1、第第2节生命活动的主要承担者节生命活动的主要承担者 -蛋白质蛋白质阜阜 平平 中中 学学 刘斯羽刘斯羽 本节内容聚焦本节内容聚焦蛋蛋白白质质氨基酸的结构特点氨基酸的结构特点氨基酸形成蛋白质的过程氨基酸形成蛋白质的过程脱水缩合脱水缩合蛋白质结构及多样性蛋白质结构及多样性蛋白质的功能蛋白质的功能1.组成元素：组成元素：C、H、O、N等等(有的氨基酸有的氨基酸R基中还含有基中还含有S、Fe等元素等元素)。氨基酸中只有甲硫氨酸等少数种类含氨基酸中只有甲硫氨酸等少数种类含S，但但S是构成蛋是构成蛋白质的白质的特征元素特征元素。一、一、氨基酸的结构及其种类氨基酸的结构及其种类 蛋白质的蛋白质的基本组成单位
2、基本组成单位2、氨基酸分子的结构通式、氨基酸分子的结构通式 每种氨基酸都每种氨基酸都至少至少含有含有一个氨基（一个氨基（-NH-NH2 2）和和一个羧基（一个羧基（-COOH-COOH），），并且都有一个氨基并且都有一个氨基和一个羧基和一个羧基连接在同一个碳原子上连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类是由氨基酸的种类是由_来来决定。决定。R R基基（侧链基团）（侧链基团）分子简式：分子简式：R-C2H4O2N结构要点：结构要点：1.下列下列4种化合物中，能参与构成蛋白质的是种化合物中，能参与构成蛋白质的是()BH2NCH2CH2COOH CCH3CH2COOH DCH3CH2CH2NH3 A对应训
3、练对应训练3.3.氨基酸的种类氨基酸的种类生物体内组成蛋白质的氨基酸约有生物体内组成蛋白质的氨基酸约有2020种种非必需氨基酸：共非必需氨基酸：共1212种，人体可自身合种，人体可自身合 成的氨基酸成的氨基酸 必需氨基酸：必需氨基酸：共共8 8种，人体不能自身合成种，人体不能自身合成 的氨基酸，必须从外界，的氨基酸，必须从外界，如食物中获取。如食物中获取。20 20种种氨基酸氨基酸 巧记巧记8 8种种必须氨基酸：必须氨基酸：一一（异亮氨酸）（异亮氨酸）家家（甲硫氨酸）（甲硫氨酸）来来（赖氨酸）（赖氨酸）写写（缬氨酸）（缬氨酸）两两（亮氨酸）（亮氨酸）三三（色氨酸）（色氨酸）本本（苯丙（苯丙氨酸
4、）氨酸）书书（苏氨酸）（苏氨酸）2.关于生物体内氨基酸的叙述，错误的是关于生物体内氨基酸的叙述，错误的是()A构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是B人体内氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素人体内氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素C人体内所有氨基酸均可以互相转化人体内所有氨基酸均可以互相转化D两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽C 对应训练对应训练 过程：一个氨基酸分子的过程：一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸和另一个氨基酸分子的分子的 相连接，同时脱去相连接，同时脱去 。羧基羧基氨基氨基一分子水一分子水 场所：场所：核糖体核糖体+C
5、NH2HR1CONH CHR2COOH肽键肽键H2OOHNHR1 C COH2+NHR2OH CCOHH二、蛋白质的结构及其多样性二、蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸结合成蛋白质的方式：氨基酸结合成蛋白质的方式：脱水缩合脱水缩合（二肽）（二肽）H2O +H2O+NHR2OH CCOHH CNH2HR1CONH CHR2COHOHCR1 CNH2CONH CHR2 CNHR2OHCOHO（二肽）（二肽）（三肽）（三肽）氨基酸脱水缩合：氨基酸脱水缩合：肽键：肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，可表示为连接两个氨基酸分子的化学键，可表示为氨基酸脱水缩合：氨基酸脱水缩合：(1)脱水缩合产生的脱水缩合产生
6、的H2O中的中的H来自于来自于COOH和和NH2，而氧则只来自于，而氧则只来自于COOH。(2)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链（主链）的两端。离的羧基，并分别位于肽链（主链）的两端。(3)R基中的基中的NH2或或COOH不参于肽链的形成，不参于肽链的形成，因此多余的因此多余的NH2或或COOH位于位于R基中。基中。注意注意3.23.2个氨基酸分子缩合形成二肽，并生成一分个氨基酸分子缩合形成二肽，并生成一分子水，这分子水中的氢来自（子水，这分子水中的氢来自（）A.A.羧基羧基 B.B.氨基氨基C.C.羧基和氨基羧基和氨基 D.
