必修1 第2章 第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质.ppt

第2节 生命活动的主要承担者 蛋白质 一 蛋白质的基本组成单位 氨基酸 1 氨基酸的结构 氨基 羧基 1 每个氨基酸至少有一个 和一个 且连在 同一个 上 碳原子 R基 R基 2 不同的氨基酸的 不同 可通过 判断氨基酸的种类 2 种类 构成蛋白质的氨基酸约有20种 即20种氨基酸 就有20种不同的 R基 二 蛋白质的结构和功能1 结构 1 形成过程 氨基酸 多肽 由多个氨基酸分子缩合而成 含 蛋白质 肽键 有多个 的化合物 2 缩合反应方程式 缩合反应在细胞内进行的场所是 核糖体 脱水缩合 盘曲折叠 2 功能 结构 运输 催化 调节 免疫 因此 一切生命活动都离不开蛋白质 蛋白质是生命活动 的 主要承担者 1 缩合反应脱下的H2O中的H来自氨基和羧基 O来 自羧基 2 R基上的氨基和羧基不参与脱水缩合 考点 组成蛋白质的基本单位 氨基酸 1 基本组成元素 C H O N R基上可能含有S 如甲硫氨酸 2 结构通式及特点 1 结构通式 2 特点 至少有一个 NH2和一个 COOH R基中也可能有 NH2和 COOH 都有一个 NH2和一个 COOH连在同一个碳原子上 否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸 但并非所有的 NH2和 COOH都连在同一个碳原子上 3 种类 1 非必需氨基酸 在人体细胞内能够合成的氨基酸 共12 种 2 必需氨基酸 不能在人体细胞内合成 必须从外界环境中直接摄取的氨基酸 共8种 甲硫氨酸 缬氨酸 赖氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 色氨酸 苏氨酸 口诀 甲携来一本亮色书 典例1 2011年三明联考 下列多肽片段充分水解后 产 生的氨基酸有 A 2种C 4种 B 3种D 5种 解题思路 依次判断有几个肽键 几个氨基酸 几种氨基酸 从图中可知 4个肽键 5个氨基酸 3种氨基酸 答案 B 考点对应练1 同为组成生物体蛋白质的氨基酸 酪氨酸几乎不溶于水 A 而精氨酸易溶于水 这种差异的产生 取决于 A 两者R基团组成的不同B 两者的结构完全不同C 酪氨酸的氨基多D 精氨酸的羧基多解析 氨基酸的差异就是R基的不同 考点 蛋白质的合成过程及相关计算 1 氨基酸 二肽 多肽和蛋白质的关系 2 相关计算 已知形成肽链的氨基酸数为a 氨基酸的平均相对分子量 为b 则 说明 当R基上没有氨基时 肽链中的氮原子数 多肽的氨基酸数 当R基上有m个氨基时 肽链中的氮原子数 多肽的氨基酸数 m 当R基上没有羧基时 肽链中的氧原子数 多肽的氨基酸数 1 当R基上有m个羧基时 肽链中的氧原子数 多肽的氨基酸数 1 2m 在多肽相对分子量的计算中 若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时 要考虑脱去的氢 形成一个二硫键脱去两个氢 由a个氨基酸形成的含有n条肽链的蛋白质分子 其相对分子量是A 则组成它的氨基酸分子的平均相对分子质量是 A 18 a n a 上面的计算是将构成蛋白质的多肽理解为链状结构 但如果是环状结构 那么氨基酸分子数 肽键数 脱去的水分子数 一环一链 结果不同 1 一条多肽链被水解后 得到若干种氨基酸 题干给出多肽的分子式和水解得到的各种氨基酸的结构式 求水解出的每种氨基酸各有多少个 解题重点 观察每种氨基酸R基上的基团 1 若组成该多肽的氨基酸中只有赖氨酸的R基上有氨基 则该多肽含赖氨酸的数目 该多肽R基上的N原子数 2 若组成该多肽的氨基酸中只有天门冬氨酸的R基上有羧基 则该多肽含天门冬氨酸的数目 该多肽R基上的O原子数 