复习用:蛋白质、核酸的结构和功能ppt课件.ppt
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1、 生物生物一轮复习系列课件一轮复习系列课件提升能力提升能力夯实基础夯实基础必修必修1新课标专用新课标专用 新人教版新人教版 21 细胞的分子组成细胞的分子组成(2)蛋白质、核酸的)蛋白质、核酸的 结构和功能结构和功能知识点梳理与深化知识点梳理与深化1 1、基本单位、基本单位 :氨基酸:氨基酸特点特点:(1)每个氨基酸都至少含有一个氨)每个氨基酸都至少含有一个氨基基(NH2)和一个羧基(和一个羧基(COOH),并且都),并且都有一个氨基和一个羧基同时连在同一个碳原有一个氨基和一个羧基同时连在同一个碳原子上。子上。 (2)在氨基酸的分子中,除)在氨基酸的分子中,除R基不同基不同外,其他部分是所有氨
2、基酸分子所共有的,外,其他部分是所有氨基酸分子所共有的,因此氨基酸的种类不同,取决于组成氨基酸因此氨基酸的种类不同,取决于组成氨基酸的的R基。基。 在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种,分为二种:种,分为二种:必须氨基酸:必须氨基酸:生物体不能自己合成,必须从食物中摄取。生物体不能自己合成,必须从食物中摄取。 非必须氨基酸:非必须氨基酸:生物体可以生物体可以通过体内其他化合物的转化,能自己合成的氨基酸。通过体内其他化合物的转化,能自己合成的氨基酸。一、蛋白质的结构一、蛋白质的结构通式通式C2H4O2N-R蛋白质是细胞中含量最多的含氮化合物。蛋白质是细胞中含量最
3、多的含氮化合物。 对应例题:对应例题:1 1、关于生物体内氨基酸的叙述错误的是(关于生物体内氨基酸的叙述错误的是( )A A、构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是、构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是B B、人体内氨基酸的分解代谢终产物是水、人体内氨基酸的分解代谢终产物是水、 二氧化碳和尿素二氧化碳和尿素C C、人体内所有氨基酸都可以相互转化、人体内所有氨基酸都可以相互转化D D、两个氨基酸缩合形成二肽、两个氨基酸缩合形成二肽C C解析:解析:生物体内蛋白质的基本单位是氨基酸、氨基酸的结构特点是有生物体内蛋白质的基本单位是氨基酸、氨基酸的结构特点是有一个氨基和一个羧基同时连在同一个碳原子上,因此选
4、项一个氨基和一个羧基同时连在同一个碳原子上,因此选项A A正确;人正确;人体内氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素因此选项体内氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素因此选项B B正确;两正确;两个氨基酸缩合形成二肽因此选项个氨基酸缩合形成二肽因此选项D D正确。人体内能够通过转氨基作用正确。人体内能够通过转氨基作用形成的只有非必需氨基酸,由于人体无法产生某些中间产物,所以有形成的只有非必需氨基酸,由于人体无法产生某些中间产物,所以有的氨基酸必须从食物中获得,故称之为必需氨基酸;所以的氨基酸必须从食物中获得,故称之为必需氨基酸;所以“人体内所人体内所有氨基酸都可以相互转化有氨基酸都可以相互转化
5、”这一说法是错的。这一说法是错的。对应例题:对应例题:2、请同学识别下列哪些是构成生物体的氨基酸请同学识别下列哪些是构成生物体的氨基酸除除外其他都是构外其他都是构成生物体的氨基酸成生物体的氨基酸识别依据:每个氨基识别依据:每个氨基酸至少要有一个氨基酸至少要有一个氨基和一个羧基,并且氨和一个羧基,并且氨基和羧基必须连在同基和羧基必须连在同一个碳原子上。一个碳原子上。2022-8-8(1)氨基酸的结构通式中,必须确定中心碳原子,然后确定与中心碳原子相连的四部分:氨基、羧基、R基、H原子。不同的氨基酸就是由它的R基确定的。在书写相关的化学基团时,其一端总是保留半个化学键,如-COOH、一NH2、一R