7、D.连接在碳原子上的连接在碳原子上的氢氢4.4.谷氨酸的谷氨酸的R R基为基为C C3 3H H5 5O O2 2，在一个谷氨酸分，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是（子中，含有碳和氧的原子数分别是（）A.4A.4、4 B.54 B.5、4 4 C.4C.4、5 D.55 D.5、5 5C CB B对应训练对应训练 2蛋白质的分子的结构层次：蛋白质的分子的结构层次：脱水缩合脱水缩合盘曲、折叠盘曲、折叠核糖体核糖体 内质网、高尔基体内质网、高尔基体多肽多肽(肽链肽链)蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸 蛋白质与多肽的关系：蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由每个蛋白质分子可以由1 1条条肽链
8、组成，也肽链组成，也可由可由几条几条肽链通过一定的化学键肽链通过一定的化学键（肯定不是肽（肯定不是肽键）键）连接而成。连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。蛋白质与多肽的比较蛋白质与多肽的比较 蛋白质与肽链的本质区别：蛋白质与肽链的本质区别：是否具有空间结构是否具有空间结构3.蛋白质结构多样性的原因蛋白质结构多样性的原因(1)氨基酸：氨基酸：(2)多肽链的数目及其盘曲、折叠形成的空多肽链的数目及其盘曲、折叠形成的空间结构不同。间结构不同。种类、数目、排列顺序不同种类、数目、排列顺
9、序不同蛋白质结构的多样性决定了功能的多样性蛋白质结构的多样性决定了功能的多样性5.（2011年北京理综）年北京理综）胰岛素的胰岛素的A、B两条肽链是两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是（确的是（）A.胰岛素基因的两条胰岛素基因的两条DNA单链分别编码单链分别编码 A、B两条两条肽链肽链 B.沸水浴加热后，构成胰岛素的肽链充分伸展并沸水浴加热后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂断裂C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关构无关 D.核糖体合成的多肽链需要经过蛋白酶的作用形核糖体合成的多
10、肽链需要经过蛋白酶的作用形成胰岛素成胰岛素对应训练对应训练D D三、蛋白质的功能三、蛋白质的功能催化作用催化作用运输作用运输作用胰岛素胰岛素 抗体抗体蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表：蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表：6.下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是()A.蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关数目和空间结构有关B.已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质白质C.有些蛋白质具有防御功能，如抗体
11、；有些蛋白质具有些蛋白质具有防御功能，如抗体；有些蛋白质具有接受信息的功能，如受体有接受信息的功能，如受体D.蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性C 对应训练对应训练7.核糖体中合成的物质不可能具有的功能是核糖体中合成的物质不可能具有的功能是 ()A调节生命活动调节生命活动 B携带遗传密码携带遗传密码C为生命活动提供能量为生命活动提供能量 D参与主动运输参与主动运输对应训练对应训练B 教材中常见蛋白质教材中常见蛋白质（1 1）大部分大部分酶：如蛋白酶、肽酶、脂肪酶等酶：如蛋白酶、肽酶、脂肪酶等（2 2）部分部分激素：如胰岛素、生长激素激素：如胰岛素、生长
