高考生物大一轮 第2章 第2节 生命活动的主要承担者 蛋白质配套精讲课件 新人教版必修1.ppt

第2节生命活动的主要承担者 蛋白质 知识梳理 一 氨基酸1 元素组成 含 有的还含有s元素 2 氨基酸的结构和种类 1 结构通式 c h o n 2 结构特点 3 种类 约 种 根据能否在人体内合成 8种 婴儿9种 12种 氨基 羧基 一个氨基和一个羧基 同一个 r基 碳原子上 20 必需氨基酸 非必需氨基酸 二 蛋白质的结构及其多样性1 二肽的形成过程 1 过程 名称 场所为 2 物质 名称 3 结构 名称 其结构简式为 4 h2o中h的来源 一个来自 一个来自 h2o中o的来源 脱水缩合 核糖体 二肽 肽键 nh co 或 co nh 氨基 羧基 羧基 2 蛋白质结构多样性的原因 肽链空间结构 种类 排列顺序 三 蛋白质的主要功能和实例 连一连 细胞的结构物质a 血红蛋白运输氧 催化作用b 绝大多数酶是蛋白质 运输功能c 肌肉 毛发等的主要成分 信息传递和调节作用d 胰岛素调节血糖浓度 免疫功能e 抗体是蛋白质 盲点判断 1 每种氨基酸不一定只含有一个氨基和一个羧基 2 只要有氨基和羧基 就可以判断是构成蛋白质的氨基酸 3 脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽 4 由相同种类和相同数量的氨基酸构成的蛋白质一定相同 5 2009 福建高考t4a 蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时 其特定功能并未发生改变 6 2012 海南高考t2c 食盐作用下析出的蛋白质发生了变性 7 胰岛素能够调节血糖浓度 体现了蛋白质具有信息传递作用 盲点判断点拨 1 组成蛋白质的每种氨基酸都至少含有一个氨基 nh2 和一个羧基 cooh 有些氨基酸的r基上还含有氨基或者羧基 2 构成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基 且必须有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上 3 多肽由几个氨基酸脱水缩合而成就称为几肽 4 蛋白质结构多样性取决于氨基酸的种类 数目 排列顺序和多肽链的空间结构 若其中有一项不同 则蛋白质的种类就不同 5 蛋白质的结构决定了其功能 肽链的盘曲和折叠构成具有一定空间结构的蛋白质 不同结构的蛋白质 具有不同的功能 因此蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时 其功能发生改变 6 少量的盐能够促进蛋白质的溶解 但如果向蛋白质溶液中加入浓的盐溶液 可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出 这种现象叫做盐析 依据的原理是蛋白质在不同浓度盐溶液中的溶解度不同 盐析没有改变蛋白质的空间结构 即蛋白质没有发生变性 7 胰岛素属于蛋白质 其与细胞膜上的受体结合 传递信息 调节血糖代谢 体现了蛋白质的信息传递作用 网络概览 考点一氨基酸结构的解读1 结构特点 1 氨基酸的结构通式 2 结构通式分析 数量 至少含有一个氨基 nh2 和一个羧基 cooh 至少 的原因是在r基中也可能含有氨基和羧基 例如 位置 必须有一个氨基 nh2 和一个羧基 cooh 连在同一个碳原子上 例如 3 r基分析 r基的判断 排除法 即找出氨基酸的共同体 连接在同一碳原子上的 nh2 cooh和 h 剩下的部分即为r基 r基的意义 决定氨基酸的种类和理化性质 2 依据氨基酸的结构通式的两种计算 1 依据 氨基酸的结构通式可以简写为r c2h4o2n 氨基酸分子式中各原子数等于r基中各原子数分别加上结构通式中c h o n原子数 2 两种计算类型 已知氨基酸分子式 推测r基的组成 如某氨基酸分子式为c6h14o2n2 则r基为 c4h10n 已知r基 写出氨基酸的分子式 丙氨酸的r基为 ch3 则丙氨酸的分子式为c3h7o2n 高考警示 1 两个误写提醒 不要将氨基错写为nh2或 nh3 不要将羧基误写为或cooh 2 组成元素判断 从氨基酸的结构通式可以看出氨基酸至少含有c h o n四种元素 若再含有其他元素 则一定存在于r基中 通关题组 1 判断氨基酸 2014 邯郸模拟 层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白 