物由 个氨基酸分子失去 个水分 子而形成,这种反应叫 脱水缩合 反应。 三 (2)该化合物含有 个肽键,该图所示化合物的名称是 :四肽 ____。 R基 (3)该图中所示的氨基酸种类不同,是由 决定的。 (4)如果图中氨基酸的平均分子量为180,则该化合物的分子量





2、氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次? 氨基酸
脱水缩合

二肽

多肽
脱水缩合 (链状)

折叠盘旋形成 复杂的空间 结构

蛋白质

蛋白质分子结构示意图

由氨基酸构成的蛋白质的 结构都是相同的吗?

3 、 蛋白质分子多样性的原因 ①氨基酸种类不同
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎

②氨基酸数目不同
◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇ - ◇ -◇ -◇ ③氨基酸排列顺序不同 ◎ - ◎ - ◇ -◇ -◎ - ◎ ◇-◇-◎-◇-◇-◎-

④肽链盘曲、折叠方式不同

三、蛋白质的功能:多样性
肌肉、毛发 1、构成细胞和生物体结构物质: 2、催化作用: 酶 载体、血红蛋白 3、运输载体: 胰岛素 4、传递信息,调节机体生命活动: 5、免疫功能 : 抗体 可以说,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、体现者。

课堂小结
种类:约20种 基本单位: 氨基酸 脱缩 水合 多肽 R 结构通式:NH2 C H COOH

蛋白质

蛋白质的 盘 折 分子结构 曲 叠 蛋白质的空间结构

蛋白质结构多样性

蛋白质功能多样 性

菠萝蛋白酶

胰蛋白酶 木瓜蛋白酶

血红蛋白

胰岛素

抗原和抗体

1.某种蛋白质由两条多肽链构成,共有肽键 500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( C )
A、498、498 B、500、500; D、501、500

C、502、500;

2、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( D)
1、氨基酸 3、氨基酸分子相互结合 2、C、H、O、N等化学元素 4、多肽 5、肽链 6、具有一定空间结构的蛋白质分子 A、123456 B、214365 C、214356 D、213456

3.在人体的消化道中,要将一个由4条肽链 共288个氨基酸组成的蛋白质分子彻底消化, 需要消耗的水分子个数是( A )
A、284; B、287; C、288; D、289

4.血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构

不相同的原因是( D )
A、所含氨基酸种类不同; B、所含氨基酸数量不同; C、所含氨基酸的排列顺序不同; D、所含氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的 空间结构不同。

5、假设某一蛋白质分子的分子量为11054,20 种氨基酸的平均分子量为128,在形成该蛋白质 分子时脱去水的分子量为1746,则组成该蛋白 质分子的肽链数是( B ) A.4条 B.3条 C.2条 D.1条


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