生物体中的有机化合物-蛋白质
浙科版高中生物必修一第一章第3节蛋白质
【标准解答】选C。甲虽然也有氨基和羧基，并
且连接在同一个碳原子上，但氨基酸的结构通
式中连接氨基和羧基的碳原子同时还连接着一
个H，而甲中没有H，所以甲不是构成蛋白质的
氨基酸，即甲没有R基团，同时也说明含有氨基
和羧基的化合物不一定是构成蛋白质的氨基酸。
丁是构成蛋白质的氨基酸，其R基团中含有羧基。
【误区警示】本题易错选D项。构成生物
小结 :脱水缩合过程及分析
3.氨基酸脱水缩合的过程
【警示钟】有关氨基、羧基、R基团的常见书写错误 (1)正确书写格式:-NH2、-COOH、-R。 (2)避免两种错误书写格式: ①写为NH2、COOH、R;
②写为NH3、HCOOH等。
【学而后思】
(1)某氨基酸的R基团为-C3H7,则该氨基酸的分子
式是什么?
提示:C5H11O2N。
(2)10个氨基酸缩合成两条肽链时,形成几个肽键,
脱去几分子水?
提示:8,8。
(2)过程分析
①脱水缩合部位：一个氨基酸氨基中的—H和另一个
氨基酸羧基中的—OH。
②脱水缩合的主要产物是多肽，其他产物是水。
③连接氨基酸与氨基酸之间的化学键是肽键，表示为
或—CO—NH—。
提示:强酸、强碱、重金属盐破坏了蛋白质分子的空间结
构,蛋白质变性失活。
蛋白质的主要理化性质 1.两性：因为蛋白质分子中具有—NH2和—COOH，
所以蛋白质具有酸、碱两性。
2.盐析：加入浓的无机盐溶液可使蛋白质从溶
液中沉淀出来，这个现象叫盐析。
3.变性：
(1)概念：蛋白质在一定的物理或化学因素的影
氨基酸数目不同 不相同 。原因：___________________ 判断：________ 。
生物化学-生物体的化学组成
生物体的化学组成除了水和无机盐之外，活细胞的有机物主要由碳原子与氢、氧、氮、磷、硫等结合组成，分为大分子和小分子两大类。
前者包括蛋白质、核酸、多糖和以结合状态存在的脂质；后者有维生素、激素、各种代谢中间物以及合成生物大分子所需的氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和甘油等。
在不同的生物中，还有各种次生代谢物，如萜类、生物碱、毒素、抗生素等。
虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点，但直到今天，新物质仍不断在发现。
如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等，已成为重要的研究课题。
有的简单的分子，如作为代谢调节物的果糖-2，6-二磷酸是1980年才发现的。
另一方面，早已熟知的化合物也会发现新的功能，20世纪初发现的肉碱，50年代才知道是一种生长因子，而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体。
多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，与精胺、亚精胺等多胺被发现有多种生理功能，如参与核酸和蛋白质合成的调节，对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。
新陈代谢与代谢调节控制新陈代谢由合成代谢和分解代谢组成。
前者是生物体从环境中取得物质，转化为体内新的物质的过程，也叫同化作用；后者是生物体内的原有物质转化为环境中的物质，也叫异化作用。
同化和异化的过程都由一系列中间步骤组成。
中间代谢就是研究其中的化学途径的。
如糖元、脂肪和蛋白质的异化是各自通过不同的途径分解成葡萄糖、脂肪酸和氨基酸，然后再氧化生成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环，最后生成二氧化碳。
在物质代谢的过程中还伴随有能量的变化。
生物体内机械能、化学能、热能以及光、电等能量的相互转化和变化称为能量代谢，此过程中ATP起着中心的作用。
新陈代谢是在生物体的调节控制之下有条不紊地进行的。
这种调控有3种途径:①通过代谢物的诱导或阻遏作用控制酶的合成。
