【名师一号】高考生物 第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质复习与学科能力课件.ppt

1 第3讲生命活动的主要承担者 蛋白质 2 教材基础回扣一 蛋白质的基本组成单位 氨基酸1 组成元素 1 c h o n 2 种类 约 2 20种 3 通式 3 4 结构特点 每种氨基酸分子至少都含有一个 4 氨基和一个 5 羧基 并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个 6 碳原子上 7 r基不同导致氨基酸种类不同 4 二 蛋白质的结构及其多样性1 合成场所 8 核糖体 2 形成过程 9 脱水缩合 3 构成 多个氨基酸分子经脱水缩合形成含有多个肽键 10 co nh 的化合物 4 结构 链状 即多肽链 极少数为环状思考1 蛋白质水解耗能吗 蛋白质初步水解和彻底水解的产物各是什么 5 5 蛋白质结构多样性的原因 1 氨基酸方面 氨基酸的 11 种类 数目和排列次序的不同 2 肽链方面 肽链的 12 空间结构千差万别 提示 不耗能 多肽和氨基酸 6 三 蛋白质的功能一切生命活动都离不开蛋白质 蛋白质是生命活动的承担者 1 13 结构物质 构成生物体结构的蛋白质 如肌肉 头发等 2 14 催化作用 绝大多数酶的本质是蛋白质 3 运输作用 有些蛋白质具有运输氧气的功能如血红蛋白 载体 4 15 调节作用 蛋白质能调节机体的生命活动 如胰岛素 7 5 免疫作用 如人体内的 16 抗体 思考2 生物多样性的直接原因和根本原因各是什么 提示 蛋白质结构的多样性和dna分子的多样性 8 考点迁移互动考点1氨基酸的结构与种类氨基酸的分类和结构特点1 分类 1 必需氨基酸 人体不能合成 必须从食物中获取 共8种 2 非必需氨基酸 人体内可以由其他化合物转化而来 共12种 9 2 结构特点 1 通式 10 2 特点 11 12 例析1 在下列物质中 若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合而形成蛋白质分子 则此蛋白质分子中所含有的羧基 氨基和肽键的数目依次是 13 a 3 3 2b 4 3 3c 3 2 4d 2 2 2 14 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 15 方法技巧 羧基脱掉 oh后成为羰基易被误解为仍是羧基 氨基脱掉 h后成为易被误解为仍是游离的氨基 16 互动探究1 1 关于生物体内氨基酸的叙述 错误的是 a 构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是b 人体内氨基酸的代谢终产物是水 二氧化碳和尿素c 人体内所有氨基酸均可以互相转化d 两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽 17 解析 氨基酸根据体内能否合成分为必需氨基酸 体内不能转化 必需从食物中获得 和非必需氨基酸 可在体内转化形成 两大类 答案 c 18 互动探究1 2 在下列物质中 有的属于构成人体蛋白质的氨基酸 有的不是 若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成化合物 则其中含有的氨基 羧基 肽键的数目依次是 nh2 ch2 cooh nh2 ch2 ch2oh 19 a 3 3 2b 4 3 3c 2 2 2d 3 4 2 答案 c 20 解析 解答本题时 要根据氨基酸的结构通式把属于构成人体的氨基酸挑选出来 由于 号没有羧基 号氨基和羧基没有连在同一个碳原子上 所以它们不是组成人体蛋白质的氨基酸 是构成蛋白质的氨基酸 它们脱水缩合后形成三肽 由于 号氨基酸r基上有1个羧基 号氨基酸r基上有1个氨基 因此三肽中有氨基2个 羧基2个 肽键2个 21 考点2氨基酸形成蛋白质的相关问题1 氨基酸 多肽 肽键 肽链和蛋白质的关系可归纳成下图 22 肽键的结构式可表示如下 23 2 关于氨基酸缩合反应的计算 1 脱水数 肽键数 氨基酸数 肽链数 2 氨基数 肽链数 r基上的氨基数 各氨基酸中氨基的总数 肽键数 3 羧基数 肽链数 r基上的羧基数 各氨基酸中羧基的总数 肽键数 24 4 蛋白质相对分子质量 各氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数 18 脱水数 其它脱去部分相对分子 或原子 质量 5 