高中生物 第3講 生命活動的主要承擔者 蛋白質復習課件 新人精講版必修1

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1、 一、氨基酸及其種類 組成蛋白質的基本單位的氨基酸；自 然界中的氨基酸有幾百種；但并不是組成蛋白質，目前發(fā)現(xiàn)組成生物 體蛋白質的氨基酸約有20 種。 1.基本組成元素：C、H、O、N，有的還含有P、S等。 2.結構通式 （1）結構通式 (2)特點 都有一個NH2和一個COOH連在同一個碳原子上，否則不是構成生物體蛋白質的氨基酸； 氨基酸分子中至少有一個NH2、一個COOH，因為R基中可能有NH2和COOH。 【友情提醒】不同的氨基酸的R基不同，可通過R基判斷氨基酸的種類。 【例1】蛋白質是由氨基酸通過肽鍵形成的大分子化合物，一個氨基酸分子中的氨基和另一個氨基酸分子中的羧基脫去一個水分子縮合形成

2、肽鍵。蛋白質分子結構示意如下：其中用虛線框出的甲、乙、丙的名稱依次為() A氨基、肽鍵、羧基 B羧基、肽鍵、氨基 C肽鍵、氨基、羧基 D氨基、羧基、肽鍵 A【解析】 本題考查蛋白質的分子結構特點。NH2代表氨基，COOH代表羧基，NHCO代表肽鍵。 二、蛋白質的結構及其多樣性 1脫水縮合(1)概念：指一個氨基酸分子的COOH與另一個氨基酸分子的NH2相連接，同時失去一分子水的結合方式。其中羧基提供一個OH，氨基提供一個H。 (2)反應式：【友情提醒】反應產物中有“H2O”，脫去的水分子中的氫來自羧基和氨基，脫去的水分子中的氧來自羧基。參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基

3、，而不是R基中的氨基和羧基。 2蛋白質的形成氨基酸分子(成百上千) 肽鏈(一條或幾條) 蛋白質分子 3蛋白質結構的多樣性的原因 構成蛋白質的氨基酸種類不同、氨基酸數(shù)目不同、氨基酸排列順序不同、肽鏈盤曲折疊成的空間結構不同。 【友情提醒】肽鏈只有經過有規(guī)則的盤繞、折疊成一定的空間結構后才是蛋白質，所以多肽并非就是蛋白質。 蛋白質變性時遭到破壞的是其空間結構。 【例2】下列有關蛋白質結構、功能多樣性的說法正確的是() A蛋白質結構的多樣性與構成蛋白質的氨基酸的種類、數(shù)目和空間結構有關 B已知某化合物具有催化功能，可以推斷此物質為蛋白質 C有些蛋白質具有免疫功能，如抗體；有些蛋白質具有接受信息的功能

4、，如受體?？贵w與受體都具有專一性 D蛋白質空間結構改變，不會影響其生物活性C 【解析】本題考查蛋白質結構多樣性的原因，蛋白質的特性和功能。蛋白質結構的多樣性與肽鏈盤曲折疊成的空間結構有關，氨基酸無空間結構；具有催化功能的是酶，絕大多數(shù)酶是蛋白質，少部分是RNA；蛋白質具有免疫、信息傳遞等功能，而抗體只能與特異性抗原相結合，受體只能與特定的信號分子結合，它們都具有專一性；蛋白質空間結構改變會影響其生物活性。 三、蛋白質功能 蛋白質是生物體內生命活動的承擔者，其主要功能總結如下：項目類型功能舉例結構蛋白許多蛋白質是構成細胞和生物體的成分肌動蛋白、肌球蛋白調節(jié)作用對細胞和生物體的生命活動有重要的調節(jié)