这是在转录水平的调控，如乳糖诱导乳糖操纵子合成有关的酶；②通过激素与靶细胞的作用，引发一系列生化过程，如环腺苷酸激活的蛋白激酶通过磷酰化反应对糖代谢的调控；③效应物通过别构效应直接影响酶的活性，如终点产物对代谢途径第一个酶的反馈抑制。
蛋白质的十种提取方法
蛋白质的十种提取方法蛋白质是构成生物体重要组成部分的大分子有机化合物，对于生物研究和工业生产具有重要意义。
目前，蛋白质的提取方法多种多样，根据不同的目的和实验要求可以选择合适的提取方法。
下面将介绍蛋白质的十种常用提取方法。
1.溶液渗透法：该方法利用溶液渗透作用，通过梯度离心或薄膜渗透，将蛋白质从混合物中分离出来。
这种方法适用于体积较小且溶解度高的蛋白质。
2.超声波破碎法：通过使用超声波的机械波作用，使得细胞膜破碎，释放出蛋白质。
这种方法操作简单，操作快速，适用于处理小体积的样品。
3.离心法：通过离心来分离混合物中的蛋白质。
根据蛋白质的分子量和比重差异，可以利用离心的力把蛋白质沉淀到离心管的底部。
这种方法适用于分离大分子量的蛋白质。
4.水解法：通过将蛋白质与水或酸性溶液共同处理，使蛋白质发生水解反应，从而分离出目标蛋白质。
这种方法对于含有多种蛋白质的混合物有效。
5.超滤法：利用超滤膜的渗透性，将蛋白质从混合物中分离出来。
根据蛋白质的分子量大小，可以选择合适孔径的超滤膜。
这种方法可以快速、高效地提取蛋白质。
6.毛细管电泳法：利用毛细管对溶液中的蛋白质进行分离。
该方法可以根据蛋白质的电荷、大小和形状来分离不同蛋白质。
这种方法操作简单、实验时间短。
7.离子交换法：利用离子交换树脂或离子交换膜，根据蛋白质的电荷特性来分离蛋白质。
这种方法可以选择不同类型和大小的离子交换树脂，以实现对不同蛋白质的选择性提取。
8.吸附法：通过特定配体与蛋白质之间的亲和作用，将蛋白质吸附到固相材料上，并通过洗脱来分离蛋白质。
这种方法可以用于高效地纯化蛋白质。
9.柱层析法：利用固定相和流动相之间的亲和力或互斥力分离蛋白质。
依据蛋白质的大小、形状和电荷特性，选择不同类型的柱层析材料，实现对蛋白质的选择性提取。
10.电泳方法：通过电场驱动蛋白质在凝胶中迁移，根据蛋白质的大小和电荷来分离蛋白质。
这种方法可以分离不同分子量和电荷的蛋白质，并可用于纯化和定量分析。
蛋白质的三维结构
二、稳定蛋白质三维结构的作用力
R基团间的相互作用及稳定蛋白质三维构象的作用力 a.盐键 b.氢键 c.疏水键 d.范得华力 e.二硫键
共价键和次级键键能对比
• 肽键 • 二硫键 • 离子键 • 氢键 • 疏水键 • 范德华力
90kcal/mol
3kcal/mol 1kcal/mol 1kcal/mol 0.1kcal/mol
3.肽链中连续出现带庞大侧链的氨基 酸如Ile，由于空间位阻，也难以形成α 螺旋。
4.在多肽链中只要出现 pro，α -螺旋就被中断，产 生一个弯曲（bend）或结 （kink）。因为脯氨酸的 —亚氨基上 氢原子参与肽 键的形成后，没有多余的氢 原子形成氢键；另外，脯氨 酸的 环内—碳原子参与R 基吡咯环的形成，其C-N键 不能自由旋转，不易形成 -螺旋。
一些侧链基团虽然不参与螺旋，但 他们可影响α -螺旋的稳定性 1.在多肽链中连续的出现带同种电荷的 极性氨基酸，α -螺旋就不稳定。如多聚Lys、 多聚Glu。而当这些残基分散存在时，不影响 α螺旋稳定。 2.Gly的R基太小，Φ角和Ψ角可取较大范 围，在肽中连续存在时，使形成α螺旋所需 的二面角的机率很小，不易形成α螺旋。如 丝心蛋白含50%Gly，所以也是螺旋的破坏者。
一、蛋白质的三维结构
蛋白质的空间结构（构象、高级结构） ——蛋白质分子中所有原子在三维空间的 排列分布和肽链的走向。
一、蛋白质的三维结构
二级结构 超二级结构和结构域
蛋白质的三维结构
三级结构
四级结构
研究蛋白质构象的方法
构型和构象 构型－－构型是指在立体异构中，一 组特定的原子或基团在空间上的几何布 局。两种不同构型的转变总是伴随着共 价键的断裂和重新形成。 构象－－当单键旋转时可能形成不同 的立体结构。不涉及共价键的断裂。 （一）X射线衍射法 （二）研究溶液中蛋白质构象的光谱学 方法 如：紫外差光谱、荧光和荧光偏震、 圆二色性、核磁共振（NMR）吸收
