必修一生命活动的主要承担者蛋白质.pptx

第1页/共77页一、氨基酸及其种类1.种类(1)组成生物体蛋白质的氨基酸约有 种。(2)根据能否在人体内合成可分为 和 两类。20必需氨基酸非必需氨基酸第2页/共77页2.结构通式 ，各种氨基酸的区别在于 的不同。R基3.结构特点(1)每种氨基酸分子至少都含有 和 。(2)都有一个氨基和一个羧基连接在 。一个氨基一个羧基同一个碳原子上第3页/共77页二、蛋白质的结构及其多样性1.脱水缩合(1)过程：一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的 相连接，同时脱去 。羧基氨基一分子水第4页/共77页(2)二肽形成示例：(3)肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，可表示为 。第5页/共77页2.蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸 不同 成百上千 千变万化(2)多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 。种类数目排列顺序空间结构千差万别第6页/共77页三、蛋白质的功能蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表：功能功能实例实例结构蛋白结构蛋白羽毛、肌肉、头发、蛛丝羽毛、肌肉、头发、蛛丝绝大多数酶绝大多数酶载体、血红蛋白载体、血红蛋白信息传递和调节信息传递和调节 等蛋白类激素等蛋白类激素免疫作用免疫作用催化作用运输作用胰岛素抗体第7页/共77页第8页/共77页1.组成元素：C、H、O、N等(有的氨基酸R基中还含有 S、Fe等元素)。2.结构通式第9页/共77页3.结构特点及分析分析分析举例举例R基含COOH氨基酸分子中NH2、COOH至少各有一个，因为R基中可能有NH2，COOHR基含NH2：第10页/共77页分析分析举例举例要有一个要有一个NH2和一个和一个COOH连在同一个碳连在同一个碳原子上原子上反例：反例：H2NCH2CH2CH2COOH非生物体内氨基酸非生物体内氨基酸第11页/共77页 生物体内组成蛋白质的氨基酸都是氨基酸，即NH2和COOH都连在碳上。此外，自然界中还有氨基酸等，但它们不参与蛋白质组成。第12页/共77页例1(2010镇江模拟)甘氨酸(C2H5O2N)和x氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则x氨基酸是 ()第13页/共77页课堂笔记选两分子氨基酸脱水缩合时脱去一分子的H2O，则形成的二肽中的各原子数为两个氨基酸的原子数之和，只是H或O的总数要减去脱掉的水中的H或O的数目。甘氨酸(C2H5O2N)和x氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则x氨基酸中的C原子数为：725；H原子数为：12259；O原子数为：5124；N原子数为：211，所以符合要求的选项是A。A第14页/共77页1.场所：核糖体2.过程分析第15页/共77页(1)脱水缩合产生的H2O中的H来自于COOH和NH2，而氧则只来自于COOH。(2)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。(3)R基中的NH2或COOH不参于肽链的形成，故多余 的NH2或COOH位于R基中。第16页/共77页3.相关计算 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：形成形成肽链数肽链数形成肽形成肽键数键数脱去水脱去水分子数分子数氨基数目氨基数目羧基羧基数目数目多肽相对多肽相对分子质量分子质量1n1n1至少至少1个个至少至少1个个na18(n1)mnmnm至少至少m个个至少至少m个个na18(nm)第17页/共77页(1)若n个氨基酸形成一环状多肽，则：肽键数脱去水分子数氨基酸数(n)(2)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，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。第18页/共77页4.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。第19页/共77页例2下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大图(图2)，请据图判断下列叙述中不正确的是 ().第20页/共77页第21页/共77页A.该蛋白质中含有两条肽链49个肽键B.从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基C.决定该蛋白质合成的mRNA中至少含有153个碱基D.若氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分 子质量为51a4918第22页/共77页课堂笔记选由图1可知，该蛋白质由51个氨基酸形成，肽链有2条，应为49个肽键，A正确。图2的、两个R基中含有COOH，两条肽链中除R基外含有2个COOH，故该蛋白质中至少有4个游离的COOH，B正确。控制该蛋白质合成的mRNA中至少含的碱基数为513153，C正确。由图1可知，该蛋白质中共含有3个SS键，故相对分子质量为51a491823，D错误。D第23页/共77页 氨基酸脱水缩合形成蛋白质的规律氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中 氨基总数肽键数。羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中 羧基总数肽键数。N原子数各氨基酸中N的总数。第24页/共77页O原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数。含2个氨基的氨基酸数N原子数肽键数1。含2个羧基的氨基酸数为：第25页/共77页某多肽，经测定其分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)。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(C9H11NO2)，天冬氨酸(C4H7NO4)、亮氨酸(C6H13NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)，下列有关叙述错误的是 ()第26页/共77页A.控制该多肽合成的基因中至少含有24个碱基B.该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5C.合成该多肽的场所是核糖体，该多肽中不止1个羧基D.该多肽中有3个肽键，该多肽水解后形成3种氨基酸第27页/共77页解析：根据分子式中有两个S及C、N的数目分析，该多肽是由一种苯丙氨酸、一个亮氨酸和两个半胱氨酸构成的，水解后将得到这3种氨基酸。该多肽中氢原子数各氨基酸中氢原子数之和脱水中的氢原子数(111372)2332；氧原子数各氨基酸中氧原子数之和脱水中的氧原子数(2222)135。该多肽中的羧基数肽链数R基中的羧基数101。该多肽由四个氨基酸组成，肽键数氨基酸数肽链数413。答案：C第28页/共77页1.结构多样性的直接原因蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次分析：(1)氨基酸的种类不同，构成的肽链不同第29页/共77页(2)氨基酸的数目不同，构成的肽链不同(3)氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同如A、B、C三种氨基酸，在可重复使用的情况下，可形成三肽种类数为27种。第30页/共77页(4)肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同以上四点并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中的一点，就可说明两种蛋白质结构不同。第31页/共77页2.结构多样性的根本原因 DNA分子的多样性 蛋白质分子的多样性。3.功能多样性与结构多样性的关系第32页/共77页例3(2010徐州模拟)下列有关蛋白质的叙述，正确的是 ()A.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未 发生改变B.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质C.由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中至少有nm个氧 原子D.细胞膜上的载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质第33页/共77页课堂笔记选肽链的盘曲和折叠构成具有一定空间结构的蛋白质，不同结构的蛋白质具有不同的功能，因此蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其功能也会发生改变。决定蛋白质种类多样性的因素除了氨基酸的种类、数量外，还有氨基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构。由n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为nm，每个肽键中有一个氧原子；每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含两个氧原子，故该蛋白质至少含有的氧原子个数为nm2mnm。载体蛋白具有运输作用，是贯穿于细胞膜内外的蛋白质。C第34页/共77页第35页/共77页回回顾顾考考情情从近从近3年新课标地区生物试题看，本单元考查点主年新课标地区生物试题看，本单元考查点主要集中在以下几个方面：要集中在以下几个方面：1.蛋白质的元素组成及结构。如蛋白质的元素组成及结构。如2009年广东卷第年广东卷第3 题考查了淀粉酶的元素组成、结构特点等知识。题考查了淀粉酶的元素组成、结构特点等知识。2.蛋白质分子的功能。如蛋白质分子的功能。如2007年江苏卷第年江苏卷第1题，从题，从 膜的成分、载体运输、酶催化等几个方面考查了膜的成分、载体运输、酶催化等几个方面考查了 植物蛋白的功能。植物蛋白的功能。第36页/共77页瞻瞻望望考考向向有关蛋白质分子的复杂计算在高考中较少涉及，有关蛋白质分子的复杂计算在高考中较少涉及，但结合基因表达考查碱基数与氨基酸数之间关系但结合基因表达考查碱基数与氨基酸数之间关系的简单计算在上海高考题中却是几乎每年都考查，的简单计算在上海高考题中却是几乎每年都考查，在在2011年的高考中，结合营养与健康、蛋白质的年的高考中，结合营养与健康、蛋白质的合成与分解等有关知识，综合考查或许是高考命合成与分解等有关知识，综合考查或许是高考命题的热点。题的热点。第37页/共77页命题设计 制定饮食配方时，要考虑不同食物的营养价值。