高中生物 第二章 组成细胞的分子 2.2 生命活动的主要承担者——蛋白质优质课件 新人教版必修1

1、1 1第2节生命活动的主要承担者蛋白质知识点一组成蛋白质的氨基酸知识点一组成蛋白质的氨基酸 【自主预习自主预习】20 20 人体细胞合成人体细胞合成2.2.结构结构: :观察下列氨基酸的化学结构式观察下列氨基酸的化学结构式, ,回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)组成氨基酸的共有元素是组成氨基酸的共有元素是_。有的氨基。有的氨基酸含有酸含有_。(2)(2)观察各种氨基酸的化学结构式观察各种氨基酸的化学结构式, ,总结氨基酸结构式总结氨基酸结构式的特点的特点: :氨基或羧基的数量氨基或羧基的数量: :每种氨基酸分子至少含有一个每种氨基酸分子至少含有一个氨基氨基( _)( _)和一个羧基和一

2、个羧基( _)( _)。C C、H H、O O、N NS SNHNH2 2COOHCOOH氨基或羧基的位置氨基或羧基的位置: :每种氨基酸都有一个每种氨基酸都有一个_和一和一个个_连接在同一个碳原子上。连接在同一个碳原子上。氨基酸不同的区别依据氨基酸不同的区别依据: :各种氨基酸之间的区别在于各种氨基酸之间的区别在于_基的不同。基的不同。氨基氨基羧基羧基R R(3)(3)图中四种氨基酸的图中四种氨基酸的R R基分别为基分别为: :_ 。(4)(4)结合以上特点写出氨基酸的结构通式结合以上特点写出氨基酸的结构通式: : _ _。【点拨点拨】组成蛋白质的氨基酸的结构组成蛋白质的氨基酸的结构(1)“

3、(1)“中心碳原子中心碳原子”有四个邻居有四个邻居, ,其中三个固定不变其中三个固定不变, ,即即-NH-NH2 2、-COOH-COOH、-H,-H,还有一个是可变的还有一个是可变的-R-R。(2)(2)氨基、羧基和氨基、羧基和R R基的正确书写格式基的正确书写格式:NH:NH2 2、COOHCOOH、R(R(不要忘记前面要有短线不要忘记前面要有短线“”)”)。(3)(3)不是每种蛋白质都含有不是每种蛋白质都含有2020种氨基酸种氨基酸, ,组成生物体蛋组成生物体蛋白质的氨基酸若含有白质的氨基酸若含有2 2个或个或2 2个以上的氨基或羧基个以上的氨基或羧基, ,则除则除连在中心碳原子上的连在

4、中心碳原子上的1 1个外个外, ,其余均连在其余均连在R R基上。基上。【典题通关典题通关】1.1.下列哪项不是构成人体蛋白质的氨基酸下列哪项不是构成人体蛋白质的氨基酸( () )A.A.B.HB.H2 2NCHNCH2 2CHCH2 2COOHCOOHC.C.D.D.【解析解析】选选B B。构成人体蛋白质的氨基酸至少含有一个。构成人体蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基氨基和一个羧基, ,且连接在同一个碳原子上且连接在同一个碳原子上,B,B项中的氨项中的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上基和羧基没有连接在同一个碳原子上, ,因此不是构成人因此不是构成人体蛋白质的氨基酸。体蛋白质的氨基酸。

5、2.(20182.(2018石家庄高一检测石家庄高一检测) )组成蛋白质的氨基酸的组成蛋白质的氨基酸的R R基基导学号导学号78404013(78404013() )A.A.与一个氢原子和一个与一个氢原子和一个CC2 2H H4 4O O2 2N N相连相连B.B.约有约有2020种种C.C.一定含有碳原子一定含有碳原子D.D.至少有一个氨基或一个羧基至少有一个氨基或一个羧基【解析解析】选选B B。组成蛋白质的。组成蛋白质的R R基与中心碳原子相连基与中心碳原子相连; ;组组成蛋白质的氨基酸的成蛋白质的氨基酸的R R基约有基约有2020种种, ,因此组成蛋白质的因此组成蛋白质的氨基酸约有氨基酸

6、约有2020种种; ;组成蛋白质的氨基酸的组成蛋白质的氨基酸的R R基最简单的基最简单的是是H,H,即甘氨酸即甘氨酸; ;组成蛋白质的氨基酸的组成蛋白质的氨基酸的R R基中可能含有基中可能含有氨基、羧基氨基、羧基, ,也可能不含有氨基或羧基。也可能不含有氨基或羧基。【补偿训练补偿训练】将蛋白质分子完全水解将蛋白质分子完全水解, ,检测所有氨基酸中的氨基和羧检测所有氨基酸中的氨基和羧基基, ,两者的数量关系可能是两者的数量关系可能是( () )A.A.氨基等于羧基氨基等于羧基B.B.氨基多于羧基氨基多于羧基C.C.氨基少于羧基氨基少于羧基D.D.很难预测很难预测【解析解析】选选D D。组成蛋白质

