2027届高三生物一轮复习：第3讲 蛋白质的结构与功能 课件

第3讲蛋白质的结构与功能第一单元细胞的分子组成序号内容要求1阐明：蛋白质通常由21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成2概述：核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子【课程标准】CH2CHH2NCOOHSeH硒代半胱氨酸CH2CHH2NCOOHSH半胱氨酸CH2CHH2NCOOHCH2CH2CH2NH2赖氨酸CH2CHH2NCOOHCH2COOH谷氨酸CH3CHH2NCOOH丙氨酸HCHH2NCOOH甘氨酸分子式____________通式特点至少都含有1个氨基(____)和1个羧基(_____)都有1个氨基和1个羧基连在同一个碳原子上该原子上还连有1个氢原子和1个侧链基团C、H、O、N(S或Se)组成C、H、O、N(S或Se)考点一：蛋白质的结构和功能（P14）1.组成蛋白质的氨基酸。氨基酸元素结构种类H2N-C-COOHRH氨基羧基-NH2-COOH同一个氢原子侧链基团-R侧链基团HC、HC、H、NC、H、OC、H、S或SeC、H、O、NC2H4O2N1-R【R基作用】决定氨基酸的种类和理化性质酸碱性、所带电荷性质和多少组成人体蛋白质的氨基酸有21种考点一：蛋白质的结构和功能（P14）1.组成蛋白质的氨基酸。自身合成自身蛋白水解食物蛋白水解氨基酸元素结构种类【温馨提示】含硒的蛋白质中存在第21种氨基酸——硒代半胱氨酸，其密码子为UGA，该密码子通常为终止密码子，仅在特殊时可编码该氨基酸。按R基种类按人体细胞能否合成能否非必需氨基酸13种非必需氨基酸13种来源来源21非必需必需813组成一种蛋白质的氨基酸种类____有21种(填“一定”、“最多”、“至少”)最多【温馨提示】评价蛋白质食品营养价值主要依据其中所含必需氨基酸的种类和含量。必需硒代半胱氨酸【辨析】自然界氨基酸有100多种，但组成人体蛋白质氨基酸只有21种1.下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸A.CH3—CH2—COOHB.R—CH2—NH2C.D.【反馈练习】R基5′3′①作为肽或蛋白质的基本单位(主要功能)。②某些氨基酸可作为神经递质③氨基酸氧化分解供能④酪氨酸→黑色素⑤谷氨酸→谷氨酸钠(味精/鸡精)；氨基酸→糖类⑥色氨酸→植物生长素(即吲哚乙酸IAA)⑦组氨酸→组胺(谷氨酸、甘氨酸)(能源物质,代谢终产物是____________)①细胞膜上搬运：________或____②细胞内的搬运：______(运入核糖体)细胞衰老酪氨酸酶活性↓→白发(细胞衰老)细胞的酪氨酸酶基因异常→白化病(遗传病)CO2、H2O、尿素【判断正误】细胞膜和细胞内负责转运氨基酸的载体都是蛋白质()主动运输tRNA考点一：蛋白质的结构和功能（P14）1.组成蛋白质的氨基酸。(61种tRNA→运输21种氨基酸)氨基酸功能运输元素结构种类×胞吐过敏原再次刺激机体时，肥大细胞释放组胺，引起过敏反应(膜载体蛋白)(递质运输时)主动运输胞吐(以形成二肽为例)考点一：蛋白质的结构和功能（P14）2.蛋白质的合成过程：脱水缩合→

盘曲折叠。脱水缩合多肽(1)氨基酸(1)脱水缩合：指一个氨基酸分子的

和另一个氨基酸分子的

相连接，同时

的结合方式。(2)肽键：指连接两个

分子的化学键。即：

。(3)二肽：指由

个氨基酸分子缩合而成的化合物。CHR1H2NOHCOH2OCHCOOHR2HNH二肽肽键脱水缩合羧基(－COOH)氨基(－NH2)脱去1分子的水－CO－NH－氨基酸2【温馨提示】肽键中还含有游离的氨基和羧基吗？NO！－NH－CO－场所：核糖体核糖体(以形成二肽为例)考点一：蛋白质的结构和功能（P14）2.蛋白质的合成过程=脱水缩合+盘曲折叠。脱水缩合多肽(1)氨基酸脱水缩合(4)在脱下的H2O中，H原子来自

，O原子来自

。羧基和氨基羧基(5)二肽分子含有__个肽键,

个氨基,

个羧基,肽名取决于______个数。1氨基酸(6)若将二肽水解，则需__个水分子参与，同时产生__个____种氨基酸。1水解21或2R1=或≠R2【温馨提示】氨基酸的R基_____脱水缩合反应。肽名=氨基酸数≠肽键数不参与≥1≥1(R基不参与缩合和水解)核糖体六肽由__个氨基酸构成6(以形成二肽为例)考点一：蛋白质的结构和功能（P14）2.蛋白质的合成过程=脱水缩合+盘曲折叠。脱水缩合多肽(1)氨基酸①多肽：指由

