2.4.2 蛋白质是生命活动的承担者课时2、3课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

3蛋白质的结构及其多样性3蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸的结合方式：脱水缩合CHCOOHR2HN二肽CHR1H2NOHCOH肽键H2O脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫做脱水缩合。肽键：连接两个氨基酸分子的化学键。：由两个氨基酸缩合而成的化合物3蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸的结合方式：脱水缩合CHCOOHR2HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNOH2OH2O二肽三肽：由三个氨基酸缩合而成的化合物由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。3蛋白质的结构及其多样性3蛋白质的结构及其多样性HOCCH2CH2NOHSHH2COCHCH2NOHSHHOCCH2CH2NOHSH2COCHCH2NOHS二硫键许多蛋白质含有两条或多条多肽链，他们通过一定的化学键如二硫键结合在一起。3蛋白质的结构及其多样性氨基酸二肽三肽多肽脱水缩合盘曲折叠肽链具有复杂空间结构的蛋白质2.蛋白质的结构层次肽链之间借助氨基酸之间的氢键和二硫键可以盘曲、折叠形成具有空间结构四条肽链聚集在一起形成复杂空间结构的蛋白质折叠盘曲一定空间结构3蛋白质的结构及其多样性探究：如果以ABCD代表不同的氨基酸，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？并说明理由。导致肽链种类多的原因：氨基酸的数量不同导致肽链种类多的原因：氨基酸的种类不同导致肽链种类多的原因：氨基酸的排列顺序不同3.蛋白质多种多样的原因3蛋白质的结构及其多样性某种胰岛素空间结构示意图

人体组织蛋白酶

纤维状蛋白质3.蛋白质多种多样的原因导致蛋白质种类多的原因：肽链盘曲折叠的空间结构存在差异3蛋白质的结构及其多样性蛋白质结构多种多样氨基酸取决于肽链形成的空间结构不同数量种类排列方式决定蛋白质功能多种多样3.蛋白质多种多样的原因结构决定功能根本原因：基因的多样性3蛋白质的结构及其多样性单个氨基酸改变蛋白质结构异常红细胞形态异常镰刀型细胞贫血症蛋白质的功能空间结构一级结构

每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。谷氨酸缬氨酸蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。酒精消毒（化学因素）加热（物理因素）3蛋白质的结构及其多样性变性因素：强酸、强碱、高温、酒精、重金属离子、紫外线等。不可逆的蛋白质变性在实际应用上具有重要作用：用酒精、加热、紫外线等来消毒和杀菌。在重金属盐中毒急救时也常常利用蛋白质的这一特点。汞中毒时，早期可以服用大量乳制品或鸡蛋清，使蛋白质在消化道中与汞盐结合成变性的不溶解物，以阻止有毒的汞离子吸收入人体内，然后再设法将沉淀物自胃中洗出。3蛋白质的结构及其多样性3蛋白质的结构及其多样性加入无机盐后，蛋白质析出的现象。没有破坏蛋白质的结构，可逆。盐析后的蛋白质兑水后，会发现絮状物消失了。3蛋白质的结构及其多样性盐析蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化，可逆变性肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸。水解空间结构发生改变，肽键未断裂。蛋白质的盐析、水解和变性3蛋白质的结构及其多样性检测生物组织中的蛋白质方法步骤与现象

选材：含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。制备样液呈色反应组织样液2mL双缩脲试剂A液1mL双缩脲试剂B液4滴摇匀后变成紫色结论：组织样液中存在蛋白质。先A后B（次序不可颠倒）3蛋白质的结构及其多样性蛋白质的相关计算与分析4

蛋白质的相关计算与分析4讨论①：下面两种氨基酸进行脱水缩合时，参与的基团是

。①④③②①③参与脱水缩合的部位通常是连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参与肽键的形成。讨论②：氨基酸脱水缩合形成的水分子中H和O的来源是什么？H来自于氨基和羧基，O来自于羧基。

蛋白质的相关计算与分析41.肽键数和脱去的水分子数的计算肽键数==氨基酸数－1脱去的水分子数肽键数==氨基酸数－2脱去水分子数公式1：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数（链状）★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★9个8个（1）下面的一条肽链中含有多少个肽键？形成此肽链脱去了几分子水？（2）由下面两条肽链构成的蛋白质中含有多少个肽键？形成过程中脱去了几分子水？

蛋白质的相关计算与分析4肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数如m个氨基酸构成一个环状多肽，有____个肽键（环状结构）m1.肽键数和脱去的水分子数的计算（1）如图15个氨基酸组成的环状多肽含有多少个肽键？形成此肽链脱去了几分子水？15个

