第2讲_蛋白质1.ppt

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1、一、蛋白质的基本组成一、蛋白质的基本组成二、氨基酸及其种类二、氨基酸及其种类三、蛋白质的结构及其多样性三、蛋白质的结构及其多样性四、蛋白质的功能四、蛋白质的功能五、拓展应用五、拓展应用一、蛋白质的基本组成一、蛋白质的基本组成1.1.含量：含量：2.2.元素组成：元素组成：3.3.基本单位：基本单位：4.4.结构：结构：5.5.主要功能：主要功能：二、氨基酸及其种类二、氨基酸及其种类（1 1）氨基酸结构通式：）氨基酸结构通式：（2 2）氨基酸结构特点：）氨基酸结构特点：分子式：分子式：C C2 2H H4 4O O2 2N NR R【例例1 1】在组成生物体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎在组成生物

2、体蛋白质的氨基酸中，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于A A两者的两者的R R基组成不同基组成不同 B B酪氨酸的氨基多酪氨酸的氨基多C C两者的结构完全不同两者的结构完全不同 D D精氨酸的羧基多精氨酸的羧基多【例例2 2】下列物质可以缩合成下列物质可以缩合成（3 3）氨基酸的分类）氨基酸的分类必需氨必需氨基酸：基酸：人体有人体有8 8种（甲携来一本亮色书）种（甲携来一本亮色书） （婴儿有（婴儿有9 9种种, ,加组氨酸）加组氨酸）非必需氨基酸：非必需氨基酸：人体细胞能够合成的氨基酸。人体细胞能够合成的氨基酸。 ( (由

3、谁合成呢？由谁合成呢？) )【例例3 3】(04(04年江苏生物年江苏生物) )动物体内甲种氨基酸通过转氨动物体内甲种氨基酸通过转氨基作用生成乙种氨基酸，可以肯定的是基作用生成乙种氨基酸，可以肯定的是A A甲种氨基酸是必需氨基酸甲种氨基酸是必需氨基酸 B B甲种氨基酸是非必需氨基酸甲种氨基酸是非必需氨基酸 C C乙种氨基酸是必需氨基酸乙种氨基酸是必需氨基酸 D D乙种氨基酸是非必需氨基酸乙种氨基酸是非必需氨基酸【例例4 4】（0606徐州一模）一般情况下，素食者往往需要徐州一模）一般情况下，素食者往往需要摄入较多种类和数量的蛋白质，对其解释摄入较多种类和数量的蛋白质，对其解释不正确的是不正确的

4、是 A A以玉米为主食的人要从其它食物中补充赖氨酸以玉米为主食的人要从其它食物中补充赖氨酸 B B植物蛋白质中必需氨基酸的比例与动物蛋白质植物蛋白质中必需氨基酸的比例与动物蛋白质的比例不大相同的比例不大相同 C C植物蛋白质要比动物蛋白质更难消化吸收植物蛋白质要比动物蛋白质更难消化吸收 D D某些植物蛋白质提供给人的必需氨基酸的种类某些植物蛋白质提供给人的必需氨基酸的种类要少于动物蛋白质要少于动物蛋白质思考：思考：必需氨基酸的种类齐全，比例适中必需氨基酸的种类齐全，比例适中动物蛋白动物蛋白三、蛋白质的结构及其多样性三、蛋白质的结构及其多样性氨基酸氨基酸 多肽多肽 蛋白质蛋白质脱水缩合脱水缩合脱

5、水缩合脱水缩合空间结构空间结构( (一一) )多肽形成多肽形成【例例5 5】以下四个选项是由某一同学所写的二肽以下四个选项是由某一同学所写的二肽结构式，其中有错的是结构式，其中有错的是A ANHNH2 2CHCH2 2COCONHNHCHCH2 2COOH COOH B BHOOCHOOCCHCH2 2C CO ONHNHCOOH COOH 【例例6 6】丙氨酸的丙氨酸的R R基为一基为一CHCH3 3，赖氨酸的，赖氨酸的R R基基为为C C4 4H Hl0l0N N，在它们缩合成的二肽分子中含有，在它们缩合成的二肽分子中含有的的C C、H H、O O、N N原子数分别为原子数分别为A A9

