旬中1.2.2.3《细胞中的生物大分子》蛋白质

1、普通高中生物新课程普通高中生物新课程高中生物教材高中生物教材必修必修1 1第二章第二章 细胞中的化学组成细胞中的化学组成第二节第二节 细胞中的生物大分子细胞中的生物大分子 蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能第四节第四节 蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能学习重点：学习重点：（1）氨基酸的结构及结构特点，以及氨基酸）氨基酸的结构及结构特点，以及氨基酸 形成形成 蛋白质的过程蛋白质的过程（2）蛋白质的结构和功能）蛋白质的结构和功能 难点：难点： 氨基酸形成蛋白质的过程氨基酸形成蛋白质的过程171名婴儿为何变成名婴儿为何变成“大头娃娃大头娃娃”2005年在安徽阜阳农村，很多刚出生不久的婴儿陆续患

2、上一种年在安徽阜阳农村，很多刚出生不久的婴儿陆续患上一种怪病，头脸肥大、四肢细短、全身浮肿，成了畸形的怪病，头脸肥大、四肢细短、全身浮肿，成了畸形的“大头娃大头娃娃娃”。 2008年很多食用三鹿集团生产的婴幼儿奶粉的婴儿被发年很多食用三鹿集团生产的婴幼儿奶粉的婴儿被发现患有肾结石，随后在其奶粉中发现化工原料现患有肾结石，随后在其奶粉中发现化工原料三聚氰胺三聚氰胺。一、蛋白质的结构一、蛋白质的结构1、含量和元素组成：、含量和元素组成：含量含量 710%；占细胞干重的；占细胞干重的50%以上是以上是细胞中细胞中含量最多含量最多的有机化合物；的有机化合物；由由C、H、O、N（P、S 、 Fe、Cu、

3、Mn、I、Zn）四种元素组成四种元素组成血红蛋白：血红蛋白：C3032H4816O872N280S8Fe4 相对分子质量：相对分子质量：64500思考思考:食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢 ?要分解成要分解成氨基酸氨基酸,才被人体吸收才被人体吸收思考：思考：蛋白质蛋白质类药物类药物能不能能不能口服？口服？甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸丙氨酸丙氨酸2、基本单位：、基本单位：氨基酸氨基酸 在生物体中组成蛋白质的氨基酸约在生物体中组成蛋白质的氨基酸约 有有 _ 种。种。20（1）结构通式结构通式羧基羧基氨基氨基（2）结构特点）结构特点：每种氨基酸分子中每种氨基酸分子

4、中至少至少都含有一个氨基都含有一个氨基（NH2NH2）和一个羧基（）和一个羧基（COOHCOOH），并且都），并且都有一个氨基和一个羧基连接在有一个氨基和一个羧基连接在同一个同一个碳原子碳原子上上R R基基的不同，决定氨基酸的不同种类的不同，决定氨基酸的不同种类R基基例例. .下列物质中，属于组成蛋白质的氨基酸有下列物质中，属于组成蛋白质的氨基酸有 几种（几种（ ）HNH2-C-COOH; NH2-C-CH2-COOHNH2-CH2-CH2-CH-CH2; NH2-CH2-CH2-COOHCH2-HSHCOOHCOOHNH2A、4； B、3； C、2； D、1C CR1CHH2NCOHOR2C

5、OOHHNCH H 缩 合R2COOHHNCH R1CHH2NCOH2O肽键二肽氨基酸是如何组成蛋白质的？氨基酸是如何组成蛋白质的？仔细观察并分析脱去的水中的仔细观察并分析脱去的水中的H和和O分别来自于什么集团？分别来自于什么集团？R1CHH2NCOHOR3COOHHNCH H 缩 合缩 合R2CHNCH R1CHH2NCOR3COOHHNCH |O2H2O+ OH_R2CHNCH H |O氨基酸是如何组成蛋白质的？氨基酸是如何组成蛋白质的？认真分析脱水数目和形成的肽键数目有什么数量关系？认真分析脱水数目和形成的肽键数目有什么数量关系？肽的命名肽的命名思考：最小的肽是几肽？思考：最小的肽是几肽