蛋白质和双缩脲试剂反应的原理
蛋白质和双缩脲试剂反应的原理蛋白质和双缩脲试剂反应的原理________________________________________蛋白质是生物体最重要的物质之一，在生物体的各个方面都发挥着重要作用。
而双缩脲试剂反应（dinitrophenylhydrazine，DNP）是一种常用的蛋白质检测方法。
本文将介绍蛋白质及其结构，及其与DNP试剂反应的原理。
一、蛋白质结构蛋白质是一种复杂的有机化合物，由一系列氨基酸构成。
它们通过氨基酸间的氢键形成了三维空间的构型，形成了不同的分子结构，构成了蛋白质的分子框架。
在生物体中，蛋白质分子不断地发生变化，以响应外界的信号，从而控制生物体的各种过程。
二、DNP试剂反应DNP试剂反应是一种常用的蛋白质检测方法，它利用DNP试剂与蛋白质中的亚胺基氢酸基之间的反应来检测蛋白质。
该试剂可与氨基酸中的亚胺基氢酸基发生反应，形成一个官能团——亚胺基二聚体。
其原理如下：当DNP试剂与氨基酸中的亚胺基氢酸基发生反应时，亚胺基氢酸基会发生变化，形成亚胺基二聚体，从而使其有一定的光学性质，通过特定的仪器测量其光学性质，从而判断出是否存在蛋白质。
三、DNP试剂反应过程DNP试剂反应过程中首先将DNP试剂与待测样本（如血液、尿液、胸水或其他样本）混合在一起，再加入一定量的酸性或碱性条件（如盐酸、乙酰胆碱或氯化钠），使得DNP试剂与样本中存在的亚胺基氢酸基进行水解。
水解后，DNP试剂与亚胺基氢酸基之间形成一个官能团——亚胺基二聚体，其有一定的光学性质。
之后使用特定的仪器测量其光学性质，从而判断出是否存在蛋白质。
四、DNP试剂反应的优势DNP试剂反应是一种快速、准确、便捷的检测方法，它的优势在于：1、快速——DNP试剂反应的检测速度快，在几分钟内就能得出准确的检测结果。
2、准确——DNP试剂反应能够得出准确无误的检测结果，并且不易受外界条件影响。
3、便捷——DNP试剂反应所需要的仪器不复杂，耗时也不久，对实验人员来说十分便捷。
有机化合物及生物大分子——糖类脂质蛋白质汇总
1.氨基酸
2、C、H、O、N等化学元素
3.氨基酸分子相互结合 4、多肽
5.肽链
6.具有一定空间结构的蛋白质分子
A、123456
B、214365
C、214356
D、213456
血红蛋白
蛋白质分子结构的多样性：
①氨基酸种类不同，肽链结构不同 ◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ★-★-★-★-★-★-★-★-★-★
结论：碳原子的结构和碳骨架决定了有机物的多样性
一、糖类： （碳水化合物） 1.组成元素： 由C、H、O三种化学元素组成 2.种类： 有不同的分类方式
五碳糖——是遗传物质DNA和RNA的组成部分
单 （脱氧核糖、核糖） 糖 六碳糖——是植物光合作用的直接产物，是细胞的重
（葡萄糖、果糖）
要能源物质之一。
⑵磷脂：是细胞内各种膜结构的重要成分。
⑶植物蜡：对植物细胞起保护作用。
⑷胆固醇： 对维持生物体的正常新陈代谢起着积极
的作用 过多有害。
4.单体（油脂） 甘油和脂肪酸
5.鉴定方法（油脂） 苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液 （橙黄色或红色）
糖类和油脂的组成元素比较表：
含量
成 分 （%）
C
H
O
脂类 75
12
13
第三节 有机化合物及生物大分子
组成细胞的主要元素
无机物
水 无机盐
细胞中的物质
有机物
糖类 脂质 (为方便,有时也归入生物大分子)
蛋白质 核酸
碳原子结构示意图
1.由于碳原子的结构，使得碳原子之间、或 者碳原子与别的原子都可以共用电子，从而形 成更多的物质。 2.多个碳原子间相互共用电子形成多种多样的碳 骨架，碳骨架上游离的键可以与氢、氧、氮、磷 等多种元素结合，形成数百种化合物。
蛋白质r基-概述说明以及解释
蛋白质r基-概述说明以及解释1.引言1.1 概述蛋白质是生物体中非常重要的大分子有机化合物，它们在细胞的结构和功能上扮演着关键角色。
蛋白质分子通常由氨基酸残基组成，在细胞内通过不同的化学键形成复杂的三维结构。