脱水缩合而成的化合物。多肽通常呈

结构，叫作

；若呈环状，则叫作_______。②由n个氨基酸形成1条n肽链时，脱水数=肽键数=

。③由n个氨基酸形成1条n肽环时，脱水数=肽键数=

。链状(多)肽链(多)肽环多个氨基酸氨基酸个数234…n肽链名称…肽键数(个)…脱水数(个)……二肽三肽四肽n肽123n-1123n-1…n-1n-0…3344nn=氨基酸数-肽链数=氨基酸数核糖体(以形成二肽为例)考点一：蛋白质的结构和功能（P14）2.蛋白质的合成过程=脱水缩合+盘曲折叠。脱水缩合多肽(1)氨基酸氨基酸个数234…n肽链名称……二肽三肽四肽n肽……①通常核糖体合成的多肽没有活性，需要盘曲、折叠（在细胞质基质、内质网或高尔基体上完成）形成一定空间的蛋白质，才能发挥作用。

②参与脱水缩合的氨基和羧基：分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而非R基中的氨基和羧基。

③一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链两端，其余的氨基和羧基在R基上。核糖体(2)蛋白质的结构层次：考点一：蛋白质的结构和功能（P14）2.蛋白质的合成过程=脱水缩合+盘曲折叠。多肽蛋白质氨基酸盘曲折叠脱水缩合(肽键)盘曲折叠氢键氢键氢键氢键氢键氢键氢键若干氢键若干氢键氢键氢键【二硫键】由不相邻氨基酸之间的巯基(-SH,在R基上)脱氢形成。即：-SH+HS-→

2H+-S-S-【氢键】由不相邻氨基酸之间的O与H，或N与H形成(氢键/二硫键等)二硫键疏水键离子键(2)蛋白质的结构层次：考点一：蛋白质的结构和功能（P14）2.蛋白质的合成过程=脱水缩合+盘曲折叠。多肽蛋白质氨基酸盘曲折叠脱水缩合(肽键)(氢键/二硫键)1234(形成肽键)(形成链内氢键、二硫键等)(盘曲折叠的原因)(形成链间二硫键等)(空间结构稳定的原因)氨基酸之间脱水缩合形成肽链一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠这条肽链进一步盘绕(盘曲、折叠)形成一定的空间结构四条肽链聚集(化学键相互结合)在一起形成复杂的空间结构一级结构二级结构三级结构四级结构(2)蛋白质的结构层次：考点一：蛋白质的结构和功能（P14）2.蛋白质的合成过程=脱水缩合+盘曲折叠。多肽蛋白质氨基酸盘曲折叠脱水缩合(肽键)(氢键/二硫键)含1条肽链的蛋白质（如肌红蛋白）盘曲折叠形成空间结构脱水缩合脱水缩合脱水缩合形成链(环)状含2条肽链的蛋白质（如胰岛素）含4条肽链的蛋白质（如血红蛋白）(肽键)(肽键)(肽键)(氢键和二硫键等)CHONSCHONSFe酪蛋白中有P元素辨析多肽蛋白质空间结构生物活性无有一般无有如镇痛剂脑啡肽(五肽)【易错点】核糖体合成的物质具有生物活性【温馨提示】盘折场所:细胞质基质或内质网加工场所:内质网和高尔基体辨析氨基酸蛋白质元素组成CHON(S或Se)CHON(S或Se)(Fe、Cu、Mn、Zn、P等)前胰岛素原胰岛素原胰岛素(2)蛋白质的结构层次：考点一：蛋白质的结构和功能（P14）2.蛋白质的合成过程=脱水缩合+盘曲折叠。多肽蛋白质氨基酸盘曲折叠脱水缩合(肽键)(氢键/二硫键)【易错点】核糖体合成的物质具有生物活性【温馨提示】盘折场所:细胞质基质或内质网加工场所:内质网和高尔基体原核细胞?【拓展】蛋白质的加工:

