必修一 第二章第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质.ppt
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1、必修一 第二章 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、氨基酸的种类、结构及脱水缩合一、氨基酸的种类、结构及脱水缩合1种类种类 构成蛋白质的氨基酸约有构成蛋白质的氨基酸约有20种,包括种,包括 氨基酸和氨基酸和 氨基酸。氨基酸。(1):人体内有:人体内有8种种(婴儿有婴儿有9种种),必须从外界,必须从外界 获取。获取。(2):在体内可以通过其他化合物转化而来。:在体内可以通过其他化合物转化而来。必需必需非必需非必需必需
2、氨基酸必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸2结构结构(1)通式:通式:(2)特点特点 氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少是氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少是,也可,也可 以是几个,因为以是几个,因为R基中可能含有氨基或羧基。基中可能含有氨基或羧基。在构成蛋白质的氨基酸中,都有一个氨基和一个羧基在构成蛋白质的氨基酸中,都有一个氨基和一个羧基 连接在连接在上,否则就不是构成蛋白质的氨基上,否则就不是构成蛋白质的氨基 酸。酸。不同的氨基酸分子,具有不同的不同的氨基酸分子,具有不同的 ,这是将氨基酸分,这是将氨基酸分 类的依据。类的依据。一个一个同一个碳原子同一个碳原子R基基3脱水缩合脱水缩合(1)过
3、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。(2)肽键:连接两个氨基酸分子的化学键,可表示肽键:连接两个氨基酸分子的化学键,可表示为为 。(3)过程分析过程分析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 和和 ,而氧则只来自于而氧则只来自于 。一条肽链上至少有一条肽链上至少有 游离的氨基和游离的氨基和 游离的羧游离的羧 基,并分别位于基,并分别位于 。羧基羧基氨氨基基一分子水一分子水COOHNH2COOH一个一个一个一个肽链的两端肽链的两端 中的中的NH2或或COOH不参与肽链的形成,故不参与肽链的形成,故多
4、余的多余的NH2或或COOH位于位于 中。中。R基基R基基二、蛋白质的结构和功能二、蛋白质的结构和功能1蛋白质的结构蛋白质的结构(1)结构层次结构层次肽链肽链(2)空间结构:由一条或几条肽链通过一定的化学键空间结构:由一条或几条肽链通过一定的化学键(如如 二硫键二硫键)折叠、盘曲,形成具有一定空间结构的蛋白折叠、盘曲,形成具有一定空间结构的蛋白 质分子。质分子。(3)结构特点:具有结构特点:具有 。直接原因是组成蛋白质分子的氨基酸的直接原因是组成蛋白质分子的氨基酸的 、和和 的不同,多肽链的盘曲、折叠的不同,多肽链的盘曲、折叠 的方式及形成的的方式及形成的 千差万别。千差万别。根本原因是根本原
5、因是 的多样性。的多样性。多样性多样性种类种类数量数量排列顺序排列顺序空间结构空间结构 DNA分子分子2蛋白质的功能蛋白质的功能功功 能能举举 例例构成构成细细胞和生物体的胞和生物体的结结构物构物质质构成构成动动物和人体的肌肉,构成生物和人体的肌肉,构成生物膜、核糖体、染色体等的成分物膜、核糖体、染色体等的成分构成构成细细胞和生胞和生物体的物体的功能物功能物质质 参与生物体各参与生物体各项项生命活生命活动动的的酶酶绝绝大多数是蛋白大多数是蛋白质质运运输输作用作用红细红细胞中的胞中的 ,膜上的,膜上的 运运动动功能功能肌肌动动蛋白和肌球蛋白,二者使肌蛋白和肌球蛋白,二者使肌肉收肉收缩缩,产产生运
6、生运动动催化作用催化作用血血红红蛋白蛋白载载体蛋白体蛋白功功 能能举举 例例构成构成细细胞和生胞和生物体的物体的功能物功能物质质信息传递作信息传递作用,调节作用用,调节作用 、等蛋白质类激素,等蛋白质类激素,能调节生物体的生命活动能调节生物体的生命活动免疫作用免疫作用生物体内的生物体内的 ,能消灭外来抗原,能消灭外来抗原物质物质细胞内的细胞内的能源物质能源物质在在 供应不足的情况下,供应不足的情况下,机体也会分解蛋白质供能机体也会分解蛋白质供能胰岛素胰岛素生长激素生长激素抗体抗体糖类和脂肪糖类和脂肪1.下面关于生物体内氨基酸的叙述中正确的是下面关于生物体内氨基酸的叙述中正确的是 ()A氨基酸是