若将层粘连蛋白彻底水解 不可能产生的物质是 解题指南 解答本题的关键是 1 注意题干信息 层粘连蛋白是 糖蛋白 2 能够识别组成生物体蛋白质的氨基酸 解析 选d 糖蛋白含有多糖和蛋白质 多糖的基本组成单位是葡萄糖 a项正确 蛋白质的基本组成单位是氨基酸 该类氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基且连在同一个碳原子上 b c项正确 d项错误 互动探究 上题四个选项所对应的物质中哪些是构成生物体蛋白质的氨基酸 分别写出其r基 提示 b c项中的物质是构成生物体蛋白质的氨基酸 其r基分别是 ch3 ch2sh 2 相关计算 2014 西双版纳模拟 已知某种氨基酸的r基是 ch2 ch2 nh2 在一个该氨基酸分子中 含有的c和n的原子数之比为 a 2 2b 4 2c 3 2d 3 1 解题指南 解答本题需明确两点 1 组成蛋白质的氨基酸由r基和 公共部分 组成 2 公共部分 含有的c和n的原子数 解析 选b 依据氨基酸的结构通式 写出其分子式为c2h4o2nr 题中所述氨基酸的r基为 ch2 ch2 nh2 则该氨基酸分子中c 2 2 和n 1 1 的原子数之比为4 2 互动探究 依据上题中该种氨基酸的r基 写出该种氨基酸的分子式 提示 氨基酸的结构通式为c2h4o2nr 题中所述氨基酸的r基为 ch2 ch2 nh2 所以该种氨基酸的分子式为c4h10o2n2 解题金手指 判断有机酸是否为构成蛋白质的氨基酸的两个要素第一要素 看数量 找出有机酸含有几个氨基和几个羧基 构成蛋白质的氨基酸分子中 至少含有一个氨基和一个羧基 第二要素 看位置 找出有机酸中是否有一个氨基和一个羧基连接到同一个碳原子上 只有同时具备以上两个条件的有机酸才属于构成蛋白质的氨基酸 加固训练 1 蛋白质含量检测通常不是直接测定蛋白质含量 而是通过测定氮含量来推算蛋白质含量 一般来说 每100克蛋白质平均含氮16克 这些氮主要存在于蛋白质的 a co nh b 游离的氨基c 游离的羧基d r基 解析 选a 蛋白质中含氮的基团是肽键 氨基 包括r基中的氨基 但最主要的是肽键 因此正确选项为a项 2 下面是三种化合物的结构简式 有关三种化合物的叙述中错误的是 a 三种化合物可以用一个结构通式表示b 三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基 一个羧基c 三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应d 三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同 羧基数不同 解析 选b a正确 三种物质都是构成蛋白质的氨基酸 都可用氨基酸的结构通式表示 b错误 图中三种氨基酸共同点应为 至少都含有一个氨基 一个羧基 c正确 双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应 是由于蛋白质中有肽键 氨基酸中无肽键 故不能与双缩脲试剂发生紫色反应 d正确 三种化合物两两结合的物质中游离的氨基数分别是1 1 1 羧基数分别是2 1 2 考点二蛋白质的合成1 合成场所及条件 1 场所 核糖体 2 条件 酶 能量 atp 20种氨基酸 mrna trna等 2 合成过程 脱水缩合 1 参与脱水缩合的部位 一个氨基酸氨基中的 h与另一个氨基酸羧基中的 oh r基中的氨基和羧基不参与脱水缩合 2 脱水后连接相邻氨基酸的化学键 肽键 书写方式如 co nh 或 3 脱水后产物的命名 氨基酸数目确定 由几个氨基酸经脱水缩合生成的产物就称为几肽 氨基酸数目不确定 由三个或三个以上的氨基酸经脱水缩合生成的产物称为多肽 3 与蛋白质合成有关的计算 1 氨基数和羧基数 氨基数 肽链数 r基中的氨基数 羧基数 肽链数 r基中的羧基数 2 肽键数 脱去水分子数和蛋白质相对分子质量 假设氨基酸的平均相对分子质量为a 由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链 3 原子数 c原子数 肽键数 2 肽链数 2 r基中的c原子数 n原子数 肽键数 肽链数 r基中的n原子数 o原子数 肽键数 肽链数 2 r基中的o原子数 h原子数 肽键数 2 肽链数 4 r基中的h原子数 高考警示 