2 2 蛋白质的基本元素为C H O N 特征元素为S 并 非所有的蛋白质都含 且S一定存在于R基上 典例2 现有一种 十二肽 分子式为CxHyNzOwS z 12 w 13 已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸 下列 叙述正确的是 A 该 十二肽 只有1个氨基 B 控制合成该多肽相应的基因至少有36个碱基 C 将一个该 十二肽 分子彻底水解后有 z 12 个赖氨 酸 D 将一个该 十二肽 分子彻底水解后有 w 13 个天门 冬氨酸 解题思路 第一步 找隐含信息 由题中各种氨基酸的分子式可知 仅天门冬氨酸R基上有 1个羧基 仅赖氨酸R基上有1个氨基 第二步 分析选项 十二肽 的左端有1个氨基 其中赖氨酸的R基上也有一个氨基 z 12 所以该 十二肽 至少有2个氨基 控制合成该 十二肽 相应的基因至少有72个碱基 题中仅赖氨酸R基上有1个氨基 1个N原子 十二肽主链上有12个N原子 根据多肽的N原子数 主链上的N原子数 R基上的N原子数 z 12 所以将一个该 十二肽 分子彻底水解后有 z 12 个赖氨酸 题中仅天门冬氨酸R基上有1个羧基 含2个O原子 十二肽主链上有13个O原子 同样可以得到R基上的O原子数为w 13 所以将一个该 十二肽 分子彻底水解后有 w 13 2个天门冬氨酸 答案 C 考点对应练 2 下列关于氨基酸和蛋白质的叙述 错误的是 D A 甲硫氨酸的R基是 CH2 CH2 S CH3 则它的分子式是C5H11O2NSB 分子式为C63H105O45N17S2的多肽化合物中 最多含有的肽键数目是16个C 氨基酸脱水缩合过程失去的H2O中的氢来源于氨基和羧基中的氢D 10个氨基酸构成的多肽中有9个肽键 因此称为九肽解析 10个氨基酸构成的多肽称为十肽 3 易错 2011年青岛模拟 下列关于生物大分子的叙述错 误的是 A A 由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子 含N条肽链 其中Z条是环状肽链 这个蛋白质分子完全水解共需要M Z N个水分子B 在小麦细胞中由A G T U四种碱基参与构成的核苷酸最多有6种C 质量相同的糖原和脂肪氧化分解所释放的能量是不同的D 细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质 解析 环状肽链水解需水分子数与氨基酸数相等 所以该 蛋白质分子完全水解共需要M N Z个水分子 考点 蛋白质结构和功能的多样性 1 蛋白质的分子结构 1 每个蛋白质分子由肽链通过一定的化学键连接 再经盘曲 折叠形成复杂的空间结构 2 蛋白质结构的多样性 3 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 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 2 蛋白质功能的多样性 续表 蛋白质 蛋白质代谢及其与人体健康的关系 1 人体中氨基酸的来源和去路 2 与人体健康的关系 1 氨基酸在体内不能贮存 因此每天要摄入一定量的氨基 酸 2 合理膳食 动物性食物中的蛋白质比植物性蛋白质所含氨基酸的种类齐全 如玉米的蛋白质缺少色氨酸和赖氨酸 稻谷的蛋白质缺少赖氨酸等 典例3 下图所示的几种符号代表不同种类的氨基酸 请据图完成有关问题 1 它们结构的差别在于 的不同 2 7种氨基酸通过 的方式形成一条肽链 此过程可形成 个肽键 得到 个水分子 相对分子质量减少了 3 如果上述肽链原长度不变 改变其中的 就可改变该肽链的性质 4 若两个蛋白质分子均由两条 2 中的肽链构成 那么这两个蛋白质分子的功能是否一定相同 为什么 解题思路 氨基酸形成肽链的过程中 