生命活動的主要承擔者-蛋白質課件

第2節(jié)

生命活動的主要承擔者——蛋白質

一、氨基酸及其種類1.氨基酸的作用:組成_______的基本單位。蛋白質2.氨基酸:(1)結構通式:①寫出字母所代表的結構。a._____;b._____。②氨基酸的種類、性質不同取決于____不同。氨基羧基R基(2)氨基酸的種類及分類。①種類:組成生物體蛋白質的氨基酸約有___種。20必需氨基酸非必需氨基酸二、蛋白質的形成過程1.蛋白質的結構層次:脫水縮合盤曲、折疊蛋白質2.蛋白質的形成過程:(1)過程名稱:_________。(2)寫出序號代表的物質或結構。產物①:___。產物②:_____。結構③:_____。脫水縮合H2O二肽肽鍵三、蛋白質的結構及功能1.蛋白質結構多樣性的原因:(1)氨基酸方面:組成蛋白質的氨基酸的_____、_____及_________的千變萬化。(2)肽鏈方面:組成蛋白質的肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的_________不同。種類數目排列順序空間結構2.蛋白質的功能(連線):【預習自測】1.組成蛋白質的基本單位是(

)A.甘氨酸B.氨基酸C.二肽D.多肽【解析】選B。氨基酸是蛋白質的基本組成單位。2.養(yǎng)蠶繅絲織成絲綢是我國古代勞動人民的偉大發(fā)現,蠶絲的主要成分是(

)A.氨基酸 B.糖類 C.脂質 D.蛋白質【解析】選D。蠶絲的主要成分是蛋白質。3.區(qū)別組成蛋白質的20種氨基酸的依據是(

)A.R基不同B.氨基酸數目不同C.羧基不同D.碳原子數不同【解析】選A。氨基酸的結構通式為,由此可見,區(qū)別組成蛋白質的20種氨基酸的依據是R基不同。4.與蛋白質結構的多樣性無關的是(

)A.氨基酸的數目、種類和排列順序B.構成蛋白質的多肽鏈的數目C.構成蛋白質的多肽鏈的空間結構D.氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基【解析】選D。蛋白質的結構多樣性主要由氨基酸的數目、種類、排列順序及空間結構決定,至少含有一個氨基和一個羧基是氨基酸的結構特點。5.(2017·哈爾濱高一檢測)某化合物含C、H、O、N等元素,下列哪項最不可能是它的功能(

)A.是構成羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的主要成分B.催化作用C.是細胞內主要的儲能物質D.組成各種膜結構【解析】選C。某化合物含C、H、O、N等元素,最可能是蛋白質。蛋白質的功能包括結構物質(毛發(fā),蠶絲等)、催化作用(酶)、免疫(抗體)、調節(jié)(激素)、運輸(血紅蛋白),故A、B、D正確。細胞內主要的儲能物質是脂肪,C錯誤。主題1氨基酸及其種類【問題探究】1.氨基酸的結構特點:(1)分析以上四種氨基酸,探究其共同點。①元素組成:_________________________。②結構組成:____________________________________________________________。③氨基和羧基的連接:____________________________________________。都含有C、H、O、N四種元素都至少含有一個氨基、一個羧基、一個中心碳原子,此外都含有R基都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上(2)組成蛋白質的氨基酸中“至少”都含有一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH)。①強調“至少”的原因是:_________________________________________________________________________________________________________________。②如果氨基酸中含有多個氨基或羧基,則多出的氨基或羧基一定在氨基酸的____中。從氨基酸的結構通式可以看出,都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上,所以每種氨基酸至少都含一個氨基和一個羧基R基【拓展延伸】類比推理法理解氨基酸的結構(1)類比:把氨基酸分子比喻成人,兩只手分別代表氨基和羧基,兩條腿代表氫,頭代表R基,軀干代表中心碳原子。(2)圖示:2.氨基酸的判斷:試判斷下列有機酸是否是組成生物體內蛋白質的氨基酸。并簡要說明判斷的理由。(1)判斷:___(填“是”或“否”)。理由:_______________________________________________。具有一個氨基和一個羧基,且連接在同一個碳原子上是(2)判斷:___(填“是”或“否”)。理由:_______________________________________________。否雖然具有氨基和羧基,但沒有連接在同一個碳原子上【探究總結】組成蛋白質的氨基酸的兩個判斷標準和一個決定關鍵(1)兩個判斷標準。①一個數量標準:至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)。②一個位置標準:都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上,且這個碳原子上還連接一個—H和一個R基。(2)一個決定關鍵:R基。①決定氨基酸的種類和理化性質。②決定氨基酸中所含有氨基和羧基的數量:除了連接在同一碳原子上的氨基和羧基外,多余的氨基和羧基一定位于R基中。③決定氨基酸的組成元素:氨基酸結構通式中含有C、H、O、N四種元素,若含有其他元素,則一定位于R基中?！咎骄坑柧殹?.(2017·聊城高一檢測)下面是四種構成蛋白質的氨基酸的結構簡式,下列敘述錯誤的是(

