生命活動的主要承擔者蛋白質(zhì)教學

關于生命活動的主要承擔者蛋白質(zhì)教學第1頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三想一想:哪些食品富含蛋白質(zhì)?第2頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)含量占細胞鮮重7%---10%細胞中有機化合物含量最多的：蛋白質(zhì)1、蛋白質(zhì)的含量2、蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量變化范圍很大，從大約幾千到100萬以上。

注釋：蛋白質(zhì)是一種生物大分子3、蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸第3頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三甘氨酸H2N－C－C－OHH

HO纈氨酸H2N－C－C－OH

HCHCH3CH3OH2N－C－C－OH

HO

CH3H2N－C－C－OH

HOCHCH3CH3CH2亮氨酸丙氨酸氫原子羧基R基氨基這些氨基酸的結構具有什么共同的特點？如何辨別一個有機物是不是氨基酸？如何判斷氨基酸的種類？第4頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三COOHCRNHHHCOOHNHHCOOHNH2羧基suo氨基1、氨基酸的結構通式R基第5頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三1、每一種氨基酸分子至少含有一個氨基和一個羧基

；2、并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上；。3、氨基酸的差別在于R基的不同數(shù)量標準位置標準2、氨基酸的結構特點分類標準第6頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。非必需氨基酸（12種）：人體細胞能夠合成必需氨基酸（8種）：人體細胞不能合成必需氨基酸：甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸記憶口訣：一家來寫兩三本書3、氨基酸的種類第7頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三4、氨基酸的元素組成基本組成元素是：C

H

O

N（S）（某些蛋白質(zhì)中還含有微量的鐵、鋅、碘、銅、錳等微量元素)

R基上含有S的氨基酸CH2—SHI半胱氨酸(Cys)H2N—CH—COOH第8頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三1、下列哪項不是構成蛋白質(zhì)的氨基酸牛刀小試（B）第9頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三2、谷氨酸的R基為—C3H5O2,1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次是

A．5、9、4、1B．4、8、5、1

C．5、8、4、1D．4、9、4、1（A）第10頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三[思考與討論]觀察下圖，說說從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結構層次？由氨基酸形成蛋白質(zhì)的示意圖氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→蛋白質(zhì)第11頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三（肽的形成）氨基酸的結合方式：H2N—C—C—OHIIHR1IIOH—N—C—C—OHIIHR2IIOHI

H2OH2O+H2N—C—C—N—C—COOHIIHR1IIOR2IIHIH（二肽）+肽鍵脫水縮合第12頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三H—N—C—C—OHIIHR3IIOHIH2O+H2N—C—C—N—C—COOHIIHR1IIOR2IIHIH+H2N—C—C—N—C—C—N—C—COOH（三肽）IIHR1IIOR2IIHIHOIIHIIR3二肽四肽肽鏈蛋白質(zhì)第13頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)形成過程中的有關計算(1)一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端；其余的氨基和羧基在R基上。(2)H2O中的H來自于—COOH和—NH2，而O則只來自于—COOH。(3)參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。

第14頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三

1．相關計算

(1)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關系：

①肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。

②蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量

－

脫去水分子數(shù)×18。

(2)蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)目的計算：

①至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)。

②游離氨基或羧基數(shù)目＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。第15頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三1、下面是三種氨基酸的結構式，由這三種氨基酸按順序脫水縮合所形成的化合物中，含有氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目依次是A．1,1,2 B．1,1,3C．1,2,2 D．2,2,2牛刀小試第16頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽相對分子質(zhì)量

(3)假設氨基酸的平均相對質(zhì)量為a,由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈:

第17頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽相對分子質(zhì)量1n－1n－1至少1個至少1個na－18(n－1)mn－mn－m至少m個至少m個na－18(n－m)

(3)假設氨基酸的平均相對質(zhì)量為a,由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈:

第18頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三2、多肽中各原子數(shù)的計算

在一個氨基酸中，若不考慮R基，至少含有2個碳原子、2個氧原子、4個氫原子和1個氮原子。在脫水縮合形成多肽時，要失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會減少。其相關數(shù)量關系如下：(1)碳原子數(shù)＝氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)。(2)氫原子數(shù)＝各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2。(3)氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)。(4)氮原子數(shù)＝肽鏈數(shù)＋肽鍵數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮

原子的總數(shù)。

由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子數(shù)較多，因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計算為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。(1)含2個氨基的氨基酸數(shù)＝N原子數(shù)－肽鍵數(shù)－1。(2)含2個羧基的氨基酸數(shù)為：(O原子數(shù)－肽鍵數(shù)－2)/2。第19頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三(1)若每種氨基酸數(shù)目無限，可形成肽類化合物的種

類有204種(即1號位置安放氨基酸的情況有20種，2、3、4號也是如此，即20×20×20×20＝204種)。(2)若每種氨基酸只有一個，可形成肽類化合物的種類有(20×19×18×17)種[即1號位置安放氨基酸的情況有20種，2號位置安放的氨基酸只能在剩余的19種中選擇……即(20×19×18×17)種]。3、多肽種類的計算：20種氨基酸形成四肽化合物第20頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三典例分析：

