苏教2008年江苏地区生物学科_高一_必修一_分子与细胞_第二章细胞中的生物大分子(二)蛋白质 (苏教版_课件).ppt

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1、【学习目标学习目标】1、蛋白质的元素组成及基本组成单位、蛋白质的元素组成及基本组成单位、氨基酸的种类氨基酸的种类2、氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过、氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程程3、蛋白质的结构和功能极其关系、蛋白质的结构和功能极其关系4、蛋白质研究的新进展、蛋白质研究的新进展四、蛋白质四、蛋白质恩格斯曾说过这样的话：恩格斯曾说过这样的话：“生命是蛋白质的存生命是蛋白质的存在方式，这种存在方式本质上就在于蛋白质化在方式，这种存在方式本质上就在于蛋白质化学成分的不断自我更新。学成分的不断自我更新。”这句话的意思是：没有蛋白质的存在，也就没这句话的意思是：没有蛋白质的存在，也就没有生命。蛋

2、白质是一切生命活动的体现者，有有生命。蛋白质是一切生命活动的体现者，有什么样的蛋白质就能表现出什么样的生物性状。什么样的蛋白质就能表现出什么样的生物性状。由此可见，蛋白质对于生命来说是非常重要的。由此可见，蛋白质对于生命来说是非常重要的。蛋白质被称做是生命活动的体现者。在细胞的蛋白质被称做是生命活动的体现者。在细胞的各种结构中都是非常重要的成分。大约占细胞各种结构中都是非常重要的成分。大约占细胞干重的干重的50%，是细胞中含量最多的有机化合物，是细胞中含量最多的有机化合物，是一种高分子化合物，或叫生物大分子。是一种高分子化合物，或叫生物大分子。1、相对分子量大、相对分子量大几千到几十万个原子，

3、分子量几万到几几千到几十万个原子，分子量几万到几百万百万如：乳球蛋白如：乳球蛋白3、6万万牛的胰岛素牛的胰岛素5700人的血红蛋白人的血红蛋白645002、元素组成：、元素组成：一定有一定有C、H、O、N,绝大多绝大多数含数含S,还可能含有其他元素还可能含有其他元素如如Fe、Cu、Mn、I等例：分子式为例：分子式为C1864H3021O576N468S21的化合物，的化合物，最可能是（最可能是（）A核糖核酸核糖核酸B磷脂磷脂C蛋白质蛋白质D肝糖元肝糖元C3、基本组成单位：、基本组成单位：种类：约（种类：约（）种）种结构特点：每种氨基酸都有一个结构特点：每种氨基酸都有一个和和一个一个与与C原子上

4、相连，而且原子上相连，而且碳原子还分别与一个碳原子还分别与一个、一个、一个相连接。相连接。各种氨基酸的区别就在于各种氨基酸的区别就在于的不同。的不同。氨基酸20氨基氨基羧基 同一个同一个这个这个氢原子氢原子可变的可变的R基基R基基观察下列几种氨基酸的结构。观察下列几种氨基酸的结构。甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸HHCCOOHNH2CH3HCCOOHNH2SHCH2HCCOOHNH2讨论：它们在结构上有什么相同点和不同点？讨论：它们在结构上有什么相同点和不同点？COHO氨基酸分子结构通式氨基酸分子结构通式CHH2NR氨基氨基羧基羧基R基基H原子原子C原子原子结构通式：结构通式：例如：例

5、如：HCH3CH2COOH|NH2-C-COOHNH2-C-COOHNH2-C-COOH|HHH甘氨酸甘氨酸R基是基是丙氨酸丙氨酸R基是基是天冬氨酸天冬氨酸R基是基是 A、氨基：、氨基：B、羧基：、羧基：C、R基基：-H-CH3-CH2COOH-NH2-COOH-R甘氨酸天冬氨酸丙氨酸例：谷氨酸，它的例：谷氨酸，它的R基基是是-CH2-CH2-COOH,则则其结构式为：其结构式为：化学式为：化学式为：CH2-CH2-COOH NH2CCOOHHC5H9O4NCHCH2NOHOCH3CH3缬氨酸缬氨酸CHCHCHH2NOHO甘氨酸甘氨酸观察以下几种氨基酸的结构，写出它们的观察以下几种氨基酸的结构

