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(可用)第二章第二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

大头娃娃

由于天天吃蛋白质含量极低的奶 粉导致发育不良,身体严重浮 肿,脑袋大

蛋 白 质 丰 富 的 食 物

蛋白质必须消化成 氨基酸才能被人体吸 收和利用。

氨基酸是组成 蛋白质的基本单位

占鲜重的

7~10%;占干重的50%以上
物质 水 硫酸 分子式 H2O H2SO4
372N780S8Fe4

相对分子质量 18 98

血红蛋白 C3032H4816O

64500

结论: 蛋白质是大分子化合物

一、氨基酸是组成蛋白质的基本单位
2. 组成氨基酸的元素主要是: C H O N 1.组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种 H 原子 (有的还有 S P 羧基 Fe等)
H O H2N-C-C-OH H H O H O H2N-C-C-OH CH CH3 CH3

H2N-C-C-OH
CH3

氨基

侧链基 团(R基)

甘氨酸

缬氨酸

丙氨酸

H NH2 C

O
C OH NH2

H C

O
C OH

H
H NH2 C

甘氨酸
O
C OH NH2

CH

缬氨酸

CH3 CH3 H C O C OH

CH2 亮氨酸
CH CH3 CH3

丙氨酸 CH3

R基的不同决定氨基酸不同

3.氨基酸结构通式
H
氨基 H N

O C OH 羧基

C

H

结构特点: a. 每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2) 和一个羧基(-COOH),并连在同一 个碳原子上 (这个碳原子还连接一个氢原子和一个 侧链基团,用R表示) b. R基不同决定氨基酸种类不同。

R 侧链基团 C2H4O2N+R基

每种氨基酸都只有一个氨基和一个羧基吗?
CH2 —CH2 —COOH │ H2N—C —COOH │ H

谷氨酸

CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2 │ H2N—C —COOH │ H

赖氨酸
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动动脑,判断: 1.氨基酸是蛋白质的组成单位,是 由氨基和羧基组成的( 错 ) 2.每个氨基酸分子都只含有一个氨 基和一个羧基( 错 ) 3.氨基酸的种类共约有20种( 错 ) 4.组成蛋白质的氨基酸分子中至少 含有一个氨基和一个羧基,并连在 同一个碳原子上(对 )

考考你:
CH3



NH2 —C— COOH



NH2 —CH2— OH SH

H
H CH2



NH2 —C—CH2—COOH H



H —C— COOH

NH2

①④ 以上属于氨基酸的是______

①③④ 下面哪些是构成蛋白质的氨基酸________
CH3
① NH2 —C— COOH

CH3CH3 COOH ② NH —C —C— 2 H H

H COOH CH3 ③ NH2—C———C— CH3 H H COOH



H2N—C— CH2 —CH2 — COOH H

—NH2与— COOH是否 连在同一个 “C”上

如果是氨基酸,则它们的R基分别是:_____

下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸(
A、NH2—CH—COOH | R



B、NH2-CH2-COOH
C、NH2—CH—OH | COOH

D、NH2-CH2-CH2-CH2-COOH
—NH2与—COOH没有连在同一个“C”上。

思考题:
R基为—C3 H 5 O2的一个谷氨酸分
子中,含有C、H、O、N的原子数分

别为________________ 5、9、4、1

分析: 谷氨酸:C2H4O2N+R基 (—C3 H 5 O2)

赖氨酸的分子式为 C6H14O2N2 , 则赖氨酸 —C4H 10 N 的R基为_____________
分析: C6H14O2N2=C2H4O2N+R基

4.氨基酸的分类:

非必需氨基酸:人体细胞能合成的氨基酸 (12种) 必需氨基酸:人体细胞不能合成,必须从 外界环境中直接获取的氨基酸(8种) 甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、 苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸

“甲携来一本亮色书”

氨基酸的结构通式:

R C H COOH

NH2

一个氨基 ? 每种氨基酸分子 至少 都含有________ ( —NH2 )和 一个羧基 ( —COOH )。 ? 且都有一个氨基和一个羧基连接在 _____________ 同一个碳原子 上。 ? 氨基酸分子不同,就不同在 R基 。