6、、一H。强调:C2H4O2N-R2022-8-8(2)在构成蛋白质的氨基酸中,至少都有一个氨基和一个羧基,并且都以一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这是判断构成蛋白质氨基酸的一个重要特点。由于R基的不确定性,因此在一个氨基酸中氨基和羧基的总数也就不确定。如天门冬氨酸有两个羧基,赖氨酸有两个氨基。就是说各种氨基酸的区别在于R基的不同。 2、氨基酸的脱水缩合、氨基酸的脱水缩合一个氨基酸上的羧基,与另一个氨基酸上的氨基脱掉一份水,缩合形成肽。一个氨基酸上的羧基,与另一个氨基酸上的氨基脱掉一份水,缩合形成肽。由二个氨基酸缩合而成的称二肽,由三个氨基酸缩合而成的称三肽,以此类由二个氨基酸缩合而成的
7、称二肽,由三个氨基酸缩合而成的称三肽,以此类推。三肽或三肽以上可称多肽。推。三肽或三肽以上可称多肽。脱水缩合:脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸和另一个氨基酸分子的氨基分子的氨基(NH2)连接,同时脱去一分子水。连接,同时脱去一分子水。对应例题:对应例题:3、 请同学识别下请同学识别下图图氨基氨基羧基羧基、肽键肽键、R基基这是几肽?由几个氨基酸组成?三肽,由三个氨基酸组成。失去几份水?有几个肽键?失去二份水,有二个肽键。(1)氨基酸是构成蛋白质的基本单位,氨基酸分子之)氨基酸是构成蛋白质的基本单位,氨基酸分子之间的脱水缩合是由代表氨基酸特性的氨基和羧基
8、完成的,间的脱水缩合是由代表氨基酸特性的氨基和羧基完成的,而不是而不是R基上。脱水缩合时羧基提供基上。脱水缩合时羧基提供-0H,另一氨基酸上,另一氨基酸上的氨基提供的氨基提供H,形成一个,形成一个H20。(2)在一条肽链的两端一定分别是)在一条肽链的两端一定分别是COOH和和NH2。一条肽链所含一条肽链所含COOH和和NH2数量至少都有一个;数量至少都有一个;m条肽链所含条肽链所含COOH和和NH2数量至少都有数量至少都有m个。个。(3)n个氨基酸分子脱水缩合形成个氨基酸分子脱水缩合形成m条肽链的蛋白质时,条肽链的蛋白质时,要失去要失去(nm)个水分子,形成个水分子,形成(nm)个肽键。个肽键
9、。 强调:氨基酸数肽键数脱去水分子数游离的氨基游离的羧基一条肽链nn-1n-1至少1个至少1个m条肽链nn-mn-m至少m个至少m个对应例题:对应例题:4、血红蛋白分子中含血红蛋白分子中含574个氨基酸,共有个氨基酸,共有4条肽链。此蛋白质分子的条肽链。此蛋白质分子的肽键数和至少含有的氨基数分别是(肽键数和至少含有的氨基数分别是( )A、574和和 574 B、573和和573C、570和和570 D、570和和4D解析:解析:根据上表所示:根据上表所示:肽键数(或脱去水分子数)肽键数(或脱去水分子数)=氨基酸数氨基酸数-肽链数肽链数=574-4=570至少含有的氨基数(或羧基数)至少含有的氨
10、基数(或羧基数) =肽链数肽链数=4(1)对组成蛋白质的肽链、氨基酸、肽键和脱去水分子数目的计算可参照下表)对组成蛋白质的肽链、氨基酸、肽键和脱去水分子数目的计算可参照下表的对应关系:的对应关系:3、相关计算相关计算对应例题:对应例题:5、若组成蛋白质的氨基酸的平均分子量是若组成蛋白质的氨基酸的平均分子量是130,那么由,那么由4条条肽链共肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质其相对分子量是(个氨基酸所组成的蛋白质其相对分子量是( )A、31. 432 B、31. 486 C、31. 378 D、36. 382解析:解析:此蛋白质由此蛋白质由4条肽链组成,则其合成过程中失水分子数为条肽链组成,则其
