生物一轮复习必修1第2章第2节生命活动的主要承担者蛋白质.ppt
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1、生物一轮复习必修1第2章第2节生命活动的主要承担者蛋白质 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、氨基酸及其种类一、氨基酸及其种类1.种类种类(1)组成生物体蛋白质的氨基酸约有组成生物体蛋白质的氨基酸约有 种。种。(2)根据能否在人体内合成可分为根据能否在人体内合成可分为 和和 两类。两类。20必需氨基酸必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸2.结构通式结构通式 ,各种氨基酸的区别在于,各种氨基酸的区别在于 的不同。的不同。R基基3.结构特点结构特点(1)每
2、种氨基酸分子至少都含有每种氨基酸分子至少都含有 和和 。(2)都有一个氨基和一个羧基连接在都有一个氨基和一个羧基连接在 。一个氨基一个氨基一个羧基一个羧基同一个碳原子上同一个碳原子上二、蛋白质的结构及其多样性二、蛋白质的结构及其多样性1.脱水缩合脱水缩合(1)过程:一个氨基酸分子的过程:一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的和另一个氨基酸分子的 相连接,同时脱去相连接,同时脱去 。羧基羧基氨基氨基一分子水一分子水(2)二肽形成示例:二肽形成示例:(3)肽键:连接两个氨基酸分子的化学键,可表示为肽键:连接两个氨基酸分子的化学键,可表示为 。2.蛋白质分子多样性的原因蛋白质分子多样性的原因(1)氨
3、基酸氨基酸 不同不同 成百上千成百上千 千变万化千变万化(2)多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 。种类种类数目数目排列顺序排列顺序空间结构千差万别空间结构千差万别三、蛋白质的功能三、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:蛋白质是生命活动的承担者,其主要功能见下表:功能功能实实例例结结构蛋白构蛋白羽毛、肌肉、羽毛、肌肉、头发头发、蛛、蛛丝丝绝绝大多数大多数酶酶载载体、血体、血红红蛋白蛋白信息信息传递传递和和调节调节 等蛋白等蛋白类类激素激素免疫作用免疫作用催化作用催化作用运运输输作用作用胰胰岛岛素素抗体抗体1.组成元素:组成元素:C、H、O、N等
4、等(有的氨基酸有的氨基酸R基中还含有基中还含有 S、Fe等元素等元素)。2.结构通式结构通式3.结构特点及分析结构特点及分析分析分析举举例例R基含基含COOH氨基酸分子中氨基酸分子中NH2、COOH至少至少各有一个,因各有一个,因为为R基中可能有基中可能有NH2,COOHR基含基含NH2:分析分析举举例例要有一个要有一个NH2和一和一个个COOH连连在同一在同一个碳原子上个碳原子上反例:反例:H2NCH2CH2CH2COOH非生物体内氨基酸非生物体内氨基酸 生物体内组成蛋白质的氨基酸都是生物体内组成蛋白质的氨基酸都是氨基酸,即氨基酸,即NH2和和COOH都连在都连在碳上。此外,自然界中还有碳上
5、。此外,自然界中还有氨基酸等,但它们不参与蛋白质组成。氨基酸等,但它们不参与蛋白质组成。例例1(2010镇江模拟镇江模拟)甘氨酸甘氨酸(C2H5O2N)和和x氨基酸反应氨基酸反应生成二肽的分子式为生成二肽的分子式为C7H12O5N2,则,则x氨基酸是氨基酸是 ()课堂笔记课堂笔记选两分子氨基酸脱水缩合时脱去一分子的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,则形成的二肽中的各原子数为两个氨基酸的原子数之和,只是之和,只是H或或O的总数要减去脱掉的水中的的总数要减去脱掉的水中的H或或O的数目。的数目。甘氨酸甘氨酸(C2H5O2N)和和x氨基酸反应生成
6、二肽的分子式为氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2,则,则x氨基酸中的氨基酸中的C原子数为:原子数为:725;H原子原子数为:数为:12259;O原子数为:原子数为:5124;N原子数原子数为:为:211,所以符合要求的选项是,所以符合要求的选项是A。A1.场所:核糖体场所:核糖体2.过程分析过程分析(1)脱水缩合产生的脱水缩合产生的H2O中的中的H来自于来自于COOH和和NH2,而氧则只来自于而氧则只来自于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,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。并分别位于肽链的两端。(3)R基中的基中的N
7、H2或或COOH不参于肽链的形成,故多余不参于肽链的形成,故多余 的的NH2或或COOH位于位于R基中。基中。3.相关计算相关计算 假设氨基酸的平均相对分子质量为假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由,由n个氨基酸分个氨基酸分 别形成别形成1条肽链或条肽链或m条肽链:条肽链:形成形成肽链肽链数数形成形成肽肽键键数数脱去水脱去水分子数分子数氨基数目氨基数目羧羧基基数目数目多多肽肽相相对对分子分子质质量量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)(1)若若n个氨基酸形成一环状多肽,则:个氨基酸形成一环状多肽,则:肽键数脱去水分子数氨基
