2011届高考生物第一轮基础自主梳理复习.ppt

第2节 生命活动的主要承担者蛋白质 想一想：人体内氨基酸如何分类，各有几种？ 议一议：多肽与蛋白质有何区别？蛋白质的空间结构在哪里形成？ 答案: 想一想：必需氨基酸：人体细胞不能合成的，必需从外界直接获取 ，8种谐音记忆：两（亮异亮）册（色）书（苏）本（苯丙）携（缬 ）家（甲）来（赖）儿童9种（多出组氨酸）;非必需氨基酸：人体 细胞能够合成的，12种。 议一议：多肽呈链状结构，往往无生物活性而蛋白质具有一定的空 间结构，有生物活性;蛋白质的空间结构是在内质网中形成的。 1蛋白质的三维结构与其热变性(浙江科技版) 蛋白质分子由一条或多条肽链组成，肽链间只有通过一定的化 学键 (肯定不是肽键)构成独特的三维结构时，才表现出特有的生物活性 。蛋 白质的空间结构并不稳定，会随着温度的升高而发生改变，并且一 旦改 变，便会失去活性，这种现 象就叫蛋白质的热变性。一般地蛋白质 在 温度升高后，其生物活性会降低，在温度超过4050 时，其活性 就 可能完全丧失。 2.蛋白质的合成与运输(中国地图版) 1.蛋白质有哪些主要理化性质？ 【提示】 酸碱两性(分子内存在NH2和COOH) 盐析(可以从浓的无机盐溶液中沉淀出来) 变性和凝固(一定的理化因素，使其变性凝固) 水解反应(在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸) 显色反应(如蛋白质与硝酸作用显黄色) 2.什么是蛋白质的分选？ 【提示】 (1)含义：蛋白质合成后的去向和最终定位 (2)影响因素：分选信号核糖体的存在部位如游离核糖体合成 的蛋白质 运输到不同细胞器(如线粒体蛋 白、叶绿体蛋白) 1蛋白质形成过程分析 (1)蛋白质质与多肽肽的关系：每个蛋白质质分子可以由1条肽链肽链 组组成，也可由几条肽链肽链 通过过一定的化学键键(肯定不是肽链肽链 )连连接而成。但多肽肽只有 折叠成特定的空间结间结 构 进进而构成蛋白质时质时 ，才能执执行特定的生理功能。 (2)肽键肽键 的结结构式可表示如下： (3)一条肽链肽链 上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧羧基，分 别别位 于肽链肽链 的两端。 (4)H2O中的H来自于COOH和NH2，而O则则只来自于 COOH。 (5)若某肽链肽链 中有四个肽键肽键 ，此化合物应应叫五肽肽，不叫四肽肽， 即以 脱水缩缩合的氨基酸个数命名。 多肽和蛋白质的区别 (1)结构上有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，无空 间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。 (2)蛋白质多样性有四个方面原因，但多肽多样性只有三个方 面的原因，这一点在组织答案时应特别注意。 (3)一条刚刚从核糖体这一车间下线的多肽链可以叫多肽，但 不能称为蛋白质。 蛋白质往往是由一条或几条多肽链和其他 物质结合而成的。即基因控制蛋白质合成时，翻译的直接产 物应为多肽，不能写成蛋白质。 特别提醒： 2.相关计算 假设设氨基酸的平均相对对分子质质量为为a，由n个氨基酸分别别形成1 条 肽链肽链 或m条肽链肽链 。 (1)氨基数肽链肽链 数R基上的氨基数各氨基酸中氨 基总总数肽键肽键 数 (2)羧羧基数肽链肽链 数R基上的羧羧基数各氨基酸中羧羧 基总总数肽键肽键 数 (3)N原子数各氨基酸中N的总总数肽键肽键 数肽链肽链 数 R基上的N原子数 (4)O原子数各氨基酸中O的总总数脱去水分子数 肽键肽键 数2肽链肽链 数R基上的O原子数 形成 肽链肽链 数 形成 肽键肽键 数 脱去水 分子数 氨基数目 羧羧基 数目 多肽肽相对对 分子质质量 1n1n1至少1个 至少1 个 na 18(n1) mnmnm至少m个 至少 m个 na 18(nm) (5)氨基酸的排列与多肽肽的种类计类计 算 假若有A、B、C三种氨基酸，由这这三种氨基酸组组成多肽肽的情况可 分 为为如下两种情形 