11、合成过程中失水分子数为(280-4=276),每个水分子的相对分子质量为每个水分子的相对分子质量为18,故该蛋白质的相对分子质量故该蛋白质的相对分子质量应为应为130280-18(280-4)=31.432。 蛋白质相对分子质量蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和氨基酸相对分子质量总和失去水分子失去水分子的相对分子质量总和的相对分子质量总和A(2)对蛋白质相对分子质量的计算:)对蛋白质相对分子质量的计算:8178963489101对应例题:对应例题:6、某蛋白质的结构如图所示,请据某蛋白质的结构如图所示,请据图回答问题:图回答问题:(1)该蛋白质中共有)该蛋白质中共有 条肽链,通过图中条
12、肽链,通过图中8与与78、34与与89、84与与96之间之间 折折叠、盘曲,形成具有特定叠、盘曲,形成具有特定 的蛋白质。的蛋白质。(2)该蛋白质中有)该蛋白质中有 个肽键,氨基和羧个肽键,氨基和羧基都至少有基都至少有 个,强调个,强调“至少至少”两字,是因两字,是因为为在在 上,有可能有氨基或羧基,氨基可上,有可能有氨基或羧基,氨基可表示为表示为 ;羧基可表示为;羧基可表示为 。(3)在氨基酸形成该蛋白质后,相对分子质量)在氨基酸形成该蛋白质后,相对分子质量比原来减少了比原来减少了 。84解析:解析:本题考查的仍是对组成蛋白质的肽链、氨基酸、肽键和脱去水分子数目本题考查的仍是对组成蛋白质的肽
13、链、氨基酸、肽键和脱去水分子数目的计算,题目中融入图形,更提升了能力要求,能有效考察同学对双基知识在的计算,题目中融入图形,更提升了能力要求,能有效考察同学对双基知识在深刻理解下的全面系统掌握。将表格、曲线、图形等形式融入高考试卷是高考深刻理解下的全面系统掌握。将表格、曲线、图形等形式融入高考试卷是高考命题的一种趋势。命题的一种趋势。1一定的化学键一定的化学键空间结构空间结构R基基1100-NH2-COOH1800 假设蛋白质中氨基酸总数为假设蛋白质中氨基酸总数为m,肽链数为,肽链数为n,氨基酸的平均分子量为氨基酸的平均分子量为a,则有下列关系成立:,则有下列关系成立: (1)肽键数肽键数=蛋
14、白质形成过程失水数蛋白质形成过程失水数=氨基酸数氨基酸数肽链数肽链数=m-n。 (2)每条肽链中至少有一个游离的氨基和羧基。每条肽链中至少有一个游离的氨基和羧基。 (3)蛋白质的分子质量蛋白质的分子质量=氨基酸的总分子量一脱氨基酸的总分子量一脱去的水分子质量去的水分子质量=ma一一(m-n)18。 强调:元素组成元素组成 基本单位基本单位 化学结构化学结构 空间结构空间结构 C、H、O、N等等氨基酸氨基酸蛋白质分子蛋白质分子多肽多肽一级结构一级结构是指蛋白质分子中是指蛋白质分子中,由肽由肽链连接起来的的各种氨基酸的排列链连接起来的的各种氨基酸的排列顺序。顺序。二级结构二级结构是指蛋白质分子中多
15、肽是指蛋白质分子中多肽链通过一定的化学键(如二硫键)链通过一定的化学键(如二硫键)本身的折叠方式。本身的折叠方式。三级结构三级结构是指具有二级结构的肽是指具有二级结构的肽链,按照一定的方式再进一步卷曲、链,按照一定的方式再进一步卷曲、盘绕、折叠成一种看来很不规范,盘绕、折叠成一种看来很不规范,而实际上有一定规律性的三维结构。而实际上有一定规律性的三维结构。四级结构四级结构是指具有三级结构的蛋是指具有三级结构的蛋白质分子,通过一些非共价键结合白质分子,通过一些非共价键结合起来,而成为具有生物功能的大分起来,而成为具有生物功能的大分子。子。4、蛋白质的层次结构蛋白质的层次结构(1)元素组成)元素组
16、成 一定含有C、H、O、N,由于R基中组成元素的不同,多数含有P、S,有的还含有Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等元素。(2)基本单位)基本单位 氨基酸。氨基酸的种类、数量、排列顺序种类、数量、排列顺序的不同导致了肽链的不同。强调: (3)肽链)肽链 三个或三个以上氨基酸脱水缩合形成的多肽,一般称之为肽链,其数目和空间结构在不同蛋白质中也不相同。 (4)多肽与蛋白质)多肽与蛋白质 多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式,而蛋白质具有一定空间结构。因此,多肽往往是无生物活性的,而蛋白质是有生物活性的。肽键肽键是多肽的连接结构,蛋白质是多肽的空间结构空间结构。多肽与蛋白质的区别主要在于有没有空间结构有没有空