8、酸数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,如二硫键化过程,如二硫键(SS)的形成,每形成一个二硫键,的形成,每形成一个二硫键,脱去脱去2个个H,故相对分子质量减少,故相对分子质量减少2。4.氨基酸与相应氨基酸与相应DNA及及RNA片段中碱基数目之间的关系片段中碱基数目之间的关系由于由于mRNA中有终止密码子等原因,上述关系应理解为每中有终止密码子等原因,上述关系应理解为每合成合成1个氨基酸至少需要个氨基酸至少需要mRNA上的上的3个碱基和个碱基和DNA(基因基因)上的上的6个碱基。个碱基。
9、例例2下面是某蛋白质的肽链结构示意图下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图图1,其中数字,其中数字为氨基酸序号为氨基酸序号)及部分肽链放大图及部分肽链放大图(图图2),请据图判断下列叙,请据图判断下列叙述中不正确的是述中不正确的是().A.该蛋白质中含有两条肽链该蛋白质中含有两条肽链49个肽键个肽键B.从图从图2可推知该蛋白质至少含有可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基个游离的羧基C.决定该蛋白质合成的决定该蛋白质合成的mRNA中至少含有中至少含有153个碱基个碱基D.若氨基酸的平均相对分子质量为若氨基酸的平均相对分子质量为a,则该蛋白质的相对分,则该蛋白质的相对分 子质量为子质量为51a4918
10、课堂笔记课堂笔记选由图选由图1可知,该蛋白质由可知,该蛋白质由51个氨基酸形成,个氨基酸形成,肽链有肽链有2条,应为条,应为49个肽键,个肽键,A正确。图正确。图2的的、两个两个R基基中中含有含有COOH,两条肽链中除,两条肽链中除R基外含有基外含有2个个COOH,故该蛋,故该蛋白质中至少有白质中至少有4个游离的个游离的COOH,B正确。控制该蛋白质合正确。控制该蛋白质合成的成的mRNA中至少含的碱基数为中至少含的碱基数为513153,C正确。由图正确。由图1可知,该蛋白质中共含有可知,该蛋白质中共含有3个个SS键,故相对分子质量为键,故相对分子质量为51a491823,D错误。错误。D 氨基
11、酸脱水缩合形成蛋白质的规律氨基酸脱水缩合形成蛋白质的规律氨基数肽链数氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中基上的氨基数各氨基酸中 氨基总数肽键数。氨基总数肽键数。羧基数肽链数羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中基上的羧基数各氨基酸中 羧基总数肽键数。羧基总数肽键数。N原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中N的总数。的总数。O原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数。的总数脱去水分子数。含含2个氨基的氨基酸数个氨基的氨基酸数N原子数肽键数原子数肽键数1。含含2个羧基的氨基酸数为:个羧基的氨基酸数为:某多肽,经测定其分子式为某多肽,经测定其分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键无二硫键)。已
12、知该。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,天冬氨酸(C4H7NO4)、亮氨酸、亮氨酸(C6H13NO2)、丙氨酸、丙氨酸(C3H7NO2)、半胱氨酸、半胱氨酸(C3H7NO2S),下列有关叙述错误的是,下列有关叙述错误的是 ()A.控制该多肽合成的基因中至少含有控制该多肽合成的基因中至少含有24个碱基个碱基B.该多肽中氢原子数和氧原子数分别为该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和和5C.合成该多肽的场所是核糖体,该多肽中不止合成该多肽的场所是核糖体,该多肽中不止1个羧基个羧基D.该多肽中有该多
13、肽中有3个肽键,该多肽水解后形成个肽键,该多肽水解后形成3种氨基酸种氨基酸解析:解析:根据分子式中有两个根据分子式中有两个S及及C、N的数目分析,该多肽是的数目分析,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,水解后将得到这后将得到这3种氨基酸。该多肽中氢原子数各氨基酸中氢种氨基酸。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;氧原子数各氨基酸中氧原子数之和脱水中的氧原子数数(2222)135。该多肽中的羧基数肽链数。该多肽中
