第3課生命活動的主要承擔者蛋白質

第3課生命活動的主要承擔者蛋白質第一頁，共70頁。第3課生命活動的主要承擔者——蛋白質第二頁，共70頁。第三頁，共70頁。考點一蛋白質的結構和功能——［重點探究型］核心知識回顧1.氨基酸及其種類：分析以下四種氨基酸，回答下列問題：第四頁，共70頁。第五頁，共70頁。(1)組成元素：___________，有的還含有P、S等。(2)結構特點。①氨基和羧基的數(shù)量：每個氨基酸至少有_____氨基和_____羧基。②氨基和羧基的連接位置：都有一個氨基和一個羧基連接在_____________上。③氨基酸不同的決定因素：____的不同。C、H、O、N一個一個同一個碳原子R基第六頁，共70頁。(3)氨基酸的結構通式：__________________。(4)種類：生物體中組成蛋白質的氨基酸約___種。根據(jù)能否在人體內合成，分為20_____氨基酸(8種，嬰兒9種)_______氨基酸(12種)必需非必需第七頁，共70頁。2.多肽的形成過程：(1)過程①：名稱為_________，場所為_______。(2)物質②：名稱為_____。脫水縮合核糖體二肽第八頁，共70頁。(3)結構③：名稱為_____，其結構簡式為__________________________。(4)H2O中各元素的來源：H來自相鄰氨基酸的______________，O來自_______。(5)多個氨基酸發(fā)生脫水縮合，產(chǎn)物名稱為_____?！狽H—CO—(或—CO—NH—)—COOH和—NH2—COOH多肽肽鍵第九頁，共70頁。(6)一條肽鏈上氨基數(shù)或羧基數(shù)的確定：一條肽鏈上至少有___個游離的氨基和___個游離的羧基，分別位于肽鏈的_____；其余的氨基(或羧基)在____上。一一R基兩端第十頁，共70頁。3.蛋白質的結構層次：氨基酸脫水縮合_____盤曲、折疊蛋白質多肽第十一頁，共70頁。4.蛋白質分子多樣性的原因：(1)氨基酸(2)肽鏈的數(shù)目、盤曲、折疊方式及其形成的__________千差萬別。①_____不同②_____成百上千③_________千變萬化種類數(shù)目排列順序空間結構第十二頁，共70頁。5.蛋白質的功能：第十三頁，共70頁?！窘滩囊茁┻吔侵R】必修1P23“與生活的聯(lián)系”在雞蛋清中加入食鹽會出現(xiàn)白色絮狀物，高溫加熱后雞蛋清會呈現(xiàn)白色固態(tài)狀，導致蛋白質出現(xiàn)這兩種情況的原理相同嗎？說明理由。___________________________________________________________________________________________________________________________________________。不同。在食鹽作用下析出蛋白質，蛋白質本身的結構沒有改變，仍維持原有的生物活性；高溫加熱后蛋白質的空間結構發(fā)生了改變，喪失了原有的生物活性第十四頁，共70頁。高考探究歸納【高考典題示例】(2016·江蘇高考)蛋白質是決定生物體結構和功能的重要物質。下列相關敘述錯誤的是()世紀金榜導學號77982008第十五頁，共70頁。A.細胞膜、細胞質基質中負責轉運氨基酸的載體都是蛋白質B.氨基酸之間脫水縮合生成的H2O中，氫來自氨基和羧基C.細胞內蛋白質發(fā)生水解時，通常需要另一種蛋白質的參與D.蛋白質的基本性質不僅與碳骨架有關，而且也與功能基團相關第十六頁，共70頁?！窘忸}指南】解答本題需要注意兩點：(1)氨基酸脫水縮合的結果與蛋白質水解的條件。(2)蛋白質的結構決定蛋白質的功能。第十七頁，共70頁。【解析】選A。本題主要考查氨基酸的運輸與脫水縮合、蛋白質的水解與性質。細胞膜上負責轉運氨基酸的載體是蛋白質，細胞質基質中負責轉運氨基酸的載體是tRNA，A項錯誤。氨基酸之間脫水縮合生成的水分子中的氫來自氨基和羧基，氧來自羧基，B項正確。細胞內蛋白質水解時需要蛋白酶催化，蛋白酶屬于蛋白質，C項正確。蛋白質的基本性質與碳骨架有關，也與功能基團相關，D項正確。第十八頁，共70頁?！靖呖寄割}變式】變式1蛋白質的結構構成蛋白質的單體是_______，單體之間通過脫水縮合形成多肽，蛋白質的基本骨架是_____。氨基酸碳鏈第十九頁，共70頁。變式2蛋白質的功能研究發(fā)現(xiàn)某些蛋白質的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序相差很大，但功能有類似之處，這可能是由__________________決定的。蛋白質的空間結構第二十頁，共70頁?！緜淇挤椒ㄒ?guī)律】巧用“一、二、三、四、五”助記蛋白質的結構與功能第二十一頁，共70頁。