分析： A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成 肽肽 类类化合物的种类类： 形成三肽肽的种类类： (3327种) 形成二肽肽的种类类： (329种) A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成 肽肽 类类化合物的种类类： 形成三肽肽的种类类： (3216种) 形成二肽肽的种类类： (326种) 33333 321 32 (6)氨基酸与相应应DNA及RNA片段中碱基数目之间间的关系 DNA(基因) mRNA 蛋白质质 碱基数 碱基数 氨基酸数 6 3 1 由于mRNA中有终终止密码码子等原因，上述关系应应理解为为 每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA (基因)上的6个碱基。 蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式 告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。 若脱水缩合形成的多肽链构成环状， 则脱去的水分子数参与脱水的氨基酸数肽键数，其游离 的氨基、羧基只能在R基团上有可能出现。 特别提醒： 1在下列物质质中，若将其中能构成人体蛋白质质的氨基酸通过过脱水缩缩合而形 成蛋 白质质分子，则则此蛋白质质分子中所含有的羧羧基、氨基和肽键肽键 的数目依次是 ( ) A3、3、2 B4、3、3 C3、2、4 D2、2、2 解析：从氨基酸的概念和结构通式看，找出构成人体的氨基酸 有： ，因没有氨基与羧基连在同一个碳原子上而被淘 汰； 构成蛋白质的氨基酸可脱水缩合成多肽。该多肽的羧基除肽链 的 游离端保留着一个，在的R基上各有一个羧基；氨基除肽链 的游离端保留着一个，在的R基上有一个。5个氨基酸脱水缩 合共形成4个肽键。 答案：C 1结构的多样性 蛋白质质分子结结构多样样性可以从以下四个层层次分析： (1)氨基酸的种类类不同，构成的肽链肽链 不同 (2)氨基酸的数目不同，构成的肽链肽链 不同 (3)氨基酸的排列次序不同，构成的肽链肽链 不同 (4)肽链肽链 的数目和空间结间结 构不同，构成的蛋白质质不同 以上四点并非同时时具备备才能确定两个蛋白质质分子结结构不同，而 是只要具备备其 中一点，就可说说明两种蛋白质结质结 构不同。 2功能多样性与结构多样性的关系 特别提醒： 2下列各项项与蛋白质结质结 构多样样性无关的是 ( ) A氨基酸的数目、种类类和排列顺顺序 B构成蛋白质质的多肽链肽链 的数目 C构成蛋白质质的多肽链肽链 的空间结间结 构 D氨基酸至少含有一个氨基和一个羧羧基 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 蛋白质多样性的原因，只有D项不是。 答案：D 【例1】 下面是某蛋白质质的肽链结肽链结 构示意图图(图图1，其中数字为为氨 基酸序号)及部分肽链肽链 放大图图(图图2)，请请据图图判断下列叙述中不正 确的是( ) A该蛋白质质中含有两条肽链肽链 49个肽键肽键 B图图2中含有的R基是 C从图图2可推知该该蛋白质质至少含有4个游离的羧羧基 D决定该该蛋白质质合成的mRNA中至少含有51个密码码子 自主解答：_ 思路点拨：不是R基，故B项错误。 答案：B (1)该蛋白质的肽链为何种形式的结构时可含有51个肽键 ？ (2)能从图2推知该肽链至少含有2个游离的氨基吗？ 【提示】 (1)环状。(2)能，因为R基上有一个氨基。 【例2】 (2010汕头模拟)蛋白质质是一切生命活动动的体现现者，对对于生 物体而言，蛋白质质的“生老病死”至关重要。2004年诺贝诺贝 尔化学奖获奖获 得者研究发现发现 ：一种被称为为泛素的多肽肽在需要能量的蛋白质质降解 过过程中起重要作用。泛素激活酶E1将泛素分子激活，然后由E1将泛 素交给给泛素结结合酶E2，最后在泛素连连接酶E3的指引下将泛素转转移到 靶蛋白上。这这一过过程不断重复，靶蛋白就被绑绑上一批泛素分子。