2.4.2 蛋白質(zhì)是生命活動的承擔者課時2、3課件高一上學期生物人教版（2019）必修1

3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1.氨基酸的結(jié)合方式：脫水縮合CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH肽鍵H2O脫水縮合：一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子的水，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學鍵。：由兩個氨基酸縮合而成的化合物3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1.氨基酸的結(jié)合方式：脫水縮合CHCOOHR2HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNOH2OH2O二肽三肽：由三個氨基酸縮合而成的化合物由多個氨基酸分子縮合而成的含有多個肽鍵的化合物，叫多肽。多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫作肽鏈。3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性HOCCH2CH2NOHSHH2COCHCH2NOHSHHOCCH2CH2NOHSH2COCHCH2NOHS二硫鍵許多蛋白質(zhì)含有兩條或多條多肽鏈，他們通過一定的化學鍵如二硫鍵結(jié)合在一起。3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性氨基酸二肽三肽多肽脫水縮合盤曲折疊肽鏈具有復雜空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次肽鏈之間借助氨基酸之間的氫鍵和二硫鍵可以盤曲、折疊形成具有空間結(jié)構(gòu)四條肽鏈聚集在一起形成復雜空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)折疊盤曲一定空間結(jié)構(gòu)3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性探究：如果以ABCD代表不同的氨基酸，則下列幾種情況由氨基酸構(gòu)成的肽鏈是否相同？并說明理由。導致肽鏈種類多的原因：氨基酸的數(shù)量不同導致肽鏈種類多的原因：氨基酸的種類不同導致肽鏈種類多的原因：氨基酸的排列順序不同3.蛋白質(zhì)多種多樣的原因3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性某種胰島素空間結(jié)構(gòu)示意圖

人體組織蛋白酶

纖維狀蛋白質(zhì)3.蛋白質(zhì)多種多樣的原因?qū)е碌鞍踪|(zhì)種類多的原因：肽鏈盤曲折疊的空間結(jié)構(gòu)存在差異3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多種多樣氨基酸取決于肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)不同數(shù)量種類排列方式?jīng)Q定蛋白質(zhì)功能多種多樣3.蛋白質(zhì)多種多樣的原因結(jié)構(gòu)決定功能根本原因：基因的多樣性3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性單個氨基酸改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常紅細胞形態(tài)異常鐮刀型細胞貧血癥蛋白質(zhì)的功能空間結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)

每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔功能相適應的獨特結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，就可能會影響其功能。谷氨酸纈氨酸蛋白質(zhì)在某些物理或化學因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導致其理化性質(zhì)改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。酒精消毒（化學因素）加熱（物理因素）3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性變性因素：強酸、強堿、高溫、酒精、重金屬離子、紫外線等。不可逆的蛋白質(zhì)變性在實際應用上具有重要作用：用酒精、加熱、紫外線等來消毒和殺菌。在重金屬鹽中毒急救時也常常利用蛋白質(zhì)的這一特點。汞中毒時，早期可以服用大量乳制品或雞蛋清，使蛋白質(zhì)在消化道中與汞鹽結(jié)合成變性的不溶解物，以阻止有毒的汞離子吸收入人體內(nèi)，然后再設法將沉淀物自胃中洗出。3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性加入無機鹽后，蛋白質(zhì)析出的現(xiàn)象。沒有破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，可逆。鹽析后的蛋白質(zhì)兌水后，會發(fā)現(xiàn)絮狀物消失了。3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性鹽析蛋白質(zhì)在鹽溶液中溶解度降低析出溶解度的變化，可逆變性肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽或氨基酸。水解空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，肽鍵未斷裂。蛋白質(zhì)的鹽析、水解和變性3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性檢測生物組織中的蛋白質(zhì)方法步驟與現(xiàn)象

選材：含蛋白質(zhì)豐富的豆?jié){或雞蛋清溶液。制備樣液呈色反應組織樣液2mL雙縮脲試劑A液1mL雙縮脲試劑B液4滴搖勻后變成紫色結(jié)論：組織樣液中存在蛋白質(zhì)。先A后B（次序不可顛倒）3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性蛋白質(zhì)的相關(guān)計算與分析4

