幻灯片 1第二课时 蛋白质的结构和功能
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幻灯片 2----
幻灯片 3课程标准
概述蛋白质的结构和功能
课标解读
1.说出蛋白质的元素组成及其基本组成单位；
2.说明氨基酸的种类及其结构特点；
3.阐明氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质的过程；
4.概述蛋白质的结构和功能；
5.认同蛋白质的结构和功能的关系，确立蛋白质是生命活动的主要承担者的观点；
6.简述鉴定蛋白质的实验原理，尝试检测组织中的蛋白质。
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幻灯片 41．所有蛋白质都含有 元素，多数还含有 元素，其基本组成单位是 ，生物体中组成蛋白质的氨基酸有
种，其结构通式为
蛋白质的结构与功能
C、H、O、N
氨基酸
S
20
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幻灯片 52．不同氨基酸的区别在于 的不同。蛋白质是生物大分子，由许多氨基酸分子通过 形成 相连而成。
3．一条多肽链的一端含有 ，另一端含有 。
4．由于组成蛋白质的多肽链的氨基酸在 、 、 上的不同，以及构成蛋白质的多肽链在 和 上的不同，所以蛋白质具有多样性。
R基
脱水缩合
肽键
氨基
羧基
种类
数目
排列顺序
数目
空间结构
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幻灯片 6[思维激活] 肽键、多肽、肽链、蛋白质之间有什么区别？
提示 连接两个氨基酸分子的化学键(—CO—NH—)叫做肽键。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。多肽一般呈链式结构，称做肽链。一条或几条肽链经折叠并通过化学键互相连接在一起形成具有一定的空间结构，并具有生物学活性的物质，称做蛋白质。多肽与蛋白质的区别主要在于有没有空间结构。
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幻灯片 71．蛋白质的组成和基本单位
(1)蛋白质的元素组成与含量
①蛋白质分子主要由C、H、O、N四种元素组成，大多数蛋白质还含有S，有些蛋白质含有P、Fe、Cu、I、Mn、Zn等。
②蛋白质是细胞内含量最多的含氮化合物。经测定，蛋白质占细胞鲜重的7%～10%，占细胞干重的50%以上。
③蛋白质是一种相对分子质量很大的生物大分子，它的相对分子质量变化范围很大，从几千一直到一百万以上，例如，人的血红蛋白的相对分子质量是64 500。因此，蛋白质是一种高分子化合物。
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幻灯片 8(2)蛋白质的基本组成单位——氨基酸
①结构通式
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幻灯片 9②结构特点
a．氨基酸分子中的氨基和羧基数目至少各一个，也可以是几个(因为R基中可能含有氨基或羧基)(见下图)。
b．要有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，否则就不是构成蛋白质的氨基酸。
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幻灯片 10(3)蛋白质的形成及其多样性
①氨基酸的脱水缩合
氨基酸通过脱水缩合形成肽链
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幻灯片 11----
幻灯片 12【巩固1】 下列分子中，与构成生物体的蛋白质的氨基酸分子式不相符的是( )。
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幻灯片 13解析 构成生物体的蛋白质的氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，且有一个氨基和羧基连接在同一个C原子上。B项不符。
答案 B
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幻灯片 142．蛋白质的结构和功能
(1)一个蛋白质分子可以含有一条或n条肽链，肽链间通过一定的化学键(如二硫键—S—S—)互相连接在一起，形成复杂的空间结构，因此蛋白质分子的结构是极其多样的。蛋白质分子结构多样性的原因有：
①氨基酸的种类不同；
②氨基酸的数目不同；
③氨基酸的排列顺序不同；
④肽链的折叠方式和蛋白质的空间结构不同。
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幻灯片 15(2)蛋白质功能的多样性是由其结构多样性决定的
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幻灯片 16【巩固2】 下列各项与蛋白质结构多样性无关的是( )。
A．氨基酸的数目、种类和排列顺序
B．构成蛋白质的多肽链的数目
C．构成蛋白质的多肽链的空间结构
D．氨基酸至少含一个氨基和一个羧基
解析 构成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同，蛋白质则不同；构成蛋白质的多肽链条数不同，蛋白质的结构也不同；多肽链的空间结构不同，蛋白质也不同。因此，A、B、C三项都是蛋白质结构多样性的原因，只有D项不是。
答案 D