1 多肽 蛋白质 在核糖体上合成的是多肽 而不是蛋白质 多肽必须经加工后 才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质 2 计算提醒 在计算蛋白质相对分子质量时 还要考虑是否存在特殊的变化 如二硫键 s s 的形成 每形成一个二硫键 脱去2个h 相对分子质量减少2 通关题组 1 脱水缩合过程 根据下列化合物的结构分析回答 1 该化合物含有个肽键 图中表示肽键的编号有 2 该化合物称为 形成该化合物的化学反应称为 3 该化合物由种氨基酸构成 各种氨基酸的区别在于r基不同 图中表示r基的编号有 解题指南 解答本题的突破口 1 能快速识别肽键的结构式 2 知道此物质为脱水缩合的产物 多肽 解析 1 图中化合物含有氨基 nh2 羧基 cooh 肽键 co nh 3个 说明为肽类化合物 2 因为有3个肽键 所以它是由4个氨基酸经脱水缩合形成的 称为四肽 由于构成它的氨基酸多于3个 所以又称多肽 3 决定氨基酸种类的4个r基 结构各不相同 所以构成该化合物的氨基酸有4种 答案 1 3 2 四肽或多肽脱水缩合 3 4 互动探究 上题的化合物中含有的氨基数目和羧基数目分别是多少 提示 氨基的结构简式为 nh2 在 处都有 共2个 羧基的结构简式为 cooh 在 处都有 共2个 2 脱水缩合相关计算 2014 益阳模拟 某直链多肽的分子式为c22h34o13n6 其水解后共产生下列3种氨基酸 相关叙述正确的是 a 合成1分子该物质将产生6个水分子b 合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸c 该多肽分子中含1个氨基和1个羧基d 每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸 解题指南 解答本题的技巧 1 根据n原子数计算多肽含有的氨基酸数 2 根据o原子数计算多肽含有的谷氨酸数 解析 选d 题中3种氨基酸都只含有1个n原子 而题中多肽含有6个n原子 说明该多肽是由6个氨基酸脱去5个水分子合成的 由于甘氨酸 丙氨酸中都含有一个羧基 而每个谷氨酸中有两个羧基 合成有机物后r基上还有2个o原子 o原子数 肽键数 2 肽链数 r基上的o原子数 即13 5 2 2 谷氨酸数 故每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸 该多肽分子含1个游离氨基和4个羧基 互动探究 上题在该多肽形成的过程中 相对分子质量减少了多少 提示 该多肽形成过程中减少的相对分子质量 18 脱去的水分子数 18 5 90 解题金手指 原子守恒法在蛋白质计算中的应用 1 应用举例 已知多肽分子式和组成该多肽的氨基酸分子式 计算某种氨基酸的数目 2 利用原子守恒法解答 脱水缩合形成多肽时 脱去部分水分子 但是c和n的原子数目不会减少 可依据c和n原子数目计算氨基酸数目 氨基酸总数 多肽中n原子数 氨基酸r基中n原子数 多肽中c原子数 氨基酸r基中c原子数 1 2 某种氨基酸个数 根据r基中含有原子的种类和数量去计算 如上第2题d项 计算谷氨酸的数量 可根据其r基中含有2个o原子的特点去计算 加固训练 1 2014 潍坊模拟 下列有关蛋白质中肽键的叙述 错误的是 a 核糖体是形成肽键的场所b 蛋白质中n主要存在于肽键中c 肽键的结构简式可表示为nh cod 肽键是由两个氨基酸分子脱水缩合而成的 解析 选c 核糖体是合成蛋白质的场所 通过脱水缩合形成肽键 氨基酸中的n主要分布在氨基中 合成蛋白质时氨基参与肽键的形成 另有部分n存在于r基中 肽键的正确表示方式为 co nh 或 一个氨基酸分子提供氨基 另一个氨基酸分子提供羧基 脱去水分子而形成肽键 2 如图所示 一分子的胰岛素原切去c肽 图中箭头表示切点 可转变成一分子的胰岛素 图中数字表示氨基酸序号 下列分析正确的是 a 胰岛素分子具有50个肽键 合成它的过程中共脱去50分子水b 胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基c 沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失d 理论上可通过测定c肽的含量间接反映胰岛b细胞的分泌功能 解析 选d 从图中可以看出 保留的肽链中含有51 即30 21 个氨基酸 所以肽键的数目 51 2 49 个 