6、9、2121、4 4、3 3B B9 9、1919、4 4、3 3 C C9 9、1919、3 3、3 3D D9 9、1919、3 3、2 2（二）、蛋白质的结构（二）、蛋白质的结构1.1.化学结构：化学结构：2.2.空间结构：空间结构：思考：思考：蛋白质的一级结构由共价键（如肽键）形成，蛋白质的一级结构由共价键（如肽键）形成，不易破坏，如何破坏？不易破坏，如何破坏？用蛋白酶、肽酶来处理用蛋白酶、肽酶来处理3.3.蛋白质结构特点蛋白质结构特点具有多样性具有多样性注意：注意：并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一

7、点，这质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。两个蛋白质的分子结构就不同。4.4.具有多样性的直接原因具有多样性的直接原因【例例7 7】用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下：基酸数目如下：（1 1）表中的氨基酸数目虽然相同，但其生理作）表中的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用不同，这是因为它们的用不同，这是因为它们的。（2 2）表中与或与虽然功能相似，但各具专一）表中与或与虽然功能相似，但各具专一性，它们之间的差异取决于性，它们之间的差异取决于 。（3 3）中常见的氨基酸最多可能有）中常见的氨基酸最多可能有

8、 种，它们的种，它们的合成过程中需要的转运合成过程中需要的转运RNARNA可能有可能有_ _ _ _种，实际最多种，实际最多_ _ _ _ 种。若完全水解成氨基酸，则需种。若完全水解成氨基酸，则需 个水分子。个水分子。氨基酸的种类和排列顺序氨基酸的种类和排列顺序氨基酸种类、数量和排列顺序氨基酸种类、数量和排列顺序的不同，肽链的空间结构不同的不同，肽链的空间结构不同2020202061612121A U G（4 4）这些实例表明蛋白质的分子结构具有）这些实例表明蛋白质的分子结构具有 ，这种特点对于生物体乃至生物界的重要意义是这种特点对于生物体乃至生物界的重要意义是 。5.5.蛋白质多样性根本原因

9、：蛋白质多样性根本原因： 。 多样性多样性决定蛋白质具有多种功能决定蛋白质具有多种功能基因（基因（DNA）多样性）多样性【例例8 8】（0404年广东生物）下图为一条肽链的分子结构年广东生物）下图为一条肽链的分子结构简式。简式。四、蛋白质的功能四、蛋白质的功能功能功能举例举例备注备注细胞和生细胞和生物体的组物体的组成成分成成分构成动物的羽毛、蛛丝，构成人体构成动物的羽毛、蛛丝，构成人体的肌肉、头发，构成生物膜、核糖的肌肉、头发，构成生物膜、核糖体（体（rRNA+rRNA+蛋白质）、染色体等的成蛋白质）、染色体等的成分分功能功能举例举例备注备注催化催化作用作用参与生物体参与生物体各项生命活各项生

10、命活动的酶动的酶绝大绝大多多数是蛋白数是蛋白质质知识联系：酶的特性？知识联系：酶的特性？ 叶绿体的光合作用的酶存在部叶绿体的光合作用的酶存在部位？位？类囊体的膜上、叶绿体基质类囊体的膜上、叶绿体基质呼吸作用的酶？呼吸作用的酶？ 呼吸酶（胞内呼吸酶（胞内酶）在细胞质基质、线粒体酶）在细胞质基质、线粒体基因工程的酶？基因工程的酶？限制酶、限制酶、DNADNA连接酶、耐高温的连接酶、耐高温的DNADNA聚合酶、微生物（原核细胞）聚合酶、微生物（原核细胞）功能功能举例举例备注备注运输运输载载体体红细胞中的红细胞中的血红蛋白血红蛋白，膜，膜载体蛋白、载体蛋白、脂蛋白（胆固醇蛋白质）脂蛋白（胆固醇蛋白质）