5、作用胰島素、生長激素等蛋白質類激素催化作用催化細胞內的各種化學反應酶幾乎都是蛋白質續(xù)表項目類型功能舉例運輸作用有些蛋白質具有運輸載體的功能血紅蛋白免疫作用對侵入人或高等動物體內的抗原物質的清除有重要作用抗體通透作用對某些物質透過細胞膜或細胞內的膜結構有重要的作用細胞膜上的載體信息傳遞蛋白質參與生物體的各種信息傳遞過程激素與受體的識別【例3】下圖是人體內的三個生理過程示意圖，其中Y代表不同類型的蛋白質。下列說法正確的是()C A若過程中的X為激素，則Y代表的物質是受體糖蛋白，該糖蛋白也可存在于細胞膜的內側 B若過程中的X是抗原，則Y是抗體。產生Y物質的細胞可以識別相應的抗原 C若過程中的X是食物

6、蛋白，則Y的釋放與細胞膜的流動性有關 D若過程中的X為反應底物，則Y在人體細胞內均分布于生物膜上 【解析】本題考查蛋白質的功能。具有識別作用的糖蛋白只能位于細胞膜的外側，A錯；產生抗體的效應B細胞無識別抗原的作用，B錯；催化化學反應的酶有些位于生物膜上，有些位于細胞質基質、線粒體基質及葉綠體基質中，D錯；消化食物蛋白的消化酶屬于分泌蛋白，其分泌過程利用了細胞膜的流動性。 四、與蛋白質有關的計算 1、關于氨基酸脫水縮合反應的計算 (1)對于n個氨基酸來講，至少有n個氨基和n個羧基； (2)n個氨基酸分子縮合成一條肽鏈，失去的水分子數(shù)肽鍵數(shù)n1，至少有1個氨基和1個羧基； (3)n個氨基酸分子縮合

7、成X條肽鏈，失去的水分子數(shù)肽鍵數(shù)nX，至少有X個氨基和X個羧基； (4)n個氨基酸分子縮合成環(huán)狀肽時，失去的水分子數(shù)肽鍵數(shù)n，氨基和羧基數(shù)與R基團有關； (5)蛋白質完全水解時所需要的水分子數(shù)等于該蛋白質形成時脫去的水分子數(shù)； (6)蛋白質合成過程中相對分子質量的變化：氨基酸的平均相對分子質量為a，數(shù)目為n，肽鏈數(shù)為X，則蛋白質的相對分子質量為：an18(nX)。 2氨基酸與對應的DNA及mRNA片段中堿基數(shù)目之間的計算 依據(jù)DNA(基因)mRNA氨基酸631的數(shù)量關系進行換算。 3氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、失去水分子數(shù)及多肽的相對分子質量之間的關系 【友情提醒】蛋白質相對分子質量的計算中若通過圖示或

8、其他形式告知蛋白質中有二硫鍵形成時，要考慮脫去氫的質量。 若某肽鏈中有四個肽鍵，此化合物應叫五肽，不叫四肽，即根據(jù)脫水縮合的氨基酸個數(shù)命名。 信使RNA堿基是氨基酸數(shù)的三倍，不考慮終止密碼子。 脫去的水分子中，H既來自氨基又來自羧基，O來自羧基。 若脫水縮合形成的多肽鏈構成環(huán)狀，則脫去的水分子數(shù)參與脫水的氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)，其游離的氨基、羧基只能在R基團上有可能出現(xiàn)。 【例4】某蛋白質分子含a條肽鏈，共有b個氨基酸殘基，如果氨基酸的平均相對分子質量是c，則該蛋白質的相對分子質量以及水解時需要的水的相對分子質量分別是() Ab(c18)18a和18(ba) Bb(c18)18a和18(ab) Cb(

9、c18)18a和18(ab) Db(c18)18a和18(ba)A 【解析】此題主要考查氨基酸數(shù)目、氨基酸相對分子質量與蛋白質相對分子質量之間的數(shù)量轉換。 (1)先求氨基酸形成蛋白質時失去的水分子數(shù)：失去水分子數(shù)氨基酸個數(shù)肽鏈條數(shù)ba。 (2)形成蛋白質的相對分子質量為：氨基酸總相對分子質量失去水的總相對分子質量bc18(ba)b(c18)18a。 (3)合成蛋白質時失去的水分子數(shù)等于蛋白質水解需要的水分子數(shù)。假設有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸脫水縮合形成肽鏈，有如下兩種情況：(1)若三種氨基酸的數(shù)量無限，則三肽的種類有33327二肽的種類有339(2)若每種氨基酸只有一個，則三肽的種

