2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者高一上学期生物人教版必修一

蛋白质结构功能功能蛋白结构蛋白催化运输免疫调节承担生命活动口诀：构

催

运

免

调

狗

催

运

面

条相适应元素组成：CHON(S特征元素)基本单位：氨基酸种类：通式：21种（8必）氨基羧基结构特点：①至少有一个氨基和一个羧基②必有一个氨基和一个羧基连在同一个C上鸡蛋中的蛋白质和我们人体中的蛋白质一样吗？上节课我们知道蛋白质最终会被水解成它的基本单位——氨基酸后，才能被人体吸收。被吸收后的氨基酸可以直接承担各种生命活动吗？不一样。不能。蛋白质是生命活动的主要承担者。被吸收后的氨基酸如何再组成我们人体中的蛋白质呢？情境导入2.4

蛋白质是生命活动的主要承担者2.4.2蛋白质的结构授课教师：XXX必修一P28本节聚集：为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？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？观察“2个氨基酸脱水缩合形成二肽”的示意图，小组讨论下列问题。【问题1】脱水缩合的H2O是怎么形成的？蛋白质会被水解成多肽，多肽再被水解成氨基酸。水解需要水作为反应物。氨基酸要形成蛋白质，就要经历水解的逆反应——脱水缩合。脱水缩合观察“2个氨基酸脱水缩合形成二肽”的示意图，小组讨论下列问题。【问题2】脱水缩合生成了什么新的化学键？肽键肽键脱水缩合观察“2个氨基酸脱水缩合形成二肽”的示意图，小组讨论下列问题。【问题3】二肽有几个氨基

-NH2

和几个羧基

-COOH

？

在不考虑R基的情况下，二肽至少有一个氨基和一个羧基。

形成二肽时，产生了____个水分子和____个肽键，不考虑R基时，二肽至少有____个氨基和____个羧基。

形成三肽时，产生了____个水分子和____个肽键，不考虑R基时，三肽至少有____个氨基和____个羧基。

n个氨基酸形成一条n肽时，会产生____个水分子和____个肽键，不考虑R基时，至少有____个氨基和____个羧基。二肽、三肽的形成过程11112211n-111n-1二肽三肽345345【问题】这是5个氨基酸形成2条肽链的过程。一共产生____个水分子和____个肽键，产物有____个氨基和____个羧基。n个氨基酸形成m条肽链时，会产生_____个水分子和______个肽键，至少有____个氨基和____个羧基。33225-25-2n-mn-mmm

产水数肽键数氨基数羧基数二肽三肽n肽（n个氨基酸形成1条肽链）5个氨基酸形成2条肽链n个氨基酸形成m条肽链11112211n-1n-1113322n-mn-mmm蛋白质的相关计算肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数氨基酸数=肽键数+肽链数

CH3

H

H

｜|

｜

H2N—C—CO—NH—C—CO—NH—C—COOH

｜

|

｜

CH3CH2

｜

COOHH（1）该化合物中有

种氨基酸。（2）该化合物中有

个肽键。（3）该化合物叫做

，是由

个氨基酸失去

分子水而形成的，这样的反应做

。2R基的种类2三肽32脱水缩合R基的个数或肽键数+肽链数2.关于相对分子质量的计算蛋白质的相对分子质量=氨基酸的相对分子质量-脱去水的相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数-18×脱去水分子数练习：20种氨基酸平均分子量是128，有一蛋白质由两条多肽链组成，共有肽键98个，求此蛋白质的分子量。128×（98+2）－18×98=110362.若每个氨基酸的平均相对分子质量为a，则该IgG的相对分子质量为（

）A.ma-（m-2）18+6B.ma-（m-2）18-6C.ma-（m-4）18+6D.ma-（m-4）18-6练习：1.免疫球蛋白IgG结构如图，其中-S-S-表示连接两条肽链的二硫键，若该IgG由m个氨基酸组成，则该IgG的肽键数和脱去部分的相对分子质量（

）（注：-S-S-=-SH+-SH）A.m个；18（m-4）+6B.（m+1）个；18（m-4）C.（m-2）个；18m+6D.（m-4）个；18（m-4）+6DD3.氨基（羧基）数=肽链数+R基上氨基（羧基）数有几条肽链就至少有几个氨基和羧基4.O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数