1、某五十肽中有丙氨酸(其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。下列有關該過程產(chǎn)生的全部有機物中有關原子、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．氫原子數(shù)目增加8個C．氨基和羧基分別增加4個D．氧原子數(shù)目增加2個題干和圖解中給出的基本信息：1、該五十肽消耗4個H2O水解得到兩個多肽(1個二十肽和1個二十七肽)和3個游離的氨基酸，其中兩個是丙氨酸。2、丙氨酸的結構式式是：第21頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三問題探討：問題1：反應前后C、H、O原子數(shù)目如何變化？問題2：肽鍵(—CONH—)數(shù)目如何變化？問題3：氨基(—NH2)和羧基(—COOH)數(shù)目如何變化？問題4：反應前后分子量如何變化？問題5：原五十肽的分子量大致是多少？問題6：原五十肽的種類數(shù)理論上可能有多少種？

問題解析1：C：兩個短肽和三個游離氨基酸相對于原五十肽，C數(shù)目不變。H：兩個短肽和三個游離氨基酸相對于原五十肽，H增加了8個。O：兩個短肽和三個游離氨基酸相對于原五十肽，O增加了4個。問題解析2：解法1：少了4個，因為有4個H2O參與，四個肽鍵被水解解法2：原五十肽中的肽鍵數(shù)目—2個短肽中的肽鍵=49—(19+26)=4第22頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三問題解析3:不考慮R基的情況。水解后氨基和羧基均多出了1+3=4個。問題解析4:原五十肽分子量+4個水的分子量=2個短肽+3個游離的氨基酸的分子量

問題解析5:原五十肽的分子量=128×50—18×49=5518問題解析6:19×19×……×19(共48個)=1948變式訓練：5．(2014·遼寧六校聯(lián)考)某50肽中有丙氨酸(R基為—CH3)4個，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應位置如圖)得到4條多肽鏈和5個氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有關敘述錯誤的是(

)A．該50肽水解得到的幾種有機物比原50肽增加了4個氧原子B．若將得到的5個氨基酸縮合成一個5肽，則有5種不同的氨基酸序列C．若新生成的4條多肽鏈共有5個羧基，那么其中必有1個羧基在R基上D．若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，則會脫去3個H2O第23頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三2、某致病細菌分泌的外毒素，為無色細針狀結晶，對小鼠和人體有很強的毒性，可引起流涎、嘔吐、便血、痙攣等，以致死亡。該外毒素為環(huán)狀肽，結構式如下圖所示。第24頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三請據(jù)圖分析并回答問題：(1)該化合物中含有游離的________個氨基，________個羧基。(2)該化合物是由________個氨基酸組成的，區(qū)別這些氨基酸的種類是依靠其結構中的________。(3)組成該化合物的氨基酸有________種，其中有________個氨基酸的R基相同，這個R基是________。(4)該化合物稱為________肽化合物，含有________個肽鍵。(5)填寫虛線框內(nèi)結構的名稱：A.________，B.______(從氨基酸結構通式的角度分析)。(6)該化合物具有8個氮原子，其中________個位于肽鍵上，________個位于R基上。(7)該化合物具有10個氧原子，其中________個位于肽鍵上，________個位于R基上。(8)該外毒素在環(huán)狀肽形成過程中失去了________個水分子，相對分子質(zhì)量減少了________。第25頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三解析：解答第(1)～(5)小題可據(jù)圖分析，該外毒素為環(huán)狀七肽，具有7個肽鍵，由5種不同的氨基酸組成，其中有1種氨基酸出現(xiàn)3次，其R基為－CH3。區(qū)別氨基酸的種類依靠其結構中的R基。該化合物沒有游離的氨基和羧基。虛線框內(nèi)結構A、B的名稱依次是肽鍵和R基。解答第(6)、(7)小題可據(jù)圖計數(shù)。每個肽鍵中各有1個氮原子和1個氧原子，7個肽鍵所含氮原子和氧原子數(shù)均為7個，R基上的氮原子和氧原子分別為1個和3個。第(8)問，形成1條環(huán)狀肽時，有多少個氨基酸參與縮合，即形成多少個肽鍵，脫掉多少個水分子。

答案：(1)00(2)7R基(3)53－CH3

(4)環(huán)狀七7(5)肽鍵R基(6)71(7)73(8)7126第26頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)結構多樣性的原因：

蛋白質(zhì)與肽鏈的本質(zhì)區(qū)別：是否具有空間結構。

組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類不同、數(shù)目成百上千、排序次序變化多端、肽鏈的盤曲、折疊方式千差萬別（蛋白質(zhì)有空間結構，肽鏈沒有空間結構）第27頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三圖示1：

A鏈：—□—□—□—□—□—□—

B鏈：—○—○—○—○—○—○—圖示2：

A鏈：—□—□—□—□—□—

B鏈：—□—□—□—□—圖示3：A鏈：—□—○—○—□—○—

B鏈：—○—□—○—□—○—圖示4：A鏈

B鏈

(圖示中：□、○代表氨基酸；“—”代表肽鍵)氨基酸種類不同氨基酸數(shù)目不同氨基酸排列順序不同肽鏈盤曲、折疊方式不同第28頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)分子結構的多樣性，決定了蛋白質(zhì)分子功能的多樣性。第29頁，講稿共37頁，2023年5月2日，星期三1、結構蛋白：構成細胞和生物體