第2章第2节生命活动的主要承担者—蛋白质.ppt

必修必修1 1 分子与细胞分子与细胞 　　第第2章　组成细胞的分子章　组成细胞的分子第二节第二节 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者————蛋白质蛋白质氨基酸的结构和种类氨基酸的结构和种类基础梳理基础梳理1.1.结结构构：：组组成成蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸结结构构特特点点：：每每个个氨氨基基酸酸至至少少有有 一一 个个 __________________和和 一一 个个 ____________________，， 且且 连连 在在 同同 一一 个个____________________上上，，不不同同的的氨氨基基酸酸的的__________________不不同同即即通通过过__________________判断氨基酸的种类判断氨基酸的种类2.2.种种类类：：构构成成蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸有有2020种种，，2020种种氨氨基基酸酸的的不不同同之之处处是是R R基基的的不不同同即即2020种种氨氨基基酸酸就就有有2020种种不不同同的的________________________其其中中有有8 8种种必必需需氨氨基基酸酸，，记记忆忆口口诀诀：：甲甲携携来来一一本本亮亮色色书书，，分分别别是是甲甲硫硫氨氨酸酸、、缬缬氨氨酸酸、、赖赖氨氨酸酸、、异异亮亮氨氨酸酸、、苯苯丙丙氨氨酸酸、、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸亮氨酸、色氨酸、苏氨酸。

R R基基氨基氨基羧基羧基碳原子碳原子R R基基R R基基 探究思考：探究思考：多肽与蛋白质有何区别？多肽与蛋白质有何区别？ 蛋蛋白白质质的的空空间间结结构构在在哪哪里里形形成？成？ 多肽多呈链状结构，往往无生物活性而蛋白质具有一定的空间结构，有生物活性 蛋白质的空间结构是在内质网中形成的 易错提示：易错提示：1.1.蛋蛋白白质质初初步步水水解解的的产产物物是是多多肽肽，，彻彻底底水水解解的的产产物物是是氨基酸氨基酸，氧化分解的终产物有，氧化分解的终产物有COCO2 2、、H H2 2O O和尿素和尿素2.2.必必需需氨氨基基酸酸（（essential essential amino amino acidacid））：：人人体体（（或或其其他他脊脊椎椎动动物物））必必不不可可少少，，而而机机体体内内又又不不能能合合成成的的，，必必须须从从食食物物中中补补充充的的氨氨基基酸酸，，称称必必需需氨氨基基酸酸对对成成人人来来说说，，这这类类氨氨基基酸酸有有8 8种种，，包包括括赖赖氨氨酸酸、、甲甲硫硫氨氨酸酸（（又又叫叫蛋蛋氨氨酸酸））、、亮亮氨氨酸酸、、异异亮亮氨氨酸酸、、苏苏氨氨酸酸、、缬缬氨氨酸酸、、色色氨氨酸酸和和苯苯丙丙氨氨酸酸。

对对婴婴儿儿来来说说，，有有9 9种种，，由由于于组氨酸组氨酸也是必需氨基酸也是必需氨基酸归纳整合归纳整合:组成蛋白质的基本单位组成蛋白质的基本单位——氨基酸氨基酸1.1.基本组成元素：基本组成元素：C C、、H H、、O O、、N N，有的还含有，有的还含有S S等2.2.结构通式结构通式（（1 1）结构通式及不同表达形式）结构通式及不同表达形式RH2NHCOOHCH—NH2氨基氨基NH —C—OH—COOH羧基羧基O RH2NHCOOHC—C—OHH HNH — CRH（（2 2）特点：）特点：①①氨氨基基酸酸分分子子中中至至少少有有一一个个——NHNH2 2、、一一个个——COOHCOOH，，因因为为R R基中可能有基中可能有——NHNH2 2、、——COOHCOOH；；②②都都有有一一个个——NHNH2 2和和一一个个——COOHCOOH连连在在同同一一个个碳碳原原子子上上，，否则否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸不是构成生物体蛋白质的氨基酸；；③③根根据据氨氨基基酸酸结结构构通通式式可可解解决决肽肽链链中中所所含含氨氨基基和和羧羧基基的的数数目目问问题题，，但但一一般般限限定定于于计计算算其其最最小小值值，，因因为为R R基基所所含含的氨基和羧基数目一般不能确定的氨基和羧基数目一般不能确定。

