微生物讲义蛋白质多样性

(3)由2个氨基酸脱水缩合形成的化合物的名称是什么？其内含有多少个肽键？ 在形成过程中脱去多少分子水？
提示：二肽。1个。1个。 (4)由n个氨基酸形成的含一条肽链的化合物名称是什么？共形成多少肽键？ 失去多少分子水？ 提示：n肽。n－1个肽键。n－1个水分子。
(5)①若n个氨基酸形成m条肽链，则形成肽键数和失去水分子数分别是多少？ 提示：肽键数为n－m个，失去水分子数为n－m个。 ②试总结形成肽键数与氨基酸数和肽链条数的关系。 提示：肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链条数。 (6)①一条肽链中至少含有多少个游离的—NH2和—COOH？若m条肽链呢？ 为什么是至少？ 提示：各1个。各m个。因为R基中可能含有—NH2或—COOH。 ②试总结蛋白质中至少含有游离氨基数和游离羧基数与肽链条数的关系。 提示：至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链条数。
方法规律 环状肽肽键数的计算方法 环状多肽主链中无氨基和 羧基，环状肽中氨基或羧基数 目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基的数
目，如图所示。(Aa表示氨基酸) 由图示可知：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。即相当于环状肽中肽链
数为零。
【应用·体验】
1．如图是3种氨基酸的结构式，由这3种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物
2．借助数学知识分析 假若有A、B、C三种氨基酸，在以下两种条件下形成二肽和三肽的种类各是 多少？ (1)条件1：A、B、C三个氨基酸，由这三个氨基酸组成多肽的情况。 提示：形成二肽的种类：3×2＝6种； 形成三肽的种类：3×2×1＝6种； (2)条件2：A、B、C三种氨基酸(每种氨基酸足够多)的情况。 提示：形成二肽的种类：32＝9种； 形成三肽的种类：33＝27种。
新知探究(一) 氨基酸脱水缩合与蛋白质的形成 【探究·深化】

第三课时蛋白质的多样性考点一蛋白质的多样性(b/b)1.每种蛋白质含有的氨基酸种类和数目都不同，许多氨基酸的排列顺序多种多样，肽链的盘曲折叠方式及形成的空间结构不同，这就决定了蛋白质分子的多样性。

2.假定20种氨基酸任意组成一个含n个氨基酸的多肽分子，这样的多肽就将有20n种，据此分析以下两种情形：(1)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸足够多的情况下，可形成三肽的种类为27种，可形成二肽的种类为9种。

(2)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，可形成三肽的种类为6种，可形成二肽的种类为6种。

3.蛋白质的结构多样性决定了其功能多样性，两者是高度统一的。

1.(2017·金华市东阳期中)生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是( )A.组成肽键的化学元素不同B.组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同C.氨基酸排列顺序不同D.蛋白质的空间结构不同解析蛋白质千差万别，但组成肽键的化学元素相同，A符合题意；在生物体中组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同，是蛋白质千差万别的原因之一，B不符合题意；氨基酸的数目成百上千，形成肽链时，不同种类的氨基酸排列顺序千变万化，C不符合题意；多肽链形成蛋白质的空间结构千差万别，D不符合题意。

答案 A2.(2018·9＋1高中联盟联考)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是( )A.不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C.组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合解析不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同；组成蛋白质的氨基酸可有不同的排序，但脱水缩合的方式只有一种；结构不同的蛋白质可能具有相似的功能。

答案 D3.由一分子丙氨酸、一分子甘氨酸、一分子精氨酸，可以组成多少种三肽( )A.6种B.9种C.12种D.27种解析3×2×1＝6。

答案 A,★蛋白质的功能取决于蛋白质的结构考点二蛋白质的计算(b/b)1.有关蛋白质结构的计算规律(1)氨基酸形成蛋白质的示意图甲○—○乙○—○—○丙○—○—○○—○(“○”代表氨基酸残基，“—”代表肽键)图甲：2个氨基酸形成二肽，形成1个肽键，脱去1分子水；图乙：3个氨基酸形成三肽，形成2个肽键，脱去2分子水；图丙：5个氨基酸形成两条肽链(1个三肽和1个二肽)，共形成3个肽键，脱去3分子水。