蛋白质的研究领域非常广泛，其中一个重要的方面就是蛋白质的r基，也称为残基。
在蛋白质分子中，r基是指与其他原子或分子发生化学反应的那些氨基酸残基。
这些r基在蛋白质的结构和功能中发挥着至关重要的作用。
蛋白质中的r基可以通过形成共价键或非共价键与其他分子相互作用。
这些相互作用可以影响蛋白质的稳定性、折叠状态以及与其他分子的结合能力。
同时，r基的化学性质也决定了蛋白质的功能定位和催化活性。
研究蛋白质r基的结构和功能对于我们理解细胞的生物化学过程以及疾病的发生机制具有非常重要的意义。
通过深入研究蛋白质的r基，我们可以揭示蛋白质在细胞内的相互作用和信号传递机制，从而有助于我们设计和开发新的药物治疗方法。
在本文中，我们将首先介绍蛋白质r基的结构和功能，包括它们在蛋白质折叠、稳定性和催化等方面的作用。
接着，我们将探讨蛋白质r基的重要性，并对其未来的研究方向和发展前景进行展望。
综上所述，蛋白质中的r基是蛋白质分子中至关重要的部分，它们在蛋白质的结构和功能上发挥着重要作用。
深入研究蛋白质r基的结构和功能，对我们进一步理解细胞过程和开发新的治疗方法具有重要意义。
1.2 文章结构本文将分为以下几个部分进行讨论和阐述。
首先，在引言部分，我们将对整篇文章进行概述，简要介绍蛋白质r 基的概念和相关背景知识。
同时，还将说明文章的结构和目的，以及总结预期的研究成果。
接下来，在正文部分，将详细讲解蛋白质r基的定义和基本特征。
我们将分析蛋白质r基的结构和功能，并探讨不同类型的蛋白质r基在细胞中的作用机制。
此外，我们还将探讨蛋白质r基的重要性，以及与其他生物分子的相互作用关系。
在结论部分，我们将对前文所述的蛋白质r基的特点进行总结，并进一步探讨研究蛋白质r基的意义。
生物体中有机化合物
生物体中有机化合物生物体中有机化合物是指在生物体内存在的由碳、氢、氧、氮、磷等元素构成的有机物质。
这些有机化合物包括蛋白质、核酸、碳水化合物和脂类等，在维持生物体的正常功能和生命活动中扮演着重要的角色。
一、蛋白质蛋白质是生物体中最广泛存在的有机化合物之一，由氨基酸通过肽键连接而成。
蛋白质在生物体中具有多种功能，例如构成细胞结构、参与代谢反应、调节生理过程等。
蛋白质分为结构蛋白、酶、激素等不同类型，每一种蛋白质都在维持生物体正常运作中发挥着特定的作用。
二、核酸核酸是构成生物遗传信息的重要有机化合物，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA是生物体中储存遗传信息的分子，它通过特定的序列和结构编码了生物体的遗传特征。
RNA则在基因表达和蛋白质合成过程中发挥着重要的作用。
核酸在维持生物体遗传传递和正常发育中具有不可替代的功能。
三、碳水化合物碳水化合物是生物体中最常见的有机化合物之一，由碳、氢、氧三种元素构成。
它们可以分为单糖、双糖和多糖等不同类型。
碳水化合物是生物体中的主要能量来源，通过被分解代谢产生的能量支持生物体的运作。
此外，碳水化合物还参与到细胞识别和信号传导等生理过程中。
四、脂类脂类是一类在生物体中广泛存在的有机化合物，包括脂肪、油脂和磷脂等。
它们主要由碳、氢、氧三种元素构成，具有高能量密度，并且在维持细胞结构、提供保护和传导信号等方面发挥重要作用。
脂类还参与到调节生理过程、合成激素和维持细胞膜的稳定性等功能。
综上所述，生物体中的有机化合物包括蛋白质、核酸、碳水化合物和脂类等，它们在生物体的正常功能和生命活动中起着至关重要的作用。
了解这些有机化合物的特性和功能，有助于我们更好地理解生物体的组成和机制，推动生物科学的研究和应用。
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（1）肽链的合成过程：氨基酸之间脱水缩合， 通过肽键相互连接，形成肽链。 — CO—NH — （2）肽的命名 二肽：由两个氨基酸脱水缩合而成的化合物
多肽：由3个以上的氨基酸连成的肽链
活动（手拉手，一起玩） 一个同学代表一个“氨基酸”，模拟肽链的形成。 其余同学观察并思考： 1.生成1条肽链，会有几个肽键， 脱掉几个水分子？
c. 不同氨基酸有不同的侧链基团
判断下列哪些是组成蛋白质的氨基酸?
