高中生物 1.2.1细胞中的蛋白质课件 中图版必修1.ppt

第一章细胞中的蛋白质 一 蛋白质的基本单位 1 写出图中结构名称 1 a 2 c 2 比较图中两种氨基酸 写出氨基酸的结构通式 3 不同的氨基酸取决于r基的不同图中两种氨基酸的r基分别是 用字母代号表示 氨基 羧基 b d 点拨 1 氨基酸的r基中既可能含有氨基 也可能含有羧基 2 氨基 羧基和r基的正确书写 基团前一定要带 如图中缬氨酸中羧基是 cooh r基是 ch ch3 2 二 蛋白质的结构1 二肽的形成 1 过程 名称 场所 2 物质 3 结构 其结构简式为 4 h2o中h的来源 5 多个氨基酸发生该反应 产物名称为 脱水缩合 核糖体 二肽 肽键 nh co 一个来自氨基 一个来自羧基 多肽 2 蛋白质多样性的原因 1 组成蛋白质的氨基酸的 不同 2 组成蛋白质的肽链形成的 不同 点拨 肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数 由几个氨基酸组成就是几肽 如两个氨基酸形成二肽 三个氨基酸形成三肽 而不是含有几个肽键就是几肽 种类 数目 排列顺序 空间结构 三 蛋白质的功能将下列实例与相应的蛋白质的功能连接起来 点拨 1 大多数的酶属于蛋白质 部分激素属于蛋白质 2 能产生酶的细胞不一定能产生激素 但能产生激素的细胞一定能产生酶 四 蛋白质的合成与运输1 蛋白质的合成场所 2 新生肽链的加工场所 3 蛋白质的分选一靠 二靠 4 蛋白质的运输途径 核糖体 内质网 高尔基体 细胞质基质 分选信号 核糖体存在的位置 内膜系统 思维判断 1 分子式中只要有氨基和羧基 就可以判断为构成生物体的氨基酸 分析 构成生物体的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基 且必须连在同一个碳原子上 2 各种氨基酸理化性质不同的原因在于r基的不同 分析 不同的氨基酸取决于r基的不同 3 s是蛋白质构成的特征元素 一定存在于r基上 分析 s是蛋白质的特征元素 且s一定存在于r基上 蛋白质的结构层次及其多样性 高考警示钟 1 氨基酸基团前一定要带 不要将氨基错写为nh2或 nh3 不要将羧基误写为或cooh 也不要将肽键误写为co nh或 2 高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键 而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构 典例训练1 以下关于氨基酸和多肽的叙述中正确的是 a 一条由n个氨基酸组成的肽链中含有的羧基数目和氧原子数目至少是1和nb n个氨基酸共有m个氨基 则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为m nc 通常情况下 分子式为c63h102o45n17s2的链状多肽化合物中最多含有17个肽键d 甜味肽的分子式为c13h16o5n2 则甜味肽一定是二肽 解题指南 1 知识储备 1 构成生物体的氨基酸的特征 每个氨基酸至少含有1个氨基和1个羧基 并且连在同一个碳原子上 2 多肽的特征 一条多肽链的首端和尾端一定含有1个氨基和1个羧基 3 肽键数计算公式及组成肽键的元素种类分析 2 解题关键 1 明确每一个羧基中均有2个氧原子 每一个肽键中均有1个氧原子和1个氮原子 2 根据分子式中氮原子数可以分析出最多的氨基酸数 解析 选d 结合氨基酸的组成 分析甜味肽分子式c13h16o5n2 可知应由两个氨基酸组成 一定属于二肽 d项是正确的 a项中 一条由n个氨基酸组成的肽链中含有氧原子数目为 n 1 肽键中o 2 最末端羧基中o n 1个 不是n个 b项n个氨基酸共有m个氨基 则m n表示的是r基中氨基数 因此这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为m n 1 首端的氨基 c项中 分子式为c63h102o45n17s2的链状多肽化合物中最多参与构成的氨基酸为17个 结合n分析 则可得出该化合物中最多含有16个肽键 变式训练 如图是某蛋白质分子的结构示意图 图中 等符号表示不同种类的氨基酸 图中甲链由21个氨基酸组成 乙链由19个氨基酸组成 图中 s s 是在蛋白质加工过程中由两个 sh 脱下2个h形成的 下列有关叙述中 正确的是 a 蛋白质多样性的主要原因是氨基酸的排列顺序b 