10、類有3216二肽的種類有326 一、理論歸納 1概述 科學性原則是指設計的實驗必須具有科學性，即無理論上和操作上的錯誤，符合自然規(guī)律。2分析二、演練二、演練(1)在保質期內，豆腐乳放置的時間越長，蛋白質含量越低，短肽和氨基酸含量越高。為研究其原因，該小組取適量豆腐乳制成樣液，等量加入各試管，進行了以下實驗。 2.(2011重慶)某興趣小組將豆腐塊滅菌，接種微生物后培養(yǎng)2天，加入適量食鹽，經密封放置10天后制得豆腐乳。實驗中，加入雙縮脲試劑A后，樣液的顏色將。不變 處理中，100 加熱的目的是 使酶失活 。如果處理與處理相比，顯色較 ，淺 且處理與處理相比，顯色較 ，淺 則表明豆腐乳中蛋白質被微

11、生物產生的 蛋白酶(肽酶) 分解，最終使短肽和氨基酸等含量增加，因此保質期內豆腐乳放置越久風味越佳。(2)食用豆腐乳后，其中的氨基酸可以在人體內通過 氨基 轉換 。 作用形成新的氨基酸， 還可以由氨基酸產生的不含氮部分合成 糖類和脂肪 。 【解析】(1)雙縮脲試劑A液為0.1 g/mL的NaOH溶液，遇樣液后，不發(fā)生顏色變化。處理中，100 加熱的目的是使酶失活，以便與處理進行比較；本實驗的原理是 豆腐乳中蛋白質含量越少，遇雙縮脲試劑后，紫色越淺。(2)氨基酸可以在人體細胞中通過氨基轉換作用形成新的氨基酸。還可以通過脫氨基作用將氨基酸分解為含氮部分和不含氮部分。其中不含氮部分可以合成糖類和脂肪

12、，也可以氧化分解產生CO2和H2O，并釋放能量。1.(2012海南卷)關于生物體內組成蛋白質的氨基酸的敘述，錯誤的是( )A分子量最大的氨基酸是甘氨酸B有些氨基酸不能在人體細胞中合成C氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵D不同氨基酸之間的差異是由R基引起的A【解析】甘氨酸是分子量最小的氨基酸，A錯誤；氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸只能從食物中獲取，人體內不能合成，B正確；氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵，C正確；R基的不同決定了氨基酸之間的差異，D正確。2.(2012海南卷)關于蛋白質的敘述，錯誤的是( )A有些蛋白質是染色體的組成成分B酶在催化反應前后，其分子結構不變C食鹽作

13、用下析出的蛋白質發(fā)生了變性D蛋白質可與雙縮脲試劑產生紫色反應C【解析】染色體的主要組成成分是DNA和蛋白質，A正確；作為催化劑的酶在反應前后不發(fā)生變化，B正確；少量的鹽能夠促進蛋白質的溶解，但如果向蛋白質溶液中加入濃的鹽溶液，可使蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出，這種現(xiàn)象叫做鹽析，依據(jù)的原理是蛋白質在不同濃度鹽溶液中的溶解度不同，沒有改變蛋白質的空間結構，C不正確；蛋白質分子中含有肽鍵，可以與雙縮脲試劑產生紫色反應，D正確。 3.(2010江蘇卷)某種蛋白酶是由129個氨基酸脫水縮合形成的蛋白質。下列敘述正確的是( )A該蛋白酶分子結構中至少含有129個氨基和129個羧基B該蛋白酶溶液與雙縮脲

