【教学课件】第二节生命活动的主要承担者-蛋白质.ppt
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1、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1.1.含量含量:占占细胞干重细胞干重的的 以上。以上。50%2.2.组成元素组成元素:一定有一定有C C、H H、O O、N N。有的还含有。有的还含有P P、S S、FeFe等等.3.3.相对分子质量相对分子质量:很大,属高分子化合物。很大,属高分子化合物。一、蛋白质的组成:一、蛋白质的组成:4.4.基本组成单位:基本组成单位:氨基酸氨基酸5.5.组成蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸约约有有2020种种;必需氨基酸必需氨基酸:是人体细胞是人体细胞不能合成不能合成的必须从的必须从外界环境中直接获取外界环境中直接获取的氨基酸。成人
2、的氨基酸。成人有有8 8种种必必需需氨基酸氨基酸:蛋蛋(甲硫甲硫)氨酸、氨酸、缬缬氨酸、氨酸、赖赖氨酸、氨酸、异异亮氨酸、亮氨酸、苯苯丙氨酸、丙氨酸、亮亮氨酸、氨酸、色色氨酸、氨酸、苏苏氨酸氨酸;【甲携来一本亮色书甲携来一本亮色书】。婴儿外加组氨婴儿外加组氨酸。酸。非必需氨基酸非必需氨基酸:是人体细胞:是人体细胞能够合成能够合成的的氨基酸,氨基酸,约约12种种v每种氨基酸分子每种氨基酸分子至少至少都含有都含有()和和()。)。v且都有一个氨基和一个羧基连接在且都有一个氨基和一个羧基连接在上。上。v氨基酸分子不同,就不同在氨基酸分子不同,就不同在 。如甘氨酸。如甘氨酸。如甘氨酸。如甘氨酸,丙氨酸
3、丙氨酸丙氨酸丙氨酸一个氨基一个氨基NHNH2 2一个羧基一个羧基COOHCHR6.6.氨基酸的结构通式:氨基酸的结构通式:同一个碳原子同一个碳原子R R基基侧链基团HNHCOHO特点分析特点分析分析分析举举例例氨基酸分子中氨基酸分子中至少至少有有一个一个NH2、一个、一个COOH,因,因为为R基中基中可能有可能有NH2,COOH分析分析举举例例都有一个都有一个NH2和一个和一个COOH连连在在同一个碳原同一个碳原子子上,否上,否则则不是构成生物不是构成生物体蛋白体蛋白质质的氨基酸的氨基酸反例:反例:H2NCH2CH2CH2COOH非生物体内氨基酸非生物体内氨基酸下列分子是不是下列分子是不是下列
4、分子是不是下列分子是不是组成蛋白质的氨基酸?如果是的话,组成蛋白质的氨基酸?如果是的话,组成蛋白质的氨基酸?如果是的话,组成蛋白质的氨基酸?如果是的话,R R R R基是什么?基是什么?基是什么?基是什么?C CCOOHCOOHCHCH3 3HOOCHOOCH HC CNHNH2 2CHCH3 3H H2 2N NH HC CH HHOOCHOOCH HCHCH2 2NHNH2 2C CNHNH2 2HOOCHOOCH HCHCH2 2NHNH2 2CHCHNHNH2 2HOOCHOOCCHCHNHNH2 2HOOCHOOC123451.某氨基酸分子中含有某氨基酸分子中含有2个氨基(个氨基(-
5、NH2),其中一个氨基其中一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上,则另一个氨基的部位和一个羧基连在同一个碳原子上,则另一个氨基的部位应是:应是:A.和羧基连在同一个碳原子上和羧基连在同一个碳原子上 B.一定连在羧基上一定连在羧基上C.在在R基上基上 D.与氨基一端相连与氨基一端相连1.1.氨基酸的结合方式:氨基酸的结合方式:CHCOOHR1CHNH2COOHR2NH2COHNHOH二、蛋白质的结构二、蛋白质的结构氨基酸的结合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH氨基酸的结合方式:CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二二肽肽肽键肽键脱水缩合脱水缩合肽键写法:肽键写法:NHC