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幻灯片 17拓展深化 糖类、脂肪、蛋白质所含能量的比较
科学研究证明：1 g糖类氧化分解所释放出来的能量约为17.15 kJ；1 g脂肪氧化分解所释放出来的能量约为38.9 kJ；1 g蛋白质氧化分解所释放出来的能量约为17.15 kJ。
一般成年人体内储存的糖原只有几百克，而脂肪的储存量则高达数千克甚至十几千克，生命活动所需的能量有70%是由糖类供给的。
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幻灯片 18从以上事实还可以看出，一般成年人体内储存的糖原只有几百克，那么糖类是如何为生命活动提供大量的能量的呢？
实验证明，一个人如果在一定时间内停止进食，身体就会逐渐消瘦，科学研究证明，糖类、脂肪、蛋白质之间是可以相互转化的，同时它们之间还相互制约着，在正常情况下，人和动物体内所需要的能量主要是由糖类氧化分解供给的，只有当糖类代谢发生障碍引起供能不足时，才由脂肪和蛋白质氧化分解供给能量，保证机体的能量需要，当糖类和脂肪的摄入量都不足时，体内蛋白质的分解就会增加，而当大量摄入糖和脂肪时，体内蛋白质的分解就会减少。
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幻灯片 193．有关蛋白质(多肽)的计算
氨基酸与多肽的关系及相关计算
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幻灯片 20特别提醒 (1)蛋白质中游离氨基或羧基数的计算
①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。
②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(2)在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含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。
(3)若形成的多肽是环状蛋白质：氨基酸数＝肽链数＝失去水分子数。
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幻灯片 21【巩固3】 某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数最小值及肽键总数依次是( )。
A．6 18 B．5 18
C．5 17 D．6 17
解析 考查蛋白质合成过程中氨基、肽键数目的计算，每个短肽中至少有一个氨基，即4肽中至少有1个氨基，2个3肽中至少有2个氨基，2个6肽中至少共有2个氨基，所以这些短肽中至少含5个氨基；4肽有3个肽键，3肽有2个肽键，6肽有5个肽键，所以肽键总数为 3＋2×2＋2×5＝17(个)。
答案 C
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幻灯片 22(2)蛋白质中含有N、O原子数的计算
①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。
②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数。
(3)氨基酸的排列与多肽的种类的计算
假如有A、B、C三种氨基酸，由它们组成的多肽情况如下：如果A、B、C数目不限，则可形成三肽3×3×3＝33＝27(种)，形成二肽则有3×3＝32＝9(种)；如果只有A、B、C三个氨基酸，则可形成三肽3×2×1＝6(种)，形成二肽有3×2＝6(种)。
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幻灯片 234．蛋白质的鉴定
(1)实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生颜色反应，产生紫色络合物。
(2)实验目的：学会鉴定生物组织中的蛋白质。
(3)实验过程：
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幻灯片 24(4)实验注意事项：
①使用双缩脲试剂时，应先加双缩脲试剂A(质量分数为0.1 g/mL的NaOH溶液)造成碱性环境，再加双缩脲试剂B(质量分数为0.01 g/mL的CuSO4溶液)。试剂B不能多加，否则会有蓝色的Cu(OH)2生成，遮盖颜色反应的真实结果。
②若使用鸡卵清蛋白，必须稀释。如果蛋白液稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不易进行彻底，并且试管也不容易刷洗干净。
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幻灯片 25【巩固4】 鉴定蛋白质样品时，加双缩脲试剂的正确操作是(注：A液质量分数为0.1 g/mL的NaOH溶液，B液质量分数为0.01 g/mL的CuSO4溶液)( )。
A．A、B液混合后加入
B．A、B液同时加入
C．先加入A液，混合后再加入B液
D．先加入B液，混合后再加入A液
解析 加试剂时先加试剂A(NaOH溶液)，再加入试剂B(CuSO4溶液)，注意与斐林试剂的用法不同。
答案 C
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幻灯片 26【例1】 在下列物质中，若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合而形成蛋白质分子，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是( )。