1.下图为一条肽链的分子结构简式，下列有关分析不正确的是(

)A．这条肽链中的肽键数目是2个；B．构成肽链的氨基酸数目是2个；C．合成蛋白质的生理过程称为脱水缩合；D．在合成该肽链时形成2个水分子。B

蛋白质的相关计算与分析4CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7讨论③：1条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。2.氨基数和羧基数的计算m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=氨基（羧基）数=肽链数肽链数+R基上氨基（羧基）数11mm

蛋白质的相关计算与分析43.关于相对分子质量的计算H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHHSSSH+HS+2H蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18-二硫键数×2

变式训练1：已知氨基酸的平均相对分子质量为120，一个蛋白质由两条肽链构成，共有肽键98个，那么该蛋白质的相对分子质量为

。变式训练2：某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个-SH，在肽链形成空间结构（如图）时，生成4个二硫键（-S-S-），若氨基酸的平均相对分子质量为125，则该蛋白质的相对分子质量约为

。例1：某蛋白质含有一条肽链，由n个氨基酸脱水缩合形成。假如氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量为多少？na-18（n-1）1023613278

蛋白质的相关计算与分析44.蛋白质中原子数目（1）C原子数=（2）N原子数=（3）O原子数=（4）H原子数=氨基酸数×2+R基上C原子数氨基酸数×4+R基上的H原子数－

脱去水分子数×2－二硫键数×2氨基酸数×2+R基上的O原子数－脱去水分子数氨基酸数+R基上的N原子数例：一条肽链由三个氨基酸脱水缩合而成，其中R1为-H，R2为-CH3，R3为-C2H4O2N,则该肽链中C原子

个，N原子

个，H原子

个，O原子

个。94166[典型例题]胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是()A．48个B．49个C．50个D．51个【答案】B[典型例题]如图为牛胰岛素结构图，该物质中-S-S-是由两个-SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是（）A．牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键B．牛胰岛素中至少含有2个-NH2和2个-COOHC．牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882【答案】B[典型例题]某五十肽中有丙氨酸（R基为—CH3）2个，现脱掉其中的丙氨酸（相应位置如下图）得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述错误的是()A．肽键数目减少4个B．氨基和羧基分别增加4个C．氢原子数目增加8个D．氧原子数目增加2个【答案】D[典型例题]

免疫球蛋白(抗体)是由两条重链(H链)和两条轻链(L链)通过链间二硫键连接而成的四肽链结构，如图所示，下列有关叙述中错误的是(

)A．免疫球蛋白中至少含有4个—NH2和4个—COOHB．若免疫球蛋白由m个氨基酸形成，则含有m－4个肽键C．不同免疫球蛋白结构不同的主要原因在于肽链的折叠、盘曲方式不同D．如图所示的免疫球蛋白在由氨基酸形成过程中分子量的减少量为脱去水分子数×18＋二硫键×2【答案】C【详解】免疫球蛋白由4条肽链构成，所以免疫球蛋白中至少含有4个—NH2和4个—COOH，A正确；免疫球蛋白由m个氨基酸脱水缩合构成，含有的肽键数为(m－4)个，B正确；由图可知，免疫球蛋白空间结构基本相似，不同的原因在于氨基酸的种类、数目及排列顺序不同，C错误；由氨基酸形成蛋白质过程中减少的分子量除了要考虑脱去的水分子数的分子量，还要考虑二硫键形成过程中失去的分子量，一个二硫键是由2个－SH脱去2个氢原子形成的，D正确。【答案】C[典型例题]

2．如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是(

)A．胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水B．胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C．沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性丧失D．理论上可以通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能【答案】D【详解】分析题图可知，一分子胰岛素原切掉C肽后转变成为一分子含有两条肽链的胰岛素，每个胰岛素分子由51个氨基酸组成，构成胰岛素分子的两条肽链之间由二硫键连接。51个氨基酸组成的胰岛素具有的肽键数＝氨基酸数－肽链数＝51－2＝49(个)，合成它的过程中脱去的水分子数＝肽键数＝49个，A错误；胰岛素分子含有两条肽链，至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，B错误；沸水浴可使胰岛素的空间结构改变，导致胰岛素生物活性丧失，但此过程中肽键一般不会断裂，C错误；每个胰岛素原切掉C肽形成一个胰岛素分子，因此理论上可通过测定C肽的含量来间接反映胰岛B细胞分泌胰岛素的功能，D正确。【答案】D组成元素C、H、O、N（S）决定氨基酸种类：20