R1 O H
R2 O H R 3 O H
R4 O H R5 O H R6 O H R7
H2N C C N
C C N C C N
C C N C C N C C N C COOH
H
H
H
H
H
H
H
公式4：N原子数= 肽键数＋肽链数＋R基上N原子数=各氨基酸N原子总数
公式5：O原子数= 肽键数＋2×肽链数＋R基上O原子数
n
na-18(n-m)
na-18n
氨基
数目
羧基
数目
至少 1 个
至少 m 个
至少 0 个
组成元素
组成
氨基酸
脱
水
缩
合
多肽
折
叠
盘
旋
蛋白质
C、H、O、N（P、S、Fe等）
必需氨基酸：8种
种类：21种
通式： H2N
非必需氨基酸：13种
H O
C
C
OH
R
特点：至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上等
（
B
）
A．798、2和2
B．798、12和10
C．799、1和1
D．799、11和9
氨基酸分子结构
通式
3、蛋白质相对分子质量的计算：
R2
R1
H2N
C
C OH H N C COOH
H H
H O
H2O
公式3：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（氨基酸个数-肽链条数）×18
● 三个不同种氨基酸可形成多少种三肽？
排序： =6
● 体内21种氨基酸，能形成多少种三肽？

染性转化为感染性。 ❖ 2、没有病毒的形态，是纤维状的东西 ❖ 3、对所有杀灭病毒的物理化学因素均有抵抗力，现在的消
毒方法都无用。 ❖ 4、病毒潜伏期长，从感染到发病平均28年，一旦出现症状
半年到一年100%死亡。 ❖ 5、诊断困难：它在患者体内不产生抗体，因此无法检测。
五、特殊蛋白朊病毒
❖ 朊病毒的结构
四、糖蛋白的功能
识别功能
❖ 受精过程是由糖蛋白介导的过程，卵膜上的受体蛋白和 精子凝集素均属糖蛋白, 其中寡糖链是精子与卵子在细胞水 平上相互识别的主要结构, 糖链携带的信号是不同物种间相 互区别的主要标志, 构成了保持种内遗传延续抑制种间受精 活动的首道防线。
四、糖蛋白的功能
生物学功能
❖ 细胞外或质膜上的糖蛋白都要通过内吞途径被传送到溶酶体 中进行降解。
五、特殊蛋白朊病毒
朊病毒蛋白增殖的机理
❖ 有少数学者认为朊病毒是通过中心法则不同的信息流来增殖 的。
❖ 它可能先由PrP转译成RNA，然后在合成子代PrP。这一过 程需要逆转译酶和逆转录酶，前一种酶还未被发现过，也可 大胆设想朊病毒的氨基酸序列可直接作为模板合成新的蛋白 质分子，，但这种蛋白质知道的蛋白质合成也从未被发现过。
五、特殊蛋白朊病毒
朊病毒蛋白增殖的机理
❖ 朊病毒蛋白增殖的可能机理： ❖ 大多数学者认为有一编码朊病毒氨基酸序列的基因组，但此
DNA不存在于朊病毒中，而是正常的哺乳动物基因组的一 部分。朊病毒的感染可活化或改变这一基因，使之转译出蛋 白质。 ❖ 有人认为朊病毒中存在某种小的核酸片段，它可能是基因活 化的扳机。此片段插入到记住细胞染色体的PrP基因转录起 始位点之前，插入核酸片段可作为基因表达的启动子或强化 子。如果朊病毒本身只含有蛋白质，PrP本身可能结合到 DNA控制PrP基因核转录区域而起到同样的作用。