跟踪训练1. 1. 下下列列关关于于蛋蛋白白质质和和氨氨基基酸酸的的叙叙述述，，正正确确的的是是（（ ））A.A.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B.B.高等动物能合成生命活动所需要的高等动物能合成生命活动所需要的2020种氨基酸种氨基酸C.C.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是一种蛋白质细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是一种蛋白质D.D.在在胚胚胎胎发发育育过过程程中中，，基基因因选选择择性性表表达达，，细细胞胞会会产产生生新新的蛋白质的蛋白质D2.2.同同为为组组成成生生物物体体蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸，，酪酪氨氨酸酸几几乎乎不不溶溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生，取决于于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生，取决于 A. A.两者两者R R基组成的不同基组成的不同 B. B.两者的结构完全不同两者的结构完全不同 C. C.酪氨酸的氨基多酪氨酸的氨基多 D. D.精氨酸的羧基多精氨酸的羧基多A A蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能基础梳理基础梳理1.1.蛋蛋白白质质分分子子是是由由许许多多氨氨基基酸酸通通过过____________________连连接接起起来的高分子化合物。

缩合反应方程式是：来的高分子化合物缩合反应方程式是：CH2N—RH—C —OH + H —NH— COHR—COOHCH2N—RH—C— NH— COHR—COOH + H2O肽键肽键缩缩合合反反应应在在化化学学上上称称为为缩缩聚聚反反应应，，在在细细胞胞内内进进行行的的场场所所是是____________________2.2.蛋蛋白白质质分分子子结结构构具具有有多多样样性性就就决决定定了了蛋蛋白白质质分分子子具具有有多种重要的生理功能，蛋白质的功能主要有下列五点：多种重要的生理功能，蛋白质的功能主要有下列五点：（（1 1））组组成成细细胞胞的的____________________：：如如细细胞胞膜膜中中的的蛋蛋白白质质，，染染色体中的蛋白质色体中的蛋白质；；（（2 2））____________________功功能能：：如如细细胞胞膜膜上上的的载载体体蛋蛋白白、、运运输输氧氧气的血红蛋白等气的血红蛋白等；；（（3 3））____________________功能：如功能：如催化各种生化反应的酶等催化各种生化反应的酶等；；核糖体核糖体结构成分结构成分运输运输催化催化（（4 4））____________________功能：功能：如生长激素、胰岛素等激素如生长激素、胰岛素等激素；；（（5 5））____________________功功能能：：如如B B淋淋巴巴细细胞胞受受到到抗抗原原刺刺激激后后产产生生的的抗抗体体是是蛋蛋白白质质，，具具有有与与特特异异性性的的抗抗原原结结合合，，从从而达到清除抗原的目的。

而达到清除抗原的目的因因此此，，一一切切生生命命活活动动都都离离不不开开蛋蛋白白质质，，蛋蛋白白质质是是生生命命活动的活动的____________________主要承担者主要承担者调节调节免疫免疫 探究思考：探究思考： 蛋白质的多样性与生物多样性有什么关系？蛋白质的多样性与生物多样性有什么关系？ 生生物物多多样样性性包包括括遗遗传传物物质质的的多多样样性性、、物物种种多多样样性性和和生生态态系系统统多多样样性性；；遗遗传传物物质质的的多多样样性性决决定定蛋蛋白白质质的的多多样样性性，，蛋蛋白白质质的的多多样样性性决决定定物物种种的的多多样样性性，，物物种种的的多多样样性性组组成成生生态态系系统统的的多多样性样性易错提示：1.1.肽肽键键的的正正确确写写法法为为“—“—NHNH——COCO—”—”或或“—“—COCO——NHNH——””，而，而““COCO——NHNH””是错误的是错误的2.2.蛋蛋白白质质结结构构多多样样性性的的原原因因是是氨氨基基酸酸的的种种类类、、数数目目和和排排列列次次序序的的不不同同，，空空间间结结构构千千变变万万化化是是肽肽链链方面方面。

归纳整合归纳整合一、氨基酸缩合成蛋白质一、氨基酸缩合成蛋白质1.1.氨氨基基酸酸经经脱脱水水缩缩合合形形成成蛋蛋白白质质在在脱脱水水缩缩合合过过程程中中一一个个氨氨基基酸酸的的非非R R基基上上羧羧基基和和另另一一个个氨氨基基酸酸非非R R基基上上的的氨氨基基分分别别脱脱下下——OHOH和和——H H结合形成结合形成H H2 2O O，同时形成一个肽键同时形成一个肽键2.2.肽键的不同表达形式肽键的不同表达形式——NHNH——COCO——或或——COCO——NHNH——或或—N——CHO 二、蛋白质的结构和功能及其多样性二、蛋白质的结构和功能及其多样性1.1.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构(1)(1)形成：形成：氨氨基基酸酸 多多肽肽（（肽肽链链）） 蛋蛋白白质质(2)(2)蛋蛋白白质质与与多多肽肽的的关关系系：：每每个个蛋蛋白白质质分分子子可可以以由由1 1条条肽肽链链组组成成，，也也可可由由几几条条肽肽链链通通过过一一定定的的化化学学键键（（肯肯定定不不是是肽肽键键））连连接接而而成成。