氨基酸: 20种

蛋白质:
10 12 10 ~10

肽键 二、氨基酸形成蛋白质的过程:
H OH O H HO O

H H 2N H C 2N C COH C H N 2NC C C COH OH
R1 -OH H- HR R H R 1 2 2 脱水缩合 OH -- H

1分子H2O

二肽

1.脱水缩合:一个氨基酸的羧基(-COOH)

2.肽键:连接两个氨基酸分子的化学键 和另一个氨基酸的氨基(- NH2)相连接,同 3.二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的 (-NH-CO-) 时脱去一分子水的结合方式。 化合物

H

H

H

NH2 —C —C—N— C—C—OH + H—N —C—COOH R1 O H R2 O H R3

(二肽)

H

H

H

H2O + NH2 —C —C— N— C— C —N —C—COOH R1 O H R2 O H R3

(三肽)

(四肽)

(多肽)

氨基酸 肽链 H2O=肽键

n个 1条 n-1个
H2O H2O H2O H2O

n个 2条 n-2个
……………? n个 m条 n-m个

分析总结: 思考
n个氨基酸形成一条肽链, n-1 个水分子,形成______ n-1 个肽键 要脱去_____
n个氨基酸形成m条肽链, n-m 个 n-m 个水分子,形成____ 要脱去_____

肽键数=脱去水分子数 =氨基酸数(n)-肽链数(m)

血红蛋白是由574个氨基酸构成的蛋白 质,含四条多肽链,那么在形成肽链过 程中,其肽键的数目和脱下的水分子数 分别是(B )

A、573和573
C、572和572

B、570和570
D、571和571

100个氨基酸脱水缩合形成1条肽链, 形成 99 个肽键,脱下 99 个水分 子;若形成4条肽链,形成肽键、 脱去水分子均是 96 个,若只形 成一条环状肽,则形成的肽键、脱 去水分子均是 100 个。

思考:由多个氨基酸形成的1条肽链中至少 1 个氨基,至少含有___ 1 个羧基 含有___ 2条肽链呢?如果有m条肽链呢?
H2N R1 C CO H R1 C CO H R2 HN C CO H R2 HN C CO H R3 HN C COOH H R3 HN C COOH H

H2N

结论:n个氨基酸形成的m条肽链, 至少含有m个氨基,至少含有m个羧

…………………………………

思考:

一条肽链共有肽键109个,则它含 有的氨基和羧基的数目至少是( )

A、110和110 B、109和109 C、9和9 D、1和1

思考: 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 基和羧基数分别是:( ) A、764和764 B、760和760 C、762和762 D 、 4和 4

D

思考: 某一条多肽链中共有肽键151个, 则此分子中—NH2和—COOH的 数目至少有(C ) A.152 152 C. 1 1 B.151 151 D .2 2

蛋白质分子量=
氨基酸分子总质量 — 脱去水分子 的总质量
例如:某种蛋白质是由1条肽链构成, 共有10个氨基酸,若每个氨基酸分子 质量平均是120,则该蛋白质的相对分 子量是?

120×10-18(10-1)=

蛋白质分子量的计算公式:

总结:由n个氨基酸构成m条肽链组成 的蛋白质分子,每个氨基酸的平均分 子质量为a,那么该蛋白质的分子量 约为_________________ a· n-18(n-m)

例:已知某肽链的分子量 1.032×104,每个氨基酸的平均分 子量为120,则该多肽链由多少个 氨基酸组成?

解:设该多肽链由n个氨基酸组成, 则120n-18(n-1)=10320, n=101

H2N

R1 C CO H

R2 HN C CO H

R3 HN C COOH H

肽链中的氮原子数(各氨基酸中N原子 总数)=

肽键数+肽链数+R基中N原子数
肽链中的氧原子数(各氨基酸中O原子 总数-脱水数)=

肽键数+2×肽链数+R基中O原子数

现有1000个氨基酸,其中氨基 1020个,羧基1050个,则由此合 成的4条多肽链中共有肽键、氨基、 羧基的数目分别是( C ) A.999、1016、1046 B.999、1、1 C.996、24、54 D.996、1016、1046