该蛋白质分子中至少含有2个羧基c 图中 代表的化学键是在高尔基体中形成的d 形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了684 解析 选b 该多肽是由2条肽链构成的 即至少含有2个羧基 b项是正确的 a项中蛋白质多样性取决于构成蛋白质的氨基酸种类 数目 排列顺序和蛋白质的空间结构 c项多肽是在核糖体上经脱水缩合形成的 不是在高尔基体上 d项中该蛋白质分子形成时相对分子质量减少为18 21 19 2 2 1 686 变式备选 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 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 这句话应为 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 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 蛋白质合成过程及相关计算1 氨基酸 多肽 肽键 肽链和蛋白质的关系 蛋白质 r1 r2 r3 rn h2nccoohhncconc ccooh h h h h h h ohh ohh 2 相关计算 1 氨基数 肽链数 r基上的氨基数 各氨基酸中氨基总数 肽键数 2 羧基数 肽链数 r基上的羧基数 各氨基酸中羧基总数 肽键数 3 氮原子数 肽键数 肽链数 r基上的氮原子数 各氨基酸中n的总数 4 氧原子数 肽键数 2 肽链数 r基上的氧原子数 各氨基酸中o的总数 脱去水分子数 5 氢原子数 各氨基酸中h的总数 2 脱去水分子数 6 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 7 假设某多肽中氨基酸数为n 控制其合成的基因和mrna中至少含有的碱基数为6n和3n 3 蛋白质分子水解 1 彻底水解 产物为氨基酸 计算时可参照脱水缩合过程 可简单理解为脱水缩合的 逆反应 即加入水分子数 氨基酸数 肽链数 2 不彻底水解 产物为几段短肽链 计算时应画简图 分步计算 如某三十九肽中共有丙氨酸4个 现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽 如图所示 分析该过程中肽键数 游离的氨基 羧基数及c h o n数的变化 技巧点拨台 蛋白质合成过程中计算技巧 1 氨基酸与相应dna rna片段中碱基数目之间计算时 当出现关键词 最多 至少 时 不应考虑该计算过程中终止密码子的碱基数 2 计算o和h的数量变化时 不要漏掉增加h2o中o h数值 典例训练2 某多肽 经测定其分子式是c21hxoyn4s2 已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的 苯丙氨酸 c9h11no2 天冬氨酸 c4h7no4 丙氨酸 c3h7no2 亮氨酸 c6h13no2 半胱氨酸 c3h7no2s 下列有关该多肽的叙述 不正确的是 a 该多肽彻底水解后能产生3种氨基酸b 上题中多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5c 该多肽中有三个肽键 为三肽化合物d 该多肽在核糖体上形成 形成过程中相对分子质量减少了54 解题指南 1 题眼 几种作为原料的氨基酸均只有1个氮原子 分析出该多肽含4个氨基酸 2 解题思路 由多肽分子式 四肽 半胱氨酸数目 另外两种氨基酸 进而判断各选项是否正确 解析 选c 依据分子式中n为4个 并分析提供的氨基酸种类 可得出由4个氨基酸组成 为四肽 存在三个肽键 即c项是错误的 再分析多肽的形成 在核糖体上 形成过程中相对分子质量减少了54 再分析s的数目为2个 可分析出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸 c3h7no2s 即水解能形成的氨基酸为3种 再结合碳原子数目为21个 减去6个c原子 2个是半胱氨酸 为15个c原子 可分析出另两个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸 进一步推出该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5 a b d三项是正确的 互动探究 上题中多肽中含有多少个游离的氨基和羧基 