6、？ 一个蛋白质分子可由一条链或多条链构一个蛋白质分子可由一条链或多条链构成，这些肽链不是呈直线，也不在一个成，这些肽链不是呈直线，也不在一个平面上，而是形成非常复杂的空间结构平面上，而是形成非常复杂的空间结构（链状）（链状）二肽二肽多肽多肽蛋白质蛋白质蛋白质的构成蛋白质的构成盘曲、折叠盘曲、折叠血红蛋白血红蛋白例、能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层例、能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层 次的一组数字是（次的一组数字是（ ）1、氨基酸、氨基酸2、C、H、O、N等化学元素等化学元素3、氨基酸分子相互结合、氨基酸分子相互结合4、多肽、多肽5、肽链、肽链6、具有一定空间结构的蛋白质分子、具有一定空

7、间结构的蛋白质分子A、123456B、214365C、214356D、213456D二、蛋白质的功能二、蛋白质的功能 1、许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的、许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的 重要物质（结构蛋白）。重要物质（结构蛋白）。 2、有些蛋白质有催化作用、有些蛋白质有催化作用 （酶（酶 ）胃蛋白酶结晶胃蛋白酶结晶3、 有些蛋白质具有运输作用有些蛋白质具有运输作用（如血红蛋白）（如血红蛋白） 、有的帮助物质出入细胞载体的功能有的帮助物质出入细胞载体的功能（载体蛋白）。（载体蛋白）。血红蛋白血红蛋白载体蛋白载体蛋白4、有些蛋白质有调节作用、有些蛋白质有调节作用（激素蛋白）（激素蛋白） 5

8、、有的蛋白质有识别作用、有的蛋白质有识别作用（细胞膜的外表有一层（细胞膜的外表有一层糖蛋白糖蛋白，与细胞的识别作用有密切关系），与细胞的识别作用有密切关系）（受体蛋白）。（受体蛋白）。6、有些蛋白质有免疫作用、有些蛋白质有免疫作用（抗体）（抗体） 有些蛋白质有免疫功能。人体内的有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。可以说，可以说，一切生命活动都离不开蛋白质，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质是生命活动的主要承担者。：羽毛、肌肉、头发、蛛丝等：羽毛、肌肉、头发、蛛丝等：

9、绝大多数酶：绝大多数酶血红蛋白、载体蛋白血红蛋白、载体蛋白：胰岛素、生长激素：胰岛素、生长激素糖蛋白糖蛋白：抗体：抗体1、结构蛋白、结构蛋白2、催化作用、催化作用3、运输作用、运输作用 ：4、调节作用、调节作用5、识别作用、识别作用 ：6、免疫作用、免疫作用一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能蛋白质分子结构的多样性：蛋白质分子结构的多样性：-氨基酸种类不同，肽链结构不同氨基酸种类不同，肽链结构不同氨基酸数目不同，肽链结构不同氨基酸数目不同，肽链结构不同- -氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同肽链的数目和空间结构不同，蛋白质种类不同肽链的数目和空间结构不同，蛋白质种类不

10、同-思考：思考：20种氨基酸如何构成种类如此繁多的蛋白质？种氨基酸如何构成种类如此繁多的蛋白质？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目不同氨基酸排列顺氨基酸排列顺序不同序不同蛋白质空间结蛋白质空间结构不同构不同种种类类多多样样功功能能多多样样构成细胞和生物体的构成细胞和生物体的 结构结构物质物质催化作用催化作用 酶酶运输作用运输作用 血红蛋白血红蛋白 载体载体调节作用调节作用 胰岛素胰岛素 生生长激素长激素免疫作用免疫作用 抗体抗体识别作用识别作用 糖蛋白糖蛋白 蛋白质多样性的原因蛋白质多样性的原因蛋白质分子结构的多样性，蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质分子功能的多样性。决定