a错 胰岛素分子至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基 也可能含有更多的氨基和羧基 存在于r基中 b错 沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键 c错 因为合成一个胰岛素分子就要切去一段c肽 所以可以通过测定c肽的含量间接反映胰岛b细胞的分泌功能 资源平台 蛋白质的功能1 蛋白质的结构多样性和功能多样性 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 肽链的数目和空间结构不同 蛋白质 结构多样性决定功能多样性表现 结构蛋白 构成生物体功能蛋白 催化 运输 免疫 调节 2 蛋白质多样性与生物多样性的关系 1 dna 基因 多样性决定蛋白质多样性 2 蛋白质多样性体现生物多样性 3 生物多样性三个层次 基因多样性 物种多样性 生态系统多样性 4 蛋白质功能多样性 直接原因 蛋白质结构多样性 根本原因 遗传信息多样性 典例 2014 哈尔滨模拟 在人体血浆中 蛋白质约占7 9 这些蛋白质的功能不包括 a 运输氧气b 促进b细胞增殖分化c 溶解细菌的细胞壁d 促进肝糖原分解 解析 选a 血浆中属于蛋白质的抗原能促进b细胞增殖分化 溶菌酶能溶解细菌的细胞壁 胰高血糖素能促进肝糖原分解 运输氧气的血红蛋白存在于红细胞中 不属于血浆中的蛋白质 预测实验结果 对比类 答题模板 1 题型特点 此类题目通常提供实验思路 方案或步骤 要求考生对比研究一组实验变量对实验结果的影响 并利用所学原理分析预测相关实验的结果 2 模板呈现 典例示范 2011 重庆高考改编 某兴趣小组将豆腐块灭菌 接种微生物后培养2天 加入适量食盐 经密封放置10天后制得豆腐乳 在保质期内 豆腐乳放置时间越长 蛋白质含量越低 短肽和氨基酸含量越高 为研究其原因 该小组取适量豆腐乳制成样液 等量加入各试管 进行了以下实验 请分析回答 1 实验中 加入双缩脲试剂a液后 样液的颜色将 2 处理 中 100 加热的目的是 3 如果处理 与处理 相比 显色较 且处理 与处理 相比 显色较 则表明豆腐乳中蛋白质被微生物产生的分解 最终使短肽和氨基酸等含量增加 因此保质期内豆腐乳放置越久风味越佳 模板套用 第一步明确实验原理关键信息1 豆腐乳放置时间越长 蛋白质含量越低 推断结论1 时间长短影响蛋白质的水解量 此时间内蛋白酶水解蛋白质 关键信息2 100 加热处理 推断结论2 温度影响酶的活性 高温使酶失活 第二步分析实验自变量关键信息 表中不同的 处理方法 推断结论 自变量是放置时间和温度 第三步分析实验因变量关键信息 显色结果 推断结论 蛋白质含量是因变量 通过紫色深浅反映蛋白质含量的高低 第四步根据实验原理预测结果关键信息1 处理 与 相比 经过高温加热处理 推断结论1 高温导致酶变性失活 蛋白质不能水解 处理 比处理 中蛋白质含量低 处理 与处理 相比显色较浅 关键信息2 处理 与 相比 放置时间更长 推断结论2 放置时间长 蛋白质含量低 处理 与处理 相比显色较浅 审题 抓准信息 快速判断 答题 警示误区 规范答案 1 不变错答 变紫色 错因1 把 双缩脲试剂a液 错看为 双缩脲试剂 错因2 不理解双缩脲试剂a液的作用是制造碱性环境 不会引起样液颜色变化 2 使微生物产生的蛋白酶失活错答 酶的活性降低 错因 没掌握高温使酶失活的原理 3 浅浅蛋白酶错答 第二空错答为 深 错因 不理解放置时间与蛋白质含量的关系 类题试做 在一块淀粉 琼脂块上的五个圆点位置 分别用不同方法处理 如下图所示 处理后放入37 恒温箱中 保温处理24小时后 用碘液浸淀粉 琼脂块 其实验结果记录于下表 请分析回答 1 圆点e最可能的颜色是 理由是 2 圆点a与b的颜色均为蓝黑色 原因是 3 圆点d的颜色变化与圆点c具有一致性 产生这种现象的原因是 4 上述实验装置要放入37 恒温箱中进行保温处理 目的是 模板套用 抓准信息 快速判断 强酸 强碱 高温会使酶 变性失活 蔗糖酶不能催 化淀粉水解 酵母菌能产 生淀粉酶分解淀粉 淀粉 遇碘变蓝黑色 自变量为 温度 ph 酶 的种类等 处理方法不 同 因变量为 有无淀粉 可用碘液检测有无 蔗糖酶不能催化淀粉水解 淀粉遇碘变蓝黑色 结果 应为 蓝黑色 解析 1 圆点e应呈现的颜色分析见 模板套用 显色原因是蔗糖酶只能水解蔗糖 而不能水解淀粉 这体现了酶的专一性 