必修1 第3講 生命活動的主要承擔者-蛋白質(zhì)課件

1、第3講 生命活動的主要承擔者蛋白質(zhì)（實驗的科學原則） 一、氨基酸及其種類 組成蛋白質(zhì)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(zhì)，目前發(fā)現(xiàn)組成生物 體蛋白質(zhì)的氨基酸約有20 種。 1.基本組成元素：C、H、O、有的還含有P、S。1.氨基酸由哪些化學元素組成 ？2.這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點？3.不同氨基酸分子的區(qū)別在哪里？ 思考與討論能否寫出氨基酸的通式？ (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(gòu)成生物體蛋白質(zhì)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，

2、可通過R基判斷氨基酸的種類。 【例1】蛋白質(zhì)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肽鍵。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)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(zhì)的分子結(jié)構(gòu)特點。NH2代表氨基，COOH代表羧基，NHCO代表肽鍵。 二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(jié)合方式。其中羧基提供一個OH，氨基提供一個H。CHR1NH2COCH

3、COOHR2HNH2O二肽肽鍵脫水縮合三、氨基酸的結(jié)合方式CHCOOHR3HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNO二肽H2O氨基酸三肽肽鍵肽鍵脫水縮合三、氨基酸的結(jié)合方式注意：反應產(chǎn)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，而不是R基中的氨基和羧基。肽鍵的不同表達形式：NHCO或CONH或 。 2蛋白質(zhì)的形成 一條或幾條肽鏈，通過一定的化學鍵互相連接在一起，再經(jīng)過折疊、盤曲和纏繞，形成復雜的空間結(jié)構(gòu)，即蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的形成過程可用如下表示： 氨基酸分子(成百上千) 肽鏈(一條或幾條) 蛋白質(zhì)

4、分子 3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣的原因可以這樣理解記憶：構(gòu)成蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)不同。 【友情提醒】肽鏈只有經(jīng)過有規(guī)則的盤繞、折疊成一定的空間結(jié)構(gòu)后才是蛋白質(zhì)，所以多肽并非就是蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)變性時遭到破壞的是其空間結(jié)構(gòu)。 【例2】下列有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能多樣性的說法正確的是() A蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性與構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)有關(guān) B已知某化合物具有催化功能，可以推斷此物質(zhì)為蛋白質(zhì) C有些蛋白質(zhì)具有免疫功能，如抗體；有些蛋白質(zhì)具有接受信息的功能，如受體?？贵w與受體都具有專一性 D蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變，不會影

5、響其生物活性C 【解析】本題考查蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因，蛋白質(zhì)的特性和功能。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性與肽鏈盤曲折疊成的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，氨基酸無空間結(jié)構(gòu)；具有催化功能的是酶，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少部分是RNA；蛋白質(zhì)具有免疫、信息傳遞等功能，而抗體只能與特異性抗原相結(jié)合，受體只能與特定的信號分子結(jié)合，它們都具有專一性；蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變會影響其生物活性。 三、蛋白質(zhì)功能 蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)生命活動的承擔者，其主要功能總結(jié)如下：項目類型功能舉例結(jié)構(gòu)蛋白許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體的成分肌動蛋白、肌球蛋白調(diào)節(jié)作用對細胞和生物體的生命活動有重要的調(diào)節(jié)作用胰島素、生長激素等蛋白質(zhì)類激素催化作用催化細胞內(nèi)的各種化學

6、反應酶幾乎都是蛋白質(zhì) 【例2】 (2010淄博一模)下圖是人體內(nèi)的三個生理過程示意圖，其中Y代表不同類型的蛋白質(zhì)。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(zhì)是受體糖蛋白，該糖蛋白也可存在于細胞膜的內(nèi)側(cè) B若過程中的X是抗原，則Y是抗體。產(chǎn)生Y物質(zhì)的細胞可以識別相應的抗原 C若過程中的X是食物蛋白，則Y的釋放與細胞膜的流動性有關(guān) D若過程中的X為反應底物，則Y在人體細胞內(nèi)均分布于生物膜上CHCOOHR3HNOHHCCHR1NH2COCHR2HNO二肽H2O氨基酸三肽肽鍵肽鍵脫水縮合三、氨基酸的結(jié)合方式1.10個氨基酸脫水縮合成一條肽鏈的化合物，這個化合物的名稱為 ，含有 個肽鍵

7、，失去 個水分子。多肽992.10個氨基酸脫水縮合成三條肽鏈，這三條肽鏈含有 個肽鍵，失去 水分子。773.n個氨基酸脫水縮合成m條肽鏈，這m條肽鏈含有 個肽鍵，失去 個水分子。n-mn-m課堂練習 四、與蛋白質(zhì)有關(guān)的計算 1、關(guān)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(guān)； (5)蛋白質(zhì)完全水解