11、了蛋白质分子功能的多样性。二二.蛋白质的鉴定蛋白质的鉴定 选材与制备选材与制备组织样液：组织样液：黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）黄豆组织样液（或鸡蛋蛋清稀释液）黄豆浸泡黄豆浸泡 去皮去皮切片切片研磨研磨过滤过滤滤液滤液 显色反应显色反应现象：现象：无色无色紫色或紫红色紫色或紫红色(创设碱性条件创设碱性条件)(提供提供Cu2+)实验原理实验原理蛋白质蛋白质+双缩脲试剂双缩脲试剂紫色络合物紫色络合物蛋白质的检测结果蛋白质的检测结果问题探讨问题探讨:1、使用双缩脲试剂时为什么、使用双缩脲试剂时为什么B液只能加液只能加34滴而不能滴而不能过量？过量？ 过量的双缩脲试剂过量的双缩脲试剂B B会与试剂会

12、与试剂A A反应，使溶液呈蓝色，反应，使溶液呈蓝色，而掩盖生成的紫色。而掩盖生成的紫色。l深化深化蛋清液稀释不够蛋清液稀释不够,与双缩脲试剂发生反应后会粘固在与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管壁上试管壁上,使反应不彻底使反应不彻底,并且试管也不容易刷洗干净并且试管也不容易刷洗干净 2、为什么蛋清液必须稀释才能使用？、为什么蛋清液必须稀释才能使用？比较比较项目项目试剂及试剂及成分成分原理原理溶液浓溶液浓度度方法方法加加热热与与否否结结果果可溶可溶还原还原糖的糖的鉴定鉴定斐林试斐林试剂剂NaOHNaOH和和CuSOCuSO4 4砖砖红红色色沉沉淀淀蛋白蛋白质的质的鉴定鉴定双缩脲双缩脲试剂试剂NaO

13、HNaOH和和CuSOCuSO4 4溶溶液液呈呈紫紫色色2、斐林试剂与双缩脲试剂两者有何不同？、斐林试剂与双缩脲试剂两者有何不同？新配制新配制的的Cu(OH)2溶液溶液在碱性在碱性环境下环境下的的Cu2+NaOH浓度为浓度为0.1g/mLCuS04浓度为浓度为0.05g/mLNaOH浓度为浓度为0.1g/mLCuS04浓度为浓度为0.01g/mL先把先把NaOH溶液和溶液和CuSO4溶液溶液混合混合，而后而后立即使用立即使用。先先加入加入Na0H1mL，然，然后后再加再加CuS044滴，摇匀。滴，摇匀。(不能过量不能过量)水浴水浴加热加热不不需需要要蛋白质的鉴定-双缩脲试剂鸡蛋清溶液鸡蛋清溶液

14、 NaOH 溶液溶液滴加滴加CuSO2 溶液溶液, 每次滴加均需摇匀每次滴加均需摇匀结果显示结果显示: 紫色紫色2.2.有关化合物的鉴定有关化合物的鉴定某商场所卖的脱脂奶粉被怀疑假冒伪劣产品。生某商场所卖的脱脂奶粉被怀疑假冒伪劣产品。生物学研究性学习小组的同学想把调查脱脂奶粉的合格物学研究性学习小组的同学想把调查脱脂奶粉的合格率作为研究课题。假如你是课题组成员交给你的任务率作为研究课题。假如你是课题组成员交给你的任务是鉴定真假脱脂奶粉。是鉴定真假脱脂奶粉。（1）搜集资料：）搜集资料：全脂奶粉含蛋白质、脂肪和蔗糖等全脂奶粉含蛋白质、脂肪和蔗糖等成分；脱脂奶粉含高蛋白质低脂肪等成分。成分；脱脂奶粉

