第3讲　生命活动的主要承担者——蛋白质.ppt

1、第一单元 走近细胞和组成细胞的分子,第3讲生命活动的主要承担者 蛋白质,2014最新考纲 1.蛋白质、核酸的结构和功能 (),考点突破,基础整合,题组演练,一、蛋白质的基本组成单位氨基酸 观察上面氨基酸的结构通式: 1.写出氨基酸的主要元素组成: 。 2.写出字母所代表的结构。 a. ,b. 。 3.上图氨基酸结构通式中的a和b连接方式上的特点是 。 4.不同氨基酸的区别是 。 5.结构特点:每种氨基酸分子至少都含有一个 和一个 ,并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个 上。,C、H、O、N,氨基,羧基,连接在同一个碳原子,R基不同,氨基,羧基,碳原子上,【思维激活】 “组成蛋白质的氨基酸中至少

2、含有一个氨基和一个羧基”,你对“至少”是怎样理解的? 提示:R基也可能含有氨基和羧基。,二、蛋白质的结构及其多样性 1.氨基酸脱水缩合形成多肽 (1)合成场所: 。 (2)观察下列化合物的形成过程 这种生理过程称为 ,形成的化合物称为 。 产物H2O中的原子来源 产物的虚线框内的结构是 。 由三个氨基酸经上述过程形成的产物为 ,多个氨基酸形成的产物则称为 。,核糖体,脱水缩合,二肽,肽键,三肽,多肽,-OH,-H,2.蛋白质的结构及其多样性,脱水缩合,多肽,盘曲折叠,种类,数目,三、蛋白质的功能连一连,1.判断下列有关氨基酸的说法正误。 (1)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。(2012海南

3、生物) () (2)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键,导致氨基酸分解为氨基和碳链化合物。(2012上海生物)() (3)生物体内组成蛋白质的氨基酸中有些氨基酸不能在人体细胞内合成。(2012海南生物)() (4)人体必需的氨基酸称为必需氨基酸。(2013广州模拟)() 2.下列关于肽键的描述,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CONH或NHCO C.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,体验式自评,A,3.(2013江苏生物)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述,错误的是(

4、) A.不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同 B.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能 C.组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合 D.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合 4.(2013南安期末)在人体血浆中,有多种不同功能的蛋白质,这些蛋白质的功能不应包括 ( ) A.催化蛋白质水解为多肽 B.特异性地与抗原相结合 C.刺激B淋巴细胞增殖和分化 D.将降低血糖浓度,体验式自评,D,A,网络图构建,:,C、H、 O、N,肽键,功能,考点一 蛋白质的结构及多样性,情景引领,(1)通过比较图中两种氨基酸,如何判断某种氨基酸是否属于组成蛋白质的氨基酸? 。 (2)图中两种氨基酸的R基分别

5、是 (填字母)。 (3)上述氨基酸通过脱水缩合形成的化合物是 。,思考: (1)从氨基酸共有部分分析组成蛋白质的元素至少含有哪些?若含有其他元素如Fe、S等,则位于哪些结构上? 答案提示:至少含有C、H、O、N。Fe、S等其他元素一定位于R基上。 (2)多肽与蛋白质从空间结构的复杂程度和活性方面是否相同? 答案提示:不同。多肽无复杂空间结构,一般不具有生物活性,蛋白质则都具有。,至少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在同一个碳原子上,b、d,多肽,考点一 蛋白质的结构及多样性,考点归纳,1.蛋白质的结构层次及其多样性 元素:C、H、O、N(有的还含有Fe、S等元素),氨基酸,

6、组成,脱水缩合,多肽,蛋白质,盘 曲 折 叠,考点一 蛋白质的结构及多样性,2.多肽和蛋白质的区别,【易错提醒】 氨基、羧基、肽键的书写: 不要将氨基错写为NH2或NH3;不要将羧基误写为 或COOH; 也不要将肽键误写为CONH或,考点一 蛋白质的结构及多样性,典例训练 1.(2013孝感统考)下面是有关蛋白质分子的简要概念图,下列对该图的分析正确的是() A.甲中可能含有S B.从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性 C.乙中含有的基本单位之一可能是H2NCH2CH2OH D.不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不同 【解题指导】 由图分析可知,甲为构成蛋白质的基本元素,构成蛋白质的元素