6、，写出它们的R基。基。CHCH2NOHOCHCH3CH3亮氨酸亮氨酸CH2CHH2NOHOCH3丙氨酸丙氨酸C练习：练习：练习：练习：下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸（）下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸（）下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸（）下列哪个不是构成蛋白质的氨基酸（）A.NHA.NH2 2CHCOOHCHCOOH|CHCH2 2CHCH3 3 B.NHB.NH2 2CHCH2 2COOHCOOHC.NHC.NH2 2CHOHCHOH|COOHCOOH D.NHD.NH2 2(CH(CH2 2)3 3COOHCOOHD D4 4、氨基酸之间的连接方式氨基酸之间的连接方式C CH HCOOHCO

7、OHR R2 2H HN NH HC CH HR R1 1NHNH2 2C CO OOHOH氨基酸的结合方式：氨基酸的结合方式：OHOHC CH HR R1 1NHNH2 2C CO OH H2 2O OH HC CH HCOOHCOOHR R2 2H HN N脱水缩合脱水缩合脱水缩合：一个氨基酸分子的：一个氨基酸分子的 和另一个氨和另一个氨基酸分子的基酸分子的 相连接，同时脱去一分子的相连接，同时脱去一分子的 的结合方式。的结合方式。羧基（羧基（COOH）氨基（氨基（NH2）水水C CH HR R1 1NHNH2 2C CO OC CH HCOOHCOOHR R2 2H HN NH H2 2

8、O O二二肽肽肽键肽键 二肽：由二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物。氨基酸分子缩合而成的化合物。肽键：连接两个氨基酸分子的肽键：连接两个氨基酸分子的 氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式:脱水缩合脱水缩合化学键化学键（NHCO）两个两个氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式:脱水缩合脱水缩合肽键肽键C CH HCOOHCOOHR R3 3H HN NOHOHH HC CC CH HR R1 1NHNH2 2C CO OC CH HR R2 2H HN NO O二肽二肽H H2 2O OH H2 2O OC CC CH HR R1 1NHNH2 2C CO OC CH HR R2 2H HN NO O肽

9、键肽键二肽二肽C CH HCOOHCOOHR R3 3H HN NH H2 2O O肽键肽键三三肽肽H H2 2O O 由由三个三个氨基酸分子缩合而成的含有氨基酸分子缩合而成的含有 肽键肽键的化合物，叫的化合物，叫 （或（或 ）。）。两个两个三肽三肽多肽多肽4 4、氨基酸之间的连接方式、氨基酸之间的连接方式酶肽键肽键+H2O二肽二肽脱水缩合反应氨基酸缩合成二肽并生成一分子水，这氨基酸缩合成二肽并生成一分子水，这个水分子的氢来自（个水分子的氢来自（）A氨基氨基B羧基羧基C氨基和羧基氨基和羧基DR基基 叫二肽；叫二肽；肽键结构式肽键结构式由两个氨基酸分子缩合而成的化合物由两个氨基酸分子缩合而成的化

10、合物NHCOC思考：思考：（1）三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书写，形成的化合物叫什么名称？酶+2H2O三肽三肽（2）在上述形成二肽和三肽的过程中，）在上述形成二肽和三肽的过程中，各形成几个肽键？失去几分子水？各形成几个肽键？失去几分子水？（3）在上述形成二肽和三肽的过程中，）在上述形成二肽和三肽的过程中，原来氨基酸中共有氨基和羧基多少个？形原来氨基酸中共有氨基和羧基多少个？形成的二肽和三肽中还有氨基和羧基各多少成的二肽和三肽中还有氨基和羧基各多少个？氨基和羧基为什么减少了？个？氨基和羧基为什么减少了？多多肽：由肽：由3个或个或3个以上氨基酸分子缩合而个以上氨基酸分子缩合而 成，含多个肽键的化