蛋白质的生物价(BV)是指消化、吸收后的蛋白质转化为人体蛋白质的百分比；蛋白质的消化率是指蛋白质摄入后被分解为氨基酸的百分比；净蛋白利用率(NPU)是摄入后的蛋白质被人体细胞利用的百分比；三者的数量关系为：NPUBV消化率。下表为6种来源的蛋白质的NPU和BV值。第38页/共77页蛋白质来源蛋白质来源BV(%)NPU(%)蛋类蛋类肉类肉类乳汁乳汁豆粉豆粉玉米玉米白明胶白明胶9880777036096767160310第39页/共77页 (1)蛋类蛋白质的消化率为。(2)比较表中数据发现，动物蛋白质BV值通常会高于植物蛋白质。出现该情况最可能的原因是 (3)在以番薯为主食的国家，通常容易出现蛋白质营养不良，请分析原因：第40页/共77页 (4)蛋白质在动物体内的消化过程可表示为：现有某种链状多肽，其化学式是C55H70O19N10，消化后只得到下列四种氨基酸：第41页/共77页 则：酶2是指。该多肽是由个氨基酸通过反应而形成的，控制该多肽合成的基因上至少有个嘧啶碱基。第42页/共77页 如该多肽是某种激素，则该激素从合成到分泌整个过程中，参与的细胞器有。一分子该多肽被消化后，得到个谷氨酸分子。写出由甘氨酸和丙氨酸形成的二肽的结构式：。第43页/共77页 【解题指导】(1)由题干可知，消化率NPU/BV96/9898%。(2)动物蛋白中氨基酸的种类较全，且接近人体蛋白，植物蛋白往往必需氨基酸种类不全。(3)番薯的主要成分是淀粉，蛋白质含量低，且其NPU、BV都较低。第44页/共77页 (4)组成多肽的4种氨基酸的R基都无NH2，故该多肽为十肽。控制其合成的基因中至少含有60个碱基，其中嘧啶占1/2，为30。谷氨酸的R基中含有COOH，则谷氨酸个数为 。与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体等。第45页/共77页 【答案】(1)98%(2)一般地说，构成动物蛋白质的氨基酸种类、各种氨基酸的比例、必需氨基酸的含量都更接近于人体蛋白质 (3)番薯的主要成分是淀粉，蛋白质的含量少，并且其消化率、BV、NPU都低于动物性蛋白质，故易出现蛋白质营养不良第46页/共77页 (4)肽酶(或肠肽酶)10(脱水)缩合30核糖体、内质网、高尔基体和线粒体4第47页/共77页生物实验复习备考策略理论指导1.明确高考实验要求考试说明是高考命题的依据，也是备考复习的依据。在复习前，应认真研读考试说明中有关“实验与探究能力”的考查要求，并结合历年高考实验试题，分析该要求是如何在试题中得以体现的。第48页/共77页2.复习好考试说明规定的系列实验系统复习好考纲规定的实验，明确实验的原理、方法、步骤及相关的操作技能，有利于获得生物学实验的基础知识和基本技能，并能提炼出生物实验的共同要素和普遍规律，形成学科的实验能力。在具体的复习过程中，可将教材实验进行归类为：对照型实验、探究型实验、示踪型实验、育种型实验、实习调查类实验、生物技术类实验等。每一类再选择有第49页/共77页代表性的典型实验，自己动手操作，把各类实验的基本思路和方法程序化、体系化，从而切实掌握这些实验的概念、原理、规律、方法、步骤、操作技能，并正确理解实验的基本原则，如对照性原则、单一变量原则、科学性原则、可重复性原则等。在系统掌握教材实验的原理、方法、技能、实验理论的基础上，才能将有关能力迁移到其他实验中。第50页/共77页3.明确实验设计题解题的一般步骤(1)审明确“做什么”，抓准目标，保证答题方向正确。理清实验目的或目标，是正确解题的基础。一般实验要 求做什么，在题目中都已明确给出，问题是能否在整个 解题过程中都围绕实现这个目标而努力。第51页/共77页(2)想解决“怎么做”，理清思路，保证思维过程合理。这一步的突破口是要抓住变量。需要思考的问题是：该实验的自变量是什么，应该如何操纵它？因变量是什么，应该如何对其进行测量和记录？哪些是可能影响实验结果的无关变量？应该如何控制它？这些问题解决了，实验的基本思路也就出来了。第52页/共77页(3)答把自己求解的思维过程按题目要求条理清晰地表述 出来。最关键的是要准确地表达自己的思想，保证自己的思维过程合理。这里提醒大家注意这样几点：一般不宜连续描述，而要分段表达，实验步骤要分步描述并加以编号，实验中涉及到两组或两组以上实验时，所用器材需用1、2、33或A A、B B、CC或甲、乙、丙加以编号以便于区分，这样可使表述更简洁一些；第53页/共77页文字表达要准确简洁，在量上难以做到准确量化描述的，应尽量用“定性”的语言表达，如“一段时间”、“适宜的温度”、“适量的”、“一定量的”等，表述中还要尽量用规范的实验术语，不能用含糊的口语；按题目要求，表达方式可以是纯文字、表格、流程图、曲线图等多种形式。最后，做完题后要迅速浏览一遍，看答案是否符合题意，思维是否严密，表达是否清晰，有没有笔误等。第54页/共77页命题设计 加热会使蛋白质变性，在变性过程中肽键是否因此而断裂呢？请设计一个证明“蛋白质在加热变性后肽键没有断裂”的实验。材料、用具：0.01 gmL1的CuSO4的溶液、0.1 gmL1的NaOH溶液、蛋清、清水、酒精灯、试管、滴管等必备用品。第55页/共77页实验原理：。方法步骤：。预期结果：。实验结论：。第56页/共77页 【解题指导】二个以上肽键的存在是蛋白质能够与双缩脲试剂产生紫色反应的原因，故可利用此特点，对问题进行实验探究。为了使结论可信，可设置对照。本实验的自变量为“加热”，因变量为“是否产生紫色反应”。【答案】实验原理：蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，是因为蛋白质中含有肽键。