高中生物 第二单元 细胞的自我保障 第一章 细胞中的蛋白质 2.1.1 蛋白质的结构与功能课件 中图版必修1.ppt

第一章细胞中的蛋白质第一节蛋白质的结构与功能 学习目标1 简述氨基酸的基本结构 2 阐述氨基酸是如何构成蛋白质的 3 解释蛋白质分子结构多样性的原因以及结构多样性与功能复杂性的关系 4 概述蛋白质的功能 关键术语1 氨基酸的结构通式2 氨基 羧基与肽键3 蛋白质的结构层次4 结构蛋白与功能蛋白 蛋白质的基本单位 氨基酸 1 种类研究表明组成动植物蛋白质的氨基酸约种 不同蛋白质所含的氨基酸的和不一样 20 种类 数量 2 结构通式3 结构特点 nh2 cooh与氨基酸的关系 数量关系 至少都含有一个和一个 位置关系 都有连结在上 氨基 羧基 一个氨基和一个羧基 同一个碳原子 思维激活1 什么叫必需氨基酸和非必需氨基酸 它们各有多少种 提示 必需氨基酸 必须从外界获取 自身不能合成 人体内共有8种 婴儿体内有9种 比成人多1种组氨酸 非必需氨基酸 可通过其他化合物转化而成 共12种 1 结构通式 2 结构特点至少都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结在同一个碳原子上 这两点是判断是否是组成生物体蛋白质的氨基酸的依据 3 分子式可表示为c2h4o2nr4 氨基酸的种类不同氨基酸之间的区别在于r基的不同 根据r基的不同将氨基酸分为不同的种类 在生物体中构成氨基酸的r基共有20种 故构成蛋白质的氨基酸约有20种 提醒 氨基酸 这一名词与其分子结构有对应关系 代表了氨基酸分子结构中主要的部分 氨基 碱性 和羧基 酸性 即氨基酸为两性化合物 至少 的含义 氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少各1个 也可以是几个 例如当r基上含有氨基或羧基时 这个氨基酸分子就不只有一个氨基和一个羧基了 如 谷氨酸 由氨基酸的结构通式可知 氨基酸的组成元素中都有c h o n 另外 大多数蛋白质还含有少量的s元素 有些蛋白质含有p fe cu i mo等 巩固1 下列化合物中 是构成蛋白质的氨基酸的是 解析根据组成生物体蛋白质的氨基酸的特点 至少含有一个氨基 nh2 和一个羧基 cooh 并且都有一个氨基 nh2 和一个羧基 cooh 连结在同一个碳原子上 b d中的氨基和羧基没有连在同一个碳原子上 c中没有氨基 答案a 蛋白质的结构 羧基 氨基 一分子水 肽键 nh co 两个氨基酸分子 多个氨基酸分子 一条或几条多肽链 空间结构 有机高分子 1 氨基酸的缩合过程分析 1 形成肽键时 相应的 cooh失去 oh 相应的 nh2失去 h 形成一分子水 2 氨基酸之间通过肽键连接形成肽链 3 肽键的结构式表示为 或 co nh 提醒 脱去的水分子中 h既来自氨基又来自羧基 o来自羧基 一条肽链至少有一个游离的 nh2和一个游离的 cooh 分别位于肽链的两端 r基中的 nh2和 cooh不参与缩合过程 肽链盘曲折叠形成的空间结构不同 构成的蛋白质不同想一想 a b两种氨基酸缩合形成的二肽有几种 提示2种 ab型二肽和ba型二肽 延伸氨基酸形成蛋白质时的相关计算 1 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 如图 或m条肽链 则应有下面的数量关系 如表 2 对于由n个氨基酸构成的环状肽而言 产生的肽键数 脱去水分子数 n 所含的氨基 或羧基 只存在于r基中 巩固2 下列关于肽键的描述中 正确的是 a 在缩合过程中所形成的肽键数一定等于所失去的水分子数b 肽键可以表示为co nh或nh coc 几条肽链在形成蛋白质的过程中也通过肽键连接起来d 在链状肽中一个十肽分子比一个八肽分子多一个肽键解析缩合中相邻氨基酸的氨基脱去一个 h和羧基脱下一个 oh后形成一个肽键 故肽键数等于脱水数 a正确 肽键可表示为 co nh 或 nh co 等形式 b错误 肽链通过一定的化学键如二硫键连接形成蛋白质 c错误 链状肽一个十肽分子比一个八肽分子多两个肽键 d错误 答案a 巩固3 已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128 现有一蛋白质由两条肽链组成 共有肽键98个 则此蛋白质的相对分子质量最接近于 a 12800b 12544c 11036d 12288解析据肽键数 氨基酸数 肽链数 失去水分子数 故本题中蛋白质分子中氨基酸总数是98 2 100 形成过程中共失去98个水分子 故蛋白质的相对分子质量 100 128 98 18 11036 答案c 1 蛋白质结构的多样性蛋白质结构的多样性了蛋白质功能的 每一种生物都有的蛋白质 从而表现出不同的 2 蛋白质功能的多样性 1 功能 如大多数酶 2 功能 如胰岛素 3 功能 如胶原蛋白 弹性蛋白和角质蛋白 4 功能 如血红蛋白 细胞膜上的载体 5 功能 