某蛋白质的分子式为 C63H163 O65 N17S2 最多可 含有几个肽键( A ) A.16 C.18 B.17 D.19

三、蛋白质分子结构的多样性
①氨基酸种类不同,肽链不同
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎

②氨基酸数目不同,肽链不同
◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇ -◇ -◇ -◇

③氨基酸排列顺序不同,肽链不同 ④肽链空间结构不同,蛋白质种类不同
◇-◇-◎-◎-◇-◇-◎-◎◎-◎- ◇-◇-◎-◇-◇-◎-

蛋白质分子结构多样性的原因

氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 肽链的数目和空间结构不同

熟鸡蛋、生鸡蛋哪种容易消化呢?

高温使蛋白质发生变性后, 蛋白质的空间结构发生改变,
(空间结构变得伸展,松散,易被 蛋白酶水解,易消化)

鸡蛋煮熟后,蛋白质变性失活,这是由 于高温破坏了蛋白质的( C )

A.肽键
B.肽链 C.空间结构 D.氨基酸

四、蛋白质的功能:
2、催化蛋白:如绝大多数酶 3、运输蛋白:如血红蛋白、载体蛋白 4、调节蛋白:如胰岛素、生长激素等 5、免疫蛋白:如抗体

1、结构蛋白:构成细胞和生物体的重要物 质(肌肉、羽毛、头发、蛛丝)

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。

例题: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。

(1)表中①②③的氨基酸数目虽相同,但其生理作 氨基酸种类和排列顺序 不同 用彼此不同,这是因为它们的________________ (2)表中③与④,⑤与⑥虽功能相似,但各具有专 氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。 一性,差异主要取决于___________________ 调节 作用; (3)⑧生理功能说明蛋白质具有______ 免疫 ⑨生理功能说明蛋白质具有______ 作用; ⑩的生理功能说明蛋白质具有______ 作用。 运输

(4)⑩有4条肽链,574个氨基酸分子,假如 每个氨基酸分子的平均相对分子质量为128, 63212 。 则该蛋白质的分子相对质量为_______ (5)组成上述10种化合物的所有氨基酸所共 有的结构通式是__________。形成的肽键的结 构式_____________。 多样性 , (6)该实例说明蛋白质的结构具有_______ 功能多样性 这种特点决定了蛋白质_______________ 。

20 种,其结构通 氨基酸 ,大约有____ (1)此图中 B代表_______ 肽键 其结构式是____。 式为________,C代表_______, (2)某蛋白质由104个氨基酸构成的含有四条肽链,在氨 1800 。 基酸形成该蛋白质过程中相对分子质量减少了_____ 运输 (3)若该蛋白质是血红蛋白,说明蛋白质具有_______ 催化 作用;若该蛋白质是酶,说明蛋白质具有_______ 作用; 造成蛋白质功能多样性的原因(试从氨基酸的角度分析) 氨基酸的种类、数目、排列顺序不同 ___________________ 。 (4)高温加热后,蛋白质用双缩脲试剂检验_______ (能或否)发生紫色反应。

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 NH2


COOH


1. ____ ,③ 表示_____ ____ 氨基 4 个氨基酸分子失去 3 个水分 3.①表示 该化合物由 肽键 ,⑦表示 羧基 R基 脱水缩合 4. 该图中所示的氨基酸种类不同,是由 ____ 子而形成,这种反应叫 反应。 2.该化合物有氨基___ 个。 2 个,有羧基___ 2 决定的。 四肽(多肽) 该化合物的名称是 _________ 5.如果图中氨基酸的平均分子量为180,则该 666 化合物的分子量是_______

②④⑨⑧ R基是______

--CO—NH-(1)上述结构中,代表肽键的结构式为_______ 2 种氨基酸组成 。 (2)上述化合物是由___ 3 个氨基酸失去_____ 2 (3) 该化合物是由___ 脱水缩合 分子水形成的,这样的反应叫做________