14、試劑發(fā)生作用，產生紫色反應C利用透析法純化該蛋白酶時，應以蒸餾水作為透析液D用含該蛋白酶的洗衣粉去除油漬，效果比其他類型加酶洗衣粉好 B【解析】本題考查蛋白酶的化學本質、組成、結構及鑒定等。該蛋白酶只有一條鏈時，所含有的氨基和羧基數(shù)目都至少含有一個，A項錯誤。因其本質為蛋白質，故可與雙縮脲試劑產生紫色反應，B項正確。用透析法純化蛋白酶時，應用緩沖液作為透析液以保持蛋白酶的活性，C項錯誤。因酶具有專一性，油漬為脂肪，故利用含蛋白酶的洗衣粉去污比用含脂肪酶的效果差，D項錯誤。4.層粘連蛋白是由一條重鏈(A鏈)和兩條輕鏈(B1、B2鏈)構成的高分子糖蛋白，作為細胞結構成分，含有多個結合位點并保持細胞

15、間粘連及對細胞分化等都有作用，層粘連蛋白結構示意圖如下，若該蛋白由m個氨基酸構成，下列有關說法不正確的是( )DA該層粘連蛋白含有的肽鍵數(shù)為m3B該蛋白在細胞識別中具有重要作用C癌細胞膜表面層粘連蛋白減少D該物質的合成只需核糖體即可完成【解析】肽鍵數(shù)等于氨基酸數(shù)減去肽鏈數(shù)；糖蛋白在細胞識別中有重要作用；癌細胞膜表面糖蛋白減少；核糖體上只能合成蛋白質，不能合成多糖。 5.綠色熒光蛋白簡稱GFP，是由238個氨基酸組成的單鏈，最初是從維多利亞多管發(fā)光水母中分離出來的結構蛋白，會發(fā)出綠色熒光。下列有關GFP的說法正確的是( ) DAGFP合成過程中形成了239個肽鍵BGFP是由核糖體合成、內質網(wǎng)加工

16、并由高爾基體分泌的，同時由線粒體提供能量C由于此種蛋白質合成時進行了逆轉錄的過程，故GFP會發(fā)出熒光DGFP可以整合到細胞膜表面，用于標記定位癌細胞【解析】GFP是由238個氨基酸組成的單鏈，則在合成過程中脫去了237個水分子，形成237個肽鍵。GFP為結構蛋白，不能由高爾基體分泌到細胞外。逆轉錄是某些病毒具有的過程。GFP可以整合到細胞膜表面，用于癌細胞的標記定位。6. 瘋牛病病毒(朊病毒)是不同于細菌和病毒的生物形式，只含畸形蛋白質，不利用DNA或RNA進行復制，而是利用正常細胞中與其氨基酸排列順序一致的蛋白質進行復制。下列方法中可以用來檢測牛飼料中是否含有朊病毒的是( )DA用雙縮脲試劑

17、檢測牛飼料中的提取液B用DNA探針檢測牛飼料中的提取液C提取牛飼料中的蛋白質，然后進行氨基酸測序，看是否與朊病毒的氨基酸序列相同D以上方法均不可取【解析】本題以信息題形式考查蛋白質的有關問題。從題干中知“只含畸形蛋白質，不利用DNA或RNA進行復制”可排除B；由“利用正常細胞中與其氨基酸排列順序一致的蛋白質進行復制”可排除C；朊病毒和飼料中均含蛋白質，可排除A。 7.蛋白質在動物體內的消化過程可表示為：現(xiàn) 有 某 種 鏈 狀 多 肽 ， 其 化 學 式 是C55H70O19N10，消化后只得到下列四種氨基酸。請回答： 酶2是指 肽酶(或腸肽酶) 該多肽是由 10 個氨基酸通過 脫水縮合 反應而形成的，控制該多肽合成的基因上至少有 30 個嘧啶堿基。如該多肽是某種激素，則該激素從合成到分泌整個過程中，參與的細胞器有 核糖體、內質網(wǎng)、 高爾基體和線粒體 。一分子該多肽被消化后，得到 4 個谷氨酸分子。 【解析】