素材：蛋白质是生命活动的主要承载者问题释疑 高一上学期生物人教版必修1.docx

蛋白质是生命活动的主要承载者问题释疑 “蛋白质是生命活动主要承载者”是高中生物学必修一第二章的一个难点，学生在学完这节内容后，有许多疑惑。1.如何理解“蛋白质是生命活动主要承载者”？首先，有些蛋白质属于结构蛋白，是构成细胞的物质基础，很多器官和组织的组分里蛋白质都是重要成分，比如肌肉、毛发、血液等。 其次，有些蛋白质属于功能蛋白，有很多重要的生理作用，比如作为生物催化剂的绝大多数的酶、调节血糖的胰岛素和生长激素等、抗体、生物膜上的载体蛋白、运载氧的血红蛋白等。总之，蛋白质不是能量供给的主要来源，但在其他方面体现了不可替代的作用，具有特殊的生物学功能。2.蛋白质有没有磷元素？在高中生物中，从噬菌体侵染细菌的实验标记元素来看，蛋白质是没有磷元素的，那是因为噬菌体的外壳蛋白是没有磷元素。事实上，有些蛋白质是有磷元素的，如组成染色体的组蛋白，正如，血红蛋白有铁元素的道理是一样的。组蛋白真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多，二者加起来约为所有氨基酸残基的1/4。组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白，是一类小分子碱性蛋白质，有六种类型：H1、H2A、H2B、H3、H4及古细菌组蛋白，它们富含带正电荷的碱性氨基酸，能够同DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。早在1888年德国化学家科塞（A.Kossel）已从细胞核中分离出组蛋白，并认识到它们作为碱性物质应在核中与核酸结合，但直到1974年才了解组蛋白的确切作用。一些实验室随后证明组蛋白以独特的方式构成核小体的组分。组蛋白有多种修饰作用，所有组蛋白的组分均能磷酸化（如图所示蛋白质的磷酸化），在细胞分裂期间，H1的13个丝氨酸可以磷酸化。而在有丝分裂时期，H1有36个丝氨酸或苏氨酸发生磷酸化，其他四个核心组蛋白的磷酸化可以发生在氨基末端区域的丝氨酸残基上。3.氨基酸的种类为什么是约20种？符合结构通式的氨基酸为什么是绝大多数？在讲氨基酸的通式时，经常会说“氨基酸都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接在同一个碳原子上”。但这不是所有的组成蛋白质的氨基酸都符合此通式。1.氨基酸的结构通式氨基酸是指含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物。氨基连在-碳上的为-氨基酸。组成生物体蛋白质的氨基酸均为-氨基酸。生物体内的蛋白质是约有20种氨基酸构成的，其中20种是基本氨基酸，科学研究发现还有21种氨基酸。除甘氨酸外均为L氨基酸其中（脯氨酸是一种L亚氨基酸），其结构通式如图（R基为可变基团）：2.氨基酸的特殊性举例（1）结构通式特例脯氨酸的结构式如下：另外，甘氨酸R基是H；半胱氨酸的-SH，可以形成二硫键。（2）修饰氨基酸蛋白质合成后通过修饰加工生成的氨基酸。没有相应的编码。如胱氨酸、羟脯氨酸（Hyp）、羟赖氨酸（Hyl）。（3）非蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸是指除组成蛋白质的20种常见氨基酸以外的含有氨基和羧基的化合物。非蛋白质氨基酸多以游离或小肽的形式存在于生物体的各种组织或细胞中。如瓜氨酸、鸟氨酸、同型半胱氨酸，是代谢途径中产生的。  