氨基酸的结构特点与蛋白质的形成
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幻灯片 27----
幻灯片 28思维导图：
易错点提示：羧基脱掉—OH成为羰基，易被误解为仍是羧基；氨基脱掉—H后，易被误解为仍是游离的氨基。
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幻灯片 29深度剖析 由氨基酸的概念和结构通式可知，能构成人体蛋白质的氨基酸有：①、②、③、④、⑥，这5个氨基酸可脱水缩合形成多肽。该多肽的羧基除肽链的游离端保留着一个外，在③、④的R基上还各有一个羧基；氨基除肽链的游离端保留着一个外，在②的R基上也有一个。5个氨基酸脱水缩合共形成4个肽键。
答案 C
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幻灯片 30【例2】 根据下图所示化合物的结构回答问题。
蛋白质的空间结构和相关计算
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幻灯片 31(1)该化合物中，①表示________，⑦表示________。
(2)该化合物由________个氨基酸失去________个水分子而形成，这种反应叫________。
(3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由________决定的，其编号是________。
(4)该化合物称为________，含________个肽键，编号是________。
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幻灯片 32思路分析：解答本题首先要会识别图中所指结构，再从图中找出肽键结构，由肽键数量可推知氨基酸数目以及脱去水分子的数目。
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幻灯片 33深度剖析 由图可知该化合物结构中共有3个肽键分别为③⑤⑥。①是氨基，⑦表示羧基，②④⑧⑨是决定氨基酸种类的R基。因此该化合物是由4个氨基酸脱去3分子水形成的四肽。
答案 (1)氨基 羧基
(2)4 3 脱水缩合反应
(3)R基团 ②④⑧⑨
(4)四肽 3 ③⑤⑥
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幻灯片 34[规律总结]解答肽链图题：
(1)要先找出肽键，以确定氨基酸的数量。
(2)找出R基。如果多肽链较长，要抓住“—N—C—C—”这一主线，排除其他化学符号的干扰，中间的C原子上所连的必为—R和—H。注意有时同一肽链中具有相同的R基，因此回答氨基酸种类时要考虑此种可能。
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幻灯片 35
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幻灯片 362．下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是( )。
A．蛋白质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
B．已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推断此物质为蛋白质
C．不同蛋白质分子中组成肽键的化学元素无差异性
D．蛋白质空间结构改变，可能会导致蛋白质失去生物活性，但这种改变一般是可逆的
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幻灯片 37解析 蛋白质多样性与肽链空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关，所以不选A。含有C、H、O、N等元素的化合物较多，不一定是蛋白质，如氨基酸等，所以不选B。蛋白质分子中的肽键都是—CO—NH—，组成元素都是C、H、O、N四种，无差异性。蛋白质的空间结构是决定蛋白质性质的因素之一，过酸、过碱或高温都会使蛋白质的空间结构发生改变，这种改变往往是不可逆的，如酶的活性在高温下失活后即使再降低温度也不会恢复。
答案 C
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幻灯片 383．下列对斐林试剂和双缩脲试剂的配方，叙述不正确的是
( )。
A．都含有NaOH和CuSO4溶液
B．斐林试剂是将质量浓度0.1 g/mL的NaOH溶液与质量浓度0.05 g/mL的CuSO4溶液等体积混合而成
C．双缩脲试剂是将2～3滴质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液滴入2 mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液中混合而成
D．双缩脲试剂有两种主要成分：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液
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幻灯片 39解析 双缩脲试剂的两种成分要分开使用，先加质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液创造碱性环境，再加质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液。
答案 C