15、含高蛋白质低脂肪等成分。假冒脱假冒脱脂奶粉有两种：一种是用全脂奶粉冒充，二是用淀粉脂奶粉有两种：一种是用全脂奶粉冒充，二是用淀粉冒充冒充（2）鉴定是否用淀粉冒充）鉴定是否用淀粉冒充将采样来的将采样来的“脱脂奶粉脱脂奶粉”少许配成适当浓度少许配成适当浓度的溶液，向其中加的溶液，向其中加12滴碘液，观察颜色变滴碘液，观察颜色变化。化。取采样来的取采样来的“脱脂奶粉脱脂奶粉”和全脂奶粉各少许和全脂奶粉各少许配成溶液，分别加入配成溶液，分别加入A、B两试管中，向两试两试管中，向两试管中加入管中加入23滴苏丹滴苏丹液（或苏丹液（或苏丹液），液），比较比较A、B两试管的颜色变化两试管的颜色变化如果（如果（

16、2）变蓝色证明是用淀粉冒充的，不变）变蓝色证明是用淀粉冒充的，不变蓝则证明不是淀粉假冒；如果（蓝则证明不是淀粉假冒；如果（3）中）中A、B两两试管橘黄（或红色）对比不明显，证明是用全试管橘黄（或红色）对比不明显，证明是用全脂奶粉假冒，如果脂奶粉假冒，如果A试管颜色比试管颜色比B试管明显淡了，试管明显淡了，则证明不是全脂奶粉则证明不是全脂奶粉（3）鉴定是否用全脂奶粉冒充）鉴定是否用全脂奶粉冒充（4）结果分析：）结果分析：（5）通过以上鉴定，我们并不能完）通过以上鉴定，我们并不能完全肯定是正宗的脱脂奶粉，还必须对全肯定是正宗的脱脂奶粉，还必须对其其 的含量进行鉴定的含量进行鉴定蛋白质蛋白质RCNH

17、2HCOOHHNHCRCOOHHH2ORCNH2HCOHNCRHCOOH肽键肽键脱水缩合脱水缩合二肽二肽A1A2A3An 多肽（多肽（n1）H2O反应过程：1 1、计算某个氨基酸中、计算某个氨基酸中C C、H H、O O、N N等等元素的原子数：元素的原子数：例例1 1：丙氨酸的：丙氨酸的R R基为基为CHCH3 3，在一个丙，在一个丙氨酸分子中，含有碳和氧的原子数氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是分别是 （ ） A.3,4 B. 4A.3,4 B. 4，3 3 C. 3 C. 3，2 2 D. 4 D. 4，4 4 分析分析1：蛋白质的相关计算：蛋白质的相关计算结论：肽键数结论：肽键数=氨

18、基酸个数氨基酸个数肽链条数肽链条数 = nm肽键数肽键数=失去的水分子失去的水分子数数-分析分析2.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1 1、1010个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物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的名称为 ，含有，含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。2 2、n n个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的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名称为 ，含有，含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水个水分子。分子。3 3、1010个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链含有个氨基酸

19、脱水缩合成两条肽链，这两条肽链含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。4 4、1010个氨基酸脱水缩合成三条肽链，这三条肽链含有个氨基酸脱水缩合成三条肽链，这三条肽链含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。5 5、n n个氨基酸脱水缩合成个氨基酸脱水缩合成m m条肽链，这条肽链，这m m条肽链含有条肽链含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。十肽十肽9 99 9n n肽肽n-1n-1n-1n-18 88 87 77 7n-mn-mn-mn-m巩固练习巩固练习6、某种蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键某种蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键500500个，缩合成两条

20、肽链的氨基酸分子数和个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数分别为（生成的水分子数分别为（ ）A、498、498B、500、500；C、502、500；D、501、500C7 7、血红蛋白分子中含、血红蛋白分子中含574574个氨基酸，个氨基酸，4 4条肽条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是（子数和形成的肽键的数目分别是（ ） A A573573和和573573B B573573和和570570C C570570和和573573D D570570和和570570D8.8.在人体的消化道中，要将一个由在人体的消化道中，要