H SH C CH2 COOH H 2N
H C CH2 SH H H 2N C H COOH
NH2
H 2N CH
×
COOH
√
×
COOH
CH2 OH
√
CH2
3
肽链
请观看动画回答以下问题 1.氨基酸之间是如何连接的？ 2.新生成的键叫什么？新生成的化学物质叫什么？
（1）肽链的合成过程：氨基酸之间脱水缩合， 通过肽键相互连接，形成肽链。 — CO—NH — （2）肽的命名 二肽：由两个氨基酸脱水缩合而成的化合物
肽键
脱水缩合
H2O +
二肽
思考： 二肽和一个氨基酸的脱水缩合反应式应如何书 写，形成的化合物叫什么名称？
++ H2 O三肽3肽链
请观看动画回答以下问题 1.氨基酸之间是如何连接的？ 2.新生成的键叫什么？新生成的化学物质叫什么？
构成肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同； 蛋白质的空间结构不同。 5 结构多样性 功能多样性
组成元素
C、H、O、N，有些含有S、Fe等 种类：20种
H
氨基酸 结构通式： H N 2
C R
COOH
特点 • • 肽链 结构多样性 细胞膜、肌肉、皮肤、毛发的主要成分 合成酶、激素、抗体、载体的原料 蛋白质 功能多样性 为机体供能 构成肽链的氨基酸种类、数目、排列顺序不同 蛋白质的空间结构不同
1 主要元素：C，H，O，N
（S、Fe、Cu、Zn等）
2
单体：氨基酸
（1）参与生物体蛋白质组成的氨基酸：20种
（2）结构通式
H
O
氨基
H2N——C——C R 侧链基团
羧基
OH
（3）结构特点： a. 至少含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH） b. 有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH）连接在同一个碳原子上；
n个氨基酸形成一条多肽链，生成的肽 n-1 ，脱水数为_______ n-1 。 键数为_______
2.生成2条肽链，会有几个肽键，脱掉几个水分子？ 3.生成3条肽链，会有几个肽键，脱掉几个水分子？ ……
n个氨基酸形成m条多肽链，生成的肽键数为 n-m ，脱水数为_______ _______ n-m 。
蛋白质——占生物体干重最多的有机物 一、功能
1 2 机体构造的主要成分 形成酶、抗体、激素、血红蛋白等必需的原料
血红蛋白
胰岛素
蛋白质——占生物体干重最多的有机物 一、功能
1 2 3 机体构造的主要成分 形成酶、抗体、激素、血红蛋白等必需的原料 作为能量供机体利用 蛋白质是生命活动的主要承担者
二、结构
享学课堂
生物体中的有机化合物——蛋白质
海地太子港，一男孩儿站在“泥饼干”前面
海地儿童吃“泥饼”充饥
你还会浪费粮食吗？
泥干 泥饼干
海地人称之为“特雷”，是一种用海地特有的黄泥土混 合食盐、蔬菜起酥油或人造黄油晒成的“饼干”。是贫 困人家用来充饥的一种食物。
蛋白质
学习目标
• • • • • 能说出氨基酸结构的共同特点 能描述蛋白质的形成过程 能归纳蛋白质多样性的原因 能举例说明蛋白质的重要功能 感受蛋白质的结构决定其功能
4 空间结构 氨基酸 脱水缩合 肽链 折叠或螺旋
蛋白质
回顾氨基酸形成蛋白质的全过程
氨基酸 脱水缩合 二肽
几条多肽链折叠或 螺旋形成蛋白质
脱水缩合
三肽 脱水缩合 折叠或螺旋
蛋白质的功能蕴 藏在它的空间结 构中。
多肽
活动（手拉手，一起玩）
一个同学代表一个“氨基酸”，模拟肽 链的形成，其余同学观察并思考：20种氨基 酸如何排列组合成多种多样的蛋白质？