提示 均为1个 分析 分析几种原料氨基酸都只含有1个氮原子 即r基中均无氨基 因此该多肽含有1个游离的氨基 同理可推出含有1个游离的羧基 变式备选 由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子 含n条肽链 其中z条是环状多肽 这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为 a m n zb m n zc m z nd m z n 解析 选a 水解需要水分子数的计算可参照脱水缩合产生的水分子数来计算 设环状多肽的氨基酸总数为x 则环状多肽完全水解共需要水分子为x 其他肽链数为 n z 氨基酸数 m x 则这些多肽完全水解共需要水分子数为氨基酸数 肽链数 m x n z 由此共需要水分子数 m x n z x m n z 答案为a 生物膜之间的三种联系1 成分上的联系各种生物膜组成成分基本相似 均由脂质 蛋白质和少量糖类组成 体现生物膜系统的统一性 但每种成分所占的比例不同 体现了生物膜系统的差异性 高尔基体膜 内质网膜 间接相连 直接相连 细胞核外膜 线粒体外膜 细胞膜 间接相连 2 结构上的联系 3 功能上的联系 如蛋白质的合成 分泌 流程图解读 1 细胞核 基因的转录 将遗传信息从细胞核传递到细胞质 2 核糖体 通过翻译将氨基酸合成为多肽 3 内质网 对多肽进行初步加工 如折叠 糖基化等 形成较成熟的蛋白质 再以膜泡的方式运送至高尔基体 4 高尔基体 将多肽再加工为成熟的蛋白质 并以膜泡的方式运输到细胞膜与之融合 5 细胞膜 外排作用 将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白 6 线粒体 为各项过程提供能量 高考警示钟 结构不同于细胞器 案例 用序号和箭头写出图中与分泌蛋白有关的结构 正确答案 错误答案 分析 回答该类题时需注意以下三点 要求写出的是 有关结构 还是 细胞器 注意不要漏掉提供能量的线粒体 注意要求用序号还是文字 典例训练3 甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白 并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外 其过程如图所示 图中a b c是生理过程 是结构名称 分析下列叙述错误的是 a 甲图中b是脱水缩合 产生的水中氧仅来自于氨基酸的 cooh 完成的场所是乙图 b 细胞内的碘浓度远远高于血浆中的碘浓度 这表明a是主动运输过程c 与甲图c过程有关的细胞器是乙图中 中形成的蛋白质已经是成熟蛋白质d 在甲状腺球蛋白合成过程中 膜面积基本保持不变的有 和 但膜的成分均发生更新 解题指南 1 考查实质 本题通过甲状腺球蛋白分泌的过程 理解蛋白质合成的方式 场所 有关细胞器及物质跨膜方式等知识 2 题眼 1 结合选项 细胞内的碘浓度远远高于血浆中的碘浓度 分析甲图中a是主动运输 2 c过程是蛋白质加工 运输及分泌的过程 分析出相关的细胞器为内质网 高尔基体 线粒体 3 分析乙图中分泌蛋白形成过程 得出只有 高尔基体膜面积能基本保持不变的结论 解析 选d 在d项中膜面积基本保持不变的是 高尔基体 而 是细胞膜 面积增大 是内质网 面积减小 a项是正确的 b过程是脱水缩合 在 核糖体上完成 形成的水中的氧只来自羧基 b项也是正确的 低浓度到高浓度的运输方式为主动运输 c项中c过程是蛋白质加工 转运 分泌过程 与之相关的细胞器是内质网 高尔基体 线粒体 另外 中形成的蛋白质已经是成熟蛋白质 互动探究 1 结合本题分析 甲状腺球蛋白形成到分泌的全过程中跨几层膜 提示 0层 分析 甲状腺球蛋白是分泌蛋白 在内质网上的核糖体合成肽链 直接进入内质网 内质网转运到高尔基体和转运到细胞膜 都是以形成膜泡形式进行的 不跨膜 细胞膜分泌方式是外排 也不跨膜 因此全过程中跨0层膜 2 乙图中与 直接相连的结构有什么 填写序号 提示 和 分析 内质网与细胞膜 线粒体膜 和核膜 直接相连 但与高尔基体 间接相连 变式备选 如图为某激素蛋白的合成与分泌过程示意图 其中物质x代表氨基酸 a b c d e表示细胞结构 下列说法中正确的是 a 图中a b c和d依次表示内质网 高尔基体 膜泡和细胞膜b 物质x的加工和分泌过程仅说明生物膜在功能上具有密切联系c 在图中e结构内 丙酮酸可氧化分解产生co2d 