21、将一个由4 4条肽链条肽链 共共288288个氨基酸组成的蛋白质分子彻底消化，个氨基酸组成的蛋白质分子彻底消化， 需要消耗的水分子个数是（需要消耗的水分子个数是（ ）A、284； B、287; C、288; D、289A拓展练习2.若某蛋白质的分子量为若某蛋白质的分子量为11935，在合成，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为假设氨基酸的平均分子量为127，则组成，则组成该蛋白质分子的肽链有该蛋白质分子的肽链有 （ ） A. 1条条 B. 2条条 C. 3条条 D. 4条条氨基酸的平均分子量为氨基酸的平均分子量为a a，一个由，一

22、个由n n条肽链组成的蛋白质共有条肽链组成的蛋白质共有m m个氨基酸，个氨基酸，则该蛋白质的相对分子量为则该蛋白质的相对分子量为am-18(m-nam-18(m-n) )分析分析3.蛋白质分子量的计算蛋白质分子量的计算1 1、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，（1 1）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成一条肽链，个氨基酸构成一条肽链，那么该多肽的分子量约为那么该多肽的分子量约为 。（2 2）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成两条个氨基酸构成两条肽链，那么该多肽的分子

23、量约为肽链，那么该多肽的分子量约为 。（3 3）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由n n个氨基酸构成个氨基酸构成m m条肽条肽链，那么该多肽的分子量约为链，那么该多肽的分子量约为 。128n-18128n-18（n-mn-m）1136113611181118巩固练习巩固练习2.全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基种氨基酸的平均分子量为酸的平均分子量为128，则鹅膏草碱的分，则鹅膏草碱的分子量约为子量约为 ( ) A 102

24、4 B. 898 C 862 D. 880巩固练习假如组成多肽的每个氨基酸中，只含有一个氨基和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：一个羧基，那么：（1 1）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成一条肽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链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为为 、 。（2 2）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成两条肽链，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那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为为 、 。（3 3）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，

25、由n n个氨基酸构成个氨基酸构成m m条肽链，条肽链，那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别为为 、 。1122mm分析分析4.肽链中的肽链中的氨基氨基数与数与羧基羧基数数1 1、某一多肽链内共有肽键、某一多肽链内共有肽键109109个，则此分个，则此分子中含有子中含有NH2NH2和和COOHCOOH的数目至少为的数目至少为（ ） A A110110、110 B110 B109109、109 109 C C9 9、9 9 D D1 1、1 1D D2.现有现有1000个氨基酸，共有氨基个氨基酸，共有氨基1020个，个，羧基羧基1050个，由它们合成的个

26、，由它们合成的4条肽链中，条肽链中，肽键、氨基、羧基的数目分别是肽键、氨基、羧基的数目分别是A、999、1016、1046 B、999、1、1 C、996、24、54 D、996、1016、1046N N原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中N N的总数的总数O原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中O的总数脱水数的总数脱水数 氨基酸数氨基酸数肽链数肽链数H H原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中H H的总数的总数2 2脱水数脱水数分析分析5、关于组成蛋白质相关的原子数目的计算：、关于组成蛋白质相关的原子数目的计算：例（例（09年上海）某蛋白质由年上海）某蛋白质由m条肽链、条肽链、n个个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是（数是（ ） A. n-m B. n-2m C. n+m D. n+2mC1、某二十二肽被水解成、某二十二肽被水解成1个四肽，个四肽，2个三肽，个三肽，2个六肽，则这些短肽的氨基总数的最小值个六肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是及肽键总数依次是 （ ）A、6 , 18 B、5, 18 C、5 , 17 D、6 , 17COOHH2NH2NCOOHH2NCOOHCOOHH2NCOOHH2N综合练习综合练习2.2.血液中的血红蛋白和肌肉中的肌蛋白结构血液