1.3 细胞中的蛋白质 课件（共45张PPT）

(共45张PPT)
第1章 细胞的分子组成
第3节　细胞中的蛋白质
课前回顾
分类 种类 质量分数/%
无机化合物 水 85~90
无机盐 1~1.5
有机化合物 蛋白质 7~10
脂质 1~2
糖类和核酸 1~1.5
含量最多的有机化合物是
蛋白质
一、元素组成
一定有C、H、O、N
绝大多数含S
还可能含有其他元素如Fe、Cu、Mn、I等
例:分子式为C1864H3021O576N468S21的化合物，最可能是（ ）
A.脱氧核糖 B.磷脂
C. 蛋白质 D. 肝糖原
新知讲解
二、相对分子量大：
64500
9512
C3032H4816O872N780S8Fe4
血红蛋白
36684
5224
C1642H2652O492N420S12
牛奶乳蛋白
180
24
C6H12O6
葡萄糖
18
3
H2O
水
相对分子质量
原子个数
化学式
几千~百万以上，高分子化合物
新知讲解
回答：蛋白质含量比较丰富的食物？
奶类
蛋类
瘦肉类
豆类
思考： 我们从食物中摄取的蛋白质如何为我们所用？
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。
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
新知讲解
C
H
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
CH3
CH
C
H
C
H2N
OH
O
CH3
C
H
C
H2N
OH
O
CH2
CH3
CH3
CH
甘氨酸
缬氨酸
丙氨酸
亮氨酸
几种氨基酸的结构式
问题1 ：这些氨基酸的结构具有什么共同特点？
问题2：不同氨基酸的区别又在哪里？
—NH2 （氨基）
—COOH （羧基）
R基
—H （氢原子）
—R （R基）侧链基团
对比生物体内组成蛋白质的常见20种氨基酸，检验结构通式的正确性
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
新知讲解
三、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1.种类：组成蛋白质的氨基酸常见的有20种
2.氨基
①：—NH2
②：H2N—
或
3.羧基
①：—COOH
②：HOOC—
或
4.R基：-R
新知讲解
5.氨基酸分子结构通式及特点:
新知讲解
C
R
C
H2N
OH
O
H
氨基
羧基
侧链基团
特点：
1、每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。
2、这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R表示）
3、R基的不同决定了氨基酸分子的不同。
1.以下哪些是构成蛋白质的氨基酸
C
H
H2N
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
H2N
COOH
CH2
OH
C
H
H2N
H
CH2
COOH
√
√
×
×
【课堂检测】
例2：半胱氨酸是组成生物体蛋白质的氨基酸之一，其R基是-CH2-SH，则它的结构式是：
C
CH2-SH
C
H
H2N
OOH
分子式为：C3H7O2NS
知识补充
必需氨基酸：
半必需氨基酸：
非必需氨基酸：
8种，人体细胞不能合成。
人体能自行合成并满足自身需要，不必由食物供给的氨基酸。
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
组氨酸、精氨酸
甲 携 来 一 本 亮 色 书
人体中氨基酸常见的20种，蛋白质为1010-1012种。那么20种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？
氨基酸形成蛋白质的过程
C
H
R1
NH2
OH
C
O
H2O
C
H
COOH
R2
H
N
H
脱水缩合
新知讲解
四、蛋白质脱水缩合形成多肽链
1.水中氢来自：
水中氧来自：
氨基和羧基
羧基
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H2O
二肽
肽键
1.肽键：连接两个氨基酸分子的化学键：
2.二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物。
-NH-CO-或-CO-NH-
两个
3.生成一个肽键，脱去（ ）水
一分子
肽键
肽键
2. 二肽
（四）蛋白质的结构及多样性
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
H2O
1.三肽（多肽）:
由三个或多个氨基酸分子缩合而成的化合物。
2.肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又叫肽链。
3. 三肽、多肽和肽链
（四）蛋白质的结构及多样性
蛋白质的结构层次
氨基酸
二肽
三肽
多肽
这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构
几条多肽链折叠形成蛋白质
折叠盘曲成空间结构
氨基酸 肽链(一条或多条)
许多氨基酸通过肽键相互结合形成肽链，多肽链盘曲折叠构成了蛋白质分子的结构。
既然蛋白质都是按照上述方式构成的多肽链，为什么会有那么多种类的蛋白质呢？
？
蛋白质
脱水缩合 盘曲折叠
◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇
◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎　
（1）氨基酸种类不同，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
（2）氨基酸数目不同， 肽链结构不同
新知讲解
五、蛋白质的多样性
氨基酸种类不同
氨基酸数目不同
氨基酸顺序不同
肽链空间结构不同
蛋白质结构
多种多样
蛋白质功能
多种多样
结构多样性决定了功能多样性!
