第2章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 知识点

第4节蛋白质是生命活动的主要承担者
一、蛋白质的功能
1．蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。

细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。

2．主要功能及举例
类别功能举例
结构蛋白许多蛋白质是构成细胞和生物体
结构的重要物质
肌动蛋白、肌球蛋白等
功信息传递对细胞和生物体的生命活动有重
要的调节作用
胰岛素、生长激素等
能催化作用催化细胞内的多种化学反应大多数酶等蛋运输作用有些蛋白质具有运输功能血红蛋白等
白防御作用能抵御侵入人体或高等动物体内
的抗原物质
抗体等
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1．种类
(1)在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。

(2)分类
①依据：人体细胞能否合成。

②必需氨基酸：8种。

人体细胞内不能合成，必须从外界环境中获取。

③非必需氨基酸：13种。

人体细胞能够合成，也可从外界环境中获取。

2．氨基酸的元素组成及结构特点
(1)组成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸含有S等元素。

(2)结构
①写出图中结构名称
a ．氨基；
b 、d.R 基；c.羧基。

②比较图中两种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：。

③氨基酸的结构特点
数量关系：至少都含有一个氨基和一个羧基。

位置关系：都有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上。

各种氨基酸之间的区别在于R 基的不同。

三、蛋白质的结构及其多样性 1．氨基酸的脱水缩合
(1)此生理过程的名称是脱水缩合。

(2)写出字母代表的结构或名称：a.肽键，b.二肽。

(3)判断产物H 2O 中原子的来源
⎩
⎨⎧H ：来自R 1所在氨基酸的羧基和R 2所在氨基酸的氨基O ：来自R 1所在氨基酸的羧基 (4)多肽中氨基或羧基的含量：至少一个。

2．蛋白质的形成过程 元素：C 、H 、O 、N 等 ↓
氨基酸：蛋白质的基本组成单位 ↓脱水缩合
二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物 ↓
多肽(链)：由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，
通常呈链状结构
↓
蛋白质：具有一定的空间结构
3．蛋白质种类繁多的原因
在细胞中，组成一种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，因此，蛋白质分子的结构极其多样。

4．结构与功能的适应
(1)每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。

如镰状红细胞中的血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，运输氧的能力会大大削弱。

(2)蛋白质变性：指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。

蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1．氨基酸的结构通式及判断
(1)结构通式
(2)组成生物体蛋白质的氨基酸的判断标准
①数量标准：至少有一个“—NH2”和一个“—COOH”。

“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系，“氨基酸”代表了其分子结构中主要的部分——氨基(碱性)和羧基(酸性)，分子结构中缺少其一，都不是氨基酸。

如：
H2N—CH2—CH2OH⇨缺少—COOH
HOOC—CH2—CH2—COOH⇨缺少—NH2
②位置标准：都有一个“—NH2”和一个“—COOH”连接在同一个碳原子(中心碳原子)上。

2．氨基与羧基的书写方法
提醒：千万不要忘记在基团前面加“—”。

蛋白质的结构及其多样性
1．多肽中氨基数、羧基数、氨基酸数、肽键数和脱水数的计算
氨基酸平均相对分子质量氨基
酸数
目
肽键
数目
脱去水
分子数
目
多肽或蛋
白质相对
分子质量
氨基
数目
羧基
数目
一条肽链 a n n－1n－1na－18×(n
－1)
至少
1个
至少1
个
m条肽链 a n n－m n－m na－18×(n
－m)
至少
m个
至少m
个
环状多肽 a n n n na－18n 最少
为0
最少
为0
数目，就是水解过程中需加入水分子的数目。

(2)若肽链间有二硫键(—S—S—)，则蛋白质的相对分子质量＝na－18(n－m)－2k(k为二硫键的个数，n为氨基酸数，m为肽链数，a为氨基酸的平均相对分子质量)。

(3)涉及多肽结构图的问题，首先，从图中准确辨认出肽键；其次，确定图中共有多少个氨基酸及每个氨基酸的R基，尤其注意R基上有无氨基、羧基；最后审清题目，按要求解答。

2．蛋白质中含有N、O原子数的计算
(1)N原子数＝肽键数＋肽链数(肽链一端游离的氨基数)＋R基上的N原子
数＝各氨基酸中N原子总数。

(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数(肽链一端游离的羧基数)＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数(肽键数)。

(3)H原子数＝各氨基酸H原子总数－2×肽键数(－2×二硫键数)。

3．蛋白质的结构多样性
4．氨基酸的排列与多肽种类的关系
若有A、B、C三种氨基酸，则由这三种氨基酸组成肽的情况可分下列两种情形分析：
知识网络构建核心语句归纳
1.蛋白质是生命活动的主要承担者。

2.蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。

3.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

4.每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

5.蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链形成的空间结构不同。

6.我国科学家1965年完成了结晶牛胰岛素的合成，摘取了人工合成蛋白质的桂冠。