答案
4.每克蛋白质在体内氧化分解可产生17.9 kJ(4.3 kcal)能量。一般成人每日 约有18%的能量来自蛋白质，但糖与脂肪可以代替蛋白质提供能量。这 说明蛋白质也能为生命活动提供 能量 。 5.结合上述分析，为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？ 答案 蛋白质具有多种功能，一切生命活动都离不开蛋白质。
解析答案
12345
3.鸡蛋煮熟后，蛋白质失去活性，原因是高温破坏了蛋白质的( C )
A.肽键
B.肽链
C.空间结构 D.氨基酸
解析 高温使肽链盘曲、折叠形成的蛋白质的一些化学键破坏或断开，
从而使其空间结构遭到破坏，影响其功能。
解析答案
4.下列关于蛋白质功能的举例不正确的是( B ) A.催化作用——酶 B.运输作用——胰蛋白酶 C.调节作用——胰岛素 D.免疫作用——抗体
第2章 第2节 生命活动的主要承担者—蛋白质
第2课时 蛋白质结构和功能的多样性
学习 目标
1.概述蛋白质结构多样性的原因。 2举例说明蛋白质的功能。
栏目 索引
基础知识导学 重点难点探究 随堂达标检测
基础知识导学
一、蛋白质结构的多样性 1.生物界中的蛋白质高达1010～1012 种 ， 但 构成 蛋 白 质的 氨 基2酸0 约 有 种。 2.下图中“□”或者“○”代表不同的氨基酸，请分析下列各图中两条肽 链不同的原因：
答案
返回
重点难点探究
一、蛋白质结构的综合应用 1.下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，据图分析：
(1)甲中肯定含有的元素有 C、H、O、N。 (2)乙约有 20 种，其 种类、数目和的排变列化顺是序蛋白质多样性的重要原因。
(3)过程①是
，丙的形成方式对蛋白质的多样性

狗(构)催运面(免)条(调）
蛋白质的功能
课本 28-29
结构多样性 决定 功能多样性
下列各种蛋白质的功能，正确的组合是（ A）
A．唾液淀粉酶——催化作用 B．血红蛋白——调节作用 C．胰岛素——运输作用 D．抗体——组成生物体结构
蛋白质的结构及其多样性 羧脱OH，氨脱H
课本 30
蛋白质的结构及其多样性
1．判断下列有关蛋白质的表述是否正确。
（1）蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。 （√ ） （2）氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。 （ × ） （3）只有细胞内才有蛋白质分布。 （ × ）如：头发 （4）蛋白质的空间结构与其功能密切相关。 （√ ）
2．质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是 （A ）
可以写出多少条互不相同的长链？
10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。
多肽的相对分子质量是多少？
na－18(n－1)
若形成 m 条肽链呢？na－18(n－m)
蛋白质的结构及其多样性
课本 31
蛋白质的结构及其多样性
课本 30-31
氨基酸 脱水缩合
肽链
一定的化学键相连
（成百上千）肽键相连 （一条或几条）盘曲、折叠、缠绕
蛋白质
2．某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用，它的基本组成单位是氨基酸。
②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的_蛋__白__质_变性，可以达到_消__毒__、__灭__菌 的目的。
蛋白质变性不可逆
蛋白质的盐析、变性、水解
课本 32
1.蛋白质的盐析 ➢ 蛋白质的空间结构没有改变，肽键不断裂
大本 29
不破坏空间结构，是降低了蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，

●
产生核磁共振波谱的必要条件有三条
◎原子核必须具有核磁性质 ◎需要有外加磁场 ◎只有那些能量与核自旋能级差相同的电磁辐射才能 被共振吸收，这就是核磁共振波谱的选择性


经过空间编码技术，把在磁共振过程中所发出的电磁波以及与之 有关的各种信息参数等，通过计算机处理，最后ห้องสมุดไป่ตู้成图像。医生通过 分析图像中的具体情况做出诊断
胶原蛋白的结构




胶原蛋白在体内以胶原纤维的形式存在。其基 本组成单位是原胶原蛋白分子 (tropocollagen)，长度为280nm，直径为 1.5nm，分子量为30万Da。 原胶原蛋白分子经多级聚合形成胶原纤维。在 电子显微镜下，胶原纤维呈现特有的横纹区带， 区带间距为60-70nm，其大小取决于胶原的类 型和生物来源； 原胶原蛋白分子在胶原纤维中都是有规则地按 四分之一错位，首尾相接，并行排列组成纤维 束。 由于原胶原肽链上残基所带电荷不同，因而电 子密度不同，这样通过1／4错位排列便形成间 隔一定的（大约70nm)电子密度区域，而呈现 模纹区带。
电子显微技术


通过电子显微镜技术并结合图像处理技 术发展起来的，在直接提供生物大分子 的形貌信息上具有很大的优越性。 研究生物大分子、超分子复合体及亚细 胞结构的有力手段
Tandem MS (MS/MS) can give sequence information
荧光共振能量转移技术


可用于蛋白质结构、蛋白质间的相互作 用及酶研究中。 将蛋白质标记上荧光探针，当蛋白质不 发生作用时，其相对距离较大，无 FRET现象；而蛋白质发生作用时， FRET发生。
3. 蛋白质的用途

