第二章第二节 蛋白质的结构和功能

(共29张PPT)
蛋白质的结构和功能
我们体内有丰富的蛋白质
我们非常缺蛋白
头大，嘴小，浮肿，低烧。
1965年，我国生化学家首先人工合成了具有高度生物活性的胰岛素，成为人类历史上第一次人工合成生命物质（蛋白质）的创举。
Banting( 班丁）& Macleod （麦克劳德）发现胰岛素（insulin）并使用胰岛素治疗糖尿病，在1923年获诺贝尔生理和医学奖。
实验的成功使中国成为世界第一个合成蛋白质的国家。蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。而过去世界普遍认为生命体是天然的，大都认为人工合成是不可能的，中国人首次让它变为可能。人工牛胰岛素的合成，标着着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中，迈出了关键性的一步，其意义与影响是巨大的。它标志着人工合成蛋白质时代的开始，是生命科学发展史上一个重要里程碑，同时，它也是中国自然科学基础研究的重大成就。
蛋白质在细胞中的含量：
占细胞鲜重的7﹪－10 ﹪,占细胞干重的50﹪以上,是细胞中含量最多的有机物.细胞中含量最多的含氮化合物。
化学元素组成：
C、H、O、N ，大多数蛋白质都含有S元素，有的还含有微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素
蛋白质的基本单位
---氨基酸。
食物中蛋白质
氨基酸
消化
吸收
组织细胞中氨基酸
合成
人体内蛋白质
我们吃富含蛋白质的食物，食物中的蛋白质能被直接吸收到人体作为人体内的蛋白质来行使生活活动的功能吗？
非必须氨基酸：共12种，人体可自身合成的氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、 脯氨酸、谷氨酸、天冬氨、 精氨酸、酪氨酸、组氨酸、 谷氨酰胺、天冬酰胺、半胱氨酸）
必须氨基酸：共8种，人体不能自身合成的氨基（赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸）
二十种氨基酸
H
︱
—C—
︱
H2N
O
‖
C—OH
H
甘氨酸
CH3
︱
—C—
︱
H2N
O
‖
C—OH
H
缬氨酸
CH
∕＼
CH3 CH3
︱
—C—
︱
H2N
O
‖
C—OH
H
丙氨酸
CH2
︱
CH
∕＼
CH3 CH3
︱
—C—
︱
H2N
O
‖
C—OH
H
亮氨酸
1、这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
3、“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系？
每种氨基酸分子至少都有一个氨基，一个羧基，并且都连接在同一个C原子上。
R基不同，决定氨基酸种类的不同。
2、不同的氨基酸分子的区别在哪儿？
“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分-----氨基和羧基.
羧基
氨基
侧链基团
氨基酸分子通式
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
无氨基
无羧基
氨基和羧基不在同个碳原子上
氨基酸如何一步步组成蛋白质？
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
肽链
C
H
C
N
R
H
H
O
C
H
C OH
N
R
H
H
O
OH
(3)、氨基酸的连接
C
H
C
N
R
H
H
O
C
H
C OH
N
R
H
O
H
OH
C
H
C
N
R
H
H
O
C
H
C OH
N
R
H
H
O
OH
H2O
脱水缩合反应
肽键
二肽
C
H
COOH
H N
R3
C
H
C
N
R1
H
H
O
C
H
C OH
N
R2
H
O
H
H2O
三肽
C－
C－
H
C－
N－
O
R3
n H2O
H
O
C－
H
N－
H
R2
C－
H
C－
N－
O
R4
H
C－
O
C－
H
N－
H
R1
N
H
C－
O
多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物
多肽
思考
2个氨基酸形成一条肽链，要脱去1分子水，并形成1个肽键。
3个氨基酸形成一条肽链，要脱去2分子水，形成2个肽键。
那么，n个氨基酸形成一条肽链，要脱去_____个水分子，形成______条肽键。
n个氨基酸形成m条肽链，要脱去_____个水分子，形成______条肽键。
n-1
n-m
n-m
n-1
na-18 (n-m)
脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数