12、激素（3 3）载体蛋白）载体蛋白（4 4）抗体（抗毒素）抗体（抗毒素 凝集素）凝集素）（5 5）部分部分抗原抗原 ：如决定病毒抗原特异性的衣壳。：如决定病毒抗原特异性的衣壳。（6 6）神经递质的）神经递质的受体受体（7 7）朊病毒：成分为蛋白质，可导致疯牛病等）朊病毒：成分为蛋白质，可导致疯牛病等（8 8）糖被糖被：位于细胞膜外表面，由蛋白质和多糖组成：位于细胞膜外表面，由蛋白质和多糖组成（9 9）血红蛋白）血红蛋白（1010）干扰素干扰素（1111）胶原蛋白和弹性蛋白：动物细胞间质的主要成分。）胶原蛋白和弹性蛋白：动物细胞间质的主要成分。（1212）含）含有蛋白质的实验材料：黄豆研磨液、蛋清
13、等。有蛋白质的实验材料：黄豆研磨液、蛋清等。8.蛋白质是细胞中重要的有机化合物，以下关于蛋白蛋白质是细胞中重要的有机化合物，以下关于蛋白质的说法中，正确的是质的说法中，正确的是()所有的酶都是蛋白质大多数抗体是蛋白质所有的酶都是蛋白质大多数抗体是蛋白质所有的抗原都是蛋白质部分激素是蛋白质生所有的抗原都是蛋白质部分激素是蛋白质生物膜上的载体都是蛋白质神经递质都是蛋白质物膜上的载体都是蛋白质神经递质都是蛋白质A BC DC 对应训练对应训练功能多样性与结构多样性的关系功能多样性与结构多样性的关系蛋白质多样性与生物多样性的关系蛋白质多样性与生物多样性的关系决定决定蛋白质蛋白质多样性多样性 决定决定
14、生物生物多样性多样性遗传（基因遗传（基因）多样性多样性根本原因根本原因直接原因直接原因 生态系统生态系统 多样性多样性 物种物种多样性多样性 基因基因多样性多样性 蛋白质的变性蛋白质的变性（一般不可逆）（一般不可逆）蛋白质在重金属盐蛋白质在重金属盐（汞盐，银盐，铜盐）、（汞盐，银盐，铜盐）、酸、碱、乙醇酸、碱、乙醇等存在下或等存在下或加热加热至至70-1000C或或在在X射线、紫外线的作用下其射线、紫外线的作用下其空间结构发生改空间结构发生改变和破坏，变和破坏，从而从而失去生物活性失去生物活性。蛋白质的盐析蛋白质的盐析（不破坏生物活性，可逆）（不破坏生物活性，可逆）如蛋白质在特定浓度的中性盐如
15、蛋白质在特定浓度的中性盐硫酸铵、硫硫酸铵、硫酸钠、氯化钠酸钠、氯化钠等中析出，但其结构不被破坏，等中析出，但其结构不被破坏，即不失活。即不失活。9.（2012年海南高考）年海南高考）关于蛋白质的叙述，错误的是关于蛋白质的叙述，错误的是（）A.有些蛋白质是染色体的组成成分有些蛋白质是染色体的组成成分B.酶在催化反应前后，其分子结构不变酶在催化反应前后，其分子结构不变C.食盐作用下析出的蛋白质发生了变性食盐作用下析出的蛋白质发生了变性 D.蛋白质可以与双缩脲试剂产生紫色反应蛋白质可以与双缩脲试剂产生紫色反应对应训练对应训练C 四、氨基酸脱水缩合的相关计算四、氨基酸脱水缩合的相关计算1.假设氨基酸的
16、平均相对分子质量为假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由，由n个氨基酸分别形成个氨基酸分别形成1条肽链或条肽链或m条肽链条肽链：(1)若若n个氨基酸形成一环状多肽，则：个氨基酸形成一环状多肽，则：肽键数脱去水分子数氨基酸数肽键数脱去水分子数氨基酸数(n)(2)在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键其他化学变化过程，如二硫键(SS)的形成，的形成，每形成一个二硫键，每形成一个二硫键，脱去脱去2个个H，故相对分子，故相对分子质量减少质量减少2。注意注意2.氨基酸与相应氨基酸与相应DNA及及RNA片段中碱基数目之片段中碱基数目之间的关系间