被 泛素标记标记 的靶蛋白很快被送往细细胞内一种称为为蛋白酶体的结结构中 进进行降解。整个过过程可表示为为如下所示图图解。请请分析回答。 (1)蛋白质质在生物体内具有多种重要功能。依上述材料可推测测出蛋 白质质的一项项具体功能是_ 。 (2)泛素调节调节 的蛋白质质降解过过程中所需能量主要来自_物 质质。 (3)蛋白酶体所含的酶最可能是 _。 (4)细细胞内E1、E2、E3在蛋白质质降解过过程中所起的作用不同，从 分子水平上分析，其原因是 _。 自主解答：_ 思路点拨：(1)题干信息显示泛素可使靶蛋白在蛋白酶体中降解， 整个过程离不开泛素结合酶、连接酶等，而它们在反应前后并未 改变，说明蛋白质具有催化作用； (2)在细胞和生物体的生命活动中，能量的主要来源是糖类，蛋白 质的降解也需要能量； (3)蛋白酶体可将靶蛋白降解(即水解)，因此，其中所含酶应为蛋白 质水解酶(蛋白酶)； (4)各种酶的催化功能不同是由其分子结构所决定的。 答案：(1)催化作用 (2)糖类类 (3)蛋白酶 (4)它们虽们虽 都是蛋白质质 ，但其分子结结构不同 题后反思：本题题重在考查阅读查阅读 能力、信息提取与处处理能力以及分 析、推理能力。就知识识而言，则则主要考查查了酶和蛋白质质的相关知 识识，是今后高考命题题的方向。 对照实验及无关变量的控制 实验验中的无关变变量很多，同一种实验结实验结 果可能是由多种不同的 实验实验 因素所引起的，因此必须严须严 格控制无关变变量，要平衡和消 除无关变变量对实验结对实验结 果的影响。设设置对对照实验实验 ，能有效地排除 其他因素干扰实验结扰实验结 果的可能性，使实验设计实验设计 更加严严密，所以 大多数实验实验 尤其是生理类实验类实验 往往都要有相应应的对对照实验实验 。 所谓对谓对 照实验实验 是指除所控因素外，其他条件与被对对照实验实验 完全 相等的实验实验 。对对照实验设实验设 置得正确与否，关键键就在于如何尽量 去保证证“其他条件的完全相等”。具体来说说有如下四个方面： (1)所用生物材料要相同。即所用生物材料的数量、质质量、长长度 、体 积积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。 (2)所有实验实验 器具要相同。即试试管、烧烧杯、水槽、广口瓶等器具 的大 小型号要完全一样样。 (3)所用实验试剂实验试剂 要相同。即试剂试剂 的成分、浓浓度、体积积要相同 ，尤其 要注意体积积等量的问题问题 。 (4)所用处处理方法要相同。如保温或冷却、光照或黑暗、搅搅拌或 振荡荡 都要一致。有 时时尽管某种处处理对对对对 照实验实验 来说说，看起来似乎 是毫无 意义义的，但最好还还是要做同样样的处处理。 【例】 (2010广东五校联考)赖氨酸是哺乳动动物蛋白质质分子中普 遍存在的一种氨基酸，是人体的必需氨基酸。赖赖氨酸不能在人体内 合成，只能从食物中 获获取，缺乏时时会影响体内蛋白质质的合成，出 现营现营 养不良，体重增加缓缓慢。赖赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸 呢？某生物兴兴趣小组组利用下列材料和用具就此问题进问题进 行了探究， 请补请补 充并完善他们们的实验实验 原理和实验实验 方案：材料和用具：20只生 长发长发 育状况相同的正常幼年大鼠、分装在不同试剂试剂 瓶中的20种氨 基酸、不含蛋白质质和氨基酸的食物、秤、天平等。 实验原理： 。 实验方案： (1)配食：_， 配制成食物A ； 配制成食物B 。 (2)分组组：将20只大鼠平均分成甲、乙两组组，分别别称量其体重。 (3)饲饲喂：甲组组每天饲饲喂适量的食物A； _ 。 (4)观测观测 ： _ _。 结结果及结论结论 ：(略) 思路点拨：研究“赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸”，实验的对 象是大鼠，实自变量为赖氨酸，可设置空白对照，一组饲料中含 有赖氨酸，一组饲料中不含赖氨酸。注意饲料中其他氨基酸的含 量和比例应适宜。因变量为营养状况，可以大鼠体重变化作为指 标。 自主解答： _ 答案：