6、O 或或CONH氨基酸的结合方式:脱水缩合肽键肽键CHCOOHR2HNOH HCCHR1NH2COCHR2HNO二肽二肽H2OH2O氨基酸的结合方式:脱水缩合CCHR1NH2COCHR2HNO肽键肽键二肽二肽CHCOOHR2HNH2O肽键肽键三三肽肽vv以此类推,由多个氨基酸分子缩合而成的含以此类推,由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物,叫多肽(链状)。有多个肽键的化合物,叫多肽(链状)。H2O氨基酸的氨基酸的脱水缩合反应脱水缩合反应过程过程:一个氨基酸的一个氨基酸的非非R基上基上羧基羧基和另一个氨基酸和另一个氨基酸非非R基上基上的的氨氨基基分别脱下分别脱下OH和和H结合形成结合形成
7、H2O,同,同时时形成一个肽键形成一个肽键。(1)一一条条肽肽链链上上至至少少有有一一个个游游离离的的氨氨基基和和一一个个游离的游离的羧羧基,分基,分别别位于位于肽链肽链的两端。的两端。(2)H2O中中的的H来来自自于于COOH和和NH2,而而O则则只来自于只来自于COOH。(3)若若某某肽肽链链中中有有四四个个肽肽键键,此此化化合合物物应应叫叫五五肽肽,不叫四,不叫四肽肽,即以脱水,即以脱水缩缩合的氨酸个数命名。合的氨酸个数命名。根据下面图解,回答问题:根据下面图解,回答问题:(1)该图中,)该图中,表示表示,表示表示,表示表示。(2)该化合物由)该化合物由个氨基酸分子失去个氨基酸分子失去个
8、水分子而形成,这个水分子而形成,这种反应叫种反应叫反应。反应。(3)该化合物含有)该化合物含有个肽键,该图所示化合物的名称是个肽键,该图所示化合物的名称是。(4)该图中所示的氨基酸种类不同,是由)该图中所示的氨基酸种类不同,是由决定的。决定的。(5)如果图中氨基酸的平均分子量为)如果图中氨基酸的平均分子量为180,则该化合物的分子量是,则该化合物的分子量是。氨基氨基肽键肽键羧基羧基四肽四肽(多肽多肽)三三四四三三脱水缩合脱水缩合R基基666 CNH2HHCONH CCH3HCOOHCONH CHCH2C ONH2CONHHCH2C COOH2.2.从氨基酸到蛋白质从氨基酸到蛋白质从氨基酸到蛋白
9、质从氨基酸到蛋白质的结构层次的结构层次的结构层次的结构层次 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 二肽二肽二肽二肽 三肽三肽三肽三肽 :多肽多肽多肽多肽一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质多条多肽链盘曲多条多肽链盘曲多条多肽链盘曲多条多肽链盘曲折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质一级结构一级结构二、三级结构二、三级结构四级结构四级结构4多样性的多样性的直接原因直接原因(1)氨基酸的种类不同。氨基酸的种类不同。(2)氨基酸的氨基酸的_不同。不同。(3)氨基酸的氨基酸的_不同。不同。(4)_ 的盘曲折叠方式及形成的
10、空间结构不同。的盘曲折叠方式及形成的空间结构不同。数目数目排列顺序排列顺序肽链肽链由一条或几条肽链通过一定的化学键由一条或几条肽链通过一定的化学键(如二硫键如二硫键)折叠、盘折叠、盘曲,形成具有特定空间结构的蛋白质。曲,形成具有特定空间结构的蛋白质。每条多肽链至少含有一个每条多肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的游离的氨基和一个游离的羧基。羧基。3.结构特点:结构特点:具有多样性。具有多样性。5.多样性的多样性的根本原因根本原因:是是DNA分子的多样性分子的多样性。由于。由于蛋白质是生命活动的主要承担者,从而导致了生物的蛋白质是生命活动的主要承担者,从而导致了生物的多样性。多样性。【深层拓展
