第三課時(shí)生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者

對(duì)命運(yùn)承諾，對(duì)承諾負(fù)責(zé)！生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者

——蛋白質(zhì)第三課時(shí)要點(diǎn)分析氨基酸的種類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能多樣性蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算一、氨基酸的種類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、元素組成：主要是：

，許多蛋白質(zhì)還含

，少數(shù)含

。2、氨基酸的種類：必需氨基酸：

。非必需氨基酸：

。C、H、O、NP、S微量元素甲攜來一本亮色書12種20種CHRCOOH氨基3、氨基酸的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：①每個(gè)氨基酸分子

都含有一個(gè)

和一個(gè)

。②一個(gè)

、一個(gè)

和一個(gè)

連在

碳原子上，

不同、氨基酸不同。羧基至少氨基(—NH2)羧基(—COOH)氨基羧基H原子同一個(gè)R基知識(shí)點(diǎn)一NHH知識(shí)點(diǎn)1：氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其種類【例1】下列4種化合物中，能參與構(gòu)成蛋白質(zhì)的是()B．H2N－CH2－CH2－COOHC．CH3－CH2－COOHD．CH3－CH2－CH2－NH3

A二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功能1、氨基酸的脫水縮合：(1)場(chǎng)所：(2)過程：一個(gè)氨基酸的

和另一個(gè)氨基酸的

相連接，脫去

，需要

的催化。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功能核糖體氨基(-NH2)羧基(-COOH)一分子H2O酶1、氨基酸的脫水縮合：(3)肽鍵：連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵，可表示為(4)H2O中O的來源:

，H2O中H的來源:______________________。一個(gè)來自氨基，一個(gè)來自羧基羧基(-COOH)(5)一條肽鏈上至少有一個(gè)游離的

和一個(gè)游離的

，并分別位于肽鏈的

。(6)R基中的—NH2或—COOH不參于肽鏈的形成，故多余的—NH2或—COOH位于

中。氨基(-NH2)羧基(-COOH)兩端1、氨基酸的脫水縮合：R基蛋白質(zhì)與肽鏈的本質(zhì)區(qū)別：

是否具有空間結(jié)構(gòu)2、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次及其多樣性氨基酸多肽(肽鏈)蛋白質(zhì)脫水縮合盤曲、折疊核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(1)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次：蛋白質(zhì)與多肽的關(guān)系：

每個(gè)蛋白質(zhì)分子可以由1條肽鏈組成，也可由幾條肽鏈通過一定的化學(xué)鍵（肯定不是肽鍵）連接而成。但多肽只有折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)而構(gòu)成蛋白質(zhì)時(shí)，才能執(zhí)行特定的生理功能。(2)蛋白質(zhì)與多肽的比較蛋白質(zhì)多肽空間結(jié)構(gòu)有無多樣性原因四個(gè)方面只有三個(gè)方面，無空間結(jié)構(gòu)差異生物活性具有通常無聯(lián)系每個(gè)蛋白質(zhì)分子可以由1條肽鏈組成，也可由幾條肽鏈通過一定的化學(xué)鍵(如“二硫鍵”)連接而成提醒翻譯的直接產(chǎn)物——

，不叫蛋白質(zhì)，多肽必須在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上再加工后，形成一定的空間結(jié)構(gòu)才叫蛋白質(zhì)多肽（2）蛋白質(zhì)多樣性的原因①氨基酸的

不同，構(gòu)成的肽鏈不同，如圖：－□－□－□－□－□－－○－○－○－○－○－②氨基酸的

不同，構(gòu)成的肽鏈不同，如圖：－□－□－□－□－□－－□－□－□－□－③氨基酸的

不同，構(gòu)成的肽鏈不同，如圖：－□－○－○－□－○－－○－□－○－□－○－種類數(shù)目排列順序④肽鏈的

不同，構(gòu)成的蛋白質(zhì)不同，如下圖所示：

數(shù)目和折疊方式強(qiáng)調(diào)：蛋白質(zhì)多樣性與生物多樣性的關(guān)系①氨基酸

不同

成百上千

千變?nèi)f化②多肽鏈的

。種類數(shù)目排列順序(2)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因盤曲、折疊方式蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)主要的承擔(dān)者，其主要功能如下：功能實(shí)例羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲絕大多數(shù)酶載體、血紅蛋白信息傳遞和調(diào)節(jié)