)A.構成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.上述四種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、

—CH2COOHC.R基中可以有氨基或羧基D.每個氨基酸只能含有一個氨基【解題指南】解答本題需突破以下兩點:(1)找出甲、乙、丙、丁中連接在同一個碳原子上的氨基和羧基,確定每種氨基酸的R基。(2)氨基酸結構通式中的元素組成有C、H、O、N,若含有其他元素,則一定位于R基中?！窘馕觥窟xD。根據圖中氨基酸的結構簡式可知,各種氨基酸的組成元素都有C、H、O、N,A正確。氨基酸的種類決定于R基,如-H、-CH3、-CH2OH、-CH2COOH,B正確。R基中可以含有任意基團,也可能包括氨基或羧基,C正確。構成蛋白質的氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基,如果R基上含有氨基或羧基,則會多于一個,如丁中R基上含有一個羧基,若將其換成氨基,則其含有兩個氨基,D項錯誤。2.(2017·內蒙古高一檢測)已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2,那么該氨基酸的R基是(

)A.-C7H7O

B.-C7H7C.-C7H7N D.-C7H5NO【解題指南】解答本題需掌握氨基酸的結構通式?！窘馕觥窟xB。根據氨基酸的結構通式可知氨基酸的化學式通式為C2H4NO2R,結合苯丙氨酸的分子式C9H11NO2,可知該氨基酸的R基是-C7H7,B正確。主題2蛋白質的形成過程【問題探究】結合“氨基酸脫水縮合的過程”示意圖,思考并探討:1.參與脫水縮合的結構及產物分析:(1)參與“脫水”的結構是_______________________,R基中的氨基或羧基是否參與脫水縮合?_______。相鄰氨基酸的氨基和羧基不參與(2)產物中H2O的來源:H2O中的H來源于___________,O來源于_____。(3)該多肽中氨基和羧基的數量和位置。①至少含有氨基和羧基的數量:______。②這些氨基和羧基分布于肽鏈的位置:______________________。氨基和羧基羧基各1個分別分布于肽鏈的兩端【拓展延伸】類比推理法理解氨基酸的脫水縮合(1)類比:三個同學手牽手連在一起,牽在一起的手代表“肽鍵”。兩端同學的沒牽在一起的手分別代表肽鏈兩端游離的氨基和羧基。(2)圖示:2.脫水縮合過程中的數量關系:(1)當參與上述過程的氨基酸數為2或3時,試結合表格探討:氨基酸數脫去水分子數形成肽鍵數2____3____1122(2)當參與上述過程的氨基酸數為n,形成3條肽鏈時:①3條肽鏈中所含的肽鍵數=____。②該過程脫去的水分子數=____。③若氨基酸的平均相對分子質量為a,則該3條肽鏈的總相對分子質量=___________。n-3n-3na-18(n-3)提示:形成3條肽鏈共脫掉的水分子數是n-3,即減少的水分子的相對分子質量為18(n-3),所以該3條肽鏈的總相對分子質量是na-18(n-3)?！就卣寡由臁棵撍s合過程中的“變化”與“不變”(1)氨基和羧基的數目。①變化的:連接在同一個碳原子上的氨基和羧基。②不變的:R基中的不變。(2)原子數目。①變化的:O和H的原子數目。每個氨基酸的氧原子數為2+R基中的氧原子數,而每形成一分子水,便脫去2個H和1個O。②不變的:C、N及R基中的S不參與脫水縮合,數目前后無變化。a.蛋白質中C原子個數=氨基酸的個數×2+R基中C原子個數。b.