n原子数 肽键数 肽链数 r基上的n原子数 各氨基酸中n的总数 6 o原子数 肽键数 2 肽链数 r基上的o原子数 各氨基酸中o的总数 脱水数 7 h原子数 各氨基酸中h的总数 2 脱水数 25 3 几种数量关系可总结如下 26 4 氨基酸数目与相应dna及rna片段中碱基数目之间的关系 27 特别提醒 1 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 2 若某肽链中有四个肽键 此化合物应叫五肽 不叫四肽 即根据脱水缩合的氨基酸个数命名 3 脱去的水分子中 h既来自氨基又来自羧基 o来自羧基 4 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 28 例析2 2011 青岛模拟 下面是某蛋白质的肽链结构示意图 图1 其中数字为氨基酸序号 及部分肽链放大图 图2 请据图判断下列叙述中不正确的是 29 该蛋白质中含有两条肽链 52个肽键 图2中含有的r基是 从图中2可推知该蛋白质至少含有4个羧基 控制该蛋白质合成的mrna中至少含有51个密码子a b c d 30 解析 本题考查蛋白质的结构及相关计算 该蛋白质中含有两条肽链 其中一条由21个氨基酸组成 另一条由30个氨基酸组成 即共有51个氨基酸 故该蛋白质中应有51 2 49个肽键 图2中 是氨基 是r基 是肽键 每条肽链至少含有1个游离的羧基 再加上图2中的 上的羧基 故该蛋白质至少含有4个羧基 每个氨基酸都是由mrna上的一个密码子决定的 控制由51个氨基酸组成的蛋白质合成的mrna中至少含有51个密码子 答案 a 31 互动探究2 1 某蛋白质由m条肽链 n个氨基酸组成 该蛋白质至少有氧原子的个数是 a n mb n 2mc n md n 2m 32 解析 由m条肽链 n个氨基酸组成的蛋白质中含有 n m 个肽键 每个肽键中有一个氧原子 m条肽链至少有m个游离的氨基和羧基 每个羧基中有2个氧原子 因此 该蛋白质中至少有 n m 2m m n个氧原子 答案 c 33 互动探究2 2 据下图所示的化合物结构简示 请回答问题 34 1 该化合物中有 个氨基和 个羧基 2 该化合物中有 种氨基酸构成 形成这种化合物的不同氨基酸的r基编号是 3 该化合物是由 个氨基酸失去 分子的水形成的 这种反应叫做 4 该化合物中有 个肽键 编号是 该化合物属于 2 2 3 bdg 3 2 脱水缩合反应 2 ce 三肽 35 5 该化合物水解时被破坏的是 键 使该键断裂的酶是 6 若氨基酸的平均相对分子质量为90 则该化合物的相对分子质量约为 7 合成肽链的细胞器是 在合成肽链时决定肽链的氨基酸种类和顺序的是 肽 肽酶 234 核糖体 信使rna mrna 上碱基排列顺序 36 考点3蛋白质的结构和功能及其多样性1 蛋白质的分子结构 1 形成 2 蛋白质与多肽的关系 每个蛋白质分子可以由1条肽链组成 也可由几条肽链通过一定的化学键 肯定不是肽键 连接而成 但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时 才能执行特定的生理功能 37 2 蛋白质的多样性 1 蛋白质结构的多样性 氨基酸的种类不同 构成的肽链不同 38 氨基酸的数目不同 构成的肽链不同 氨基酸的排列次序不同 构成的肽链不同 39 肽链的数目和空间结构不同 构成的蛋白质不同两个蛋白质分子结构不同 则这两个蛋白质不是同种蛋白质 但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同 而是只要具备以上其中的一点 这两个蛋白质的分子结构就不同 40 2 蛋白质功能多样性 41 特别提醒 1 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 42 2 蛋白质的多样性与生物多样性的关系 43 例析3 2011 杭州质检 蛋白质的肽链之间可通过二硫键维持稳定 已知不同的多肽产物可因相对分子质量不同而以电泳方式分离 下列左图是一个分析蛋白质的电泳结果图 代表没加还原剂 代表加有还原剂 还原剂可打断二硫键 m 代表某些已知相对分子质量的蛋白质或多肽 m右侧的数字代表这些蛋白质或多肽的相对分子质量 右图中的 代表二硫键 根据左侧结果 右图中最能代表该蛋白质结构的是 44 45 解析 表示没加还原剂的电泳结果 即蛋白质并未发生水解 对应的是整个蛋白质的相对分子质量大小 参照m值得出该蛋白质的相对分子质量约为140 表示加入还原剂后的电泳结果 