7、的氨基酸至少含有一个氨基。组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基和一个羧基, ,氨基酸中的氨基数和羧基数的数量关系可氨基酸中的氨基数和羧基数的数量关系可能是氨基数与羧基数相等能是氨基数与羧基数相等, ,也可能是氨基数多于羧基数也可能是氨基数多于羧基数或氨基数少于羧基数。或氨基数少于羧基数。知识点二蛋白质的结构和功能知识点二蛋白质的结构和功能【自主预习自主预习】1.1.氨基酸的脱水缩合氨基酸的脱水缩合: :(1)(1)此生理过程的名称是此生理过程的名称是_。(2)(2)写出字母代表的结构或名称写出字母代表的结构或名称:a._,b._:a._,b._。脱水缩合脱水缩合肽键肽键二肽二肽(3)(

8、3)判断产物判断产物H H2 2O O中原子的来源。中原子的来源。(4)(4)多肽中氨基或羧基的含量多肽中氨基或羧基的含量: :至少至少_个。个。羧基羧基氨基氨基羧基羧基一一2.2.蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次: :元素元素:C:C、H H、O O、N N等等氨基酸氨基酸: :蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位脱水缩合脱水缩合二肽二肽: :由由_缩合而成的化合物缩合而成的化合物两个氨基酸分子两个氨基酸分子多肽多肽( (链链):):由由_缩合而成的化合物缩合而成的化合物, ,通通常呈常呈_结构结构蛋白质蛋白质: :具有一定的具有一定的_多个氨基酸分子多个氨基酸分子链状链状空间结构空间结

9、构3.3.蛋白质多样性的原因蛋白质多样性的原因: :(1)(1)图中甲、乙、丙分别说明蛋白质具有多样性的原因图中甲、乙、丙分别说明蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的是氨基酸的_、_、_不同。不同。(2)(2)图丁说明蛋白质具有多样性的原因是肽链的图丁说明蛋白质具有多样性的原因是肽链的_、_方式方式, ,及其形成的及其形成的_不同。不同。数目数目种类种类排列顺序排列顺序盘曲盘曲空间结构空间结构折叠折叠4.4.蛋白质的功能蛋白质的功能( (连线连线):):【核心突破核心突破】1.1.蛋白质相关问题的计算方法蛋白质相关问题的计算方法: :(1)(1)肽链数、肽键数、脱水数和相对分子质量的计算肽链数、肽

10、键数、脱水数和相对分子质量的计算: :假设氨基酸的平均相对分子质量为假设氨基酸的平均相对分子质量为a,a,由由n n个氨基酸分别个氨基酸分别形成形成1 1条链状多肽或条链状多肽或m m条链状多肽条链状多肽: :肽链数肽链数肽键数肽键数脱水数脱水数相对分子质量相对分子质量1 1n-1n-1n-1n-1na-18(n-1)na-18(n-1)m mn-mn-mn-mn-mna-18(n-m)na-18(n-m)(2)(2)蛋白质中各原子数的计算蛋白质中各原子数的计算: :碳原子数碳原子数= =氨基酸的分子数氨基酸的分子数2+R2+R基上的碳原子数基上的碳原子数=(=(肽键数肽键数+ +肽链数肽链数

11、) )2+R2+R基上的碳原子数。基上的碳原子数。氢原子数氢原子数= =各氨基酸中氢原子的总数各氨基酸中氢原子的总数- -脱去的水分子脱去的水分子数数2 2。氧原子数氧原子数= =各氨基酸中氧原子的总数各氨基酸中氧原子的总数- -脱去的水分子脱去的水分子数数= =肽链数肽链数2+2+肽键数肽键数+R+R基上的氧原子数。基上的氧原子数。氮原子数氮原子数= =肽链数肽链数+ +肽键数肽键数+R+R基上的氮原子数基上的氮原子数= =各氨基各氨基酸中氮原子的总数。酸中氮原子的总数。(3)(3)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算。蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算。至少含有的游离氨基或羧基数至少含有的游离氨

12、基或羧基数= =肽链数。肽链数。游离氨基或羧基数目游离氨基或羧基数目= =肽链数肽链数+R+R基中含有的氨基或羧基中含有的氨基或羧基数。基数。2.2.蛋白质结构多样性与功能多样性蛋白质结构多样性与功能多样性: :【易错提醒易错提醒】蛋白质计算的三点提醒蛋白质计算的三点提醒(1)(1)计算多肽的相对分子质量时计算多肽的相对分子质量时, ,相对分子质量的减少相对分子质量的减少不只是来自水不只是来自水, ,如肽链上出现一个二硫键如肽链上出现一个二硫键(SS)(SS)时时, ,要再减去要再减去2(2(即两个氢原子即两个氢原子),),若无特殊说明若无特殊说明, ,不考虑二硫不考虑二硫键。键。(2)(2)

