高中生物蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算(新)課件

1、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者Twiling2020.6.28蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者Twiling2CONTENTS目錄01氨基酸的通式和分子結(jié)構(gòu)02氨基酸的種類03蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)04蛋白質(zhì)的合成氨基酸脫水縮合05蛋白質(zhì)的功能06蛋白質(zhì)的變性CONTENTS目錄01氨基酸的通式和分子結(jié)構(gòu)02氨基酸的種01氨基酸的通式和分子結(jié)構(gòu)01氨基酸的通式和分子結(jié)構(gòu)一、氨基酸的通式和分子結(jié)構(gòu)1.氨基酸的通式蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為CH2N RHCOOH各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同。2.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)每種氨基酸分子至少含有一個(gè)氨基（-NH2）和

2、一個(gè)羧基（-COOH），并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基因。CH2N RHCOOH氨基羧基R基:決定氨基酸的種類與相鄰氨基酸的-COOH脫水縮合形成肽鍵與相鄰氨基酸的-NH2脫水縮合形成肽鍵注意：不同的氨基酸分子，具有不同的R基，這是氨基酸分類的依據(jù)。一、氨基酸的通式和分子結(jié)構(gòu)1.氨基酸的通式蛋白質(zhì)的基本組成單02氨基酸的種類02氨基酸的種類二、氨基酸的種類自然界中氨基酸的種類約為100種，其中在生物體中組成蛋白質(zhì)氨基酸約有20（21）種，但并非生物體內(nèi)每一種蛋白質(zhì)都一定含有20（21）種氨基酸。1.氨基酸的種類氨基酸分為必需氨基酸和非必需

3、氨基酸。（1）必需氨基酸指人體（或其它脊椎動(dòng)物）不能合成或合成速度遠(yuǎn)不適應(yīng)機(jī)體的需要，必須由食物蛋白供給，這些氨基酸稱為必需氨基酸，成人必需氨基酸的需要量約為蛋白質(zhì)需要量的20%37%。（2）8種必需氨基酸（諧音記憶）“一（異亮氨酸）家（甲硫氨酸）人來（賴氨酸）寫（纈氨酸）兩（亮氨酸）三（色氨酸）本（苯丙氨酸）書（蘇氨酸）”二、氨基酸的種類自然界中氨基酸的種類約為100種，其中在生物03蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)03蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)1.基本概念（1）肽鍵：兩個(gè)氨基酸脫水縮合形成二肽，連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵（-NH2-CO-)叫肽鍵。（2）多肽：由三個(gè)或三個(gè)以上的氨基酸分子縮合而成

4、的鏈狀結(jié)構(gòu)。（3）肽鏈：多肽通常成鏈狀結(jié)構(gòu)，叫肽鏈。2.構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本元素組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20（21）種（8種必需氨基酸），不同的氨基酸分子具有不同的R基。特點(diǎn)：每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基（-NH2）和一個(gè)羧基（-COOH）；而且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。三、蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)1.基本概念4.氨基酸的連接方式脫水縮合脫水時(shí)，水中的氧來自羧基，氫來自氨基和羧基。5.蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)層次C、H、O、N等元素 氨基酸 脫水縮合 二肽 多肽 一條或多條 蛋白質(zhì)6.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣化的原因（1）直接原因氨基酸分子的種類不同；氨基酸分子的數(shù)量不同；氨基酸分子的排列順序不同；

5、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同；（2）根本原因DNA分子的多樣性氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同4.氨基酸的連接方式脫水縮合氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不04蛋白質(zhì)的合成氨基酸脫水縮合04蛋白質(zhì)的合成氨基酸脫水縮合四、蛋白質(zhì)的合成氨基酸脫水縮合1.蛋白質(zhì)的合成過程氨基酸 核糖體（進(jìn)行脫水縮合形成肽鏈） 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 胞內(nèi)蛋白 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（剪切、折疊、糖基化和二硫鍵的形成） 高爾基體（進(jìn)一步修飾加工、濃縮、分選、包裝） 細(xì)胞膜（具膜小泡與細(xì)胞膜融合而成外排） 分泌蛋白 到體外2.分泌蛋白的形成過程核糖體（合成） 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（加工、運(yùn)輸） 高爾基體（加工、分泌） 細(xì)胞膜（外排）備注：（1）與分泌蛋白的形成有關(guān)的細(xì)胞器

6、有：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體 （2）與分泌蛋白的形成有關(guān)的膜性細(xì)胞器有：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體 （3）與分泌蛋白的形成有關(guān)的結(jié)構(gòu)有：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、細(xì)胞膜、細(xì)胞核等 （4）分泌蛋白有：抗體、消化酶、蛋白質(zhì)類激素、受體、載體蛋白等（血紅蛋白、解旋酶不屬于分泌蛋白） （5）胞內(nèi)蛋白有：呼吸酶、光合酶等四、蛋白質(zhì)的合成氨基酸脫水縮合1.蛋白質(zhì)的合成過程3.分泌蛋白與胞內(nèi)蛋白的區(qū)別（1）作用部位不同分泌蛋白分泌到細(xì)胞外起作用，胞內(nèi)蛋白則在細(xì)胞內(nèi)起作用。（2）合成部位不同分泌蛋白是由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體所合成的，由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工；而胞內(nèi)蛋白是由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中游離的核糖體所合成的