但但多多肽肽只只有有折折叠叠成成特特定定的的空空间间结结构构进进而而构构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能成蛋白质时，才能执行特定的生理功能脱水缩合脱水缩合折叠折叠2.2.蛋白质的多样性蛋白质的多样性(1)(1)蛋白质结构的多样性蛋白质结构的多样性①①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同氨基酸的种类不同，构成的肽链不同—— —— —— —— —— —— —— ——○○——○○——○○——○○——○○——○○——②②氨基酸的数目不同，构成的肽链不同氨基酸的数目不同，构成的肽链不同—— —— —— —— —— ———— —— —— —— —— ③③氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同—— ——○○——○○—— ——○○————○○—— ——○○—— ——○○——④④肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同说说明明:两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种蛋白质。

但并并不不是是以以上上这这四四点点同同时时具具备备才才能能确确定定两两个个蛋蛋白白质质分分子子结结构构不不同同，而而是是只只要要具具备备以以上上其其中中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同了的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同了(2)(2)蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性蛋白质结构的多样性蛋白质结构的多样性决定了决定了蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性蛋蛋白白质质根根据据功功能能分分为为结结构构蛋蛋白白和和功功能能蛋蛋白白两两大大类类，，前前者者如如人人和和动动物物的的肌肌肉肉，，后后者者如如具具有有催催化化作作用用的的绝绝大大多多数数酶酶、、具具有有免免疫功能的抗体等疫功能的抗体等 三、关于蛋白质形成过程的有关计算三、关于蛋白质形成过程的有关计算1.1.蛋白质分子量的计算蛋白质分子量的计算必记公式：必记公式：肽键数肽键数＝＝脱水缩合产生的水分子数脱水缩合产生的水分子数蛋蛋白白质质的的相相对对分分子子质质量量＝＝氨氨基基酸酸相相对对分分子子质质量量的的总总和和－－失失去去的水分子的相对分子质量的总和的水分子的相对分子质量的总和如果氨基酸平均分子量为如果氨基酸平均分子量为a a，氨基酸数目为，氨基酸数目为m,m,即即肽键肽键数目数目脱去水脱去水分子数分子数多肽链相对多肽链相对分子质量分子质量氨基氨基数目数目羟基羟基数目数目一条一条肽链肽链m-1m-1m-1m-1至少至少1 1个个至少至少1 1个个n n条条肽链肽链m-nm-nm-nm-n至少至少n n个个至少至少n n个个am-18 (m-1)am-18 (m-1)am-18 (am-18 (m-nm-n) )相关计算公式相关计算公式：：（（1 1））脱水脱水分子数分子数= =肽键数肽键数= =氨基酸数氨基酸数——肽链数肽链数（（2 2））氨氨基基数数= =肽肽链链数数+R+R基基上上的的氨氨基基数数= =各各氨氨基基酸酸中中氨氨基基的的总总数数——肽键数肽键数（（3 3））羧羧基基数数= =肽肽链链数数+R+R基基上上的的羧羧基基数数= =各各氨氨基基酸酸中中羧羧基基的的总总数数——肽键数肽键数（（4 4））N N原原子子数数= =肽肽键键数数+ +肽肽链链数数+R+R基基上上的的N N原原子子数数= =各各氨氨基基酸酸中中N N原子的总数原子的总数（（5 5））O O原原子子数数= =肽肽键键数数+2+2××肽肽链链数数+R+R基基上上的的O O原原子子数数= =各各氨氨基基酸中酸中O O原子的总数原子的总数——脱水脱水分子分子数数（（6 6））H H原子数原子数= =各氨基酸中各氨基酸中H H原子的总数原子的总数——2 2××脱水数脱水数2.2.氨基酸与相应氨基酸与相应DNADNA及及RNARNA片段中碱基数目之间的关系片段中碱基数目之间的关系注注：：蛋蛋白白质质相相对对分分子子质质量量的的计计算算中中若若通通过过图图示示或或其其他他形形式式告告知蛋白质中有知蛋白质中有二硫键二硫键形成时，要考虑脱去形成时，要考虑脱去氢氢的质量的质量。