() 化合物名称 降钙素 胰高血糖素样多肽
氨基酸数目 34 个
34 个
A．多肽形成的空间结构不同
B．氨基酸的种类不同
C．脱水缩合形成多肽的方式不同
D．氨基酸的排列顺序不同
12/10/2021
第十七页，共二十五页。
解析：选 C。多肽链形成的空间结构不同是功能不同的原因， A 正确；氨基酸种类不同会导致蛋白质结构不同，进而导致 功能不同，B 正确；多肽均是通过脱水缩合形成肽键产生的， C 错误；氨基酸的排列顺序不同导致蛋白质结构不同，进而 导致功能不同，D 正确。
胰岛素、生长激素的化学本质是蛋白质。
12/10/2021
第二十三页，共二十五页。
2021/12/10
第二十四页，共二十五页。
内容(nèiróng)总结
第2章 组成(zǔ chénɡ)细胞的分子
No Image
12/10/2021
第二十五页，共二十五页。
阅读教材 P21～P24
1．蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去 水分子数的关系 (1)肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－_肽__链__数___。 (2)蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子 质量－脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键)
12/10/2021
第三页，共二十五页。
12/10/2021
第二十页，共二十五页。
解析：选 D。该化合物的功能类似胰岛素，能够治疗糖尿病， 所以一定具有降低血糖浓度的功能，A 正确；该化合物有可 能使糖尿病患者将来只通过服药而不必注射胰岛素进行治疗， 该化合物是通过口服发挥作用的，说明该化合物可以直接吸 收，B 正确；该化合物如果是大分子物质，口服后经过消化 系统就被消化分解了，所以一定是相对分子质量较小的有机 物，C 正确；蛋白质口服会被消化道内的蛋白酶和肽酶消化 成小分子氨基酸，这样就会失去作用，所以该化合物不能是 蛋白质，D 错误。

蛋白质多样性的原因
蛋白质结构多样性的原因在于组成蛋白质的氨基酸种类、数量、顺序不同，导致肽链折叠方式不同，在肽链基础上形成的蛋白质空间结构不同，导致蛋白质结构多样性。

蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。

机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。

一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%，最重要的还是其与生命现象有关。

蛋白质是生命的物质基础，是构成细胞的基本有机物，是有机大分子，是生命活动的主要承担者。

没有蛋白质就没有生命。

它是氨基酸蛋白质的基本单位。

它是一种与生命和各种形式的生命活动密切相关的物质。

蛋白质参与身体的每个细胞和所有重要组成部分。

氨基酸是组成蛋白质的基本单位，氨基酸通过脱水缩合连成肽链。

蛋白质是由一条或多条多肽链组成的生物大分子，每一条多肽链有二十至数百个氨基酸残基（-R）不等；各种氨基酸残基按一定的顺序排列。

蛋白质的不同在于其氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链空间结构的不同。

COOH
N C C OH H N H R2
R1
肽键
NH CO
H2O H2O
蛋白质的结构 1.氨基酸的结合方式：脱水缩合 H O H 2N C C H O H N C C H
N
C
R3
COOH
三 肽
R1
H R2 肽键 肽键
蛋白质的结构 1.氨基酸的结合方式：脱水缩合 H O H 2N C C H O H N C C H
人教版高一生物微课
必修1
第2章组成细胞的分子
蛋白质的结构
执教：李珊 湖南省常德市鼎城区第一中学
蛋白质的结构 1.氨基酸的结合方式：脱水缩合 H O H 2N C C OH H O
+
H N C C H R2
OH
R1
肽键
NH CO
二肽
(H2O)
蛋白质的结构 1.氨基酸的结合方式：脱水缩合 H O H 2N C C H O
180×4 -18×3 三=666 个 （1）该化合物由 四 个氨基酸分子失去 水分子而形成，这种反应叫 脱水缩合 反应。 三 （2）该化合物含有 个肽键，该图所示化合物 的名称是： 四肽(多肽) 。 （3）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的 666 分子量是
问：n个氨基酸形成一条多肽链时脱去几个水分子？ 形成几个肽键？n个氨基酸形成m条肽链呢？
B
A、48个
B、49个
C、50个
D、51个
方法一：A链：21-1=20
B链：30-1=29 20+29=49
方法二：氨基酸总数：21+30=51 51-2=49
习题
根据下面图解，回答问题：
H CH3 H H