人教版高中生物必修第一册课件 第2章第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者

第4节蛋白质是生命活动的主要承担者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。蛋白质的功能如下:(1)结构蛋白——如胶原蛋白、角蛋白。(2)催化功能——绝大多数酶,如胃蛋白酶。(3)运输功能——如血红蛋白。(4)调节功能——如胰岛素。(5)免疫功能——如抗体。1|蛋白质的功能1.元素组成:主要由C、H、O、N组成,有的含有S、Fe。2.结构通式

3.结构特点(1)组成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且

都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。(2)这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团,这个侧链基团用R表示。(3)不同的氨基酸具有不同的侧链基团(R)。2|蛋白质的基本组成单位——氨基酸4.种类:组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其中必需氨基酸有8种,是人体细胞不能

合成的,需要从外界环境中获取;其余属于非必需氨基酸,可来自食物,可自身合

成。巧学妙记谐音巧记人体内的8种必需氨基酸甲(甲硫氨酸)携(缬氨酸)来(赖氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨

酸)书(苏氨酸)。1.两个氨基酸脱水缩合生成二肽

3|蛋白质的结构及其多样性(1)这种结合方式称为脱水缩合,两个氨基酸分子经该过程形成的化合物是二肽和水。(2)连接两个氨基酸分子的化学键是肽键。

2.二肽形成三肽、四肽……乃至多肽

(1)由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化合物,叫作多肽。多肽通常

呈链状结构,叫作肽链。(2)肽链能盘曲、折叠,形成有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子含

有两条或多条肽链,它们通过一定的化学键(如二硫键)相互结合在一起。3.蛋白质结构多样性(1)原因:组成蛋白质的氨基酸数目可能成千上万,氨基酸形成肽链时,不同种类氨

基酸的排列顺序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万

别,这构成了蛋白质分子的结构多样。(2)蛋白质的结构(主要是指空间结构)与其功能相适应。

4.蛋白质变性:蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从

而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。变性因素有酸、碱、加热、

酒精等。温馨提示

蛋白质变性后,构成蛋白质的肽链内的肽键没有被破坏,与双缩脲试

剂反应呈紫色。若蛋白质完全水解后,空间结构和肽键全部被破坏,与双缩脲试

剂不发生紫色反应。知识辨析1.鸡蛋中含有的蛋白质可直接承担人体的生命活动。这种说法正确吗?不正确。鸡蛋中的蛋白质必须经过人体消化作用,水解为氨基酸,才能被人体细胞吸收。人体利用细胞吸收进来的氨基酸重新合成蛋白质,承担人体的生命活动。2.催产素、牛加压素、血管舒张素是氨基酸数量相同的蛋白质,但其生理功能不

同,可能的原因是氨基酸的种类、排列顺序和肽链形成的空间结构不同。这种说

法正确吗?正确。每种蛋白质分子都有与其功能相适应的结构,蛋白质结构多样性的原因是

组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成

的空间结构不同。3.玉米中含有丰富的谷氨酸,谷氨酸分子中含有两个羧基(—COOH),这两个羧基都在R基上。这种说法正确吗?不正确。谷氨酸分子中含有的两个羧基,一个连在中心碳原子上,另一个在R基

上。

1.肽键数与氨基酸数目的关系(不考虑链间的肽键)公式1:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数(链式结构)公式2:肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数(环状结构)2.蛋白质中游离氨基和羧基的数目公式3:游离氨基或羧基数目=肽链数+R基团上的氨基或羧基个数(链式结构)公式4:游离氨基或羧基数目=R基团上的氨基或羧基个数(环状结构)3.蛋白质相对分子质量的计算在计算蛋白质相对分子质量时,还要考虑蛋白质分子形成过程中是否存在特

殊的变化,如二硫键(—S—S—)的形成,每形成一个二硫键,脱去2个H,蛋白质相对

分子质量减少2。有关蛋白质的计算 公式5:蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18-二硫键数×2

典例

牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成,包含8个含巯基(—SH)的半胱氨酸,脱氢后形成4个二硫键(—S—S—)。形成如图所示结构时,该酶具有生物活性。

图中圆圈表示氨基酸,序号表示氨基酸的序号,半胱氨酸缩写为“半胱”,其他氨

基酸的标注略。

请回答问题:(1)牛胰核糖核酸酶中的肽键数为

。(2)牛胰核糖核酸酶中游离的氨基至少有

个。(3)该酶维持空间结构,需要氢键和二硫键共同作用。科学家发现β-巯基乙醇可破

坏该酶的二硫键,尿素可破坏该酶的氢键。若用β-巯基乙醇和尿素同时处理该酶,

会使其失去活性。若去除β-巯基乙醇只保留尿素时,该酶活性仅恢复到1%左右,

若去除尿素只保留β-巯基乙醇时,可以重新形成氢键,该酶活性能恢复到90%左

右,说明在维持该酶空间结构的因素中,氢键比二硫键的作用

。(4)从蛋白质多样性角度分析,

决定了蛋白质分子中氢键和二

硫键的位置,使蛋白质具有特定的空间结构。信息提取一条多肽链4个二硫键(—S—S—)

β-巯基乙醇破坏酶的二硫键

尿素破坏酶的氢键答案

(1)123

(2)1

(3)强

(4)多肽链上氨基酸的排序解析

(1)(2)牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成,含124个氨基酸,该酶至少含有1

个游离的氨基,且含有的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=124-1=12

3。(3)该酶维持空间结构需要氢键和二硫键共同作用,且半胱氨酸脱氢