将加热变性的蛋白质与双缩脲试剂混合，如果也能发生紫色反应，则证明蛋白质在加热变性后肽键没有断裂第57页/共77页 步骤：(1)取2支试管，编号1、2；(2)向两支试管中分别加入2 mL稀释的蛋清液，并将1号试管中的蛋清液加热煮沸35 min；(3)向两支试管中，分别加入1 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液，振荡试管；(4)然后分别向两支试管中缓慢滴入4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，振荡试管，观察实验现象 结果：1号、2号试管中均出现紫色反应 结论：蛋白质在加热变性后肽键没有断裂第58页/共77页第59页/共77页1.关于生物体内氨基酸的叙述正确的是 ()A.氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成B.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素D.组成人体的氨基酸都能在人体内合成第60页/共77页解析：氨基酸由氨基、羧基、R基等组成，有的氨基酸分子中还含有S等元素。必需氨基酸在人体内无法合成。答案：B第61页/共77页2.奶粉中蛋白质含量检测通常不是直接测定蛋白质含量，而是通过测氮含量来推算蛋白质含量。一般来说，每 100克蛋白质平均含氮16克，这些氮主要存在于蛋白质 的 ()A.CONHB.游离的氨基 C.游离的羧基 基第62页/共77页解析：氨基酸的R基不一定含有N，题目所指的N主要存在于蛋白质的CONH。答案：A第63页/共77页3.(2009广东高考)水稻细胞内合成的某物质，能够在常温 下高效分解淀粉，该物质 ()A.在4条件下易变性 B.只含有C、H C.也能催化淀粉合成 D.含有羧基解析：由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是蛋白质，一端含游离氨基，另一端含游离羧基。答案：D第64页/共77页4.能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字 是 ()氨基酸C、H、O、N等化学元素氨基酸分子相互结合多肽肽链形成具有一定空间结构的蛋白质分子A.B.C.D.解析：蛋白质的结构层次是：元素氨基酸多肽蛋白质。答案：D第65页/共77页5.催产素、牛加压素、血管舒缓素等多肽化合物的氨基酸数 量相同，但其生理功能却不同，原因有 ()氨基酸种类不同合成的场所不同氨基酸的排列顺序不同肽链的折叠盘曲方式不同A.B.C.D.第66页/共77页解析：蛋白质的多样性决定于组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的空间结构，而三种多肽的氨基酸数量相同。答案：B第67页/共77页6.下列不属于植物体内蛋白质功能的是（双选）()A.构成细胞膜的主要成分B.调节植物向光性生长C.供给细胞代谢的主要能源物质D.根细胞吸收矿质元素的载体第68页/共77页解析：细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质；调节植物向光性生长的是生长素，其化学本质为吲哚乙酸，不属于蛋白质；供给细胞代谢的产要能源物质是糖类；根细胞吸收矿质元素的方式为主动运输，其中所用的载体是蛋白质。答案：BC第69页/共77页7.我国中科院上海生化所合成一种具有镇痛作用而又不会 像吗啡那样使病人上瘾的药物脑啡肽，下面是它的结 构简式。第70页/共77页据此回答：(1)脑啡肽的化学本质是一种，它的基本组成单位的结构特点是 。(2)如果脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数目均不变，改变其中的，就可以改变其性质。第71页/共77页(3)若将脑啡肽完全水解，需要水分子个，水解后产生种氨基酸，造成这些氨基酸种类不同的原因是。(4)现有质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，鸡蛋，人的唾液(含酶)，质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，清水，小烧杯，玻璃棒，试管，滴管和滴瓶。请设计一个实验证明“脑啡肽是多肽”。第72页/共77页实验原理：。方法步骤：。预期结果：。实验结论：。第73页/共77页解析：(1)从图中分析，脑啡肽由5个氨基酸组成，故其化学本质为五肽。构成多肽的基本单位是氨基酸。(2)多肽的结构与构成多肽的氨基酸的种类、数目、排列顺序有关。(3)由图可知，脑啡肽分子结构中包含4个肽键(CONH)，故水解时需要4分子水。水解得到的5个氨基酸，其中有两个是相同的(H2NCH2COOH)，故水解后的产物有4种。(5)多肽中有肽键，与双缩脲试剂反应产生紫色络合物。第74页/共77页答案：(1)五肽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(2)氨基酸的排列顺序(3)44R基不同(4)在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应能产生紫色物质，即双缩脲反应第75页/共77页取两支试管分别编号A、B：在A中加入2 mL脑啡肽液，在B中加入2 mL清水；在两支试管中各加入1 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液，振荡；在两支试管中各加入4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，振荡A试管中出现紫色，B试管中不出现紫色脑啡肽是一种多肽第76页/共77页感谢您的观看！第77页/共77页