等蛋白類激素催化作用運(yùn)輸作用胰島素抗體3、蛋白質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)蛋白免疫作用3、蛋白質(zhì)的功能(連線)考點(diǎn)二教材中常見蛋白質(zhì)（1）大部分酶：如消化酶（蛋白酶、脂肪酶）等（2）部分激素：如胰島素、生長(zhǎng)激素（3）載體蛋白（4）抗體（抗毒素凝集素）（5）部分抗原：如決定病毒抗原特異性的衣殼。（6）糖被：位于細(xì)胞膜外表面，由蛋白質(zhì)和多糖組成（7）血紅蛋白（8）膠原蛋白和彈性蛋白：動(dòng)物細(xì)胞間質(zhì)的主要成分。（12）含有蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)材料：黃豆研磨液、蛋清等。功能多樣性與結(jié)構(gòu)多樣性的關(guān)系蛋白質(zhì)多樣性與生物多樣性的關(guān)系蛋白質(zhì)的變性（一般不可逆）

蛋白質(zhì)在重金屬鹽（汞鹽，銀鹽，銅鹽）、酸、堿、乙醇等存在下或加熱至70---1000C或在X射線、紫外線的作用下其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變和破壞，從而失去生物活性。蛋白質(zhì)的鹽析（不破壞生物活性，可逆）

中性鹽對(duì)蛋白質(zhì)的溶解度有顯著影響，一般在低鹽濃度下隨著鹽濃度升高，蛋白質(zhì)的溶解度增加，此稱鹽溶；當(dāng)鹽濃度繼續(xù)升高時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度不同程度下降并先后析出，這種現(xiàn)象稱鹽析。由于各種蛋白質(zhì)分子顆粒大小、親水程度不同，故鹽析所需的鹽濃度也不一樣，因此調(diào)節(jié)混合蛋白質(zhì)溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質(zhì)分段沉淀。

常用的中性鹽有硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等。

蛋白質(zhì)是細(xì)胞中重要的有機(jī)化合物，以下關(guān)于蛋白質(zhì)的說法中，正確的是()①所有的酶都是蛋白質(zhì)②大多數(shù)抗體是蛋白質(zhì)③所有的抗原都是蛋白質(zhì)④部分激素是蛋白質(zhì)⑤生物膜上的載體都是蛋白質(zhì)⑥神經(jīng)遞質(zhì)都是蛋白質(zhì)A．①②⑤B．②③④⑤C．④⑤D．②⑤⑥C催產(chǎn)素、牛加壓素、血管舒緩素等多肽化合物的氨基酸數(shù)量相同，但其生理功能卻不同，原因有()①氨基酸種類不同②合成的場(chǎng)所不同③氨基酸的排列順序不同④肽鏈的折疊盤曲方式不同A.①②③B.①③④C.②③④D.①②③④B三、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算1、直鏈肽中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系：肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)=氨基酸總數(shù)-肽鏈數(shù)2、環(huán)狀肽中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系：肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)=氨基酸總數(shù)3、蛋白質(zhì)中游離的氨基或羧基數(shù)的計(jì)算：（1）至少含有的氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)（2）游離的氨基(或羧基數(shù))=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基(或羧基數(shù))=各氨基酸中氨基(或羧基)總數(shù)-肽鍵數(shù)。4、蛋白質(zhì)中N、0原子的計(jì)算：(1)氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中N的總數(shù)。(2)氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中O的總數(shù)-脫去水分子數(shù)。5、蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算：1、基本計(jì)算(1)氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)=各氨基酸中氨基總數(shù)-肽鍵數(shù)。(2)羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的羧基數(shù)=各氨基酸中羧基總數(shù)-肽鍵數(shù)。(3)氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中N的總數(shù)。(4)氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中O的總數(shù)-脫去水分子數(shù)。(5)氫原子數(shù)=各氨基酸中H的總數(shù)-2×脫去水分子數(shù)。三、蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算(6)假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽相對(duì)分子質(zhì)量