如骨骼肌的肌动蛋白 肌球蛋白 6 功能 如抗体 7 功能 如激素与受体的识别 蛋白质的功能 决定 多样性 一套特有 性状 催化 调节 结构 运输 运动 免疫 信息传递 对蛋白质功能的理解蛋白质是生命活动的主要承担者 其功能多种多样 可以说 一切生命活动都离不开蛋白质 其主要功能 见下表 提醒 蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性 蛋白质的功能主要由空间结构决定 空间结构破坏 功能丧失 根据蛋白质在生物体内的作用 蛋白质可分为两大类 结构蛋白和功能蛋白 蛋白质是生命活动的主要承担者 一切生命活动都离不开蛋白质 巩固4 下列生理活动与蛋白质功能无关的是 a 氧气在血液中的运输b co2通过叶绿体c 葡萄糖在细胞内氧化分解d 细胞识别解析氧气在血液中运输要依靠血红蛋白 葡萄糖在细胞内氧化分解需要酶 细胞识别与细胞膜表面糖蛋白密切相关 而co2通过叶绿体的两层膜要靠单纯扩散 不需要载体 答案b 巩固5 关于蛋白质功能的叙述 错误的是 a 细胞和生物体的结构物质b 调节细胞和生物体的新陈代谢c 细胞和生物体的主要能源物质d 参与细胞的免疫作用解析该题主要考查蛋白质的有关生理功能 蛋白质不是主要的能源物质 主要的能源物质是糖类 答案c 氨基酸的结构及特点 例1 下图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式 下列叙述错误的是 甲乙丙丁 a 构成上述氨基酸分子的基本元素是c h o nb 上述四种氨基酸的r基依次是 h ch3 ch2oh ch2 coohc r基中可以有氨基或羧基d 只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸思维导图 答案d 反思总结对于氨基酸的认识需特别注意 r基中所含的氨基与羧基不参与缩合 所以计算肽链中氨基与羧基数目时 应关注r基中是否也含有氨基或羧基 变式突破1 下列关于氨基酸的说法中 正确的是 a 氨基酸是蛋白质的组成单位 是由氨基和羧基组成的b 每个氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基c 氨基酸的种类共有20种d 氨基酸是酸碱两性化合物 分子中至少含有一个氨基和一个羧基 并连在同一个碳原子上解析主要考查氨基酸的种类及特点 由氨基酸的结构通式可知氨基酸是酸碱两性化合物 至少含有一个氨基和一个羧基 且连在同一碳原子上 答案d 例2 现有氨基酸800个 其中氨基总数为810个 羧基总数为808个 则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键 氨基和羧基的数目依次为 a 798 2和2b 798 12和10c 799 1和1d 799 11和9思维导图 答案b 蛋白质合成的相关计算 反思总结解答这种类型题目的常见方法技巧 1 明确氨基酸的总数和肽链的条数 2 计算肽键数 氨基酸数 肽链数 3 根据失去的水分子数 肽键数 算出失去水分子的总相对分子质量 计算相应蛋白质的总相对分子质量 4 氨基和羧基数目 每条肽链上至少有一个氨基和一个羧基没有参与肽键的形成 r基上的氨基和羧基也不参与肽键的形成 处于游离状态 变式突破2 20种氨基酸平均相对分子质量为128 某蛋白质相对分子质量为10228 在形成该蛋白质分子时脱去水的总量为1548 那么组成该蛋白质的肽链数是 a 4条b 6条c 8条d 16条解析形成蛋白质时脱去的水分子数为 1548 18 86 个 设肽链数为x 则有等式128 86 x 1548 10228 解得x 6 答案b 1 组成蛋白质的20种氨基酸分子中 其共有的结构是 a b c d 解析氨基酸的通式为 其共有的结构是 答案d 2 谷氨酸的r基为 c3h5o3 在一个谷氨酸中 含有碳和氧的原子数分别是 a 4 4b 5 4c 5 5d 5 6解析谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸 其结构通式为 在通式中有2个碳原子 4个氢原子 2个氧原子 再加上r基上的碳原子和氧原子 谷氨酸的分子式中总共含有5个碳原子和5个氧原子 答案c 3 某一多肽链内共有肽键109个 则此分子中含有的 cooh和 nh2的数目至少为 a 110 110b 109 109c 9 9d 1 1解析多肽链形成过程中 一个肽键是由一个氨基酸的 cooh和另一个氨基酸的 nh2经缩合形成的 形成109个肽键需109 1 110个氨基酸 但只有两端的两个氨基酸分别含一个 nh2和 cooh r基中也可能有 答案d 4 人体的肌肉主要是由蛋白质构成的 但骨骼肌 心肌 平滑肌的功能各不相同的原因是 a 肌细胞形状不同b 在人体内的分布位置不同c 支配其运动的神经不同d 构成肌细胞的蛋白质分子结构不同解析生物体的结构和功能是相适应的 结构不同可以导致功能不同 功