8、時所需要的水分子數(shù)等于該蛋白質(zhì)形成時脫去的水分子數(shù)； (6)蛋白質(zhì)合成過程中相對分子質(zhì)量的變化：氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，數(shù)目為n，肽鏈數(shù)為X，則蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)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(guān)系進行換算。ACUGGAUC UmRNAtRNAUGA CCU AGA蘇氨酸甘氨酸絲氨酸 轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)密碼子ACU GGA UCUDNAACTGGATC TTGACCTAGA肽鍵 肽鍵蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目與mRNA、DNA中堿基數(shù)目的關(guān)系如果某蛋白質(zhì)中有n個氨基酸，則指導該蛋白質(zhì)合成的mRNA的堿基數(shù)

9、目為至少 ，控制該蛋白質(zhì)合成的DNA（基因）中的堿基數(shù)目為至少 。3n6n 比例是_136 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(zhì)量之間的關(guān)系 【友情提醒】蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算中若通過圖示或其他形式告知蛋白質(zhì)中有二硫鍵形成時，要考慮脫去氫的質(zhì)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(gòu)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(zhì)分子含a條

10、肽鏈，共有b個氨基酸殘基，如果氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是c，則該蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量以及水解時需要的水的相對分子質(zhì)量分別是() Ab(c18)18a和18(ba) Bb(c18)18a和18(ab) Cb(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(zhì)量與蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量之間的數(shù)量轉(zhuǎn)換。 (1)先求氨基酸形成蛋白質(zhì)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(zhì)的相對分子質(zhì)量為：氨基酸總相對分子質(zhì)量失去水的總相對分子質(zhì)量bc18(ba)b(c18)18a。 (3)合成蛋白質(zhì)時失去的水分子數(shù)等于蛋白質(zhì)

11、水解需要的水分子數(shù)。1蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算中若通過圖示或其他形式告知蛋白質(zhì)中有二硫鍵形成時，要考慮脫去氫的質(zhì)量。2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。3信使RNA堿基是氨基酸數(shù)的三倍，不考慮終止密碼子。4脫去的水分子中，H既來自氨基又來自羧基，O來自羧基。5若脫水縮合形成的多肽鏈構(gòu)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)。 一、理論歸納 1概述 科學性原則是指設(shè)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(1)在保質(zhì)期內(nèi)，豆腐乳放置的時間越長，蛋白質(zhì)含量越低，

12、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。 (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(jīng)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(zhì)被微生物產(chǎn)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(zhì)期內(nèi)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(nèi)通過 氨基 轉(zhuǎn)換 。作用形成新的氨基酸， 還可以由氨基酸產(chǎn)生的不含氮部分合

13、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(zhì)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(zhuǎn)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，也可以氧化分解產(chǎn)生CO2和H2O，并釋放能量。 1.(2009上海)某蛋白質(zhì)由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質(zhì)至少有氧原子的個數(shù)是( ) Anm Bn2m Cnm Dn2m 【解析】由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知一個氨基酸至少

14、有兩個O，形成蛋白質(zhì)縮合過程中要脫掉水，2n(nm)nm。C 2.(2009上海)某條多肽的相對分子質(zhì)量為2778，若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長度至少是( ) A75對堿基 B78對堿基 C90對堿基 D93對堿基 【解析】根據(jù)題中條件可知該多肽由30個氨基酸組成，則應為30個密碼子再加上終止密碼子，應為31，編碼多肽的基因堿基為316186,93對堿基。D 3.(2008上海)現(xiàn)有氨基酸800個，其中氨基總數(shù)為810個，羧基總數(shù)為808個，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目依次分別為( ) A798、2和2 B79

15、8、12和10 C799、1和1 D799、11和9 【解析】肽鍵數(shù)等于氨基酸數(shù)800減去肽鏈的條數(shù)2為798。每條肽鏈前有一個羧基，后有一個氨基，加上R基有10個氨基，8個羧基，所以，氨基和羧基的數(shù)目依次分別12和10。B4.層粘連蛋白是由一條重鏈(A鏈)和兩條輕鏈(B1、B2鏈)構(gòu)成的高分子糖蛋白，作為細胞結(jié)構(gòu)成分，含有多個結(jié)合位點并保持細胞間粘連及對細胞分化等都有作用，層粘連蛋白結(jié)構(gòu)示意圖如下，若該蛋白由m個氨基酸構(gòu)成，下列有關(guān)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(zhì)的合成只需核糖體即可完成【解析】肽鍵數(shù)等

16、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(zhì)，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(jié)構(gòu)蛋白，會發(fā)出綠色熒光。下列有關(guān)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工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(zhì)合成時進行了逆轉(zhuǎn)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

17、為結(jié)構(gòu)蛋白，不能由高爾基體分泌到細胞外。逆轉(zhuǎn)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(zhì)，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(zhì)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(zhì)，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(zhì)的有關(guān)問題。從題干中知“只含畸形蛋白質(zhì)，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(zhì)進行復制”可排除C；朊病毒和飼料中均含蛋白質(zhì)，可排除A。 7.蛋白質(zhì)在動物體內(nèi)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