2.2 生命活动的主要承担者——蛋白质

(共57张PPT)
第2节
生命活动的主要承担者——蛋白质
2004年劣质奶粉充斥阜阳 上百婴儿受害近半死亡。
２００８年
２００８年，8省发现肾结石患儿已达6244例肾结石，都曾服用“三鹿”牌婴儿奶粉，死亡1例。有超过五万名婴儿受到影响 。
参考网址：
http://guide.ppsj./art/1166/xmwbsngsjsbbygjd/
1．你能够说出多少种富含蛋白质的食品？
（3）肉蛋类食品：
（1）大豆制品：
豆腐、豆浆、腐竹等；
（2）奶类制品：
奶粉、酸奶、牛奶等；
牛肉、羊肉、鸡蛋等。
1.含量:占细胞干重的 以上。
50%
2.组成元素:C、H、O、N,某些蛋白质中还含　
　有S、P等, 其中N含量达蛋白质的16%。
人血红蛋白分子式：C3032H4816O872N780S8Fe4
原子个数9512，相对分子质量64500。
3.相对分子质量:很大，属高分子化合物。
一、蛋白质的组成
蛋白质可以被人体直接吸收利用吗？
蛋白质必需经过消化成氨基酸才能被人体吸收和利用。
氨基酸是组成蛋白质的　
　　　基本单位。
探讨2:
组成生物体的氨基酸有多少种？
组成蛋白质的氨基酸约有20种。
有8种氨基酸是人体细胞不能合成的（婴儿有9种），必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做必需氨基酸〔蛋（甲硫）氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸【甲携来一本亮色书】〕，婴儿外加组氨酸。我们应该注意及时补充必需氨基酸！
另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫做非必需氨基酸。
探讨３:
C
H
NH2
H
C
O
OH
甘氨酸
C
H
NH2
CH
C
O
OH
CH3
CH3
缬氨酸
C
H
NH2
C
O
OH
CH3
C
H
NH2
CH
C
O
OH
CH3
CH3
CH2
亮氨酸
丙氨酸
试一试，能不能推导出氨基酸的结构通式？
R
C
H
NH2
C
O
OH
CH3
每种氨基酸至少有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且氨基和羧基连在同一个碳原子上。
氨基酸之间的区别在于R基不同。
氨基酸的结构特点：
（1）氨基酸的结构通式：
C
H
NH2
COOH
R
氨基
羧基
侧链基团
（2）氨基酸在结构上的特点：
a.R基不同，氨基酸不同
b.每个氨基酸分子至少有一个氨基，一个羧基，而且都有一个氨基一个羧基连接在同一个碳原子上
练一练：以下哪些是组成蛋白质的氨基酸
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
√
√
×
×
判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？
C
COOH
CH3
HOOC
H
C
NH2
CH3
H2N
H
C
H
HOOC
H
CH2
NH2
C
NH2
HOOC
H
CH2
NH2
CH
NH2
HOOC
CH
NH2
HOOC
1
2
3
4
5
生活中各种食物的蛋白质营养价值一样吗？
食物 蛋白质含量 营养价值
鲜奶类 (1.5-3.8)% 主要含酪蛋白和丰富的赖氨酸，但白蛋白含量较低
禽肉类 (12-22)% 必需氨基酸比值接近肉、蛋类。
鱼肉类 (15-20)% 氨基酸比较丰富但色氨酸含量较低。
五谷类 (7-16)% 必需氨基酸不平衡，一般缺乏赖氨酸，亮氨酸过高，氨基酸利用率低
单一吃某一种食物营养均衡吗？
上述食物中的蛋白质都是大分子物质，是由很多很多个氨基酸组成的,氨基酸怎样组成结构复杂的蛋白质呢
思考：
氨基酸的结合方式：
C
H
COOH
R1
C
H
NH2
COOH
R2
NH2
C
O
H
N
H
OH
氨基酸的结合方式
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
氨基酸的结合方式:
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
脱水缩合
氨基酸的结合方式:脱水缩合
肽键
C
H
COOH
R2
H
N
OH
H
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
二肽
H2O
H2O
氨基酸的结合方式:脱水缩合
C
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
R2
H
N
O
肽键
二肽
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
肽键
三肽
以此类推，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（链状）。
H2O
从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？
氨基酸
二肽
三肽
……
多肽
一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质
多条多肽链盘曲折叠形成蛋白质
探讨４
算一算
如果用20个不同的字母分别代表20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？试着说出蛋白质种类多种多样的原因。
构成肽链的氨基酸种类不同，肽链的结构则不同；
如果以 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。
动动脑
构成肽链的氨基酸数目不同，肽链的结构则不同；
构成肽链的氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同；
多肽链形成后，往往要盘曲、折叠形成不同的空间结构。
探讨5:蛋白质分子结构的多样性
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎
①氨基酸种类不同，肽链结构不同。
②氨基酸数目不同，肽链结构不同。
◇-◇-◇-◇-◇-◇
◇-◇-◇-◇
③氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同。
◇-◇-◎-◎-
◇-◇-◎-◎-
◎-◎-
◇-◇
-◎-◇-◇-◎-
④肽链空间结构不同，蛋白质种类不同。
蛋白质结构多样性的原因
组成氨基酸种类不同；
每种氨基酸的数目成百上千；
氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化；
肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
思考与讨论 1
氨基酸
多肽
一条肽链盘曲折叠
多条肽链盘曲折叠
蛋白质
思考与讨论 2
食物蛋白
胃、胰、肠蛋白酶
多肽
肠肽酶
氨基酸
人体内氨基酸
合成
人体蛋白质
（与食物蛋白的结构
和功能都不相同）
思考与讨论3
由n个氨基酸所构成的肽链的种类数是20n种。
3个同学手拉手站成一排, 左右手相连的地方有几处？还有几只手没参与进来 4个、5个呢？
换成６个同学站2排的话,情况又会怎么变化？
如果类比氨基酸的话, 3个氨基酸缩合成一条链，形成几个肽键？脱掉几个水分子？至少还有几个游离的氨基和羧基？6个氨基酸呢？
肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系
氨基酸
肽键
肽键数=6－1
肽键数=8－2
肽键数=氨基酸数－肽链数
= n－m
=脱去的水分子个数
肽键数=3－1
小结
形成的肽键数 =
　　　　　　 = –
至少含有的氨基数 =
至少含有的羧基数 =
脱去的水分子数
氨基酸分子数
肽链数
肽链数
肽链数
1.蛋白质的相对分子质量＝（氨基酸数×氨
基酸的平均分子量）－（失去的水分子数×
水的分子量）。
3.一个由m个氨基酸形成的含有n条肽链的蛋
白质，氨基酸的平均分子质量为a，则蛋白质
的相对分子质量＝am-18(m-n)。
2.在一个蛋白质中至少含有的游离氨基（或
者游离羧基）数＝肽链数。
（1）关于组成蛋白质相关的肽链、氨基酸、肽键、
脱去水分子的数目对应关系表
氨基
酸数 肽键
数 脱去水分
子数 游离的
氨基 游离的
羧基
一条肽链 n n－1 n－1 至少1个 至少1个
m条肽链 n n－m n－m 至少m个 至少m个
与蛋白质相关的计算
（2）相关计算公式
①脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数＝水解需水数
②氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨
基的总数－肽键数
③羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧
基的总数－肽键数
④蛋白质相对分子质量＝各氨基酸平均相对分子质量
×氨基酸数－18×脱水数
⑤N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数
＝各氨基酸中N的总数
⑥O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数
＝各氨基酸中O的总数－脱水数
⑦H原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱水数
肽键、氨基、羧基的计算（⑴②③）
例2: (08上海生物)现有氨基酸800个，其中
氨基总数为810个，羧基总数为808个，则
由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质
共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为
A. 798、2和2 ( )
B. 798、12和10
C. 799、1和1
D. 799、11和9
B
氨基酸总数－肽链条数 = 肽键数 = 脱水数
蛋白质类的计算归类
蛋白质分子量的计算
例3: 已知20种氨基酸的平均相对分子质量
是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链
组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分
子量最接近于 ( )
A.12800 B.12544 C.11036 D.12288
C
蛋白质分子量
=氨基酸数×氨基酸平均分子量－
失去的水分子数×18
蛋白质类的计算归类
蛋白质类的计算归类
计算某个氨基酸中C、H、O、N等元素的数目
例4：丙氨酸的R基为—CH3，在一个丙氨
酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是
A. 3，4 ( )
B. 4，3
C. 3，2
D. 4，4
C
例5（09年上海）某蛋白质由m条肽链、n个
氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个
数是（ ）
A. n-m
B. n-2m
C. n+m
D. n+2m
C
蛋白质类的计算归类
计算某个蛋白质中C、H、O、N等元素的数目
课堂练习
1、多个氨基酸形成的5条肽链，至少含有多少个氨基，
至少含有多少个羧基呢？
A.5、2 B.3、3 C.4、5 D.5、5
2、组成人体的20种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白
由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白
的分子质量约为
A.73472； B.12800； C.63212； D.63140
3、假设某一蛋白质分子的分子量为11054，20种氨基酸的
平均分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分
子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数是