=肽键数+肽链数×2+R基上的O原子数

H原子数=各氨基酸中H原子总数-脱去水分子数×2

（-二硫键数×2）5.N原子数=各氨基酸中N原子总数

=肽键数+肽链数+R基上的N原子数氨基酸数（n）；氨基酸平均分子相对质量（a）一条肽链m条肽链环肽肽键脱去水分子减轻的质量多肽相对分子质量至少含有的氨基或羧基数H2N————COOHn-1n-118（n–1）na-18(n–1)1n-mn-m18（n–m）na-18(n–m)mnn18nna-18n0相关计算公式小结【拓展】多肽链是有顺序的，从氨基端到羧基端（即N端→C端的体内合成顺序）。图示为寡肽。与寡糖和多糖类似，由20个以上氨基酸残基构成的肽才能称为多肽，否则称为寡肽。但教辅以及考题通常会把三肽等寡肽也视作多肽。思考1：图示多肽由几个氨基酸构成？你是如何判断的？二肽再形成三肽、四肽……乃至多肽思考2：图中这样只有平面结构的多肽有生物学功能吗？八肽多肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质承担生命活动多肽链中侧链基团也可以相互作用，使肽链形成一定的空间结构思考3：蛋白质具有多种多样的功能，结构与功能相适应，∴蛋白质的结构也具有多样性。为什么蛋白质的结构具有多样性？二硫键组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成空间结构千差万别，这构成了蛋白质的结构多样性。（P31第二段）正常蛋白质导致疯牛病的异常蛋白质哪怕氨基酸种类、数目、排列顺序相同的多肽链也可能因为盘曲、折叠方式的不同而形成不同的空间结构镰状红细胞和正常红细胞血红蛋白中一个谷氨酸被缬氨酸替换，导致血红蛋白结构和功能的改变。蛋白质的结构基本单位:氨基酸元素组成:CHON(S特征元素)平面结构二肽脱水缩合2三肽3多肽n蛋白质盘曲折叠空间结构:功能多样性承担生命活动结构多样性原因氨基酸：种、数、排；多肽：空一级多肽链中氨基酸残基的排列顺序蛋白质的结构层次P31

二级多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象，主要包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲。

三级一条多肽链在二级结构基础上，进一步盘绕，折叠，依靠二硫键、盐键等次级键的维系固定所形成的特定空间结构。

四级2条或2条以上具有三级结构的多肽链以非共价键相连接、聚合而成的特定的蛋白质分子构象。其中每条多肽链称为一个亚基。只有一条肽链构成的蛋白质没有四级结构3．如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？观察图2-12，讨论并回答下列问题。必修一P31思考·讨论：氨基酸怎样构成蛋白质211021212121212121212121若由100个氨基酸组成的多肽长链，能形成多少种？1000个氨基酸能形成多少种多肽链呢？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。21100种多肽链211000种多肽链两种鸡蛋加工方法的原理是什么？与社会的联系水煮高温草木灰碱蛋白质变性(一般不可逆)是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间结构遭到破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。肽键不断裂变性因素：物理因素：加热、超声波、剧烈振动/搅拌

等。

化学因素：酸、碱、酒精、重金属盐

等。高温使蛋白质变性，其空间结构变得伸展、松散易被蛋白酶水解生鸡蛋和熟鸡蛋哪个更容易消化，为什么？与社会的联系【拓展】蛋白质的水解、盐析、变性水解∶根据蛋白质的水解程度，可以分为完全水解和部分水解两种。完全水解（或称彻底水解），得到的水解产物是各种氨基酸的混合物；部分水解（或称不完全水解），得到的产物是各种大小不等的肽段和氨基酸。蛋白质可以被酸、碱或蛋白酶催化水解。变性∶是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。能导致蛋白质变性失活的因素有强酸、强碱、高温、紫外线、重金属盐等。蛋白质变性是空间构象发生改变，不涉及肽键的断裂。盐析∶向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。一、概念检测1．判断下列有关蛋白质的表述是否正确。（2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。（）练习与应用

（书本P32）二、拓展应用1.民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用本节所学的知识对这种说法作出评价。食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。（1）构成一个脑啡肽的氨基酸数目是_____；有_____种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是_____。（2）请在图中标出其中的一个肽键。（3）如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，它还会具有脑啡肽的功能吗？为什么？2．某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。回答下列问题。544不能，因为氨基酸的排列顺序决定了脑啡肽的功能，如果氨基酸排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的镇痛功能。二、拓展应用3．在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么？必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。随堂练习

1.

下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法中，正确的是()

A．蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关

B．已知某化合物含有C、H、O、N等元素，且具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质

C．蛋白质中有些具有免疫功能，如抗体；有些具有传递信息的功能，如胰岛素。

D．蛋白质的空间结构改变，可能会导致蛋白质失去生物活性，而这种改变是可逆的2.两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽,同时生成一分子水,该水分子中的氢来自(

)A.氨基 B.羧基C.氨基和羧基 D.连在C原子上的HCC随堂练习

3.

某蛋白质有3条肽链组成，共有200个肽键，则形成该蛋白质的氨基酸分子数、脱水缩合过程中生成的水分子数、游离的氨基数至少分别是()

A.203、200、3

B.200、197、200

C.203、203、3

D.203、200、2034.下图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列叙述错误的是（

）ADA.脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的B.该化合物中有1个羧基和1个氨基C.脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的D.该化合物属于四肽,因为含有4个肽键随堂练习

4.二硫键(—S—S—)是蛋白质中连接2条肽链的1种化学键。右图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是（

）AA．该蛋白质至少有2个游离的羧基B．形成该蛋白质的过程中脱去了277个水分子C．该蛋白质至少有280个氨基D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三方面决定（1）该图中，①表示

，③表示

，⑦表示

。（2）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

反应。（3）该化合物含有

个肽键，序