7、包括C、H、O、N,有的还含有S、P,因此甲中可能含有S;从根本上说,生物的多样性取决于遗传信息的多样性;组成蛋白质的氨基酸至少含有一个NH2和一个COOH,选项C中的化合物缺少COOH;不同蛋白质中氨基酸的种类和数目可能相同,但排列顺序或空间结构可能不同。,A,考点一 蛋白质的结构及多样性,典例训练 1.(2013孝感统考)下面是有关蛋白质分子的简要概念图,下列对该图的分析正确的是() A.甲中可能含有S B.从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性 C.乙中含有的基本单位之一可能是H2NCH2CH2OH D.不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不同,A,【前连后挂】 (1)蛋白酶溶液与双缩

8、脲试剂发生作用会产生的颜色反应是什么? 答案提示:蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。 (2)蛋白质多样性与生物多样性的关系是什么? 答案提示:生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性,从而体现了物种和生态系统的多样性。,考点一 蛋白质的结构及多样性,典例训练 2.下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式,据图分析下列叙述不正确的是 (),A.以上这三种氨基酸的R基依次分别是H、CH3、CH2OH B.这三种氨基酸理化性质的不同取决于R基不同 C.甲是最简单的氨基酸 D.从上式可看出,只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸 【解题指导】 根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可判

9、断:甲、乙、丙三种氨基酸的R基分别是H、CH3、CH2OH,不同氨基酸R基的不同决定了其理化性质的不同;组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。,D,考点二 蛋白质的合成及相关计算,情景引领下图为某细胞中一条肽链的结构简式,R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析中不正确的是 (),A.该肽链中的肽键数是2 B.该肽链是由3个氨基酸脱去2分子水缩合形成的 C.该肽链中一定只含有1个羧基 D.该肽链水解可产生3种氨基酸,思考： (1)若上图多肽中R1中含有氨基,R2中含有羧基,它们能参与脱水缩合吗? 答案提示:不能。参与脱水缩合的分别

10、是两个氨基酸中与同一个碳原子相连的氨基和羧基。一般而言,R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合。 (2)形成该化合物的氨基酸含有的N原子总数是多少? 答案提示:3+ R1、R2、R3上所含N原子数。,C,考点二 蛋白质的合成及相关计算,考点归纳,1.氨基酸脱水缩合的过程 从以上图示过程明确: (1)肽的名称:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽(三个或三个以上的称为多肽),如:由六个氨基酸分子构成一条链,则其名称是六肽,也可称为多肽。 (2)脱水缩合产生的H2O中的H来自 ,而氧则只来自 。 (3)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,并分别位于肽链的 。 (4)R基中的NH2或COO

11、H不参与主链中肽键的形成,故多余的NH2或COOH位于R基中。,COOH和NH2,COOH,两端,考点二 蛋白质的合成及相关计算,2.相关计算 (1)脱水缩合形成的肽链中的数量关系 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条肽链或m条肽链,1,n-1,n-1,至少1个,至少1个,na-18(n-1),n-m,n-m,至少m个,至少m个,na-18(n-m),m,直链肽链中氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系归纳为:肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数。 若n个氨基酸形成一环状多肽,则:肽键数= =氨基酸数(n) 在多肽相对分子质量计算时,还要考虑一些其他化学变化过程,

12、如二硫键(SS)的形成,每形成一个二硫键,脱去2个H,故相对分子质量减少2。 (2)蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 至少含有的游离氨基或羧基数= 。 游离氨基或羧基数目= 。,脱去水分子数,肽链数,肽链数+R基中含有的氨基或羧基数,考点二 蛋白质的合成及相关计算,3.蛋白质中含有N、O原子数的计算 (1)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数= . (2)O原子数=肽键数+2肽链数+R基上的O原子数= . 4.氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间的关系,各氨基酸中N原子总数,各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数,6:3:1,【易错提醒】 蛋白质相关计算的两点警示 氨基酸与相应DNA、

13、RNA片段中碱基数目之间计算时,当出现关键词“最多”、“至少”时,一般不考虑该计算过程中终止密码子的碱基数。 计算O和H的数量变化时,不要漏掉增加H2O中O、H数值。,考点二 蛋白质的合成及相关计算,典例训练 3.(2013上海生物)某蛋白质由124个氨基酸组成, 其中有8个SH,在肽链形成空间结构(如图)时,生成4个二硫键 (SS),若氨基酸平均分子量为125,则该蛋白质的分子量约为 A.13 278 B.13 286 () C.13 294 D.15 500 【解题指导】 根据氨基酸的脱水缩合产生水和蛋白质的过程可知,蛋白质分子量为氨基酸总分子量减去水的分子量和脱去的氢的分子量。故该蛋白质