1n-1n-1至少1個(gè)至少1個(gè)na-18(n-1)mn-mn-m至少m個(gè)至少m個(gè)na-18(n-m)(7)假設(shè)某多肽中氨基酸數(shù)為n，控制其合成的基因和mRNA中至少含有的堿基數(shù)為6n和3n。2.蛋白質(zhì)分子水解(1)徹底水解，產(chǎn)物為氨基酸計(jì)算時(shí)可參照脫水縮合過程，可簡(jiǎn)單理解為脫水縮合的“逆反應(yīng)”，即加入水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)。(2)不徹底水解，產(chǎn)物為幾段短肽鏈如某三十九肽中共有丙氨酸4個(gè)，現(xiàn)去掉其中的丙氨酸得到4條長(zhǎng)短不等的多肽(如圖所示)。下面是某蛋白質(zhì)的肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖（圖1，其中數(shù)字為氨基酸序號(hào)）及部分肽鏈放大圖（圖2），請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述中不正確的是（）A.該蛋白質(zhì)中含有兩條肽鏈49個(gè)肽鍵B.從圖2可推知該蛋白質(zhì)至少含有4個(gè)游離的羧基C.決定該蛋白質(zhì)合成的mRNA中至少含有153個(gè)堿基D.若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為51a－49×18D【典例訓(xùn)練2】某非環(huán)狀多肽，經(jīng)測(cè)定其分子式是C21HxOyN4S2。已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種作為原料合成的。苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H7NO2)、亮氨酸(C6H13NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)。下列有關(guān)該多肽的敘述，不正確的是()A.該多肽徹底水解后能產(chǎn)生3種氨基酸B.該多肽中氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5C.該多肽中有三個(gè)肽鍵，為三肽化合物D.該多肽在核糖體上形成，形成過程中相對(duì)分子質(zhì)量減少了54

【解題指南】1.題眼：幾種作為原料的氨基酸均只有1個(gè)氮原子，分析出該多肽含4個(gè)氨基酸。2.解題思路：由多肽分子式→四肽→半胱氨酸數(shù)目→另外兩種氨基酸，進(jìn)而判斷各選項(xiàng)是否正確。

【解析】選C。依據(jù)分子式中N為4個(gè)，并分析提供的氨基酸種類，可得出由4個(gè)氨基酸組成，為四肽，存在三個(gè)肽鍵，即C項(xiàng)是錯(cuò)誤的。再分析多肽的形成：在核糖體上，形成過程中相對(duì)分子質(zhì)量減少了54；再分析S的數(shù)目為2個(gè)，可分析出4個(gè)氨基酸中有2個(gè)是半胱氨酸(C3H7NO2S)，即水解能形成的氨基酸為3種，再結(jié)合碳原子數(shù)目為21個(gè)，減去6個(gè)C原子(2個(gè)是半胱氨酸)，為15個(gè)C原子，可分析出另兩個(gè)氨基酸為苯丙氨酸和亮氨酸，進(jìn)一步推出該多肽中氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5，A、B、D三項(xiàng)是正確的。

【互動(dòng)探究】該多肽中含有多少個(gè)游離的氨基和羧基？提示：均為1個(gè)。分析：分析幾種原料氨基酸都只含有1個(gè)氮原子，即R基中均無氨基，因此該多肽含有1個(gè)游離的氨基。同理可推出含有1個(gè)游離的羧基。

【變式備選】由m個(gè)氨基酸構(gòu)成的一個(gè)蛋白質(zhì)分子，含n條肽鏈，其中z條是環(huán)狀多肽，這個(gè)蛋白質(zhì)分子完全水解共需水分子個(gè)數(shù)為()A.m-n+zB.m-n-zC.m-z+nD.m+z+n

5.某蛋白質(zhì)由m條肽鏈、n個(gè)氨基酸組成。該蛋白質(zhì)至少含有氧原子的個(gè)數(shù)是()A.n-mB.n-2mC.n+mD.n+2m【解析】選C。經(jīng)分析該蛋白質(zhì)有肽鍵n-m個(gè)、至少含游離的羧基有m個(gè)(每一肽鏈的尾端肯定有一個(gè)羧基)，由此可以計(jì)算出它至少有的氧原子是n-m+2m=n+m(一個(gè)肽鍵中肯定有一個(gè)氧原子、一個(gè)羧基中肯定有兩個(gè)氧原子)。

6.某蛋白質(zhì)分子含a條肽鏈，共有b個(gè)氨基酸殘基，如果氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量是c，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量以及水解時(shí)需要的水的相對(duì)分子質(zhì)量分別是A．b(c－18)＋18a和18(b－a)B．b(c＋18)＋18a和18(a＋b)C．b(c－18)－18a和18(a－b)D．b(c＋18)－18a和18(b－a)A．解析此題主要考查氨基酸數(shù)目、氨基酸相對(duì)分子質(zhì)量與蛋白質(zhì)相對(duì)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(shí)失去的水分子數(shù)：失去水分子數(shù)＝氨基酸個(gè)數(shù)－肽鏈條數(shù)＝b－a。(2)形成蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為：氨基酸總相對(duì)分子質(zhì)量－失去水的總相對(duì)分子質(zhì)量＝bc－18(b－a)＝b(c－18)＋18a。(3)合成蛋白質(zhì)時(shí)失去的水分子數(shù)等于蛋白質(zhì)水解時(shí)需要的水分子數(shù)。