7、，加工則與滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)。4.與蛋白質(zhì)相關(guān)的計(jì)算（1）關(guān)于組成蛋白質(zhì)相關(guān)的肽鏈、氨基酸、肽鍵、脫去水分子數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： 一條肽鏈 m條肽鏈 氨基酸數(shù) n n 肽鏈數(shù) n-1 n-m 脫去水分子數(shù) n-1 n-m 游離的氨基數(shù) 至少1個(gè) 至少m個(gè)游離的羧基數(shù) 至少1個(gè) 至少m個(gè) 3.分泌蛋白與胞內(nèi)蛋白的區(qū)別（2）相關(guān)計(jì)算公式脫水?dāng)?shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=水解需水?dāng)?shù)氨基酸=肽鏈數(shù)+R基上的氨基酸數(shù)=各氨基酸中氨基的總數(shù)-肽鏈數(shù)羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的羧基數(shù)=各氨基酸中的羧基總數(shù)-肽鍵數(shù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量=各氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量 x 氨基酸數(shù)-18 x 脫水?dāng)?shù)（2 x 二硫鍵數(shù)）N原子數(shù)=肽

8、鍵數(shù) + 肽鏈數(shù) + R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中的N的總數(shù)O原子數(shù)=肽鍵數(shù) + 2 x 肽鍵數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中的O的總數(shù)-脫水?dāng)?shù)H原子數(shù)=各氨基酸中H的總數(shù)-2x脫水?dāng)?shù)若是環(huán)狀蛋白質(zhì)：氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)（與鏈肽相差1）-S-S-的形成：側(cè)鏈脫去2個(gè)H（2）相關(guān)計(jì)算公式05蛋白質(zhì)的功能05蛋白質(zhì)的功能五、蛋白質(zhì)的功能生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者（1）構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，即結(jié)構(gòu)蛋白，如羽毛、頭發(fā)、蛛絲、肌動(dòng)蛋白；（2）催化作用：如絕大多數(shù)酶；（3）傳遞信息：即調(diào)節(jié)作用，如胰島素、生長(zhǎng)激素；（4）免疫作用：如免疫球蛋白（抗體）；（5）運(yùn)輸?shù)鞍祝喝缂t細(xì)胞中的血紅蛋白。五、

9、蛋白質(zhì)的功能生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者06蛋白質(zhì)的變性06蛋白質(zhì)的變性六、蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)：1.蛋白質(zhì)的水解：蛋白質(zhì)在酸性、堿性、酶等條件下發(fā)生水解，水解的最終產(chǎn)物是氨基酸。2.鹽析：鹽析為蛋白質(zhì)在水溶液中溶解度的降低，不影響活性，加水后還可以溶解。 蛋白質(zhì)溶液 無機(jī)輕金屬鹽 析出蛋白質(zhì)（鹽析） 加水3.蛋白質(zhì)的變性：受熱、酸堿、重金屬鹽、某些有機(jī)物（乙醇、甲醛等），紫外線等作用時(shí)蛋白質(zhì)可發(fā)生變性，失去其生理活性；變性是不可逆過程，是化學(xué)變化過程蛋白質(zhì)溶液 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或重金屬鹽或加熱 變性凝結(jié) 一些有機(jī)物如：醛、醇或紫外線4.顏色反應(yīng)：遇濃硝酸有黃色反應(yīng)5.灼燒：蛋白質(zhì)灼燒有燒焦羽毛的味

10、道六、蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)：專題強(qiáng)化練1 有關(guān)蛋白質(zhì)中的計(jì)算題專題強(qiáng)化練1 有關(guān)蛋白質(zhì)中的計(jì)算題例一谷胱甘酸（分子式C10H17O6N3S）是存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中的一種重要的三肽，它是由谷氨酸（C5H9O4N）、甘氨酸（C2H5O2N）和半胱氨酸縮合而成的，則半胱氨酸的分子式可能為（ ） A.C3H3NS B.C3H5ONS C.C3H7O2NS D.C3H3O2NS 1.C 此題學(xué)生往往直接用三肽（谷胱甘肽C10H17O6N3S）中各個(gè)原子的數(shù)量減去谷氨酸、甘氨酸中各個(gè)原子數(shù)，得到半胱氨酸的分子式C3H3NS。其中，忽略了一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即這三個(gè)氨基酸形成三肽時(shí)脫去了兩個(gè)水分子。本