顺便说一下，氨基酸的分类有：非极性疏水性氨基酸；极性中性氨基酸；酸性氨基酸；碱性氨基酸。4.常见的蛋白质有哪些种类？据资料，蛋白质有分类标准不一样，分类结果不一样，常见的有以下三种分类情况。1.从营养价值出发，蛋白质分为三类（1）完全蛋白质：这类蛋白质所含的必需氨基酸种类齐全，数量充足，而且各种氨基酸的比例与人体需要基本相符，容易吸收利用。完全蛋白质不但可以维持成年人的健康，而且对儿童的成长和老年人的延年益寿均有很好的保健作用。如奶类中的酪蛋白、乳白蛋白，蛋类中的卵白蛋白和卵黄磷蛋白，肉类、鱼类中的白蛋白和肌蛋白，大豆中的大豆球蛋白，小麦中的麦谷蛋白和玉米中的谷蛋白等都是完全蛋白质。（2）半完全蛋白质：此类蛋白质中所含的各种必需氨基酸种类基本齐全，但含量不一，相互之间比例不太合适。如果以它作为唯一的蛋白质来源，虽然可以维持生命，但促进生长发育的功能较差。如小麦和大麦中的麦胶蛋白就属于这类。（3）不完全蛋白质：此类蛋白质所含必需氨基酸种类不全，质量也差。如果用它作为膳食蛋白质唯一来源，即不能促进生长发育，维持生命的作用也很薄弱。如玉米中的玉米胶蛋白、动物结缔组织和肉皮中的胶原蛋白，以及豌豆中的球蛋白等。2.根据蛋白质分子的外形，常见的可以将其分为3类（1）球蛋白：形状接近球形，水溶性较好，种类很多，可行使多种多样的生物学功能。典型的球蛋白含有能特异的识别其它化合物的凹陷或裂隙部位。（2）纤维蛋白：外形呈棒状或纤维状，大多数不溶于水，是生物体重要的结构成分或对生物体起保护作用。（3）膜蛋白：一般折叠成近球形，插入生物膜，也有一些通过非共价键或共价键结合在生物膜的表面。生物膜的多数功能是通过膜蛋白实现的。3.根据化学组成不同，通常分为简单蛋白和结合蛋白2类简单蛋白只含由-氨基酸组成的肽链而不含其它成分，简单蛋白有清蛋白、球蛋白、组蛋白等。结合蛋白由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成，结合蛋白的非蛋白部分称为辅基。结合蛋白有核蛋白、糖蛋白、粘连蛋白、脂蛋白等。当然，蛋白质的分类还有其它情况，如根据功能可以分为酶蛋白、载体蛋白、结构蛋白和防御蛋白等。典题精析1、下列有关蛋白质的说法，正确的是()A血红蛋白的空间结构呈纤维状B蛋白质经高温蒸煮可产生丰富的氨基酸C氨基酸结构中的R基均是链状而非环状结构D鸟类的羽毛和人的指甲主要是由同一种蛋白质组成解析：组成毛发和指甲的蛋白质是纤维状的，而血液中的血红蛋白则呈球状，A错误；蛋白质经高温蒸煮可破坏其空间结构，但不能水解成氨基酸，B错误；氨基酸的结构中R基也有环状结构，如色氨酸的R基中就有环状结构，C错误；鸟的羽毛和人的头发、指甲主要是由角蛋白组成的，D正确。故选D。2、下列关于蛋白质的叙述，正确的是()A.蛋白质分子都含有碳、氢、氧、氮B.组成每种蛋白质的氨基酸都有20种C.每种蛋白质分子都由多条肽链组成D.蛋白质发生热变性后不影响其功能解析：组成生物体的蛋白质的氨基酸约有20种，不是组成每种蛋白质的氨基酸都有20种；不同的蛋白质分子肽链数可能不同；蛋白质发生热变性后会导致其结构的改变，这样会影响其功能。故选A。3、下列关于蛋白质组成与结构的叙述，正确的是(   )A.蛋白质都有稳定的空间结构B.蛋白质水解过程中肽键数会增加C.质膜中的蛋白质有脂溶性部分和水溶性部分D.毛发与指甲的外观大不相同是由于其主要蛋白质种类不同解析：蛋白质的空间结构并不稳定，容易被破坏，如高温，A错误；水解过程中断开肽键，B错误；质膜中的蛋白质有脂溶性部分和水溶性部分，C正确；毛发与指甲中的蛋白质是同一种(角蛋白)，D错误。故选C。