13、若为环状多肽若为环状多肽, ,则可将相对分子质量计算公式则可将相对分子质量计算公式na-na-18(n-m)18(n-m)中的肽链数中的肽链数(m)(m)视为零视为零, ,再进行相关计算。再进行相关计算。(3)(3)氨基酸数目氨基酸数目氨基酸种类氨基酸种类: :蛋白质分子含有多少个蛋白质分子含有多少个氨基酸并不等于含有多少种氨基酸。确认氨基酸种类氨基酸并不等于含有多少种氨基酸。确认氨基酸种类必须依据必须依据R R基基, ,凡凡R R基相同时无论数目多少基相同时无论数目多少, ,均应视作均应视作“同一种同一种”氨基酸。氨基酸。【易漏教材知识易漏教材知识】必修必修1 P23“1 P23“与生活的联

14、系与生活的联系”在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物, ,高温加热后鸡高温加热后鸡蛋清会呈现白色固态状蛋清会呈现白色固态状, ,导致蛋白质出现这两种情况的导致蛋白质出现这两种情况的原理相同吗原理相同吗? ?说明理由。说明理由。提示提示: :不同。在食盐作用下析出蛋白质不同。在食盐作用下析出蛋白质, ,蛋白质本身的蛋白质本身的结构没有改变结构没有改变, ,仍维持原有的生物活性仍维持原有的生物活性; ;高温加热后蛋高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变白质的空间结构发生了改变, ,丧失了原有的生物活性。丧失了原有的生物活性。【典题通关典题通关】【典例典例】(2018(

15、2018合肥高一检测合肥高一检测) )下面为牛胰岛素结构下面为牛胰岛素结构图图, ,该物质中该物质中SSSS是由两个是由两个SHSH脱去两个脱去两个H H形成的形成的, ,下列说法正确的是下列说法正确的是导学号导学号78404014(78404014() )A.A.牛胰岛素为五十一肽牛胰岛素为五十一肽, ,其中含有其中含有5050个肽键个肽键B.B.牛胰岛素中至少有牛胰岛素中至少有2 2个个NHNH2 2和和2 2个个COOHCOOHC.C.牛胰岛素水解产物含有牛胰岛素水解产物含有2020种不同的氨基酸种不同的氨基酸D.D.牛胰岛素形成时牛胰岛素形成时, ,减少的相对分子质量为减少的相对分子质

16、量为882882【解题探究解题探究】(1)(1)抓准题眼抓准题眼:“SS”:“SS”是由两个是由两个SHSH脱去两个脱去两个H H形形成的成的, ,因此因此, ,形成一个形成一个“SS”,SS”,蛋白质的相对分子蛋白质的相对分子质量减少质量减少 _。(2)(2)扫清障碍扫清障碍: :牛胰岛素为五十一肽牛胰岛素为五十一肽, ,即含有即含有_个氨基酸个氨基酸; ;组成生物体蛋白质的氨基酸共组成生物体蛋白质的氨基酸共_种。种。2 251512020【解析解析】选选B B。该牛胰岛素含。该牛胰岛素含5151个氨基酸个氨基酸, ,其中含有肽其中含有肽键数为键数为51-2=4951-2=49个个; ;牛胰

17、岛素含两条肽链牛胰岛素含两条肽链, ,至少含至少含2 2个个NHNH2 2和和2 2个个COOH;COOH;牛胰岛素水解可得到牛胰岛素水解可得到5151个氨基酸个氨基酸, ,最多有最多有2020种氨基酸种氨基酸, ,但并非一定是但并非一定是2020种种; ;牛胰岛素形成牛胰岛素形成时时,51,51个氨基酸脱水缩合的同时还减少了个氨基酸脱水缩合的同时还减少了6 6个个H,H,故减少故减少的相对分子质量为的相对分子质量为494918+6=88818+6=888。【互动探究互动探究】(1)(1)若组成牛胰岛素的氨基酸的平均相对分子质量为若组成牛胰岛素的氨基酸的平均相对分子质量为50,50,则该牛胰岛

18、素的相对分子质量是多少则该牛胰岛素的相对分子质量是多少? ?提示提示: :该牛胰岛素为五十一肽该牛胰岛素为五十一肽, ,含有含有5151个氨基酸个氨基酸,3,3个个“SSSS”, ,脱去水分子脱去水分子51-2=4951-2=49个个, ,相对分子质量是相对分子质量是515150-350-32-492-4918 = 1 66218 = 1 662。(2)(2)组成该物质的元素有组成该物质的元素有_,_,其中其中N N主要存主要存在于在于_中。中。C C、H H、O O、N N、S S肽键肽键【方法规律方法规律】特殊情况下蛋白质相对分子质量的计算特殊情况下蛋白质相对分子质量的计算思路思路(1)(