14、的分子量为124125-12318-81=13 278。,A,考点二 蛋白质的合成及相关计算,典例训练 4.经测定,某多肽链分子式是C21HXOYN4S2,其中含有一个二硫键(SS)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的:苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽的叙述,正确的是(注:SH+SHSS+2H) （ ） A.该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和亮氨酸 B.该多肽中H原子数和O原子数分别是32和5 C.该多肽形成过程中至少需要4种tRNA

15、D.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了56 【解题指导】 本题考查氨基酸缩合成多肽的过程中元素数目的变化。A错误,根据S原子守恒,该多肽中一定含有2个半胱氨酸。再通过N原子可知该多肽是由两个半胱氨酸和另外两个氨基酸组成的四肽。B错误,根据A选项的推理可知形成四肽,应该脱去3分子的水,所以另外的两个氨基酸中的C原子之和为15,所以另外的两个氨基酸应该是苯丙氨酸和亮氨酸,从而得出H原子数是30,O原子数是5;C错误,该多肽有三种氨基酸,所以至少需要3种tRNA;D正确,形成该多肽过程中共脱去3分子水,形成一个二硫键脱去2个H,相对分子质量减少56。 【前连后挂】 控制蛋白质合成的m

16、RNA上密码子数目和蛋白质中氨基酸数目是否相等? 答案提示:不相等。终止密码子不编码任何氨基酸,因此mRNA上密码子数目和蛋白质中氨基酸数目不相等。,D,1.两种氨基酸(如下列结构式)在形成二肽化合物时,最可能缩合的基团是() A.B. C. D. 解析:本题考查氨基酸之间的脱水缩合反应。脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时失去一分子的水。,题组一氨基酸的结构简式及特点,C,题组一氨基酸的结构简式及特点,2.(2013萧山中学阶段测试)下列物质中,有的属于构成生物体蛋白质的氨基酸,有的不是。其中构成生物体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合形成的化合物中,含有氨基、羧基、

17、肽键数依次是( ) A.1、1、2 B.1、2、2 C.2、2、2 D.1、1、3 解析:构成生物体蛋白质的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,并且这个氨基和羧基连在同一个碳原子之上,所以是构成生物体蛋白质的氨基酸,中R基上有一个羧基,中R基上有一个氨基,所以脱水缩合形成三肽,含有2个肽键,有2个游离的氨基和羧基。,C,题组二蛋白质结构及功能多样性,3.(2014绍兴考试)下列各项不属于细胞膜上蛋白质主要功能的是() A.细胞标志物B.控制物质出入 C.催化作用D.提供能量 解析:细胞标志物是糖蛋白,控制物质出入的物质是载体蛋白,起催化作用的酶大多数是蛋白质;提供能量的物质主要是糖类。,D,题组二

18、蛋白质结构及功能多样性,4.(2013厦门质检)研究发现,胃蛋白酶、胰蛋白酶起催化作用的最适pH分别为2和8,两种酶存在此差异的原因不可能是() A.蛋白质的空间结构不同 B.肽链中的氨基酸排列顺序不同 C.氨基酸的结合方式不同 D.基本组成单位氨基酸的种类不同 解析:胃蛋白酶和胰蛋白酶结构不同决定了功能和特性不同,结构多样性是因为组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序等不同及蛋白质的空间结构不同;氨基酸的结合方式均是氨基酸的脱水缩合形成的肽键连接。,C,题组二蛋白质合成的有关计算,5.某蛋白质的相对分子质量为11 935,在合成这个蛋白质分子过程中脱水量为1 908,假设氨基酸的平均相对分子质量为127,则组成该蛋白质分子的肽链有() A.1条B.2条C.3条D.4条 解析:依据物质守恒原理,把握蛋白质形成前后的相对分子质量变化关系,即蛋白质的相对分子质量+氨基酸脱水缩合时脱掉的水分子的分子质量=氨基酸的相对分子质量之和,是正确解答本题的金钥匙。若用n表示氨基酸数、m表示肽链条数,则:n127=11 935+1 908,推知:n=109;脱水数=n-m=1 90818=106,得m=109-106=3,此蛋白质由3条肽链构成。,C,题组二蛋白质合成的有关计算,6.已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成,其中共有氨基6个,