减少的相对分子量为失去的水分子的相对分子量之和 肽链中氨基酸的种类 数目 排列顺序的不同决定了不同结构的蛋白质 而不同的蛋白质分子空间结构也各不相同 蛋白质分子的结构多样性决定了其功能的多样性 答案 1 R基 2 脱水缩合 6 6 108 3 氨基酸的排列顺序 4 不一定相同 因为由相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构不同的两个蛋白质分子 考点对应练4 2011年巢湖一模 人体中最重要的活性物质如绝大多数酶 部分激素 抗体等都是蛋白质 下面有关蛋白质的叙述中 正确的是 A 具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B 胰岛素的空间结构决定了其降低血糖的功能C 蛋白质都含有C H O N P S等元素D 氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质 解析 具有生物催化作用的酶包括蛋白质和RNA 蛋白质都是由氨基酸组成的 RNA则由核糖核苷酸组成 并不是所有的蛋白质都含有S元素 氨基酸种类和数量相同的蛋白质其空间结构可能不同 答案 B 1 2011年梅州 下列有关蛋白质叙述正确的是 C A RNA聚合酶催化的底物是RNAB 蔗糖酶能使蔗糖水解为葡萄糖和果糖 并产生ATPC 蛋白质热变性时肽键数不改变D 癌细胞快速增殖过程中能大量合成粘连蛋白解析 RNA聚合酶催化的底物是游离的核糖核苷酸 蔗糖酶能使蔗糖水解为葡萄糖和果糖 但并不能产生ATP 蛋白质热变性只改变其空间结构 2 2010年肇庆一模 下图是关于蛋白质分子的简要概念 图 关于图示分析正确的是 C A A中肯定含有S元素B 多肽中B的数目等于C的数目C 过程都是在核糖体上完成的D 蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的根本原因解析 氨基酸的基本组成元素为C H O N 有的含有S元素 多肽中氨基酸 B 的数目和肽键 C 的数目不相等 DNA具有多样性是生物多样性的根本原因 3 2010年揭阳一模 以下对组成细胞和生物体的有机物的 描述中 正确的是 D A 多肽链在核糖体上一旦合成便具有生物活性B 质量相同的糖 脂肪 蛋白质氧化分解所释放的能量是相同的C 细胞核内的核酸只含脱氧核糖 细胞质中的核酸只含核糖D 全部的抗体 大多数的酶 部分激素的化学本质是蛋白质解析 多肽链形成空间结构后才具有生物活性 细胞核和细胞质中都含有DNA和RNA 4 2009年江门一模 下图表示细胞内某些重要化合物的元素组成及相互关系 请分析回答下列问题 1 图中X代表的化学元素是 Y代表的主要化学 元素是 氮和磷 氮 2 组成细胞的主要化合物中 分子都是由C H O三种 元素构成的一类有机化合物是 糖类和脂肪 3 物质A决定B的合成是通过 和 两个过程来 实现 转录 翻译 4 现从某种真核细胞中提取出大量核糖体放入培养液中 再加入下列几种有机物 模拟化合物B的合成 NH2 CH2 COOH NH2 CH2 CH2OH 假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件 其中实验中所用的培养液相当于细胞内的 上述五种化合物中能作为原料合成化合物B的是 填序号 若原料中的氮原子已被标记为15N 实验中检测到某一多肽含10个15N 则该多肽最少含有 个肽键 细胞质基质 4 蛋白质的相关计算 解题攻略 从氨基酸的特点出发 结合脱水缩合形成多肽过程中的肽键及相对分子量变化 去解决形成的蛋白质的氨基酸 肽键 氨基 N原子等数目 相对分子量及空间结构的问题 分类集训 题型一 有关氨基酸 肽键 水分子 氨基和羧基数目的 计算 