如果每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质的相对分子质量为__________________
n个氨基酸形成的m条肽链，至少含有 个氨基，至少含 有 个羧基
m
m
总结脱水数、肽键数、氨基酸数和肽链数之间的关系
C
C
H
C
N
R1
H
H
O
C
H
C
N
R2
H
O
H
COOH
N
R3
H
三肽
蛋白质脱水缩合关系计算
氨基酸数－
＝
脱去的水分子数
＝
肽键数
肽链数
蛋白质分子量=AA数xAA的平均分子量—失水数x水的分子量
H2O
H2O
练习：
胰岛素分子有A、B两条多肽链，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：[ ]
构成蛋白质的氨基酸只有20种，但是生物体的蛋白质的种类多达1010～1012，这20种氨基酸又
是如何构成数目这么大的蛋白质呢？
思考：
蛋白质结构的多样性
氨基酸的种类不同，构成的肽链不同
氨基酸的数目不同，构成的肽链不同
氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同
肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同
氨基酸的种类
氨基酸的数量
氨基酸的排列顺序
蛋白质的空间结构
蛋白质结构的______
不同
蛋白质功能的_______
多样性
多样性
蛋白质结构的多样性决定功能的多样性
蛋白质功能的多样性
1、催化作用，如：酶
2、运输作用，如：血红蛋白
3、收缩和运动，如：肌肉
4、有机物结构，如：结构蛋白
5、防御作用，如：抗体
6、调控作用，如：胰岛素
组成元素
C、H、O、N（P、S）
导致
氨基酸
种类：20种
必需氨基酸：8种
非必需氨基酸：12种
通式：
C
H
C
H2N
OH
O
R
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上
脱水缩合
多肽
组成蛋白质的氨基酸不同
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
折叠盘旋
蛋白质
结构多样性
功能多样性
构成生物体，如结构蛋白
运输作用，如血红蛋白
催化作用，如酶
调节作用，如胰岛素
免疫作用，如抗体
导致
导致
1、下列4种物质，能构成生物体蛋白质的氨基酸是( )
NH2—CH2—CH2—COOH　 　 　　　　 　 　　　　 　 　　　　　 　 　　 　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　 　　
A、
C、
B、
CH2— NH—CH2—COOH
NH2—
CH2—COOH
D、
　　　 　 　 NH2—CH—COOH　 　　 　　　　　 　　　　 　 　　　　 　 　　 　　　　　　　　　 　
CH2SH
D
2、血红蛋白是由574个氨基酸构成的蛋白质，含四条多肽链，那么在形成肽链过程中，其肽键的数目和脱下的水分子数分别是（　 ）
　A　573和573 B 570和570　　
　C 572和572 　　 D 571和571
B
3、如果20种氨基酸的平均分子量为128，一条由
10个氨基酸组成的多肽链，其相对分子质量为
A 1280 B 1110
C 1118 D 1162
C
5、分子式为(C6H10O5 )n和C3032H4816O872N780S8Fe4，这
两种物质最可能是（　）
A　脂类和蛋白质 　　　　　B　多糖和蛋白质
C　核酸和多糖 　　　 D　蛋白蛋和核酸
B
4、通常情况下，分子式C63H103O45N17S2的多肽化合
物中最多含有多少肽键（　　）
A　63 B 62　　
C 17　 D 16
D
6、构成纤维素、胆固醇和淀粉酶三种物质都具有的化学元素是（　）
A　C、H、0、N 　　　 　B　C、H、0、N、P
C　N、P、K、Mg 　　　　 D　C、H、0
D
7、某一多肽链共有肽键109个，则此分子中含
— NH2和—COOH的数目至少为（ ）
A 110 110 B 109 109
C 9 9 D 1 1
D
8、根据下面图解，回答问题：
（1）该图示_____肽化合物；含_____个肽键。
（2）填写虚线框内结构的名称：A．_____ B．____C．_____
（3）生成此化合物的反应叫________。
三
两
氨基
肽键
羧基
缩合
9．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，请根据本节内容对这种现象做出解释？　
　　因为这两种蛋白质的分子结构不同（即氨基酸的种类数量不同，排列次序不同，空间结构也不同），所以它们的功能也不相同。