7、蛋白质的组成单位,是由氨基和羧基组成的氨基酸是蛋白质的组成单位,是由氨基和羧基组成的 B每个氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基每个氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基 C一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱水缩合形一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱水缩合形 成多肽成多肽 D氨基酸是酸碱两性化合物,分子中至少含有一个氨基氨基酸是酸碱两性化合物,分子中至少含有一个氨基 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 个碳原子上个碳原子上解析:解析:氨基酸分子的结构通式为氨基酸分子的结构通式为 ,不仅有氨基和羧基,还有不仅有氨基和羧基,还有R基等;每
8、个氨基酸分子至基等;每个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一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;氨基和羧基脱水缩合个羧基连接在同一个碳原子上;氨基和羧基脱水缩合后形成肽键,两个氨基酸脱水缩合形成二肽。后形成肽键,两个氨基酸脱水缩合形成二肽。答案:答案:D2下列不属于高等动物体内蛋白质功能的是下列不属于高等动物体内蛋白质功能的是 ()A构成生物膜的主要成分构成生物膜的主要成分 B催化细胞内的化学反应催化细胞内的化学反应 C作为细胞代谢的主要能源作为细胞代谢的主要能源 D参与构成细胞核中的染色体参与构成细胞核中的染色体解析:解析:蛋白质的
9、生理功能具有多样性,如结构蛋白蛋白质的生理功能具有多样性,如结构蛋白构成细胞和生物体的主要成分,功能蛋白构成细胞和生物体的主要成分,功能蛋白信信息传递与调节作用、催化作用、运输作用、免疫作用。息传递与调节作用、催化作用、运输作用、免疫作用。细胞代谢的主要能源物质是糖类。细胞代谢的主要能源物质是糖类。答案:答案:C3现有氨基酸现有氨基酸800个,其中氨基总数为个,其中氨基总数为810个,羧基总数个,羧基总数 为为808个,则由这些氨基酸合成的含有个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白条肽链的蛋白 质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为 ()A798、2和
10、和2B798、12和和10 C799、1和和1 D799、11和和9解析:解析:800个氨基酸脱水缩合形成含有两条链的多肽,个氨基酸脱水缩合形成含有两条链的多肽,形成肽键的数目为形成肽键的数目为8002798个;该多肽中游离的羧个;该多肽中游离的羧基数目为基数目为2(两条肽链一端各游离两条肽链一端各游离1个羧基个羧基)8(侧链侧链R基团基团中的中的8个羧基个羧基)10个;氨基数目为个;氨基数目为21012个。个。答案:答案:B4能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组 数字是数字是 ()氨基酸氨基酸C、H、O、N等化学元素等化学元素氨基酸氨基酸分
11、分 子相互结合子相互结合多肽多肽肽链肽链形成具有一定空形成具有一定空间间 结构的蛋白质分子结构的蛋白质分子 A B C D解析:解析:蛋白质的结构层次是:元素蛋白质的结构层次是:元素氨基酸氨基酸多多肽肽蛋白质。蛋白质。答案:答案:D5下列关于蛋白质结构和功能的叙述中,错误的是下列关于蛋白质结构和功能的叙述中,错误的是 ()A不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺序不不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺序不 同,而且各自具有独特的空间结构同,而且各自具有独特的空间结构 B蛋白质之所以具有多种生理功能,是因为它具有多蛋白质之所以具有多种生理功能,是因为它具有多 种多样的结构种多样的结构 C蛋