蛋白質中N原子個數=氨基酸的個數+R基中N原子個數。【探究總結】1.蛋白質的結構層次:C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→三肽→多肽蛋白質2.氨基酸脫水縮合的兩個關鍵點:(1)脫水的結構:參與脫水縮合的分別是相鄰氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基,R基不參與脫水縮合。(2)縮合的產物:H2O和二肽(或多肽)。產物不能直接說是蛋白質,因蛋白質需要由肽鏈進一步盤曲、折疊才能形成。3.氨基酸脫水縮合的相關計算規(guī)律:(1)假設氨基酸的平均相對分子質量為a,由n個氨基酸分別形成肽鏈或環(huán)狀多肽,有以下數量關系:多肽形成肽鍵數脫去水分子數氨基數目羧基數目多肽相對分子質量肽鏈1條n-1n-1至少1個至少1個na-18(n-1)m條n-mn-m至少m個至少m個na-18(n-m)環(huán)狀多肽nn最少為0最少為0na-18n(2)有些氨基酸R基上含有-SH,兩個-SH反應脫去兩個H,生成-S-S-,相對分子質量減少2?！咎骄坑柧殹?.(2017·濟南高一檢測)下列物質中,有的屬于構成蛋白質的氨基酸,有的不是。若將其中構成蛋白質的氨基酸各1個脫水縮合成蛋白質,則其中含有的氨基、羧基和肽鍵的數目依次是(

)A.2,2,2

B.3,3,2

C.4,3,3

D.3,4,3【解題指南】掌握組成蛋白質的氨基酸的判斷方法。氨基數(羧基數)=肽鏈數+R基上氨基數(羧基數);肽鍵數=氨基酸數-肽鏈數?！窘馕觥窟xA。構成生物體蛋白質的氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基,并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上,①③⑤屬于構成蛋白質的氨基酸,氨基酸脫水縮合形成肽鏈,兩端各有一個氨基或一個羧基沒有參與形成肽鍵,呈游離狀態(tài),而③的R基中有一個羧基,⑤的R基中有一個氨基,所以形成的是三肽,有2個氨基,2個羧基,2個肽鍵,A選項正確。2.(2017·雅安高一檢測)現有如圖所示結構的化合物,據圖回答下列問題:(1)上圖中的化合物的具體名稱是________肽,該化合物由________種氨基酸組成。(2)通過實驗得知該化合物能與雙縮脲試劑發(fā)生反應,溶液顏色為________,這是由于化合物中含有________(寫結構式)。(3)該化合物的組成單位相互結合的方式叫做________;脫去的水分子中,H來自________,該化合物水解時,需________個H2O分子參與。(4)蛋白質在高溫條件下變性失活,主要是由于高溫破壞了它的________結構?！窘忸}指南】解答本題需明確以下兩點:(1)肽鍵的結構式可以表示為,題圖中肽鍵的個數與氨基酸的個數有關。(2)熟記肽鍵數、氨基酸數與肽鏈數之間的數量關系:肽鍵數=氨基酸數-肽鏈數。【解析】(1)由圖分析可知該化合物含有四個肽鍵,則其由五個氨基酸脫水縮合而成,是五肽,又根據這五個氨基酸的R基判斷,它是由三種氨基酸組成的。(2)通過實驗得知該化合物能與雙縮脲試劑發(fā)生反應,溶液顏色為紫色,這是由于化合物中含有—CO—NH—。(3)該化合物的組成單位相互結合的方式叫做脫水縮合;脫去的水分子中,H來自氨基和羧基,因為含有4個肽鍵,所以該化合物水解時,需4個H2O分子參與。(4)蛋白質在高溫條件下變性失活,主要是由于高溫破壞了它的空間結構。答案:(1)五三(2)紫色—CO—NH—(3)脫水縮合氨基和羧基4