例

胰岛素的加工成熟过程需要依次在内质网和高尔基体中水解部分肽段。内质网中切除信号肽高尔基体中切除C肽信号肽C肽结构多样性功能多样性氨基酸种类不同氨基酸数目不同氨基酸排列顺序不同决定结构蛋白(如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等)信息传递(如胰岛素)催化(如胃蛋白酶)运输(如血红蛋白)免疫(如抗体)狗催运面条考点一：蛋白质的结构和功能（P14）3.蛋白质的结构多样性与功能多样性。棉、麻≠肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同【不包括】氨基酸的脱水缩合方式结构多样性蛋白质功能多样性①种类不同②数目成百上千③排列顺序千变万化氨基酸多肽④盘曲折叠方式不同蛋白质的空间结构千差万别导致根本原因直接原因狗催运面条考点一：蛋白质的结构和功能（P14）3.蛋白质的结构多样性与功能多样性。种类数目排列顺序盘曲折叠方式②绝大多数酶③血红蛋白、转运蛋白④抗体、细胞因子⑤胰岛素等蛋白类激素结构①肌肉、头发中的蛋白质空间表现功能蛋白结构蛋白决定决定DNA(基因)多样性mRNA多样性决定DNA(基因)mRNA【温馨提示】血红蛋白和胰岛素不同的直接原因和根本原因1.下面图甲表示有关蛋白质的简要概念图，图乙中的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种蛋白质。请回答：(1)图甲中a一定有_____________，可能还会有______。(2)图甲中①过程是指________，该过程____(填“主要”或“只能”)在核糖体中进行。(3)真核细胞中进行图甲中②过程的场所有__________________。(4)图甲中b、c依次是____________。(5)图乙中①②③体现的蛋白质功能依次是________________。C、H、O、NS或Se脱水缩合只能内质网、细胞质基质氨基酸、肽键催化、运输、免疫【反馈练习】(1)常考蛋白质的功能和分布。考点一：蛋白质的结构和功能（P14）3.蛋白质的结构多样性与功能多样性。名称功能分布或来源绝大多数酶催化作用载体蛋白运输物质(如离子、氨基酸)蛋白类激素调节生命活动由内分泌腺细胞合成分泌至内环境抗体免疫作用由浆细胞合成并分泌至内环境细胞因子促进B细胞和细胞毒性T细胞的增殖、分化辅助性_______d等细胞合成分泌至内环境中血红蛋白主要运输氧气糖蛋白识别、保护、润滑等作用信息受体(如激素或神经递质受体)与信号分子特异性结合改变靶细胞的生理活动靶细胞的细胞膜或细胞内结构蛋白构成细胞和生物体结构肌肉纤维、羽、毛、发、丝等

细胞内、外细胞膜等生物膜红细胞内细胞膜外表面内分泌腺内环境浆内环境Th、Tc、B、靶内环境靶细胞膜细胞内激素酶抗体载体蛋白质理化因素(变伸展、松散)正常蛋白变性蛋白①变性：指过酸、过碱、重金属或温度过高等理化因素导致的蛋白质特定空间构象被破坏进而失活的现象。考点一：蛋白质的结构和功能（P14）3.蛋白质的结构多样性与功能多样性。(1)辨析：蛋白质的变性、盐析和水解。.(未破坏肽键、二硫键)(易沉淀、易被水解)【应用2】保存疫苗、酶等蛋白制品采用零上低温，原理是低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是通过降低分子运动抑制其活性(可恢复活性)【应用1】吃熟鸡蛋、熟肉容易消化，原理是高温使蛋白质空间结构变得伸展松散，易被蛋白酶水解。本质：破坏空间结构(但只破坏氢键)效应：改变理化性质、失活空间结构氢键理化性质失活伸展松散零上低温低温不会破坏蛋白质的空间结构理化因素(变伸展、松散)正常蛋白变性蛋白①变性：指过酸、过碱、重金属或温度过高等理化因素导致的蛋白质特定空间构象被破坏进而失活的现象。考点一：蛋白质的结构和功能（P14）3.蛋白质的结构多样性与功能多样性。(2)辨析：蛋白质的变性、盐析和水解。(未破坏肽键、二硫键)(易沉淀、易被水解)本质：破坏空间结构(只破坏氢键)效应：改变理化性质、失活③水解：指在蛋白酶或肽酶的作用下因肽键断裂使蛋白质分解为短肽和氨基酸的过程。水解和脱水缩合刚好相反，既破坏肽键，又破坏空间结构。②盐析：指蛋白质在浓度较高的盐溶液中凝聚析出晶体的现象。因此，盐只是降低了蛋白质的溶解度，属于物理变化，并未破坏空间结构，可重新溶解。【思考】脑啡肽为何不能口服，只能注射？口服会被肽酶水解成氨基酸而失效析出晶体并未破坏空间结构肽键断裂蛋白酶或肽酶破坏肽键破坏空间结构【反馈练习】1.判断正误：(1)具有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸(

)(2)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(

)(3)胰岛素和抗体的差异与组成它们的氨基酸之间的连接方式有关(

)(4)肽链能折叠是由于氨基酸之间能形成氢键或二硫键(

)(5)高温处理过的蛋白质空间结构被破坏,功能丧失,但仍能与双缩脲试剂发生紫色反应(

)××√√√2.抗体和头发的主要成分均为蛋白质，但功能却相差极大。请问其直接原因是什么？氨基酸：种类、数目、排序的不同肽链：盘曲折叠方式及其形成的空间结构的不同例1现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有A.9种，9种

B.6种，3种C.18种，6种

D.27种，6种产物个数三肽ABC足量ABC各1个3×3×3(33=27种)3×2×1(6种)D考点一：蛋白质的常考题型(P16）DNA→mRNA→氨基酸数

→m条多肽链→蛋白质缩合m条链n个n-m个H2O【四关注】链首、链尾、肽键、R基6

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