参照m值估计长链的相对分子质量约为55 短链的相对分子质量约为30 蛋白质的相对分子质量约等于水解后各肽链的相对分子质量的总和 则该蛋白质由两条b链和一条a链构成 答案 c 46 方法技巧 氨基酸的排列与多肽的种类计算 假若有a b c三种氨基酸 由这三种氨基酸组成多肽的情况可分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 可形成肽类化合物的种类 形成三肽的种类 333 33 27种 形成二肽的种类 33 32 9种 47 a b c三种氨基酸 且每种氨基酸只有一个的情况下 形成肽类化合物的种类 形成三肽的种类 321 3 2 1 6种 形成二肽的种类 32 3 2 6种 48 互动探究3 1 下列叙述能对蛋白质的功能进行高度概括的是 a 细胞和生物体的重要结构物质b 收缩 运输 免疫等生理活动的物质基础c 生命活动的主要承担者d 调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质 49 解析 a b d三项只是蛋白质部分功能的列举 蛋白质的功能还有许多 可以说一切生命活动都离不开蛋白质 所以蛋白质是生命活动的主要承担者 答案 c 50 互动探究3 2 下列有关蛋白质结构 功能多样性的说法正确的是 a 蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类 数目和空间结构有关b 已知某化合物具有催化功能 可以推断此物质为蛋白质c 有些蛋白质具有防御功能 如抗体 有些蛋白质具有接受信息的功能 如受体 抗体与受体都具有专一性d 蛋白质空间结构改变 不会影响其生物活性 51 解析 解答本题时应明确蛋白质结构多样性是由组成蛋白质的氨基酸种类 数目及排序和蛋白质空间结构不同决定的 蛋白质的空间结构改变会影响其功能 蛋白质结构的多样性与肽链的空间结构有关 与氨基酸的空间结构无关 具有催化功能的是酶 酶绝大多数是蛋白质 少部分是rna 蛋白质具有防御 信息传递等功能 而抗体只能与特异性抗原相结合 受体只能与特定的信号分子结合 它们都具有专一性 蛋白质空间结构改变会影响其生物活性 答案 c 52 特别提醒 本题易误选a或b 误认为 1 氨基酸的空间结构与蛋白质多样性有关 2 具催化功能的有机物都是蛋白质 53 技巧热点探究实验设计的解题思路1 明确实验目的和原理 验证的生物学事实是什么 所依据的生物学原理是什么 2 找出实验变量 反应变量和无关变量 见第8讲有关内容 3 构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段 4 明确实验对象和实验条件 实验对象 实验所用的生物学材料 实验条件 完成这一实验必需的理化条件及生物学处理方法 54 5 设计实验方法和步骤 四步曲 1 材料是否要制取或处理 有些实验中 题干所给予的材料与设计的要求有一定的差距 如果我们直接利用题干中所给予的材料而不加以处理的话 则不能达到实验目的 这就要求我们对实验材料进行适当的处理 2 是否要分组编号 这一步目的明确 就是要使自己的实验结果令人信服 就需要排除一些无关变量造成的影响 因此分组对照是一个在设计实验时 用来抵消非实验因素对实验结果造成影响的常用方法 55 3 对不同 或同一 对象施加不同的处理 这是实验设计中的关键一步 基本上所有的实验设计题都要求学生完成这一步工作 只要我们在分析过程中做好了前面的工作 这一步也就是顺理成章的事了 4 依据实验现象 获得实验结论 要从实验现象中获得结论 而结论往往同实验目的相呼应 如果实验目的不够明朗 则应加入自己对该实验的理解 尽量利用课本中的语言来回答 56 典例 蛋白质的空间结构遭到破坏 其生物活性就会丧失 这称为蛋白质的变性 高温 强碱 强酸 重金属等会使蛋白质变性 现请你利用提供的材料用具设计实验 探究乙醇能否使蛋白质变性 材料用具 质量分数为3 的可溶性淀粉溶液 质量分数为2 的新鲜淀粉酶溶液 蒸馏水 质量浓度为0 1g ml的naoh溶液 质量浓度为0 05g ml的cuso4溶液 无水乙醇 烧杯 试管 量筒 滴管 温度计 酒精灯 57 1 实验步骤 取两支试管 编号a b 向a b两试管中各加1ml新鲜的淀粉酶溶液 然后向a试管加 向b试管加5滴无水乙醇 混匀后向a b两试管再加2ml可溶性淀粉溶液 将两支试管摇匀后 同时放入适宜温度的温水中维持5min 5滴蒸馏水 58 从温水中取出a b试管 各加入1ml斐林试剂摇匀 放入盛有50 