A．4条 B．3条 C．2条 D．1条
课后作业： 根据下面图解，回答问题：



（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，该图所示化合物的名称是： 　　　　 。
（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由　　　　 决定的。
（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是　　　　。
氨基
肽键
羧基
四肽(多肽)
三
四
三
脱水缩合
R基
666
—C
NH2
H
H
—C—
O
N—
H
C—
CH3
H
COOH
—C—
O
N—
H
C—
H
CH2
C
O
NH2
—C—
O
N—
H
H
CH2
C
COOH
①
②
③
④
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
第二课时
—C—
H
NH2
COOH
CH3
—C—
H
NH2
COOH
CH2
SH
—CH2—
NH2
COOH
—C—
H
NH2
COOH
CH2—
H
②
①
③
④
（2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是: ____ _____ _____
1、
（1）以上属于氨基酸的是________
①②④
-CH3,
-H,
SH
CH2
课前练习：
氨基酸个数 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 至少含有氨基 至少含有羧基
３ １
… … … … … …
２
２
1
1
6
1
5
5
1
1
m
1
m-1
m-1
1
1
6
２
4
4
２
２
9
２
7
7
2
２
m
２
m-2
m-2
２
２
m
n
m-n
m-n
n
n
２、填写下列表格
3、某种蛋白质是由1条多肽链构成的，共含
100个氨基酸，若每个氨基酸分子质量平
　 均是120，则该蛋白质的相对分子量是？
４、某种蛋白质是由3条多肽链构成的，共含
1000个氨基酸，若每个氨基酸分子质量
平均是120，则该蛋白质的相对分子量是？
100×120-(100-1)×18=10218
1000×120-(1000-3)×18=103054
蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质分子功能的多样性。
想一想
人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但这两种细胞的功能却完全不同。你能对这种现象做出合理解释吗？
　　
组成人体红细胞和心肌细胞的蛋白质分子的结构不同
二、蛋白质
的功能
1、结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
2、催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。（右图所示为胃蛋白质酶结晶）
3、运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能。如血红蛋白、载体蛋白。
血红蛋白
4、调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。
图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素
5、免疫作用： 　
　
　抗体
6.识别作用：细胞膜的外表有一层糖蛋白，与
细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用
好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之
间，互相联络用的文字或语言。
二.蛋白质的主要功能
1、构成细胞和生物体的重要物质（结构蛋白）
2、催化作用——酶
3、运输作用——血红蛋白和载体蛋白
4、调节作用——激素
5、免疫作用——抗体
一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质
是生命活动的主要承担者。
摘　　要:
　　“国际人类蛋白质组计划”启动： “蛋白质组”proteome一词源于“protein”与“genome”的杂合，1994年，澳大利亚的科学家Marcwilkins提出蛋白质组概念。1995年，蛋白质组一词首次见诸报端。“proteome”蛋白质组一词第一次出现在“Electrophoresis”杂志上，明确定义：蛋白质组是由一个基因组，或一个细胞、组织表达的所有蛋白质。参与蛋白质研究的国家从1995年的澳大利亚一国。发展到美国、丹麦、瑞士、英国、法国、日本、瑞啦、意大利、德国等10国。
课外阅读：科学前沿 国际人类蛋白质组计划
http://baike./view/364375.htm
我国在人工合成蛋白质上取得的成就，如1965年，我国科学家在世界上首次合成牛胰岛素为揭开生命奥秘所做的贡献等。
1.某氨基酸分子中含有2个氨基（-NH2）,其中一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位应是：
A.和羧基连在同一个碳原子上
B.一定连在羧基上 C.在R基上 D.与氨基一端相连
2.四个氨基酸分子发生缩合反应形成一个多肽，失去的水分子及形成的肽键的数目分别是：
A.4个,4个 B.3个,3个
C 3个,2个 D 2个,3个
3.人体的肌肉主要由蛋白质构成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，其根本原因是：
A.属于不同系统 B.所含蛋白质分子结构不同
C.肌肉细胞的形状不同
D.在人体内的分布位置不同
4.已知20中氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽组成，共有肽键98个，此蛋白质的分子量接近于：
A.12800 B.12544 C.11036 D.12288