11、深层拓展】多肽和蛋白质的区别与联系多肽和蛋白质的区别与联系蛋白质蛋白质多肽多肽有无空间结构有无空间结构有有无无多样性原因多样性原因四个方面四个方面只有三个方面,无只有三个方面,无空间结构差异空间结构差异联系联系蛋白质可由一条或几条肽链形蛋白质可由一条或几条肽链形成成提醒提醒翻译的直接产物翻译的直接产物多肽,不多肽,不叫蛋白质,必须经内质网和高叫蛋白质,必须经内质网和高尔基体再加工后,形成一定的尔基体再加工后,形成一定的空间结构才叫蛋白质空间结构才叫蛋白质1下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是确的是()A蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸蛋白质结
12、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的种类、数目和空间结构有关B已知某化合物具有催化功能,可以推断此物已知某化合物具有催化功能,可以推断此物质为蛋白质质为蛋白质C有些蛋白质具有防御功能,如抗体;有些蛋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。抗体与受体白质具有接受信息的功能,如受体。抗体与受体都具有专一性都具有专一性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C2.人体的肌肉主要由蛋白质构成,但平滑肌和骨骼人体的肌肉主要由蛋白质构成,但平滑肌和骨骼肌的功能不同,其原因是:肌的功能不同,其原因是:A.属于不同系统属
13、于不同系统 B.所含蛋白质分子结构不同所含蛋白质分子结构不同C.肌肉细胞的形状不同肌肉细胞的形状不同 D.在人体内的分布位置不同在人体内的分布位置不同1.具有具有酸碱两性酸碱两性:由于由于蛋白质分子中存在着氨基和羧基,所蛋白质分子中存在着氨基和羧基,所以具有弱酸性和弱碱性。以具有弱酸性和弱碱性。2.可可发生水解反生水解反应:在酸性在酸性、碱性或、碱性或酶的条件下可水解,的条件下可水解,最最终形成多种形成多种a-氨基酸氨基酸3.溶于水具有胶体的性质溶于水具有胶体的性质4.盐析析:少量的无机盐能促进蛋白质的溶解,浓的无机盐少量的无机盐能促进蛋白质的溶解,浓的无机盐溶液可使蛋白质的溶解度降低而析出,
14、这种作用叫做盐析溶液可使蛋白质的溶解度降低而析出,这种作用叫做盐析5.变性性:在高温、在高温、强酸、酸、强碱、重金属碱、重金属盐、紫外、紫外线等条件等条件下下蛋白质的蛋白质的空间结构会发生改变空间结构会发生改变而凝结起来而凝结起来,这种种变化是化是不可逆的,叫做不可逆的,叫做变性,蛋白性,蛋白质变性后失去溶解性和生理活性后失去溶解性和生理活性。性。变性不破坏性不破坏肽键。6.显色:色:遇遇浓硝酸硝酸显黄色黄色,双,双缩脲试剂显紫色。紫色。三、蛋白质的性质三、蛋白质的性质功能功能举举例例构成构成细细胞和生物体胞和生物体的的结结构物构物质质构成构成动动物和人体的肌肉,构成生物膜、核糖物和人体的肌肉
15、,构成生物膜、核糖体、染色体等的成分体、染色体等的成分构构成成细细胞胞和和生生物物体体的的功功能能物物质质催化作用催化作用参与生物体各参与生物体各项项生命活生命活动动的的酶酶多数是蛋白多数是蛋白质质运运输输作用作用红细红细胞中的血胞中的血红红蛋白,膜上的蛋白,膜上的载载体蛋白体蛋白运运动动功能功能肌肌动动蛋白和肌球蛋白,二者使肌肉收蛋白和肌球蛋白,二者使肌肉收缩缩,产产生运生运动动信息信息传递传递作用作用调节调节作用作用胰胰岛岛素、生素、生长长激素等蛋白激素等蛋白质类质类激素,能激素,能调节调节生物体的生命活生物体的生命活动动免疫作用免疫作用生物体内的抗体,能消生物体内的抗体,能消灭灭外来抗原
16、物外来抗原物质质细细胞内的能源胞内的能源物物质质在糖在糖类类和脂肪供和脂肪供应应不足的情况下,机体也会不足的情况下,机体也会分解蛋白分解蛋白质质供能供能四、蛋白质的功能四、蛋白质的功能一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的质是生命活动的_。主要承担者主要承担者蛋白质的功能也具有多样性,结构多蛋白质的功能也具有多样性,结构多样性决定了其功能的多样性!样性决定了其功能的多样性!4(2011年上海高考年上海高考)就物就物质质属性而言,蛋白属性而言,蛋白质质、抗原和多糖三者之抗原和多糖三者之间间的关系是的关系是()A五、有关蛋白质的计算五、有关蛋白质的计算 关于