11、随血液将随血液将脂质从肝脏运输到身体其他部位脂质从肝脏运输到身体其他部位功能功能举例举例备注备注调节调节作用作用各种各种（肽类）（肽类）激素，能激素，能调节生物体调节生物体例子：例子：由下丘脑、垂由下丘脑、垂体、胰岛、胸腺分泌体、胰岛、胸腺分泌的激素。的激素。免疫免疫作用作用生物体内的生物体内的抗体抗体，能消，能消灭外来抗原物质灭外来抗原物质供能供能在糖类和脂肪被消耗后，在糖类和脂肪被消耗后，机体也会分解蛋白质供机体也会分解蛋白质供能能部位部位激素激素作用作用化学本质化学本质下丘脑下丘脑垂体垂体胰岛胰岛甲状腺甲状腺肾上腺肾上腺性器官性器官抗利尿激素抗利尿激素促促*激素释放激素激素释放激素生长激

12、素生长激素促促*激激素素胰岛素、胰高血糖素胰岛素、胰高血糖素甲状腺激素甲状腺激素肾上腺素肾上腺素醛固酮醛固酮雌雄激素、孕激素雌雄激素、孕激素促进水的重吸收促进水的重吸收促进垂体合成分泌相应促进垂体合成分泌相应激素激素促生长促生长维持相应腺体的生长发育、维持相应腺体的生长发育、分泌激素分泌激素调节血糖调节血糖促新陈代谢，影响神经系统促新陈代谢，影响神经系统升高血糖升高血糖保保Na排排K维持第二性征；促进性维持第二性征；促进性器官发育等器官发育等肽和蛋肽和蛋白质类白质类激素激素氨基酸氨基酸衍生物衍生物类固醇类固醇激素激素【例例9 9】下列各项中与蛋白质作用无关的是下列各项中与蛋白质作用无关的是A

13、A催化与调节催化与调节B B运动运动C C运送物质运送物质D D贮存遗传信息贮存遗传信息【例例1010】下列生理活动与蛋白质功能有关的是（双选）下列生理活动与蛋白质功能有关的是（双选）氧气在血液中的运输氧气在血液中的运输CO2CO2进入叶绿体进入叶绿体质壁分离质壁分离细胞识别细胞识别五、拓展应用五、拓展应用（一）有关蛋白质的计算（一）有关蛋白质的计算（二）蛋白质代谢（二）蛋白质代谢（三）蛋白质的变性与应用（三）蛋白质的变性与应用( (1 1) )链状肽的对应关系链状肽的对应关系氨基氨基酸数酸数肽肽键键数数脱水脱水数数氨基酸氨基酸平均分平均分子量子量蛋白质蛋白质平均分平均分子量子量DNADNA碱

14、基碱基数数mRNAmRNA碱基碱基数数氨基氨基与羧与羧基数基数1 1条条肽肽链链a aa-1a-1 a-1a-1b bab-ab-18(a-1)18(a-1)至少至少6a6a至少至少3a3a至少至少1 1个个n n条条肽肽链链a aa-na-n a-na-nb bab-ab-18(a-n)18(a-n)至少至少6a6a至少至少3a3a至少至少n n个个（一）有关蛋白质的计算（一）有关蛋白质的计算1.1.有关肽链的计算有关肽链的计算【例例1111】血红蛋白分子中含有血红蛋白分子中含有574574个氨基酸和四条肽链，个氨基酸和四条肽链，问在形成此蛋白质分子时，失去水分子数和形成的肽问在形成此蛋白质

15、分子时，失去水分子数和形成的肽键个数分别是多少？键个数分别是多少？【例例1212】组成生物体某蛋白质的组成生物体某蛋白质的1212种氨基酸的平均相种氨基酸的平均相对分子质量为对分子质量为128128，一条含，一条含100100个肽键的多肽链的相对个肽键的多肽链的相对分子质量为多少？分子质量为多少？57057057057012812810110110010018181112811128【例例1313】这这5151个氨基酸形个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了多少？量比原来减少了多少？( (2 2) )环状肽：环状肽：环状肽的氨基酸是首尾相连的，所以其肽键数脱去水环

16、状肽的氨基酸是首尾相连的，所以其肽键数脱去水分子数氨基酸数。环肽链主链中无氨基和羧基，环状分子数氨基酸数。环肽链主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基和羧基数目取决于构成环状肽氨基酸肽中氨基和羧基数目取决于构成环状肽氨基酸R R基团中基团中的氨基和羧基的氨基和羧基【例例1 14 4】全世界每年有成百上千人由于误吃毒蘑菇而全世界每年有成百上千人由于误吃毒蘑菇而死亡，鹅膏藫碱就是一种毒蘑菇的霉素，它是一种环死亡，鹅膏藫碱就是一种毒蘑菇的霉素，它是一种环状八肽。若状八肽。若2020种氨基酸的平均相对分子质量为种氨基酸的平均相对分子质量为128128，则鹅膏藫碱的相对分子质量大约是则鹅膏藫碱的相对分子质量大