14、的羧基数肽链数R基中的羧基数基中的羧基数101。该多肽由四个氨基酸组成,肽。该多肽由四个氨基酸组成,肽键数氨基酸数肽链数键数氨基酸数肽链数413。答案:答案:C1.结构多样性的直接原因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: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,构成的肽链不同氨基酸的种类不同,构成的肽链不同(2)氨基酸的数目不同,构成的肽链不同氨基酸的数目不同,构成的肽链不同(3)氨基酸的排列次序不同,构成的肽链不同氨基酸的排列次序不同,构成的肽链不同如如A、B、C三种氨基酸,在可重复使用的情况下,可三种氨基酸,在可重复使用的情况下,可形成
15、三肽种类数为形成三肽种类数为27种。种。(4)肽链的数目和空间结构不同,构成的蛋白质不同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。构不同。2.结构多样性的根本原因结构多样性的根本原因 DNA分子的多样性分子的多样性 蛋白质分子的多样性。蛋白质分子的多样性。3.功能多样性与结构多样性的关系功能多样性与结构多样性的关系例例3(2010徐州模拟徐州模拟)下列有关蛋白质的叙述,正确的是下列有关蛋白质的叙述
16、,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.由由m条肽链、条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中至少有个氨基酸组成的蛋白质中至少有nm个氧个氧 原子原子D.细胞膜上的载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质细胞膜上的载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质课堂笔记课堂笔记选肽链的盘曲和折叠构成具有一定空间结构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,因此蛋白质的蛋白质,不同结构的蛋白
17、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。由基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构。由n个氨基酸形成个氨基酸形成m条条肽链,肽键数为肽链,肽键数为nm,每个肽键中有一个氧原子;每条肽链,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至少含有的氧原子个数为nm2mnm
18、。载体蛋白具有。载体蛋白具有运输作用,是贯穿于细胞膜内外的蛋白质。运输作用,是贯穿于细胞膜内外的蛋白质。C回回顾顾考考情情从近从近3年新年新课标课标地区生物地区生物试题试题看,本看,本单单元考元考查查点主点主要集中在以下几个方面:要集中在以下几个方面:1.蛋白蛋白质质的元素的元素组组成及成及结结构。如构。如2009年广年广东东卷第卷第3 题题考考查查了淀粉了淀粉酶酶的元素的元素组组成、成、结结构特点等知构特点等知识识。2.蛋白蛋白质质分子的功能。如分子的功能。如2007年江年江苏苏卷第卷第1题题,从,从 膜的成分、膜的成分、载载体运体运输输、酶酶催化等几个方面考催化等几个方面考查查了了 植物蛋
19、白的功能。植物蛋白的功能。瞻瞻望望考考向向有关蛋白有关蛋白质质分子的复分子的复杂计杂计算在高考中算在高考中较较少涉及,少涉及,但但结结合基因表达考合基因表达考查查碱基数与氨基酸数之碱基数与氨基酸数之间间关系关系的的简单计简单计算在上海高考算在上海高考题题中却是几乎每年都考中却是几乎每年都考查查,在在2011年的高考中,年的高考中,结结合合营营养与健康、蛋白养与健康、蛋白质质的合成与分解等有关知的合成与分解等有关知识识,综综合考合考查查或或许许是高考是高考命命题题的的热热点。点。命题设计命题设计 制定饮食配方时,要考虑不同食物的营养价值。制定饮食配方时,要考虑不同食物的营养价值。蛋白质的生物价蛋
20、白质的生物价(BV)是指消化、吸收后的蛋白质转化为人是指消化、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;净蛋白利用率解为氨基酸的百分比;净蛋白利用率(NPU)是摄入后的蛋白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:质被人体细胞利用的百分比;三者的数量关系为:NPUBV消化率。下表为消化率。下表为6种来源的蛋白质的种来源的蛋白质的NPU和和BV值。值。蛋白蛋白质质来源来源BV(%)NPU(%)蛋蛋类类肉肉类类乳汁乳汁豆粉豆粉玉米玉米白明胶白明胶98807770360967671
21、60310 (1)蛋类蛋白质的消化率为蛋类蛋白质的消化率为。(2)比较表中数据发现,动物蛋白质比较表中数据发现,动物蛋白质BV值通常会值通常会高于植物蛋白质。出现该情况最可能的原因是高于植物蛋白质。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:营养不良,请分析原因:(4)蛋白质在动物体内的消化过程可表示为: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,其化学式是现有某种链状多肽,其化学式是C55H70O19N10,消化,消化后只得到下列四种氨基酸:后只得到下列四种氨基酸:则:则:酶酶2是指是指。该多
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