2 圆点a新鲜唾液与盐酸混合后 唾液淀粉酶会变性失活而不能催化淀粉水解 因此遇碘变蓝黑色 圆点b中煮沸导致唾液淀粉酶因高温而变性失活 也不能催化淀粉水解 因此遇碘变蓝黑色 3 圆点d呈红棕色 说明酵母菌能分解淀粉 使淀粉消失 红棕色是碘液的颜色 4 每种酶都有最适温度 本实验中 保温处理为无关变量 应控制在适宜的条件下 唾液淀粉酶的最适温度为37 左右 因此实验装置应放入37 恒温箱中 答案 1 蓝黑色蔗糖酶不能水解淀粉 2 淀粉酶经盐酸或高温处理后失活 淀粉没有被水解而遇碘变蓝黑色 3 酵母菌能分解淀粉 4 模拟人体的正常体温 加固训练 某生物兴趣小组为证明只有atp是生命活动的直接能源物质而设计了如下实验方案 实验器材 培养皿 试管 活萤火虫 atp注射液 0 1 葡萄糖溶液 生理盐水 实验步骤 取三支试管 编号为a b c 三支试管内均加入等量的捣碎的萤火虫的发光器和生理盐水 混匀 溶液发出淡淡的荧光 荧光消失后 分别向a b c三支试管中加入5mlatp注射液 5ml0 1 葡萄糖溶液 5ml生理盐水 混匀 分别观察三支试管的现象 请分析回答 1 请预测三支试管的实验现象 a b c 2 本实验的对照组是 3 荧光消失后才进行步骤 的目的是 模板套用 抓准信息 快速判断 直接能源物质能使实 验溶液发出荧光 自变量为 加入的物 质 因变量为 是否能再 发出荧光 只有atp是直接能源物 质 能使实验溶液发 出荧光 a试管恢复发 荧光 b c试管不再 发荧光 解析 1 详见 模板套用 2 加入atp的组为实验组 其他均为对照组 3 本实验的因变量是能否再发出荧光 借此来判断直接能源物质是什么 实验用的萤火虫发光器内原有少量atp 因此经捣碎处理后溶液会发出淡淡的荧光 这样就会干扰实验结果 荧光消失后说明发光器内原有的atp已被消耗 可避免其干扰实验结果 答案 1 恢复发荧光不再发荧光不再发荧光 2 b组和c组 3 消耗掉发光器内原有的atp 避免对实验结果的干扰 1 2012 海南高考 关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述 错误的是 a 相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸b 有些氨基酸不能在人体细胞中合成c 氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键d 不同氨基酸之间的差异是由r基引起的 解题指南 明确组成生物体蛋白质的氨基酸的分类标准 1 能否在人体内合成 2种 必需氨基酸 不能合成 和非必需氨基酸 能合成 2 根据r基 20种 r基决定氨基酸的种类和理化性质 导致氨基酸之间出现差异 解析 选a 甘氨酸的分子式为c2h5o2n 是相对分子质量最小的氨基酸 a错误 氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸 必需氨基酸只能从外界环境中获取 人体内不能合成 b正确 氨基酸分子间形成肽键的方式是脱水缩合 c正确 r基决定氨基酸的种类 从而决定了氨基酸之间的差异 d正确 2 2014 吉林模拟 亮氨酸的r基为 c4h9 在一个亮氨酸分子中 含碳和氧的原子数分别是 a 62b 72c 63d 73 解析 选a 组成蛋白质的氨基酸结构通式的分子式为c2h4o2nr 亮氨酸的r基为 c4h9 由此得出一个亮氨酸分子中含碳和氧的原子数分别是6 2 3 2013 江苏高考 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 选d 本题考查蛋白质的结构以及合成过程 a项中 不同蛋白质含有的氨基酸数量一般不同 故正确 b项中 有些结构不同的蛋白质 如唾液淀粉酶和胰淀粉酶 可以具有相似的功能 故正确 c项中 组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序经脱水缩合相连 故正确 d项中 氨基酸之间的脱水缩合方式都是相同的 都是脱水形成肽键 故错误 4 2013 上海高考 某蛋白质由124个氨基酸组成 其中有8个 sh 在肽链形成空间结构 如图 时 生成4个二硫键 s s 若氨基酸平均 相对 分子质量为125 则该蛋白质的 相对 分子质量约为 a 13278b 13286c 13294d 15500 解析 选a 由图解知该蛋白质是由124个