12、白质的多样性也是长期进化的结果蛋白质的多样性也是长期进化的结果 D开水煮沸鸡蛋清,不仅破坏了其中蛋白质的空间结开水煮沸鸡蛋清,不仅破坏了其中蛋白质的空间结 构,而且破坏了氨基酸之间的肽键构,而且破坏了氨基酸之间的肽键解析:解析:蛋白质结构的多样性取决于氨基酸的种类、数蛋白质结构的多样性取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构,结构的多样性决量、排列顺序及蛋白质的空间结构,结构的多样性决定了功能的多样性。蛋白质的多样性也是长期进化的定了功能的多样性。蛋白质的多样性也是长期进化的结果。开水煮沸鸡蛋清,仅仅破坏了蛋白质的空间结结果。开水煮沸鸡蛋清,仅仅破坏了蛋白质的空间结构,并没有破坏氨
13、基酸之间的肽键。肽键破坏一般需构,并没有破坏氨基酸之间的肽键。肽键破坏一般需要在酶的催化作用下才能完成。要在酶的催化作用下才能完成。答案:答案:D6(2011福州模拟福州模拟)如图是某化合物结构图解,请如图是某化合物结构图解,请 据图回答:据图回答:(1)和和称为称为_。(2)决定氨基酸种类的编号是决定氨基酸种类的编号是_。(3)该化合物是由该化合物是由_个氨基酸,失去个氨基酸,失去_个水个水分子而形成的,这种反应称为分子而形成的,这种反应称为_。该化合物的名。该化合物的名称是称是_。(4)该化合物最左端的肽键水解后生成的氨基酸的结构简该化合物最左端的肽键水解后生成的氨基酸的结构简式表示为式表
14、示为_ _。(5)胰岛素是一种由胰岛素是一种由51个氨基酸构成的含个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋条多肽链的蛋白质,则胰岛素至少含有白质,则胰岛素至少含有_个氨基和个氨基和_个个羧基。羧基。解析:解析:由于化合物中含有由于化合物中含有、两个肽键,因此该化合物两个肽键,因此该化合物为三肽,缩合时共失去两分子水;为三肽,缩合时共失去两分子水;R基的不同决定了氨基酸基的不同决定了氨基酸的不同,图中的不同,图中、为为R基;最左端氨基酸的基;最左端氨基酸的R基为基为CH3;由于每条肽链中一端总有一个氨基而另一端总有一;由于每条肽链中一端总有一个氨基而另一端总有一个羧基不参与缩合,因此,每条肽链中至少含有一
15、个氨基个羧基不参与缩合,因此,每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基。和一个羧基。答案:答案:(1)肽键肽键(2)、(3)32脱水缩合三肽脱水缩合三肽 (4)(5)22考点一考点一氨基酸形成多肽过程中的有关计算氨基酸形成多肽过程中的有关计算命命题题解解读读脱水缩合是由氨基酸合成蛋白质的方式,在脱水缩合是由氨基酸合成蛋白质的方式,在高考中常以选择题形式考查蛋白质形成过程中的高考中常以选择题形式考查蛋白质形成过程中的脱水缩合过程,包括肽键、相对分子质量的有关脱水缩合过程,包括肽键、相对分子质量的有关计算等。计算等。示例示例1(2011南京模拟南京模拟)一条肽链的分子式为一条肽链的分子式为C22H34
16、O13N6,其水解后共产生了下列,其水解后共产生了下列3种氨基酸:种氨基酸:据此判断,下列有关叙述错误的是据此判断,下列有关叙述错误的是 ()A1个个C22H34O13N6分子水解后可以产生分子水解后可以产生3个谷氨酸个谷氨酸B合成合成1个个C22H34O13N6分子同时将产生分子同时将产生5个水分子个水分子C1个个C22H34O13N6分子中存在分子中存在1个游离的氨基和个游离的氨基和3个个 游离的羧基游离的羧基D在细胞中合成在细胞中合成1个个C22H34O13N6分子至少需要分子至少需要3种种 tRNA解析解析构成该多肽的构成该多肽的3种氨基酸都只含有种氨基酸都只含有1个氨基,从其个氨基,
17、从其分子式中共有分子式中共有6个个N原子可知,该多肽是由原子可知,该多肽是由6个氨基酸脱水个氨基酸脱水缩合产生缩合产生5个水分子后形成的。个水分子后形成的。6个氨基酸羧基的氧原子有个氨基酸羧基的氧原子有12个,脱水后剩个,脱水后剩7个,而该多肽分子中共有个,而该多肽分子中共有13个氧原子,个氧原子,则其余则其余6个氧原子来自个氧原子来自3个谷氨酸个谷氨酸R基中的基中的3个羧基。由于该个羧基。由于该多肽有多肽有6个氨基酸,其中个氨基酸,其中3个是谷氨酸,故个是谷氨酸,故1个个C22H34O13N6分子中存在分子中存在1个游离的氨基和个游离的氨基和4个游离的羧基。由于该多肽个游离的羧基。由于该多肽