19、1)考虑脱去的考虑脱去的H H2 2O O分子数分子数, ,减少的相对分子质量为脱水减少的相对分子质量为脱水数数1818。(2)(2)计算肽键外的其他计算肽键外的其他“键键”形成时而脱去的相对分子形成时而脱去的相对分子质量。质量。如图如图,2,2条肽链间又形成了一个条肽链间又形成了一个“多余多余”的的“CONH”,CONH”,则相对分子质量还要减少则相对分子质量还要减少1818。图所示蛋白质合成时图所示蛋白质合成时, ,涉及涉及3 3个二硫键个二硫键, ,减少的相对减少的相对分子质量还要考虑减少的分子质量还要考虑减少的6 6个个H,H,即即2 23=63=6。【过关训练过关训练】1.(2018

20、1.(2018大同高一检测大同高一检测) )现有氨基酸现有氨基酸800800个个, ,其中氨基其中氨基总数为总数为810810个个, ,羧基总数为羧基总数为808808个个, ,则由这些氨基酸合成则由这些氨基酸合成的含有的含有2 2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为依次分别为导学号导学号78404015(78404015() )A.798A.798、2 2和和2 2 B.798B.798、1212和和1010C.799C.799、1 1和和1 1D.799D.799、1111和和9 9【解析解析】选选B B。氨基酸。氨基酸800800个个

21、, ,其中氨基总数为其中氨基总数为810810个个, ,羧羧基总数为基总数为808808个个, ,则游离的氨基为则游离的氨基为810-800=10810-800=10个个, ,游离的游离的羧基为羧基为808-800=8808-800=8个。这些氨基酸合成的含有个。这些氨基酸合成的含有2 2条肽链条肽链的蛋白质共有肽键为的蛋白质共有肽键为800-2=798800-2=798个个, ,所以总的氨基数目所以总的氨基数目为为10+2=1210+2=12个个, ,总的羧基数目为总的羧基数目为8+2=108+2=10个。个。2.(20182.(2018洛阳高一检测洛阳高一检测) )谷氨酸的谷氨酸的R R基

22、为基为-C-C3 3H H5 5O O2 2,1,1分子分子谷氨酸含有的谷氨酸含有的C C、H H、O O、N N原子数依次是原子数依次是( () )A.5A.5、9 9、4 4、1 1 B.4B.4、8 8、5 5、1 1C.5C.5、8 8、4 4、1 1 D.4D.4、9 9、4 4、1 1【解析解析】选选A A。在氨基酸分子中除。在氨基酸分子中除R R基外基外, ,分子中含有的分子中含有的原子为原子为:2:2个个C C、4 4个个H H、2 2个个O O、1 1个个N N。由题干可知。由题干可知, ,谷氨谷氨酸分子的酸分子的R R基含有的原子为基含有的原子为3 3个个C C、5 5个个

23、H H、2 2个个O,O,所以所以1 1分分子谷氨酸中含有的各原子总数为子谷氨酸中含有的各原子总数为:5:5个个C C、9 9个个H H、4 4个个O O、1 1个个N N。【补偿训练补偿训练】1.1.某蛋白质由某蛋白质由a a条肽链、条肽链、b b个氨基酸组成。该蛋白质至个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是少有氧原子的个数是( () )A.a+bA.a+bB.a-bB.a-bC.a-2bC.a-2bD.a+2bD.a+2b【解析解析】选选A A。根据氨基酸的结构通式可知。根据氨基酸的结构通式可知: :每个氨基每个氨基酸至少含一个羧基酸至少含一个羧基(-COOH),(-COOH),所以所

24、以b b个氨基酸至少含个氨基酸至少含2b2b个个氧原子氧原子;a;a条肽链、条肽链、b b个氨基酸组成的蛋白质个氨基酸组成的蛋白质, ,在脱水缩在脱水缩合过程中脱去水分子数合过程中脱去水分子数= =氨基酸数目氨基酸数目- -肽链数肽链数=b-a,=b-a,每分每分子水含子水含1 1个氧原子个氧原子, ,故蛋白质含氧原子个数故蛋白质含氧原子个数= =各氨基酸中各氨基酸中氧原子总数氧原子总数- -脱去水分子数脱去水分子数=2b-(b-a)=b+a=2b-(b-a)=b+a。2.(20182.(2018衡水高一检测衡水高一检测) )经测定经测定, ,某多肽分子式是某多肽分子式是C C2121H Hx xO Oy yN N4 4S S2 2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种为原。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种为原料合成的料合成的, ,苯丙氨酸苯丙氨酸(C(C9 9H H1111O O2 2