11、合物。成，含多个肽键的化合物。肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通 常又叫肽链。常又叫肽链。组成蛋白质的肽链不呈直线，也不在同一个平面组成蛋白质的肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是折叠、盘曲成复杂的空间结构。上，而是折叠、盘曲成复杂的空间结构。一个蛋白质分子可含有一条或几条肽链，并通一个蛋白质分子可含有一条或几条肽链，并通过一定的化学键连接成复杂结构。过一定的化学键连接成复杂结构。5、多肽、多肽6、空间结构、空间结构CCHCNOR3（n n1 1）H H2 2O OHOCHNHR2CHCNOR4HCOCHNHR1NHCO注意：注意：一条多肽链一条多肽链至

12、少至少含有含有一个游离的羧基一个游离的羧基和和一个游离的氨基一个游离的氨基，且位于肽链的两端。，且位于肽链的两端。（2）结果：以此类推，由）结果：以此类推，由3个或个或3个以上个以上氨基酸氨基酸分子通过脱水缩合而成的含有多个肽键的化合分子通过脱水缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫物，叫多肽多肽（链状）。（链状）。CH2NHHCONHCCH3HCOOHCONHCHCH2C ONH2CONHHCH2C COOH（1 1）该化合物中，）该化合物中，表示表示_，表示表示_ ，表示表示_。（2 2）该化合物有氨基该化合物有氨基_个，个，有羧基有羧基_个。个。该化合物的名称是该化合物的名称是_。氨基氨基羧

13、基羧基肽键肽键22多肽多肽（四肽）（四肽）练习：练习：(3)(3)肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：氨基酸氨基酸肽键肽键肽键数=6 1肽键数=8 2a a、n n个氨基酸经脱水缩合形成个氨基酸经脱水缩合形成一条一条多肽链时，多肽链时，需脱去需脱去_个水，形成个水，形成_个肽键。个肽键。c c、n n个氨基酸经脱水缩合形成个氨基酸经脱水缩合形成m m条条多肽链时，多肽链时，需脱去需脱去_个水，形成个水，形成_个肽键。个肽键。n-1n-1n-1n-1n-mn-mn-mn-mb b、n n个氨基酸经脱水缩合形成个氨基酸经脱水缩合形成2 2条条多肽链时，多肽链时，需脱

14、去需脱去_ _个水，形成个水，形成_个肽键。个肽键。n-2n-2n-2n-2肽键数脱去水分子数肽键数脱去水分子数 氨基酸数肽链数氨基酸数肽链数d d、假设组成蛋白质的、假设组成蛋白质的2020种氨基酸的平均分子量为种氨基酸的平均分子量为128128，则由，则由100100个氨基酸构成的一条多肽链，其分子个氨基酸构成的一条多肽链，其分子量约为量约为 。1101811018蛋白质分子量蛋白质分子量 =氨基酸的总分子量氨基酸的总分子量脱去水的总分子量脱去水的总分子量 如果每个氨基酸的平均相对分子质量为如果每个氨基酸的平均相对分子质量为a a，那么由，那么由n n个个氨基酸氨基酸形成含形成含m m条肽

15、链的蛋白质，那么该条肽链的蛋白质，那么该蛋白质蛋白质相对分相对分子质量为子质量为_n nxa-(n-m)a-(n-m)x1818e e、由由100100个氨基酸构成的一条多肽链中，个氨基酸构成的一条多肽链中，至少有至少有_个氨基，个氨基，_个羧基。个羧基。11f f、由由n n个氨基酸构成的个氨基酸构成的m m条条多肽链中，多肽链中，至少有至少有_个氨基，个氨基，_个羧基。个羧基。m mm m有几条肽链，则至少有几个氨基和几个羧基有几条肽链，则至少有几个氨基和几个羧基例题：例题：1、10个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为 ，含有 个肽键，失去 个水分子。2、n个氨基酸脱水缩