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幻灯片 404．现已知构成蛋白质的氨基酸共20种，它们的平均相对分子质量为128，由50个氨基酸形成的某蛋白质的一条多肽链的相对分子质量是( )。
A．6 40 B．2 560
C．5 518 D．2 218
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幻灯片 41解析 氨基酸形成蛋白质是一个脱水缩合的过程，通过相邻的氨基酸脱去一分子水形成肽键而连接起来。因此，在计算一条多肽链的相对分子质量时，仅仅算出氨基酸的总相对分子质量是不够的，还要计算出脱去的水的相对分子质量，两值相减才是多肽链的相对分子质量。即：一条多肽链的相对分子质量＝氨基酸的总相对分子质量－脱去水分子的总相对分子质量，因此本题的计算过程为：128×50－18×49＝5 518。
答案 C
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幻灯片 425．将面团包在纱布中，在清水中搓洗，鉴定黏留在纱布上的黏稠物质和洗出的白浆，采用的试剂分别是( )。
A．碘液、苏丹Ⅲ溶液
B．双缩脲试剂、斐林试剂
C．双缩脲试剂、碘液
D．苏丹Ⅲ溶液、斐林试剂
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幻灯片 43解析 本题考查淀粉、蛋白质的鉴定以及理解能力、迁移应用能力。面团包在纱布中在清水中搓洗时，黏在纱布上的黏稠物质主要是蛋白质而洗出的白浆中主要含淀粉，可分别用双缩脲试剂和碘液鉴定。
答案 C
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幻灯片 446．我国中科院上海生化所于1982年5月合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，下面是它的结构简式。
请根据此化合物的结构分析回答下面的问题。
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幻灯片 45(1)该化合物有________个氨基和________个羧基。
(2)该化合物是由________个氨基酸失去________分子水而形成的， 这样的反应叫做________，该化合物叫________肽。
(3)该化合物有________种氨基酸构成，造成氨基酸种类不同的原因是____________________。
解析 解决的关键是对肽键的识别。
答案 (1)1 1 (2)五 四 脱水缩合 多(五)
(3)四 R基不同
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幻灯片 467．胰岛素分子是一种蛋白质分子，现有如下材料：
①胰岛素含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过2个二硫键(由2个“—SH”连接而成的—S—S—)连接，在A链上也形成1个二硫键，下图所示为结晶牛胰岛素的平面结构示意图。
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幻灯片 47②不同动物胰岛素的氨基酸组成是有区别的，现把人和其他动物的胰岛素的氨基酸组成作如下比较：猪：B链第30位氨基酸和人不同；马：B链第30位氨基酸和A链第9位氨基酸与人不同；牛：A链第8、10位氨基酸与人不同；羊：A链第8、9、10位氨基酸与人不同；天竹鼠：A链有8个氨基酸与人不同，B链有10个氨基酸与人不同。
根据以上材料回答下列问题。
(1)胰岛素分子中含有肽键________个，至少含有________个氨基和________个羧基。
(2)这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来51个氨基酸的总分子量减少了______________________________________。
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幻灯片 48(3)人体中胰岛素的含量低，会导致血糖浓度过高，尿液中有葡萄糖，称为糖尿病，其最佳的治疗方法是使用胰岛素，但只能注射不能口服，原因是________________________________________________________。
(4)前面所列的哺乳动物和人的胰岛素都由51个氨基酸构成，且在氨基酸组成上大多相同，由此可以得出的结论是
________________________________________________________。
(5)人与这几种动物在胰岛素分子上氨基酸组成差异的大小，说明________________________________________________________。
(6)如果要为糖尿病人治疗必须用动物体内的胰岛素的话，最适宜的动物是________。
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幻灯片 49答案 (1)49 2 2 (2)888
(3)胰岛素是蛋白质，如口服会被消化道内的蛋白酶催化水解而失去作用
(4)这些哺乳动物和人都有共同的原始祖先
(5)这几种哺乳动物与人的亲缘关系有远有近，差异越大亲缘关系越远，差异越小，亲缘关系越近
(6)猪
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幻灯片 50
课堂小结
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