氨基酸的排列方式及多肽种类计算: 1.A、B、C三种氨基酸,在每种只 有一个的情况下,可形成的三肽 化合物的种类:___________ 3×2×1=6

2.A、B、C三种氨基酸,在每种数 目无限的情况下,可形成的三肽 化合物的种类:___________ 3×3×3=27

有2个不同的氨基酸可形成几种二肽?
H O H O H--N--C--C- -OH H--N--C--C--OH H H H CH3

那么n个2种氨基酸可形成多少种二肽?
H O H--N--C--C- -OH H CH3 H O

H- -N--C--C- -OH
H H

由一分子丙氨酸、一分子甘氨酸、 一分子精氨酸,可以组成多少种三 肽 ?( A ) 数量足够的三种氨基酸可形成多 少种三肽? ( D )

A.6种 B.9种

C.12种

D.27种

思考: 假若有一条多肽链由 10个氨基酸组成,氨基酸种 类是20种,问可形成多少种 不同结构的肽链?
10 20 种

1.甲硫氨酸的R基是﹣CH2﹣CH2﹣S﹣CH3 则它的分子式是C5H11O2N2S(错)

2.分子式为C63H105O45N17S2的链状多肽化 合物中,最多含有肽键数目是17个( ) 错

3. 两个氨基酸脱水缩合过程中失去的 H2O中的氢来源于氨基和羧基中的氢( 对)

4.10个氨基酸构成的多肽有9个 ﹣CO﹣NH﹣,称为九肽(错 )

某蛋白质由126个氨基酸组成,共含氨 基17个,羧基17个,其中R基上有15个 羧基,下列正确的是( A )

A.含有两条肽链
B.共有126个肽键 C.R基中共含17个氨基 D.形成该蛋白质时共脱掉125个水分子

某蛋白质的相对分子质量11935,合成 过程中脱去水的总分子质量为1908,假 设该氨基酸的平均分子质量为127,则 组成该蛋白质的分子的肽链有( C )

A.1条

B.2条

C.3条

D.4条

某蛋白质由m条肽链、n个氨基 酸组成.该蛋白质至少有氧原子 n+m 的个数是________

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____肽键总数 5 ____ 17

一种二肽的化学式是C8H14N2O5, 水解后得到丙氨酸(R基为﹣CH3) 和另一种氨基酸X,则X的化学式 是( B ) A.C5H7NO3 B.C5H9NO4 C.C5H11NO5 D.C5H7NO4

奶粉中蛋白质含量是通过测含 氮量来推算蛋白质含量的,每 100g蛋白质平均含氮16g,这些 氮主要存在于蛋白质的( A )

A.-CO-NHC.游离的羧基

B.游离的氨基 D.R基

一条肽链的分子式为C22H34O13N6, 其水解后共产生了下列3种氨基酸。

5 (1)该肽链是由_____ 6 个氨基酸失去_____ 六肽 ,这样的 分子水形成的,其名称是______ 脱水缩合 。 反应叫做___________
(2)1个C22H34O13N6分子水解后可以 产生_____ 3 个谷氨酸。

1 (3)1个C22H34O13N6分子中存在____ 4 个游离的羧基。 个游离的氨基和____ (4)由上述3种氨基酸(数量不限)形成的三 肽共有_____ 27 种。

下图为某化合物分子结构式,据图回答:
CH2-C6H5 CH3 (CH2)3-NH2 CH3
CH2-COOH

NH2-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOH

五肽 ,它的基本单 (1)该化合物的名称是__________ 氨基酸 。 位是__________ 4 种,其水解产 (2)该化合物的水解产物有_____ 72_。 物的分子量之和比该物质的分子量多了_ (3)该反应方式叫脱水缩合 ____________,

三、蛋白质的结构及其多样性
1.蛋白质的分子结构
组成元素: C、H、O、N(部分含P、S、Fe) 必需氨基酸:8种 组成 种类: 20种 非必需氨基酸:12种 基本单位:氨基酸 结构通式:
脱水 缩合

结构特点:

氨基酸结合方式是?

化学键: 肽键 特点:呈链状结构,又叫肽链, 有一定的氨基酸数目和序列 连接:1条或几条肽链通过一定化学键连接 形成:螺旋、盘曲、折叠 特点:具生物活性、多样性

化学结构

多 肽
盘曲 折叠

空间结构

蛋白质


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