16、合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为 ，含有 个肽键，失去 个水分子。3、10个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链含有 个肽键，失去 个水分子。4、10个氨基酸脱水缩合成三条肽链，这三条肽链含有 个肽键，失去 个水分子。5、n个氨基酸脱水缩合成m条肽链，这m条肽链含有 个肽键，失去 个水分子。十肽99n肽n-1n-18877n-mn-m肽键数氨基酸数肽链数肽键数氨基酸数肽链数例题：例题：6、假设组成蛋白质的20种氨基酸的平均分子量为128，（1）假设一个多肽化合物，由10个氨基酸构成一条肽链，那么该多肽的分子量约为 。（2）假设一个多肽化合物，由10个氨基酸构成两条肽链，那么该多肽的分子

17、量约为 。（3）假设一个多肽化合物，由n个氨基酸构成m条肽链，那么该多肽的分子量约为 。128n-18（n-m）11361118例题：例题：7、假如组成多肽的每个氨基酸中，只含有一个氨基和一个羧基，那么：（1）一个多肽化合物，由10个氨基酸构成一条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为 、。（2）一个多肽化合物，由10个氨基酸构成两条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为 、。（3）一个多肽化合物，由n个氨基酸构成m条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为 、。1122mm7 7、蛋白质分子多样性、蛋白质分子多样性氨基酸种类不同氨基酸种类不同氨基酸数目不同氨基酸数

18、目不同氨基酸序列不同氨基酸序列不同肽链空间结构不同肽链空间结构不同蛋白质蛋白质的结构的结构多样性多样性蛋白质蛋白质的种类的种类多样性多样性蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性7 7、蛋白质多样性的原因、蛋白质多样性的原因 由于组成蛋白由于组成蛋白质多肽链的氨基酸质多肽链的氨基酸在在种类、数目、排种类、数目、排列顺序上列顺序上的不同，的不同，以及构成蛋白质的以及构成蛋白质的多肽链在数目和空多肽链在数目和空间结构上间结构上的不同，的不同，因此，细胞中的蛋因此，细胞中的蛋白质具有多样性白质具有多样性。蛋白质的空蛋白质的空间结构间结构蛋蛋白白质质多多样样性性的的原原因因8 8、蛋白质的主要功能、蛋白质

19、的主要功能（4）结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，如肌球）结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，如肌球蛋白、肌动蛋白等蛋白、肌动蛋白等（1）催化蛋白：起生物催化作用，如绝大多数酶）催化蛋白：起生物催化作用，如绝大多数酶（2）运输蛋白：如血红蛋白、细胞膜上的载体）运输蛋白：如血红蛋白、细胞膜上的载体（6）调节蛋白：如蛋白质类激素（胰岛素和生长激素等）调节蛋白：如蛋白质类激素（胰岛素和生长激素等）（5）免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体）免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体（3）运动蛋白：肌肉中的一些）运动蛋白：肌肉中的一些 构成肌肉的构成肌肉的 蛋白质蛋白质收缩系统收缩系统例、蛋白质是生命活动的体

20、现者，在正例、蛋白质是生命活动的体现者，在正常生理活动中，一般不作为细胞的（常生理活动中，一般不作为细胞的（）A重要结构物质重要结构物质B重要调节物质重要调节物质C主要能源物质主要能源物质D机体免疫物质机体免疫物质C氨氨基基酸酸的的种种类类氨氨基基酸酸的的数数量量氨基酸的排列顺序氨基酸的排列顺序蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构蛋白质结构的蛋白质结构的蛋白质结构的蛋白质结构的_不同蛋白质功能的蛋白质功能的蛋白质功能的蛋白质功能的_多样性多样性多样性多样性多样性多样性多样性多样性二、蛋白质的功能二、蛋白质的功能多种多样的蛋白质执行各种特定的生理功能多种多样的蛋白质执行各种特定的生理功能1、结构蛋白