蛋白質(zhì)的相關(guān)計算與分析4討論①：下面兩種氨基酸進行脫水縮合時，參與的基團是

。①④③②①③參與脫水縮合的部位通常是連接在中心碳原子上的氨基和羧基，R基上的氨基和羧基一般不參與肽鍵的形成。討論②：氨基酸脫水縮合形成的水分子中H和O的來源是什么？H來自于氨基和羧基，O來自于羧基。

蛋白質(zhì)的相關(guān)計算與分析41.肽鍵數(shù)和脫去的水分子數(shù)的計算肽鍵數(shù)==氨基酸數(shù)－1脫去的水分子數(shù)肽鍵數(shù)==氨基酸數(shù)－2脫去水分子數(shù)公式1：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)（鏈狀）★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★9個8個（1）下面的一條肽鏈中含有多少個肽鍵？形成此肽鏈脫去了幾分子水？（2）由下面兩條肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)中含有多少個肽鍵？形成過程中脫去了幾分子水？

蛋白質(zhì)的相關(guān)計算與分析4肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)如m個氨基酸構(gòu)成一個環(huán)狀多肽，有____個肽鍵（環(huán)狀結(jié)構(gòu)）m1.肽鍵數(shù)和脫去的水分子數(shù)的計算（1）如圖15個氨基酸組成的環(huán)狀多肽含有多少個肽鍵？形成此肽鏈脫去了幾分子水？15個

1.下圖為一條肽鏈的分子結(jié)構(gòu)簡式，下列有關(guān)分析不正確的是(

)A．這條肽鏈中的肽鍵數(shù)目是2個；B．構(gòu)成肽鏈的氨基酸數(shù)目是2個；C．合成蛋白質(zhì)的生理過程稱為脫水縮合；D．在合成該肽鏈時形成2個水分子。B

蛋白質(zhì)的相關(guān)計算與分析4CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7討論③：1條肽鏈至少含有____個羧基和_____個氨基。2.氨基數(shù)和羧基數(shù)的計算m條肽鏈至少含有____個羧基和_____個氨基。蛋白質(zhì)中至少含有的游離的氨基或羧基數(shù)=氨基（羧基）數(shù)=肽鏈數(shù)肽鏈數(shù)+R基上氨基（羧基）數(shù)11mm

蛋白質(zhì)的相關(guān)計算與分析43.關(guān)于相對分子質(zhì)量的計算H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHHSSSH+HS+2H蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量-脫去的水分子數(shù)×18-二硫鍵數(shù)×2

變式訓練1：已知氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為120，一個蛋白質(zhì)由兩條肽鏈構(gòu)成，共有肽鍵98個，那么該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為

。變式訓練2：某蛋白質(zhì)由124個氨基酸組成，其中有8個-SH，在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)（如圖）時，生成4個二硫鍵（-S-S-），若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為125，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量約為

。例1：某蛋白質(zhì)含有一條肽鏈，由n個氨基酸脫水縮合形成。假如氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為多少？na-18（n-1）1023613278

蛋白質(zhì)的相關(guān)計算與分析44.蛋白質(zhì)中原子數(shù)目（1）C原子數(shù)=（2）N原子數(shù)=（3）O原子數(shù)=（4）H原子數(shù)=氨基酸數(shù)×2+R基上C原子數(shù)氨基酸數(shù)×4+R基上的H原子數(shù)－

脫去水分子數(shù)×2－二硫鍵數(shù)×2氨基酸數(shù)×2+R基上的O原子數(shù)－脫去水分子數(shù)氨基酸數(shù)+R基上的N原子數(shù)例：一條肽鏈由三個氨基酸脫水縮合而成，其中R1為-H，R2為-CH3，R3為-C2H4O2N,則該肽鏈中C原子