17、间结构。 (1 1)直接原因:直接原因:构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序的不同、多构成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序的不同、多肽链的折叠方式及形成的空间结构千差万别肽链的折叠方式及形成的空间结构千差万别 ,从而使蛋白质结构具有多,从而使蛋白质结构具有多样性。由于构成生物体的样性。由于构成生物体的氨基酸约有氨基酸约有20种,因此构成多肽链的氨基酸的排种,因此构成多肽链的氨基酸的排列顺序就有列顺序就有20n。(2)根本原因:根本原因:蛋白质的合成受遗传物质蛋白质的合成受遗传物质DNA的控制,因此由于的控制,因此由于DNA分分子的多样性,使其控制合成的蛋白质也具有多样性。由于蛋白质是生命活
18、子的多样性,使其控制合成的蛋白质也具有多样性。由于蛋白质是生命活动的主要承担者,从而导致了生物的多样性。动的主要承担者,从而导致了生物的多样性。DNA多样性多样性蛋白质多样性蛋白质多样性生物多样性生物多样性决定决定呈现出呈现出5、蛋白质结构的多样性蛋白质结构的多样性序号序号1 12 23 34 45 56 6肽化合物肽化合物催产催产素素牛加血牛加血压素压素血管舒血管舒缓素缓素平滑肌舒平滑肌舒张素张素猪促黑色猪促黑色素激素素激素人促黑色人促黑色素激素素激素氨基酸数氨基酸数9 9个个 9 9个个9 9个个1010 13 13个个 22 22个个(1 1)表中)表中1 1、2 2、3 3的氨基酸数目
19、虽然相同,但其生理作用彼此不同,的氨基酸数目虽然相同,但其生理作用彼此不同,这是因为它们这是因为它们_。(2 2)表中)表中3 3与与4 4或或5 5与与6 6虽然功能相似,但各具专一性,它们之间的差异虽然功能相似,但各具专一性,它们之间的差异取决于取决于_。(3 3)在不知血管舒缓素肽的具体情况下,推知这种肽类化合物至少含)在不知血管舒缓素肽的具体情况下,推知这种肽类化合物至少含有有_氨基和氨基和_羧基,这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一羧基,这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置?位置?_ (4 4)假若构成这六类化合物的每一种氨基酸的平均分子量为)假若构成这六类化合物的每一种氨基酸的平均
20、分子量为m m,则,则5 5的的分子量比分子量比4 4的分子量多的分子量多_。种类不同、排列次序不同种类不同、排列次序不同数目、种类不同、排列次序不同数目、种类不同、排列次序不同1 11 1二端二端3m-363m-36对应例题:对应例题:7、用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下:蛋白质结构的多样性蛋白质结构的多样性蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性结构成分结构成分催化作用催化作用运输作用运输作用运动功能运动功能调节作用调节作用免疫作用免疫作用作为结构成分它规定和维持细胞作为结构成分它规定和维持细胞的构造的构造参与生物体各项生
21、命活动的酶多参与生物体各项生命活动的酶多数是蛋白质数是蛋白质,它具有催化功能。它具有催化功能。载体蛋白能透过细胞膜传递小载体蛋白能透过细胞膜传递小分子或离子;血红蛋白能运输分子或离子;血红蛋白能运输氧气。氧气。肌动蛋白和肌球蛋白,二者使肌肌动蛋白和肌球蛋白,二者使肌肉收缩,产生运动。肉收缩,产生运动。蛋白类激素能协调和指导细胞内蛋白类激素能协调和指导细胞内的化学过程,调节生物体的生命的化学过程,调节生物体的生命活动。活动。抗体能消灭外来抗原物质,起着抗体能消灭外来抗原物质,起着保护有机体防御外物入侵的作用。保护有机体防御外物入侵的作用。决定决定二、二、蛋白质的功能蛋白质的功能并非所有的激素都是
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