新知讲解
五、蛋白质的多样性
头发
蛛丝
肌肉
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。
肌肉中的一些蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关。
肌肉纤维
新知讲解
六、蛋白质的功能
细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶
都是蛋白质。
新知讲解
酶
六、蛋白质的功能
新知讲解
血红蛋白示意图
血红蛋白是红细胞内包含的一种蛋白质，具有运输O2的功能。
此外，在细胞质膜上也有很多起到运输载体功能的蛋白质，它能把物质运输进入细胞，（参与物质跨膜运输）。
载体蛋白示意图
有些蛋白质具有运输功能。
六、蛋白质的功能
有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。
新知讲解
糖尿病患者注射胰岛素
胰腺
胰岛
六、蛋白质的功能
有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以
帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
新知讲解
六、蛋白质的功能
①结构功能：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物
质，称为结构蛋白。例如肌肉纤维。
②催化功能：起生物催化作用，如绝大多数酶。
③运输功能：运输功能，如血红蛋白能运输氧。
⑥调控功能：调节生命活动，如胰岛素和生长激素等。
⑤防御功能：免疫过程中产生的抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
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。
④运动功能：肌肉中的一些蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关。
蛋白质的相关计算
3个同学手拉手成一排, 左右手相连,还有几只手没参与进来 4个、5个呢……
如果类比氨基酸的话, 3个氨基酸缩合成一条链，至少还有几个游离的氨基和羧基
六、计算
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
一条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
一
一
m条肽链至少含有____个羧基和_____个氨基。
m
m
1.蛋白质中至少含有的游离的氨基数目或羧基数目=肽链的条数。
氨基数和羧基数的计算
游离氨基(羧基)数=肽链数+R基上的氨基(羧基)数
2.某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含有—NH2和—COOH 的数目至少为（ ）
A．110、110 B．109、109
C．9、9 D．1、1
3.人体免疫球蛋白由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是（ ）
A.746和764 B.760和760
C.762和762 D.4和4
答案：D
答案：D
3个同学手拉手成一排, 左右手相连的地方有几处
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？
肽键数= 脱去水分子个数 =6-1
肽键数= 脱去水分子个数 =8-1
肽链数为1时：肽键数 = 脱去水分子个数 =氨基酸数-1
肽键数= 脱去水分子个数 =14-2
肽链数为2时：肽键数 = 脱去水分子个数=氨基酸数-2
2.肽键数 = 脱去水分子个数 = 氨基酸数-肽链条数
肽键数和水分子数计算
氨基酸
肽键
4.胰岛素分子有a、b两条肽链，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。
5.血红蛋白分子由４条多肽链组成，共含574个氨基酸，那么该分子中含有的肽键数和脱去的水分子数分别是（ ）
A.570和570 B.572和570
C.574和574 D.578和578
答案：B
答案：A
思考：n个氨基酸脱水缩合成环状肽？
由n个氨基酸构成的环状肽：
肽键数=脱水数=n。
肽键数和水分子数计算
（重点）
蛋白质相对分子量的计算
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
思考:已知图中每个氨基酸平均分子量是128，图中多肽的分子量怎么计算
128x3-18x2=348
3.蛋白质相对分子质量
＝氨基酸的分子质量总和－水分子的分子质量总和
＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－18×失去水分子数
蛋白质相对分子量的计算
—C
NH2
H
R1
—C—
O
N—
H
C
H
R2
—C—
O
N—
H
C—
COOH
H
R3
思考:已知图中每个氨基酸平均分子量是128，图中多肽的分子量怎么计算
128x3-18x2=348
6、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？
7、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
六、蛋白质的检测和观察
选材：含蛋白质丰富的豆浆或鸡蛋清溶液。
黄豆浆滤液或蛋清稀释液
制备样液
呈色反应
组织样
液2mL
双缩脲试剂A液2mL
双缩脲试剂B液3～4滴
摇匀后变成紫色
结论：
组织样液中存在蛋白质。
新知讲解
双缩脲试剂：
A液：（质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液）
B液：（质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液）
蛋白质的检测结果
新知讲解
实验结果
4
斐林试剂和双缩脲试剂对比
易错讲解
斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B液
0.1 g/mL NaOH溶液 0.05 g/mL CuSO4溶液 0.1 g/mL NaOH溶液 0.01 g/mL CuSO4溶液
反应原理 可溶性还原糖将Cu(OH)2 还原为砖红色Cu2O沉淀 具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成紫色络合物 添加顺序 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液 2 mL摇匀，再加3～4滴B液摇匀 反应条件 50℃～65℃水浴加热 不需加热 反应现象 浅蓝色→棕色→砖红色 紫色 知识补充
蛋白质的变性
在化学因素或物理因素（如高温、强酸、强碱和重金属盐等）的作用下，蛋白质的空间结构发生改变，导致蛋白质的生物活性丧失。
注：1.蛋白质变性只是空间结构遭到破坏，其肽键不会断裂。因此变性的蛋白质也可以和双缩脲试剂发生紫色反应。
2.蛋白质变性是化学变化，是化学现象。
3.蛋白质的变性是不可逆的。
蛋白质的水解反应是和脱水缩合相反的反应
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H
OH
C
H
R1
H2N
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
+
H2O
水解
+
许多蛋白质含有两条或多条多肽链，他们通过一定的化学键如二硫键结合在一起
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
SH
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
SH
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
S
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
S
二硫键
肽链的形成过程
【课堂检测】
8. 下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是(　　)
A．牛胰岛素含有50个肽键
B．牛胰岛素中至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH
C．牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸
D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882
B
+ 2H