有分泌功能的细胞才有a b c d结构 抑制e的功能会影响主动运输 解析 选c c项中e是线粒体 提供能量 细胞呼吸第二阶段发生的是丙酮酸氧化形成co2 脱氢过程 a项中a b c和d依次表示核糖体 内质网 高尔基体和细胞膜 b项中物质x的加工和分泌过程不仅说明生物膜在功能上具有密切联系 还能说明生物膜在成分和结构上极为相似 d项中动植物均有a b c d结构 提取材料中的隐含信息 必需氨基酸的验证 案例 必需氨基酸的种类和含量是评价奶粉营养价值高低的主要标准 赖氨酸是人体内的必需氨基酸 缺乏则会影响人体内蛋白质的合成 导致营养不良 赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸 请根据给出的实验原理利用以下材料用具进行探究 材料用具 20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠 分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸 不含蛋白质和氨基酸的食物 称量器 如天平 等 1 实验原理 必需氨基酸是动物体内不能合成的 只能从食物中获取的氨基酸 当动物体内缺乏必需氨基酸时 出现营养不良 体重增加缓慢 2 实验步骤 配食 配成食物a 配成食物b 分组 分别称其体重 饲喂 观察 3 结果预测及结论 命题人透析 1 解读探究问题确定自变量 本实验的探究问题是 赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸 由此可推出该实验的自变量是 赖氨酸的有无 设置对照实验时 对照组的动物应该用含有20种氨基酸的食物a进行饲喂 实验组的动物饲喂加入除赖氨酸之外的19种氨基酸且含量和比例与a相同的食物b 2 透视 材料用具 提取隐含信息 生长发育状况相同的正常幼年小白鼠 排除小白鼠自身因素对实验结果的影响 增强了实验结果的科学性 20只 同时进行平行重复实验 排除了实验结果的偶然性 食物和氨基酸的提供 为 配食 提供方案 称量器 称重暗示了该实验的因变量应该是与 体重 有关 并为实验过程的物质用量的等量原则做了提示 3 用相应的 实验原则 规范答案 实验在具体步骤设计时 一定要注意实验原则 等量原则 配食时 食物a中氨基酸的含量及比例要适宜 食物b中除赖氨酸外的其他氨基酸含量和比例与a相同 对照原则 实验组和对照组对照 自身前后对照 分组要 随机均分 单一变量原则 除自变量外 小鼠要在相同且适宜的环境中饲养观察 为了实验结果的准确性 要计算出实验前后小鼠体重的变化量等 标准答案 2 取不含蛋白质和氨基酸的食物 加入含量和比例适宜的20种氨基酸取不含蛋白质和氨基酸的食物 加入除赖氨酸之外的19种氨基酸 其含量和比例与a相同 将20只小白鼠随机平均分成甲 乙两组 在相同且适宜的环境中饲喂两组小鼠 甲组饲喂食物a 乙组饲喂食物b 分别称量甲 乙两组小白鼠的体重 计算体重增加量 3 若两组小白鼠的营养状况和体重增加量基本相同 则说明赖氨酸不是小白鼠体内的必需氨基酸 若甲组正常 乙组出现营养不良 体重增加量远小于甲组 则说明赖氨酸是小白鼠体内的必需氨基酸 阅卷人点评 得分要点 2 必须体现 不含蛋白质和氨基酸 含量和比例适宜 20种 除赖氨酸之外的19种 必须体现 随机平均 分组 必须体现 称量体重 计算体重的增加量 3 必须体现 实验的结论 失分案例 2 错答成 在食物中加入20种氨基酸 在食物中加入除赖氨酸之外的19种氨基酸 等 错答成 将小白鼠分成甲 乙两组 错答成 小白鼠的食欲状况 小白鼠的活动状况 3 答案不全 只答为 若两组小白鼠的营养状况和体重基本相同 答案不全 只答为 若甲组正常 乙组出现营养不良 体重增加量远小于甲组 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 2012 济南模拟 某类大分子化合物含c h o n s等元素 则该类化合物最不可能具有的功能是 a 构成生物膜的主要成分b 抵抗病菌引起的感染c 激发并维持高等动物的第二性征d 降低血糖 解析 选c 该大分子化合物含c h o n s等元素 可推知该大分子化合物为蛋白质 而c项调节的激素是性激素 其成分是固醇 不是蛋白质 a项中生物膜由脂质和蛋白质 糖类组成 b项抗体能抵抗病菌引起的感染 d项中胰岛素能降低血糖 抗体 胰岛素均属于蛋白质 3 某肽链由51个氨基酸组成 如果用肽酶把其分解成1个二肽 