2.4.2 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者課時(shí)2、3課件高一上學(xué)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(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)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(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵。：由兩個(gè)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(gè)氨基酸縮合而成的化合物由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的含有多個(gè)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(guò)一定的化學(xué)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(fù)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(fù)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?zhǔn)欠裣嗤坎⒄f(shuō)明理由。導(dǎo)致肽鏈種類多的原因：氨基酸的數(shù)量不同導(dǎo)致肽鏈種類多的原因：氨基酸的種類不同導(dǎo)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(gè)氨基酸改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常紅細(xì)胞形態(tài)異常鐮刀型細(xì)胞貧血癥蛋白質(zhì)的功能空間結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)

每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨(dú)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(huì)影響其功能。谷氨酸纈氨酸蛋白質(zhì)在某些物理或化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)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(xué)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(qiáng)酸、強(qiáng)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(shí)際應(yīng)用上具有重要作用：用酒精、加熱、紫外線等來(lái)消毒和殺菌。在重金屬鹽中毒急救時(shí)也常常利用蛋白質(zhì)的這一特點(diǎn)。汞中毒時(shí)，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(shè)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(wú)機(jī)鹽后，蛋白質(zhì)析出的現(xiàn)象。沒(méi)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(huì)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(cè)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(yīng)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(jì)算與分析4

蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算與分析4討論①：下面兩種氨基酸進(jìn)行脫水縮合時(shí)，參與的基團(tuán)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(lái)源是什么？H來(lái)自于氨基和羧基，O來(lái)自于羧基。

蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算與分析41.肽鍵數(shù)和脫去的水分子數(shù)的計(jì)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(gè)8個(gè)（1）下面的一條肽鏈中含有多少個(gè)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(gè)肽鍵？形成過(guò)程中脫去了幾分子水？

蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)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(gè)氨基酸構(gòu)成一個(gè)環(huán)狀多肽，有____個(gè)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(jì)算（1）如圖15個(gè)氨基酸組成的環(huán)狀多肽含有多少個(gè)肽鍵？形成此肽鏈脫去了幾分子水？15個(gè)

1.下圖為一條肽鏈的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gè)；B．構(gòu)成肽鏈的氨基酸數(shù)目是2個(gè)；C．合成蛋白質(zhì)的生理過(guò)程稱為脫水縮合；D．在合成該肽鏈時(shí)形成2個(gè)水分子。B

蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算與分析4CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7討論③：1條肽鏈至少含有____個(gè)羧基和_____個(gè)氨基。2.氨基數(shù)和羧基數(shù)的計(jì)算m條肽鏈至少含有____個(gè)羧基和_____個(gè)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(jì)算與分析43.關(guān)于相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHHSSSH+HS+2H蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量-脫去的水分子數(shù)×18-二硫鍵數(shù)×2

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

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

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

蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)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(gè)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(gè)，N原子

個(gè)，H原子

個(gè)，O原子

個(gè)。94166[典型例題]胰島素分子有A、B兩條肽鏈，A鏈有21個(gè)氨基酸，B鏈有30個(gè)氨基酸，胰島素分子中肽鍵的數(shù)目是()A．48個(gè)B．49個(gè)C．50個(gè)D．51個(gè)【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(gè)-SH脫去兩個(gè)H形成的，下列說(shuō)法正確的是（）A．牛胰島素為51肽，其中含有50個(gè)肽鍵B．牛胰島素中至少含有2個(gè)-NH2和2個(gè)-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(shí)，減少的相對(duì)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(gè)，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸（相應(yīng)位置如下圖）得到幾種不同的有機(jī)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(guò)程產(chǎn)生的全部有機(jī)物中有關(guān)原子、基團(tuán)或肽鍵數(shù)目的敘述錯(cuò)誤的是()A．肽鍵數(shù)目減少4個(gè)B．氨基和羧基分別增加4個(gè)C．氫原子數(shù)目增加8個(gè)D．氧原子數(shù)目增加2個(gè)【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(guò)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(cuò)誤的是(

)A．免疫球蛋白中至少含有4個(gè)—NH2和4個(gè)—COOHB．若免疫球蛋白由m個(gè)氨基酸形成，則含有m－4個(gè)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(guò)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(gè)—NH2和4個(gè)—COOH，A正確；免疫球蛋白由m個(gè)氨基酸脫水縮合構(gòu)成，含有的肽鍵數(shù)為(m－4)個(gè)，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(cuò)誤；由氨基酸形成蛋白質(zhì)過(guò)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(guò)程中失去的分子量，一個(gè)二硫鍵是由2個(gè)－SH脫去2個(gè)氫原子形成的，D正確?！敬鸢浮緾[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(diǎn))可轉(zhuǎn)變成一分子的胰島素(圖中數(shù)字表示氨基酸序號(hào))。下列分析正確的是(

)A．胰島素分子具有50個(gè)肽鍵，合成它的過(guò)程中共脫去50分子水B．胰島素分子含有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基C．沸水浴時(shí)肽鍵斷裂導(dǎo)致胰島素生物活性喪失D．理論上可以通過(guò)測(cè)定C肽的含量間接反映胰島B細(xì)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(gè)胰島素分子由51個(gè)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(gè)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(gè))，合成它的過(guò)程中脫去的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝49個(gè)，A錯(cuò)誤；胰島素分子含有兩條肽鏈，至少含有2個(gè)游離的氨基和2個(gè)游離的羧基，B錯(cuò)誤；沸水浴可使胰島素的空間結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致胰島素生物活性喪失，但此過(guò)程中肽鍵一般不會(huì)斷裂，C錯(cuò)誤；每個(gè)胰島素原切掉C肽形成一個(gè)胰島素分子，因此理論上可通過(guò)測(cè)定C肽的含量來(lái)間接反映胰島B細(xì)胞分泌胰島素的功能，D正確?！敬鸢浮緿組成元素C、H、O、N（S）決定氨基酸種類：20