1 分析多肽E和多肽F 均由一条肽链组成 得到以下结果 单位 个 那么请你推算这两种多肽中氨基酸的数目最可能是 解析 多肽E有N53个 氨基3个 则氨基酸为53 2 51 多肽F有N54个 氨基6个 则氨基酸为54 5 49 D 2 2011年兖州一模 现有氨基酸800个 其中氨基总数为810个 羧基总数为808个 由这些氨基酸合成的含有2条肽 B 链的蛋白质共有肽键 氨基和羧基的数目依次分别为 A 798 2和2B 798 12和10C 799 1和1D 799 11和9 解析 800个氨基酸形成2条多肽链 则肽键数为798 多肽中的氨基总数为810个 羧基总数为808个 说明有10个氨基和8个羧基在R基上 加上每条链两端的一个氨基和一个羧基 则多肽的氨基和羧基总数分别为12 10 3 某41肽被水解成2个8肽 2个6肽 1个4肽 3个 C 3肽 则这些短肽的肽键总数是 A 31B 32C 33D 34 解析 肽键总数 2 7 2 5 1 3 3 2 33 4 下列物质中 有的属于构成蛋白质的氨基酸 有的不是 若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成多肽 则其中的氨基 羧 基和脱去的水分子的数目依次是 NH2 CH2 COOH NH2 CH2 CH2OH A 1 1 2C 2 2 2 B 3 3 3D 2 2 3 解析 根据氨基酸结构通式 可确定 是氨基酸 缩合后有2个肽键 和 的R基中各有一个羧基和一个氨基 加上缩合后在肽链两端的一个羧基和一个氨基 故羧基和氨基各有2个 答案 C 题型二 有关氧原子数与氮原子数的计算5 某蛋白质由2条肽链 n个氨基酸组成 该蛋白质至少 含有氧原子多少个 C A n 2C n 2 B n 4D n 4 解析 一条肽链的O至少比氨基酸数多1个 所以2条肽链至少含O为 n 2 个 6 2010年韶关一模 某蛋白质分子由N条肽链组成 已知它共由M个氨基酸组成 则此蛋白质中至少含有的氧原子数与 氮原子数共有 D A M N 个C 2N M 个 B 2M N 个D 2M N 个 解析 M个氨基酸 N条肽链组成的蛋白质中至少含有氧原子数为 M N 而氮原子数则每个氨基酸都至少含有一个 所以为M个 两者共有 2M N 个 7 血红蛋白分子中 含有574个氨基酸 4条肽链 在形成此蛋白质分子时 脱去的水分子数和形成蛋白质后的氮原子 数至少为 D A 570 570C 287 287 B 573 573D 570 574 解析 形成蛋白质时 脱去的水分子数 氨基酸数 肽链数 570个 每个氨基酸都至少含有一个氮原子 所以形成的蛋白质的氮原子数至少为574个 题型三 含二硫键的蛋白质的计算8 双选 下图表示免疫球蛋白IgG的结构示意图 其中 S S 表示连接两条相邻肽链的二硫键 下列说法正确的是 A 构成IgG的基本元素有C H O N S P B 连接IgG基本单位的化学键的结构式是 NH CO C 该IgG分子中至少含有2个氨基和2个羧基D 与IgG分泌有关的细胞器是高尔基体 解析 该IgG分子由四条肽链组成 每条肽链至少含1个氨基和1个羧基 IgG分子是抗体 属于分泌蛋白 所以它的分泌与高尔基体有关 答案 BD 9 双选 图甲是某蛋白质的肽链结构示意图 其中数字为氨基酸序号 图乙是其部分肽链放大图 请据图判断下列叙述中 不正确的是 图甲 图乙 A 该蛋白质中含有2条肽链52个肽键B 图乙中R基是 C 从图乙可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基D 控制该蛋白质合成的mRNA中至少含有51个密码子 基是 答案 AB 解析 该蛋白质中含有2条肽链49个肽键 图乙中的R 题型四 有关特殊氨基酸的计算10 有一条多肽链 分子