17、约是A A1024 B1024 B898 C898 C880 D880 D8628621281288-188-188=8808=880（脱去的是（脱去的是8 8个水，不是个水，不是7 7个水）个水）( (3 3) )氨基酸数目与基因碱基数目的关系氨基酸数目与基因碱基数目的关系在转录和翻译过程中，基因中的碱基数在转录和翻译过程中，基因中的碱基数mRNAmRNA分子中分子中的碱基数的碱基数蛋白质中的氨基酸数蛋白质中的氨基酸数 = 631= 631。【例例1 15 5】已知一条多肽链的相对分子质量为已知一条多肽链的相对分子质量为1.0321.03210104 4，每个氨基酸的平均相对分子质量为每个氨

18、基酸的平均相对分子质量为120120，每个脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸的平均相对分子质量为的平均相对分子质量为300300，那么，合成该多肽化合物的，那么，合成该多肽化合物的基因的相对分子质量不低于基因的相对分子质量不低于A A12120 B12120 B90900 C90900 C181800 D181800 D170928170928脱水数脱水数= =肽键数肽键数= =氨基酸数肽链数氨基酸数肽链数 氨基数氨基数= =肽链数肽链数+R+R基上的氨基数基上的氨基数= =氨基的总数肽键氨基的总数肽键数数羧基数羧基数= =肽链数肽链数+R+R基上的羧基数基上的羧基数= =羧基的总数肽键羧基的总数肽键

19、数数N N原子数原子数= = 氨基酸数氨基酸数+R+R基上的基上的N N原子数原子数 = =肽键数肽键数+ +肽链数肽链数+R+R基上的基上的N N原子数原子数 = =各氨基酸中各氨基酸中N N的总数的总数O O原子数原子数= =肽键数肽键数+2+2肽链数肽链数+R+R基上的基上的O O原子数原子数 = =氨基酸数氨基酸数+ +肽链数肽链数+R+R基上的基上的O O原子数原子数 = =各氨基酸中各氨基酸中O O的总数脱水数的总数脱水数H H原子数原子数= =各氨基酸中各氨基酸中H H的总数的总数2 2脱水数脱水数蛋白质相对分子质量蛋白质相对分子质量= =各氨基酸平均相对分子质量各氨基酸平均相对

20、分子质量氨基酸数氨基酸数1818脱水数脱水数总结总结【例例1 16 6】(2006(2006珠海珠海) )分析多肽分析多肽E E和多肽和多肽F F（均由一（均由一条肽链组成）得到以下结果：（单位：个）条肽链组成）得到以下结果：（单位：个）那么请你推算这两种多肽中氨基酸的数目最可能那么请你推算这两种多肽中氨基酸的数目最可能是是元素或基元素或基团团C CH HO ON N-NH-NH2 2-COOH-COOH多肽多肽E E201201348348626253533 32 2多肽多肽F F182182294294555554546 61 1选选 项项A AB BC CD D多肽多肽E E199199

21、34034058585151（53-253-2）多肽多肽F F18118128128153534949（54-554-5）2.2.求氨基酸的分子简式求氨基酸的分子简式【例例18】谷胱甘肽（谷胱甘肽（C10H17O6N3S）是存在于动植物和）是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽，它由谷氨酸微生物细胞中的一种重要三肽，它由谷氨酸（C5H9O4N）、甘氨酸（）、甘氨酸（C2H5O2N）和半胱氨酸缩合）和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子简式为而成，则半胱氨酸可能的分子简式为【例例1 18 8】已知四种氨基酸已知四种氨基酸甘氨酸、精氨酸、丝氨酸甘氨酸、精氨酸、丝氨酸和丙氨酸各和丙氨酸各1 1