65 温水的大烧杯中加热约2min 观察试管中的颜色变化 取质量浓度为0 1g ml的naoh溶液和质量浓度为0 05g ml的cuso4溶液等量混合 配制成斐林试剂 59 2 实验结果预测及结论 说明乙醇能使淀粉酶 蛋白质 变性 说明乙醇不能使淀粉酶 蛋白质 变性 3 该实验的自变量是 对照组是 a试管中出现砖红色沉淀 b试管不出现 a试管中出现砖红色沉淀 b试管也出现 乙醇的有无 a试管 60 思维导析 物质的结构决定性质 结构的改变导致性质的改变 本实验正是基于这一点 间接的考查乙醇是否能使淀粉酶这种蛋白质变性失活 淀粉酶如果变性失活 则不能催化淀粉产生还原性糖 也就不能与斐林试剂发生反应 产生砖红色沉淀 否则可与斐林试剂产生反应 生成砖红色的沉淀 本题属于探究性实验题 应根据实验目的 原理和思路设计合理的实验步骤 要思考题中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用 怎样运用 61 要注意以下两点 一是题目中所给出的实验材料和试剂一般应充分利用 二是除非题目条件允许 否则不能自己随意添加实验试剂和材料 实验步骤一般遵循以下几个要求 简便性 可行性 安全性 精确性及对照性 探究性实验的实验结果一般是对应假设分类讨论 当然有时也会出现 预测最可能的结果 的问题 此种情况应根据已有知识推测最合理的结果 62 应用 拓展据报道 一些不法商家生产的所谓 1005纯牛奶 居然根本与牛没有关系 只要用香精 糖 自来水和一些添加剂 就可以生产出 纯牛奶 更为耸人听闻的是 不法商家利用垃圾堆里的破旧皮鞋 皮衣 皮帽及其他皮具 经过化学 生物处理 水解出皮革中的原有蛋白 称 人造蛋白 作为原料制成假牛奶 有人分析 阜阳假奶粉案 所造成的大头娃娃致死 并非是蛋白质含量低那么单纯 很可能是添加了 人造蛋白 所致 63 请设计实验 探究 人造蛋白 是否比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育 1 实验材料 幼龄大白鼠若干 真正的纯牛奶 不含任何蛋白质的假牛奶 含有 人造蛋白 的假牛奶 发育状况测定装置 可测定一定的发育状况指标 具体不作考试要求 饲养装置等 64 2 实验步骤 选取年龄相当 体重相当 发育良好的幼龄大白鼠若干 随机平均分为三组 标记为a b c 分别饲养 每天分别给a b c三组大白鼠饲喂等量的真正的纯牛奶 不含任何蛋白质的假牛奶 含有 人造蛋白 的假牛奶 65 在相同且适宜的条件下饲养一段时间 用发育状况测定装置测定a b c三组大白鼠的发育状况 记录各组发育状况指标 计算出各组的平均值 进行比较分析 66 3 预测实验结果 并作出相应的结论 写出其中两种即可 答案 a组发育正常 b组和c组均不正常 但b c两组发育状况指标差异不显著 说明 人造蛋白 并不比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育 a组发育正常 b组和c组均不正常 但b组比c组发育状况指标好 差异显著 说明 人造蛋白 比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育 67 解析 该实验步骤设计的基本点是 1 本实验的目的是探究 人造蛋白 是否比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育 但不能用幼儿直接实验 应选用幼龄大白鼠作实验对象 2 实验的因变量是 人造蛋白 操作办法是喂食 实验结果是发育状况 3 应设置两个对照组 分别喂食真正的纯牛奶和不含任何蛋白质的假牛奶 68 4 无关变量应均衡控制 如选择的大白鼠应基本一致 如年龄 体重 发育状况 分组应随机平分 喂食量应相等 其他饲养条件相同且适宜 步骤的设计要符合逻辑 先后顺序很重要 详见答案 69 高考模拟备选1 2009 天津理综 3 下列过程中 涉及肽键数量变化的是 a 洋葱根尖细胞染色体的复制b 用纤维素酶处理植物细胞c 小肠上皮细胞吸收氨基酸d 蛋清中加入nacl使蛋白质析出 70 解析 肽键数量的变化与蛋白质的合成和蛋白质水解成氨基酸有关 洋葱根尖细胞染色体的复制包括dna的复制和有关蛋白质的合成 所以a选项涉及肽键数量的变化 b c d三选项中都无蛋白质的合成与水解 不涉及肽键数量的变化 答案 a 71 2 2008 上海 15 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