氨基酸数mRNA核糖核苷酸数DNA脱氧核苷酸数m3m6m蛋白质的有关计算蛋白质的有关计算 3 3、、某某蛋蛋白白质质由由m m条条肽肽链链、、n n个个氨氨基基酸酸组组成成该该蛋蛋白白质至少有氧原子的个数是（质至少有氧原子的个数是（ ））A.n-mA.n-m B.n-2m B.n-2m C.n+mC.n+m D.n+2m D.n+2mC C热点训练热点训练4 4、、有有一一多多肽肽，，分分子子式式为为C C5555H H7070O O1919N N1010，，将将它它彻彻底底水水解解后后，，得得到到下下列列四四种种氨氨基基酸酸：：谷谷氨氨酸酸（（C C5 5H H9 9NONO4 4））、、甘甘氨氨酸酸（（C C2 2H H5 5NONO2 2））、、丙丙氨氨酸酸（（C C3 3H H7 7NONO2 2））、、苯苯丙丙氨氨酸酸（（C C9 9H H1111NONO2 2））控控制制该该多多肽肽形形成成的的基基因因中中至至少少含含有有碱碱基对（基对（ ））A.10 A.10 B.30 B.30 C.60 C.60 D.D.无无法法确确定定B B四、蛋白质的常见种类、激素与蛋白质四、蛋白质的常见种类、激素与蛋白质1.1.生生物物体体内内蛋蛋白白质质的的常常见见种种类类有有：：酶酶————如如各各种种消消化化酶酶；；某某些些激激素素也也是是蛋蛋白白质质————如如胰胰岛岛素素、、生生长长激激素素和和促促激激素素；；抗抗体体————免免疫疫球球蛋蛋白白；；载载体体————生生物物膜膜进进行行主主动动运运输输的的工工具具；；受体受体————如如突触后膜上接受神经递质刺激的物质突触后膜上接受神经递质刺激的物质等等。

2.2.激素与蛋白质激素与蛋白质（（1 1））生生物物体体内内的的激激素素多多数数属属于于蛋蛋白白质质类类激激素素，，但但也也有有不不属属于于此类的，按其化学本质分类如下：此类的，按其化学本质分类如下：蛋蛋白白质质类类（（含含多多肽肽类类））：：胰胰岛岛素素、、生生长长激激素素、、促促激激素素、、抗抗利利尿激素、胰高血糖素等尿激素、胰高血糖素等；；氨基酸类氨基酸类：：甲状腺激素、肾上腺素等甲状腺激素、肾上腺素等；；类固醇类类固醇类：：性激素、醛固酮等性激素、醛固酮等；；其他其他：：生长素（吲哚乙酸）、乙烯等生长素（吲哚乙酸）、乙烯等（（2 2）蛋白质的主要理化性质）蛋白质的主要理化性质①①酸碱两性酸碱两性（分子内存在－（分子内存在－NHNH2 2和－和－COOHCOOH）；）；②②盐析盐析（可以从浓的无机盐溶液中沉淀出来（可以从浓的无机盐溶液中沉淀出来）；）；③③变变性性和和凝凝固固（（一一定定的的理理化化因因素素，，如如过过酸酸过过碱碱等等，，使使其其变变性凝固性凝固）；）；④④水解反应水解反应（在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸（在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸）；）；⑤⑤显色反应显色反应（如蛋白质与（如蛋白质与双缩脲试剂双缩脲试剂作用显紫色作用显紫色）。

跟踪训练跟踪训练5. 5. 下列过程中，涉及肽键数量变化的是（下列过程中，涉及肽键数量变化的是（ ）） A. A.洋葱根尖细胞染色体的复制洋葱根尖细胞染色体的复制 B. B.用纤维素酶处理植物细胞用纤维素酶处理植物细胞 C. C.小肠上皮细胞吸收氨基酸小肠上皮细胞吸收氨基酸 D. D.蛋清中加入蛋清中加入NaClNaCl使蛋白质析出使蛋白质析出A A6.6.下列关于组成细胞化合物的叙述，下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确不正确的是的是A.A.蛋蛋白白质质肽肽链链的的盘盘曲曲和和折折叠叠被被解解开开时时，，其其特特定定功功能能并并未发生改变未发生改变B.RNAB.RNA与与DNADNA的的分分子子结结构构相相似似，，由由四四种种核核苷苷酸酸组组成成，，可可以储存遗传信息以储存遗传信息C.DNAC.DNA分分子子碱碱基基的的特特定定排排列列顺顺序序，，构构成成了了DNADNA分分子子的的特特异性异性D.D.胆胆固固醇醇是是构构成成细细胞胞膜膜的的重重要要成成分分，，在在人人体体内内参参与与血血液中脂质的运输液中脂质的运输A。