個，N原子

個，H原子

個，O原子

個。94166[典型例題]胰島素分子有A、B兩條肽鏈，A鏈有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸，胰島素分子中肽鍵的數(shù)目是()A．48個B．49個C．50個D．51個【答案】B[典型例題]如圖為牛胰島素結(jié)構(gòu)圖，該物質(zhì)中-S-S-是由兩個-SH脫去兩個H形成的，下列說法正確的是（）A．牛胰島素為51肽，其中含有50個肽鍵B．牛胰島素中至少含有2個-NH2和2個-COOHC．牛胰島素水解產(chǎn)物含有20種不同的氨基酸D．牛胰島素形成時，減少的相對分子質(zhì)量為882【答案】B[典型例題]某五十肽中有丙氨酸（R基為—CH3）2個，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸（相應位置如下圖）得到幾種不同的有機產(chǎn)物，其中脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在。下列有關(guān)該過程產(chǎn)生的全部有機物中有關(guān)原子、基團或肽鍵數(shù)目的敘述錯誤的是()A．肽鍵數(shù)目減少4個B．氨基和羧基分別增加4個C．氫原子數(shù)目增加8個D．氧原子數(shù)目增加2個【答案】D[典型例題]

免疫球蛋白(抗體)是由兩條重鏈(H鏈)和兩條輕鏈(L鏈)通過鏈間二硫鍵連接而成的四肽鏈結(jié)構(gòu)，如圖所示，下列有關(guān)敘述中錯誤的是(

)A．免疫球蛋白中至少含有4個—NH2和4個—COOHB．若免疫球蛋白由m個氨基酸形成，則含有m－4個肽鍵C．不同免疫球蛋白結(jié)構(gòu)不同的主要原因在于肽鏈的折疊、盤曲方式不同D．如圖所示的免疫球蛋白在由氨基酸形成過程中分子量的減少量為脫去水分子數(shù)×18＋二硫鍵×2【答案】C【詳解】免疫球蛋白由4條肽鏈構(gòu)成，所以免疫球蛋白中至少含有4個—NH2和4個—COOH，A正確；免疫球蛋白由m個氨基酸脫水縮合構(gòu)成，含有的肽鍵數(shù)為(m－4)個，B正確；由圖可知，免疫球蛋白空間結(jié)構(gòu)基本相似，不同的原因在于氨基酸的種類、數(shù)目及排列順序不同，C錯誤；由氨基酸形成蛋白質(zhì)過程中減少的分子量除了要考慮脫去的水分子數(shù)的分子量，還要考慮二硫鍵形成過程中失去的分子量，一個二硫鍵是由2個－SH脫去2個氫原子形成的，D正確。【答案】C[典型例題]

2．如圖所示，一分子的胰島素原切去C肽(圖中箭頭表示切點)可轉(zhuǎn)變成一分子的胰島素(圖中數(shù)字表示氨基酸序號)。下列分析正確的是(

)A．胰島素分子具有50個肽鍵，合成它的過程中共脫去50分子水B．胰島素分子含有一個游離的氨基和一個游離的羧基C．沸水浴時肽鍵斷裂導致胰島素生物活性喪失D．理論上可以通過測定C肽的含量間接反映胰島B細胞的分泌功能【答案】D【詳解】分析題圖可知，一分子胰島素原切掉C肽后轉(zhuǎn)變成為一分子含有兩條肽鏈的胰島素，每個胰島素分子由51個氨基酸組成，構(gòu)成胰島素分子的兩條肽鏈之間由二硫鍵連接。51個氨基酸組成的胰島素具有的肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝51－2＝49(個)，合成它的過程中脫去的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝49個，A錯誤；胰島素分子含有兩條肽鏈，至少含有2個游離的氨基和2個游離的羧基，B錯誤；沸水浴可使胰島素的空間結(jié)構(gòu)改變，導致胰島素生物活性喪失，但此過程中肽鍵一般不會斷裂，C錯誤；每個胰島素原切掉C肽形成一個胰島素分子，因此理論上可通過測定C肽的含量來間接反映胰島B細胞分泌胰島素的功能，D正確。【答案】D組成元素C、H、O、N（S）決定氨基酸種類：20