17、的关系 由于由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成理解为每合成1个氨基酸个氨基酸至少至少需要需要mRNA上的上的3个碱个碱基和基和DNA(基因基因)上的上的6个碱基。个碱基。四、氨基酸脱水缩合的相关计算四、氨基酸脱水缩合的相关计算 3氨基酸的排列与多肽的种类计算氨基酸的排列与多肽的种类计算 假若有假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情况：基酸组成多肽的情况可分为如下两种情况：A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸三种氨基酸，每种氨基酸数目数目无限无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：的情况下，可
18、形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：形成三肽的种类：(3327种种)形成二肽的种类：形成二肽的种类：(329种种)四、氨基酸脱水缩合的相关计算四、氨基酸脱水缩合的相关计算 A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸三种氨基酸，且每种氨基酸只只有一个有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：的情况下，形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：形成三肽的种类：(3216种种)形成二肽的种类：形成二肽的种类：(326种种)3氨基酸的排列与多肽的种类计算氨基酸的排列与多肽的种类计算结论结论失去水分子数肽键数氨基酸数肽链数失去水分子数肽键数氨基酸数肽链数=水解需要的水分子数水解需要的水分子数至少的游离氨基和羧基数肽链
19、数至少的游离氨基和羧基数肽链数蛋白质相对质量分数氨基酸平均相对分子蛋白质相对质量分数氨基酸平均相对分子质量质量x x氨基酸数氨基酸数18x18x脱水数（若含二硫键还脱水数（若含二硫键还应考虑脱去氢的质量）应考虑脱去氢的质量）氨基、羧基、原子个数与肽链、肽键的关系中：氨基、羧基、原子个数与肽链、肽键的关系中：(1)氨基数氨基数肽链数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中基上的氨基数各氨基酸中氨基的总数肽键数；氨基的总数肽键数；(2)羧基数羧基数肽链数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中基上的羧基数各氨基酸中羧基的总数肽键数；羧基的总数肽键数；(3)N原子数原子数肽键数肽链数肽键数肽链数R基上的基上的N原子数原
20、子数各氨基酸中各氨基酸中N的总数；的总数；(4)O原子数原子数肽键数肽链数肽键数肽链数2R基上的基上的O原子原子数各氨基酸中数各氨基酸中O的总数脱水数；的总数脱水数；(5)H原子数原子数各氨基酸中各氨基酸中H的总数的总数2脱水数。脱水数。结论结论注意：做题时一般会要求注意：做题时一般会要求至少至少是多少是多少10.某蛋白质含某蛋白质含n个氨基酸，由个氨基酸，由m条肽链组成，条肽链组成，以下相关叙述错误的是以下相关叙述错误的是()A.该蛋白质分子中至少含氧原子该蛋白质分子中至少含氧原子(nm)个个B.该蛋白质分子中至少含氮原子该蛋白质分子中至少含氮原子n个个C.在该蛋白质合成过程中需要转运在该蛋
21、白质合成过程中需要转运RNA的数的数目为目为3n个个D.在该蛋白质合成过程中失去水分子数为在该蛋白质合成过程中失去水分子数为(nm)个个对应训练对应训练C 11.某三十九肽中共有丙氨酸某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨个，现去掉其中的丙氨酸得到酸得到4条长短不等的肽链条长短不等的肽链(如图如图)，下列有关叙述，错，下列有关叙述，错误的是误的是()A肽键数目减少了肽键数目减少了7个个B4条肽链能重新连接，从而形成三十九肽条肽链能重新连接，从而形成三十九肽C4条肽链若重新连接成一条长链将脱去条肽链若重新连接成一条长链将脱去3个水分子个水分子D如果新生的如果新生的4条肽链总共有条肽链总共有5个羧基，那么其中必个羧基，那么其中必有一个羧基在有一个羧基在R基上基上对应训练对应训练B