17、氨基酸缩合反应的计算关于氨基酸缩合反应的计算(1)当当m个氨基酸脱水缩合形成个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时,形成的条肽链时,形成的肽键数失去的水分子数肽键数失去的水分子数m1。至少至少有一个有一个NH2,一个,一个COOH。(2)当当m个氨基酸脱水缩合形成个氨基酸脱水缩合形成n条肽链时,形成的条肽链时,形成的肽键数失去的水分子数肽键数失去的水分子数mn。至少至少有有n个个NH2,n个个COOH。1.几种数量关系总结如下几种数量关系总结如下氨基酸氨基酸平均相平均相对对分子分子质质量量氨基氨基酸数酸数目目肽键肽键数目数目脱去水脱去水分子数分子数目目多多肽肽相相对对分子量分子量氨基氨基羧羧基基数目数
18、目1条条肽肽链链amm1m1ma18(m1)至少至少1个个至少至少1个个n条条肽肽链链ammn mnma18(mn)至少至少n个个至少至少n个个(1)若有)若有m种氨基酸,种氨基酸,每种无限多个每种无限多个,由其中,由其中n个氨基酸组成的肽链的条数为:个氨基酸组成的肽链的条数为:mn(2)若有)若有m种氨基酸,种氨基酸,每种每种1个个,由其中,由其中n个个氨基酸组成的肽链的条数为:氨基酸组成的肽链的条数为:M(m-1)(m-2)(m-n+1)2.肽链数的计算:肽链数的计算:3.氨基酸脱水缩合形成的蛋白质有如下规律:氨基酸脱水缩合形成的蛋白质有如下规律:(1)(1)氨基数氨基数肽链数肽链数R R
19、基上的氨基数各氨基酸中氨基上的氨基数各氨基酸中氨基总数肽键数。基总数肽键数。(2)(2)羧基数羧基数肽链数肽链数R R基上的羧基数各氨基酸中羧基上的羧基数各氨基酸中羧基总数肽键数。基总数肽键数。(3)(3)N N原子数原子数各氨基酸中各氨基酸中N N的总数肽键数的总数肽键数+肽链数肽链数+R+R基中的基中的N N原子数氨基酸数原子数氨基酸数+R+R基中的基中的N N原子数。原子数。(4)(4)O O原子数原子数各氨基酸中各氨基酸中O O的总数脱去水分子数的总数脱去水分子数肽键数肽键数+2+2肽链数肽链数+R+R基中的基中的O O原子数原子数2 2氨基酸数氨基酸数-肽键肽键数数+R+R基中的基中
20、的O O原子数。原子数。4.氨基酸与相应氨基酸与相应DNA及及RNA片段中碱基数目之间的关系片段中碱基数目之间的关系 碱基数大于碱基数大于6 碱基数大于碱基数大于3 氨基酸数氨基酸数1具有上述比例的原因:具有上述比例的原因:(1)DNA中有的片段无遗传效应,不能转录形成中有的片段无遗传效应,不能转录形成mRNA。(2)基因片段中有的片段起调控作用,不能转录。基因片段中有的片段起调控作用,不能转录。(3)真核基因中有内含子,不编码氨基酸。真核基因中有内含子,不编码氨基酸。(4)mRNA中有终止密码子,终止密码子不对应氨基酸。中有终止密码子,终止密码子不对应氨基酸。(5)一个基因决定的是一条肽链,
21、而蛋白质往往由一条或几一个基因决定的是一条肽链,而蛋白质往往由一条或几条肽链盘曲折叠构成。条肽链盘曲折叠构成。综上所述:综上所述:由已知氨基酸数推导得出的由已知氨基酸数推导得出的DNA或或RNA的碱的碱基数均为基数均为最小值最小值,比实际数要少。,比实际数要少。【深层拓展深层拓展】(1)蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有他形式告知蛋白质中有 二硫键形成时,要考虑该过程二硫键形成时,要考虑该过程脱去氢的质量,脱去氢的质量,形成一个二硫键脱去形成一个二硫键脱去2个氢原子个氢原子。(2)若脱水缩合形成的多肽链构成若脱水缩合形成的多肽链
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