11、題首先根據(jù)三個(gè)氨基酸形成三肽（C10H17O6N3S）時(shí)，脫去兩分子水（H2O），推出三個(gè)氨基酸所含有的C、H、O、N、S原子總個(gè)數(shù)是C=10、H=17+4=21、0=6+2=8、N=3、S=1。半胱氨酸中C、H、O、N、S原子個(gè)數(shù)就可以根據(jù)三個(gè)氨基酸中的原子總個(gè)數(shù)減去已知谷氨酸（C5H9O4N）、甘氨酸（C2H5O2N）的各原子個(gè)數(shù)而計(jì)算出來：C=10-5-2=3、H=21-9-5=7、0=8-4-2=2、N=3-1-1=1、S=1.故半胱氨酸分子式為C3H7O2NS，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 c 例一谷胱甘酸（分子式C10H17O6N3S）是存在于動(dòng)植物和例二N個(gè)氨基酸組成了M個(gè)肽，其中有

12、Z個(gè)是環(huán)狀肽，據(jù)此分析下列表述錯(cuò)誤的是（ ）A.M個(gè)肽一定含有的元素是C、H、O、N，還可能有SB.M個(gè)肽至少含有的游離氨基數(shù)和游離羧基數(shù)均為M-ZC.將這M個(gè)肽完全水解為氨基酸，至少需要N-M+Z個(gè)水分 子D.這M個(gè)肽至少含有N-M+Z個(gè)O原子2.D 本題考查的是氨基酸及其組成肽的相關(guān)知識(shí)。組成題中 M個(gè)肽的氨基酸中一定含有元素C、H、O、N，有的可能含有元素S，A正確；一條肽鏈中至少含有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基，環(huán)狀肽可能無游離的氨基和羧基，所以 M個(gè)肽至少含有的游離氨基數(shù)和游離拔基數(shù)均為M-Z.B正確;N個(gè)氨基酸構(gòu)成了M個(gè)肽，其中有Z條是環(huán)狀，其他為鏈狀，環(huán)狀肽水解需要的水分子數(shù)=

13、該肽擁有的氨基酸數(shù)，鏈狀肽水解需要的水分子數(shù)=該肽擁有的氨基酸數(shù)-1,則題中 M個(gè)肽完全水解共需要N-M+Z個(gè)水分子，C正確；環(huán)狀肽含有的氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+游離的羧基數(shù)2=該肽含有的氨基酸數(shù)+R 基中的叛基數(shù)2，鏈狀肽含有的氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+游離的羧基數(shù)2=該肽含有的氨基酸數(shù)+1+R基中的羧基數(shù)2，所以題中M個(gè)肽至少含有N+M-Z個(gè)0原子，D錯(cuò)誤。D例二N個(gè)氨基酸組成了M個(gè)肽，其中有Z個(gè)是環(huán)狀肽，據(jù)此分析2.例三如果有足量的三種氨基酸，分別為A、B、C，則它們能形成的三肽種類以及包含這三種氨基酸的三肽種類分別最多有（ ）A.9種，9種 B.6種，3種C.18種，6種 D.27種，6種3.D 多

14、肽的不同取決于構(gòu)成多肽的氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序。三肽由三個(gè)氨基酸形成，若此三肽只含有一種氨基酸，可構(gòu)成三肽的種類有AAA、BBB、CCC。若此三肽含有三種氨基酸，可構(gòu)成三肽的種類有ABC、ACB、BAC、BCA、CBA、CAB。若只含有兩種氨基酸，如A和B，可構(gòu)成三肽種類有ABB、BAB、BBA、BAA、ABA、AAB；同理，B和C、A和C，分別構(gòu)成的三肽種類都有六種。因此，能形成的三肽種類最多有3+6+63=27（種），包含A、B、C三種氨基酸的三肽種類最多有6種。D正確，A、B、C錯(cuò)誤。D例三如果有足量的三種氨基酸，分別為A、B、C，則它們能形3.例四某蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為1193

15、5，在合成這個(gè)蛋白質(zhì)分子的過程中相對(duì)分子質(zhì)量減少了1908，假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為127，則組成該蛋白質(zhì)分子的肽鏈有（ ）A.1條 B.2條C.3條 D.4條4.C 題述蛋白質(zhì)中氨基酸總個(gè)數(shù)為(11 935+1 908）127=109，肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=190818=106，總氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)，所以肽鏈條數(shù)為109-106=3，C正確。C例四某蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為11935，在合成這個(gè)蛋白質(zhì)分4例五有一條多肽鏈由12個(gè)氨基酸組成，分子式為CXHYNZOWS(Z12,W13),這條多肽鏈經(jīng)過水解后的產(chǎn)物中有5種氨基酸：半胱氨酸（C3H7NO2S)、丙氨酸（C3H6NO2)、天冬氨酸（C4H7NO4)、賴氨酸（C6H14N2O2)、苯丙氨酸（C9H11NO2)。問：水解產(chǎn)物中天冬氨酸的數(shù)目是（D）A.Y+12個(gè) B.Z+12個(gè)C.W+13個(gè) D.