22、个，它们可能形成的四肽有个，它们可能形成的四肽有种，若一个六肽由上述四种氨基酸（数量不限），则该种，若一个六肽由上述四种氨基酸（数量不限），则该多肽最多有多肽最多有种不同的结构。种不同的结构。24463.3.氨基酸的排列与多肽的种类：氨基酸的排列与多肽的种类：（二）蛋白质代谢（二）蛋白质代谢思考：进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消思考：进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸化酶的作用才能分解为氨基酸? ?消化吸收消化吸收蛋白质代谢蛋白质代谢【例例2020】(04(04年广东生物年广东生物) )关于进入动物细胞内氨基酸关于进入动物细胞内氨基酸所发生变化的描述，正

23、确的是：所发生变化的描述，正确的是：A A可以合成蛋白质可以合成蛋白质 B B分解的最终产物是二氧化碳和水分解的最终产物是二氧化碳和水C C直接合成性激素直接合成性激素 D D经过氨基转换作用形成尿素经过氨基转换作用形成尿素1.1.蛋白质变性的因素蛋白质变性的因素（1 1）重金属盐（汞盐、银盐）；）重金属盐（汞盐、银盐）； （2 2）酸、碱、乙醇、尿素；）酸、碱、乙醇、尿素；（3 3）高温；）高温； （4 4）X X射线、紫外线等；射线、紫外线等；（三）蛋白质的变性与应用（三）蛋白质的变性与应用2.2.蛋白质变性过程中发生的变化：蛋白质变性过程中发生的变化：不发生肽键断裂，主要发生空间结构的变

24、化，使肽链由不发生肽键断裂，主要发生空间结构的变化，使肽链由有序状态变为无序状态，溶解度降低易于形成沉淀。有序状态变为无序状态，溶解度降低易于形成沉淀。蛋白质变性，使蛋白质的生物活性丧失，如酶失去催化蛋白质变性，使蛋白质的生物活性丧失，如酶失去催化能力、血红蛋白失去输氧能力等。能力、血红蛋白失去输氧能力等。4.4.蛋白质变性的应用蛋白质变性的应用n盐析：盐析：向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以液后，可以降低蛋白质的溶解度降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝，使蛋白质凝聚而从溶液中析出聚而从溶液中析出, ,这种作用叫作盐析，是物这种作用叫作盐析，是物理变化，

25、可复原。理变化，可复原。n变性是化学反应，无法复原。变性是化学反应，无法复原。 3.3.变性与盐析的比较变性与盐析的比较【例例2 20 0】过去主要依据形态学特征进行植物分类，过去主要依据形态学特征进行植物分类，近年来出现了以基因或蛋白质的相似性作为分类依近年来出现了以基因或蛋白质的相似性作为分类依据的方法。同类的蛋白质氨基酸序列相似，亲缘关据的方法。同类的蛋白质氨基酸序列相似，亲缘关系越近。下面是对甲、乙、丙、丁四种植物具有相系越近。下面是对甲、乙、丙、丁四种植物具有相同功能的蛋白质氨基酸序列的研究结果（虚构）。同功能的蛋白质氨基酸序列的研究结果（虚构）。依据此结果，按与甲相似程度由高到低顺

26、序排列，依据此结果，按与甲相似程度由高到低顺序排列，列出了四种植物的亲缘关系，其中正确的是列出了四种植物的亲缘关系，其中正确的是甲：丙氨酸亮氨酸色氨酸甘氨酸甲：丙氨酸亮氨酸色氨酸甘氨酸乙：丙氨酸甘氨酸丝氨酸甘氨酸乙：丙氨酸甘氨酸丝氨酸甘氨酸丙：亮氨酸亮氨酸酪氨酸丝氨酸丙：亮氨酸亮氨酸酪氨酸丝氨酸丁：丙氨酸亮氨酸丝氨酸甘氨酸丁：丙氨酸亮氨酸丝氨酸甘氨酸A A甲乙丙丁甲乙丙丁B B甲乙丁丙甲乙丁丙C C甲丁乙丙甲丁乙丙D D甲丁丙乙甲丁丙乙【例例2 21 1】对细胞中某些物质的组成进行分析，对细胞中某些物质的组成进行分析，可以鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种可以鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般采用的物质可以是（双选题）的辅助手段，一般采用的物质可以是（双选题）A A蛋白质蛋白质 B BDNA DNA C C核苷酸核苷酸 D D氨基酸氨基酸