(4)空間【補償訓練】1.蛋白質水解時,所需的水用于(

)A.形成-COOH和-SHB.形成-COOH和連接碳的-HC.形成-SH和-OHD.形成-NH2和-COOH【解析】選D。蛋白質水解時需斷裂肽鍵,消耗的水分子中的-H用于形成-NH2,-OH用于形成-COOH。2.如圖為某二肽分子結構示意圖,已形成肽鍵和可能形成肽鍵的—NH2分別是(

)A.①③

B.②④

C.④③

D.⑤⑥【解析】選C。參與脫水縮合形成肽鍵的氨基是氨基酸中與羧基連接在同一個中心碳原子上的氨基,氨基酸的R基中的氨基或羧基不參與肽鍵的形成。分析該二肽分子結構示意圖可知,④為參與形成肽鍵的氨基,③為左側氨基酸分子中與羧基同連在中心碳原子上的氨基,可能參與肽鍵形成,①②⑤⑥分別為形成此二肽的兩個氨基酸的R基中的氨基,不參與肽鍵的形成。主題3蛋白質的結構及功能【問題探究】1.蛋白質結構多樣性的原因:下圖中□、○分別代表不同的氨基酸,“-”代表肽鍵,如圖分別代表幾種蛋白質的部分結構圖示:結合上圖探討蛋白質多樣性的原因:(1)圖示1:_____________________________。(2)圖示2:_____________________________。(3)圖示3:_________________________________。(4)圖示4:_____________________。構成蛋白質的氨基酸的種類不同構成蛋白質的氨基酸的數目不同構成蛋白質的氨基酸的排列順序不同蛋白質的空間結構不同2.多肽化合物的種類:組成蛋白質的氨基酸大約有20種。(1)若每種氨基酸數目都足夠多,由10個氨基酸可以組成____種互不相同的肽鏈。(2)若每種氨基酸只有一個,由10個氨基酸可以組成_________________________種互不相同的肽鏈。201020×19×18×17×……×11【拓展延伸】蛋白質的變性(1)變性的含義:在某些物理和化學因素的作用下,蛋白質特定的空間結構被破壞,從而導致其理化性質的改變和生物活性的喪失,稱為蛋白質的變性。(2)引起變性的因素。①重金屬鹽(汞鹽、銀鹽);②酸、堿、丙酮、尿素;③高溫;④X射線、紫外線等。(3)變性的結果:蛋白質變性過程中不發(fā)生肽鍵的斷裂,主要發(fā)生空間結構的變化,使肽鏈由有序狀態(tài)變?yōu)闊o序狀態(tài),溶解度降低易于形成沉淀。(4)低溫不會引起蛋白質變性,所以蛋白質常低溫保存?！咎骄靠偨Y】蛋白質結構多樣性與功能多樣性的關系【探究訓練】1.朊病毒蛋白(PrP)有兩種,一種是PrPc,一種是PrPsc,它們的比較如表:朊病毒蛋白項目PrPcPrPsc空間結構螺旋為主折疊為主溶解度高低致病性不致病致病肽鏈氨基酸排列順序相同因此可以推知這兩種蛋白質表現出不同性質的原因是

(

)A.溶解度不同 B.氨基酸組成的種類不同C.空間結構不同 D.組成氨基酸的數量不同【解題指南】蛋白質多樣性與組成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈盤曲折疊形成的蛋白質的空間結構不同有關,蛋白質結構多樣性決定功能多樣性?！窘馕觥窟xC。由表格信息可知,PrPc和PrPsc的氨基酸排列順序