2个五肽 3个六肽 3个七肽 则这些短肽的氨基总数的最小值 肽键总数依次是 a 9 42b 2 42c 2 51d 9 51 解析 选a 二肽中至少含有氨基为1个 肽键为1个 五肽中至少含有氨基为1个 肽键为4个 六肽中至少含有氨基为1个 肽键为5个 七肽中至少含有氨基为1个 肽键为6个 因此经计算这些短肽中含有氨基至少是9个 肽键总数为42个 4 如图表示在胰岛b细胞中 将胰岛素原分子的c段切除后加工成具有活性的胰岛素 并被包装在膜泡中的过程 胰岛素和c段肽链在被排出胰岛b细胞前 一直贮存在此膜泡中 该过程发生的场所应是 a 核糖体b 细胞核c 高尔基体d 细胞质基质 解析 选c 高尔基体具有加工修饰蛋白质的功能 因此将胰岛素原分子的c段切除以及加工成有活性的胰岛素 都是在高尔基体内进行的 5 一条肽链的分子式为c22h34o13n6其水解后共产生了下列3种氨基酸 据此判断下列有关叙述错误的是 a 1个c22h34o13n6分子水解后可以产生3个谷氨酸b 合成1个c22h34o13n6分子同时将产生5个水分子c 1个c22h34o13n6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基d 在细胞中合成1个c22h34o13n6分子至少需要3种trna 解析 选c 该多肽 c22h34o13n6 中氮原子有6个 而组成该多肽的3种氨基酸均只有一个氮原子 即可推断该多肽为六肽 形成时失去5个水分子 又设谷氨酸为x 其他氨基酸为6 x 按氧原子平衡 可得出 4x 2 6 x 13 5 则x 3 因此a b项是正确的 c项 该多肽中游离羧基数为3 3个谷氨酸r基中羧基数 1 一条肽链的尾端有1个羧基 4个 d项 每一种氨基酸至少有一种trna来转运 因此合成1个c22h34o13n6分子至少需要3种trna 6 某蛋白质由m条肽链 n个氨基酸组成 该蛋白质至少含有氧原子的个数是 a n mb n 2mc n md n 2m 解析 选c 经分析该蛋白质有肽键n m个 至少含游离的羧基有m个 每一肽链的尾端肯定有一个羧基 由此可以计算出它至少有的氧原子是n m 2m n m 一个肽键中肯定有一个氧原子 一个羧基中肯定有两个氧原子 7 2012 泰安模拟 下列关于人体内蛋白质的叙述中 正确的是 a 蛋白质具有多样性 是由于氨基酸的种类 数目 排列顺序和空间结构不同b 指导蛋白质合成的基因中的碱基有c g a t uc 人体内的酶大部分都是蛋白质 激素不一定是蛋白质d 蛋白酶也是蛋白质 能通过提供化学反应的活化能 加快酶促反应速度 解析 选c 蛋白质具有多样性 是由于组成蛋白质的氨基酸的种类 数目 排列顺序各不相同 而且蛋白质的空间结构也不相同 而不是氨基酸的空间结构不同 a错误 指导蛋白质合成的基因 实质上是有遗传效应的dna片段 含有c g a t四种碱基 而不含有碱基u b错误 酶通过降低化学反应的活化能 加快酶促反应速度 而不是提供活化能 d错误 人体内的酶大部分都是蛋白质 少部分是rna 有些激素是蛋白质 如胰岛素 有些激素不是蛋白质 如性激素是脂质 c正确 8 请解答氨基酸和蛋白质的相关问题 1 现有氨基酸800个 其中氨基总数为810 羧基总数为808 则由这些氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质共有肽键 氨基和羧基的数目分别是 2 经氨基酸自动分析仪测定三种多肽化合物 催产素 牛加压素和人血管舒张素均有9个氨基酸 但其功能各不相同 最可能的原因是 构成这三种多肽最多共有 种氨基酸 解析 1 依据肽键数 氨基酸数 肽链数 氨基数 羧基数 肽链数 r基中氨基数 羧基数 可得该蛋白质中肽键数 800 2 798 氨基数 2 810 800 12 同理羧基数为10 2 结构决定功能 尽管氨基酸数目相同 但组成多肽的氨基酸种类 排列顺序不同都会导致多肽功能不同 答案 1 7981210 2 氨基酸的种类 排列顺序不同20 实验方法验证性实验的设计思路 理论指导 1 概念和特点 1 概念 指实验者针对已知的生物学事实而进行的以验证生物学事实 巩固和加强有关知识 培养实验操作技能为目的的验证性和体验性实验 2 特点 验证研究对象的已知属性 特征及与其他因素的关系 由于实验原理 结论是已知的 因此不存在实验假设 实验目的 结果 结论三者是一致的 统一的 实验的操作步骤可以是曾经做过的 也可以是未曾做过的 2