18、由由3种氨基酸组成,所以至少需要种氨基酸组成,所以至少需要3种种tRNA。答案答案C1蛋白质形成过程中的数量关系蛋白质形成过程中的数量关系(1)蛋白质中肽链、氨基酸、肽键、脱去水分子的数目对蛋白质中肽链、氨基酸、肽键、脱去水分子的数目对应关系应关系氨基氨基酸数酸数肽键肽键数数脱去水脱去水分子数分子数游离的游离的氨基氨基游离的游离的羧羧基基一条一条肽肽链链nn1n1至少至少1个个至少至少1个个m条条肽链肽链nnmnm至少至少m个个至少至少m个个(2)相关计算公式相关计算公式 脱水数肽键数氨基酸数肽链数脱水数肽键数氨基酸数肽链数 氨基数肽链数氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中氨基的基上的氨基数各
19、氨基酸中氨基的 总数肽键数总数肽键数 羧基数肽链数羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中羧基的基上的羧基数各氨基酸中羧基的 总数肽键数总数肽键数 蛋白质相对分子质量各氨基酸平均相对分子质量蛋白质相对分子质量各氨基酸平均相对分子质量氨氨 基酸数基酸数18脱水数脱水数N原子数肽键数肽链数原子数肽键数肽链数R基上的基上的N原子数原子数各氨基酸中各氨基酸中N的总数的总数O原子数肽键数原子数肽键数2肽链数肽链数R基上的基上的O原子原子数各氨基酸中数各氨基酸中O的总数脱水数的总数脱水数H原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中H的总数的总数2脱水数脱水数2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
20、关系片段中碱基数目之间的关系 碱基数碱基数 碱基数碱基数 氨基酸数氨基酸数 6 3 1 由于由于mRNA中有终止密码子等原因,上述关系应理解中有终止密码子等原因,上述关系应理解 为每合成为每合成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。误区警示误区警示只有连在同一个碳原子上的氨基和只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键,羧基才参与形成肽键,R基上的氨基或羧基不参与肽键基上的氨基或羧基不参与肽键的形成。的形成。由由n个氨基酸形成一环状肽,则形成肽键数失去水个氨基酸形成一环状肽,则形成肽键数失去水分子数氨基酸数。分子
21、数氨基酸数。在多肽相对分子质量计算时,还要考虑一些其他化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,如二硫键学变化过程,如二硫键(SS)的形成,每形成一个的形成,每形成一个二硫键,脱去二硫键,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。1(2011福州检测福州检测)已知天冬酰胺的已知天冬酰胺的R基为基为C2H4ON,现,现 有分子式为有分子式为C63H103O18N17S2的多肽,其中含有的多肽,其中含有2个天冬个天冬 酰胺。在上述多肽中最多有肽键酰胺。在上述多肽中最多有肽键 ()A17个个B16个个 C15个个 D14个个解析:解析:多肽多肽C63H103O18N17
22、S2中有中有17个个N,因含有两个天,因含有两个天冬酰胺冬酰胺(R基为基为C2H4ON),故该多肽最多由,故该多肽最多由15个氨基酸个氨基酸脱水缩合而成,形成的肽键数目最多为脱水缩合而成,形成的肽键数目最多为15个个(环状多环状多肽肽)。答案:答案:C220种氨基酸的平均相对分子质量为种氨基酸的平均相对分子质量为128,假若有一个多,假若有一个多 肽化合物,由肽化合物,由10个氨基酸构成一个肽链,那么该多肽个氨基酸构成一个肽链,那么该多肽 的相对分子质量和至少含有的氨基酸数目分别是的相对分子质量和至少含有的氨基酸数目分别是()A1 280,11 B1 262,1 C1 118,1 D1 100
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