21、结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的结构的重要物质重要物质。如如羽毛、肌肉、头发、蛛丝羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。等的成分主要是蛋白质。2、催化作用催化作用：细胞内的：细胞内的化学反应离不开酶化学反应离不开酶的的催化。催化。绝大多数酶都是蛋白质绝大多数酶都是蛋白质。（上图所示。（上图所示为胃蛋白质酶结晶）为胃蛋白质酶结晶）3、运输作用运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能。：有些蛋白质具有运输载体的功能。如如血红蛋白、载体蛋白血红蛋白、载体蛋白。4、调节生命活动调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体

22、的生命活动，如用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生胰岛素、生长激素长激素。5、防御作用防御作用：抗体抗体总之，一切生命活动都离不开总之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者主要承担者。实验原理：蛋白质与实验原理：蛋白质与双缩脲试剂双缩脲试剂发生作用，产发生作用，产生生紫色紫色反应。（蛋白质分子中含有很多肽键，反应。（蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性在碱性NaOHNaOH溶液中能与双缩脲试剂中的溶液中能与双缩脲试剂中的CuCu2+2+作作用，产生紫色反应。）用，产生紫色反应。）实验：鉴定蛋白质实验：鉴定蛋白质实验目的：学会鉴定生物组织中的蛋白质。

23、实验目的：学会鉴定生物组织中的蛋白质。1 1、材料用具、材料用具2 2、方法步骤、方法步骤3 3、实验结论：、实验结论：蛋白质与蛋白质与双缩脲试剂双缩脲试剂发生作用，发生作用，产生产生紫色紫色反应。反应。A B实验材料实验材料 NaOHNaOHCuSOCuSO4 4 颜色反应颜色反应 稀释的鸡卵清蛋白稀释的鸡卵清蛋白2ml2ml稀释的豆浆稀释的豆浆2ml2ml2ml2ml34滴34滴紫色紫色紫色紫色练习：练习：若组成蛋白质的氨基酸的平均分子量是若组成蛋白质的氨基酸的平均分子量是130130，那么一个由，那么一个由4 4条肽链共条肽链共280280个氨基酸所组成个氨基酸所组成的蛋白质，其分子量是

24、的蛋白质，其分子量是 。31432130130280-18280-18(280-4)(280-4)9、蛋白质的其他知识 蛋白质的变性蛋白质的变性蛋白质在重金属盐（汞盐，银盐，铜盐）、酸、蛋白质在重金属盐（汞盐，银盐，铜盐）、酸、碱、乙醇等存在下或加热至碱、乙醇等存在下或加热至70-1000C或在或在X射线、射线、紫外线的作用下其空间结构发生改变和破坏，从而紫外线的作用下其空间结构发生改变和破坏，从而失去生物活性。失去生物活性。这一过程是不可逆的。此过程这一过程是不可逆的。此过程并不会导致肽键和二硫键破坏，主要是氢键、并不会导致肽键和二硫键破坏，主要是氢键、疏水键的破坏，使肽链有序的卷曲、折叠变

25、疏水键的破坏，使肽链有序的卷曲、折叠变为松散无序。蛋白质变性后溶解度降低，失为松散无序。蛋白质变性后溶解度降低，失去结晶能力，并形成沉淀。所以在临床中去结晶能力，并形成沉淀。所以在临床中用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒杀菌，用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒杀菌，就是利用这些手段使菌体和病毒的蛋白质变就是利用这些手段使菌体和病毒的蛋白质变性而失去致病性和繁殖能力。性而失去致病性和繁殖能力。组成蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸约有约有20种，种必种，种必需氨基酸（苏亮亮携来本假色需氨基酸（苏亮亮携来本假色“书书”）和和12种非必需氨基酸。蛋白质多样性是种非必需氨基酸。蛋白质多样性是生物多样性的直接原因，根本原因：生物多样性的直接原因，根本原因：DNA多样性。多样性。氨基酸在核糖体上通过脱水缩合连结成氨基酸在核糖体上通过脱水缩合连结成多肽，然后构成蛋白质，其结构层次可多肽，然后构成蛋白质，其结构层次可表示为：表示为：氨基酸氨基酸多肽多肽多肽链多肽链空间结构空间结构