數(shù)量氨基酸數(shù)空間結構免疫第二十二頁，共70頁。高考角度全練角度1氨基酸的結構1．(2017·西安模擬)下面是三種組成蛋白質的氨基酸的結構簡式，據(jù)圖分析下列敘述不正確的是()世紀金榜導學號77982009第二十三頁，共70頁。第二十四頁，共70頁。A．以上這三種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OHB．將這三種氨基酸(足量)置于適宜條件下，經(jīng)脫水縮合可形成的三肽化合物最多有27種C．甲是最簡單的氨基酸D．從結構簡式可看出，只要含有一個氨基和一個羧基的化合物就是組成蛋白質的氨基酸第二十五頁，共70頁。【解析】選D。根據(jù)氨基酸的結構通式可知，這三種氨基酸的R基依次是-H、-CH3、-CH2OH，A正確；將這三種氨基酸(足量)置于適宜條件下，經(jīng)脫水縮合可形成的三肽化合物最多有33=27種，B正確；甲的R基是-H，最簡單，該氨基酸是最簡單的氨基酸，C正確；構成蛋白質的氨基酸至少都有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，D錯誤。第二十六頁，共70頁。角度2蛋白質的結構2.(2017·石家莊模擬)蜂毒素是由26個氨基酸組成的一條肽鏈，則蜂毒素分子()A.至少含有1個游離的氨基和1個游離的羧基B.水解后一定能得到20種氨基酸C.能與雙縮脲試劑產(chǎn)生藍色反應D.氮元素只能存在于氨基中第二十七頁，共70頁。【解析】選A。蜂毒素是由26個氨基酸組成的一條肽鏈，至少含有游離的氨基和羧基各1個，A正確；由于組成生物體蛋白質的氨基酸約為20種，蜂毒素經(jīng)水解可能得到20種氨基酸，也可能少于20種，B錯誤；蜂毒素能與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應，C錯誤；氮元素可存在于氨基、R基和肽鍵中，D錯誤。第二十八頁，共70頁?！疽族e提醒】雙縮脲試劑不能鑒定氨基酸，但能鑒定蛋白質(包含變性的蛋白質)和多肽。這是由于氨基酸中沒有肽鍵，而蛋白質、多肽中有肽鍵。第二十九頁，共70頁。角度3蛋白質的功能3.(2017·汕頭模擬)伴侶蛋白的作用是確保蛋白質正確折疊，下列敘述正確的是()A.蛋白質的功能與其空間結構無關B.無伴侶蛋白時，產(chǎn)生的錯誤蛋白可能被蛋白酶水解C.伴侶蛋白是蛋白質合成的直接模板D.伴侶蛋白的基本單位是核糖核苷酸第三十頁，共70頁。【解析】選B。蛋白質的結構決定蛋白質的功能，所以蛋白質的功能與其空間結構有關，A錯誤；蛋白酶能催化蛋白質的水解，無伴侶蛋白時，產(chǎn)生的錯誤蛋白可能被蛋白酶水解，B正確；蛋白質合成的直接模板是mRNA，C錯誤；伴侶蛋白的化學本質是蛋白質，蛋白質的基本單位是氨基酸，D錯誤。第三十一頁，共70頁?！炯庸逃柧殹?.下面是三種化合物的結構簡式，有關三種化合物的敘述中錯誤的是()第三十二頁，共70頁。A.三種化合物可以用一個結構通式表示B.三種化合物的共同點之一是都含有一個氨基、一個羧基C.三種化合物都不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應D.三種化合物兩兩結合形成的物質的游離氨基數(shù)相同、羧基數(shù)不同第三十三頁，共70頁?！窘馕觥窟xB。A正確，三種物質都是構成蛋白質的氨基酸，都可用氨基酸的結構通式表示。B錯誤，三種氨基酸共同點應為“至少都含有一個氨基、一個羧基”。C正確，雙縮脲試劑鑒定蛋白質產(chǎn)生紫色反應，是由于蛋白質中有肽鍵；氨基酸中無肽鍵，故不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應。D正確，三種化合物兩兩結合形成的物質中游離的氨基數(shù)分別是1、1、1，羧基數(shù)分別是2、1、2。第三十四頁，共70頁。2.(2015·福建高考)人體內含有多種多樣的蛋白質，每種蛋白質()A.都含有20種氨基酸B.都是在細胞內發(fā)揮作用C.都具有一定的空間結構D.都能催化生物化學反應第三十五頁，共70頁。【解題指南】(1)題干、選項關鍵詞：“每種蛋白質”“都含有”

“都是”等。(2)關鍵知識：蛋白質結構與氨基酸的關系、蛋白質功能多樣性；人體內蛋白質的結構與功能。第三十六頁，共70頁。【解析】選C。本題主要考查蛋白質的結構與功能。A項中，細胞中合成蛋白質的基本結構單位——氨基酸約有20種，但是人體內不一定每種蛋白質都含有20種氨基酸，故錯誤。B項中，人體內的蛋白質有結構蛋白與分泌蛋白之分，分泌蛋白是在細胞內合成的，需要分泌到細胞外發(fā)揮作用，故錯誤。C項中，人體內的每種蛋白質都是由一條或多條多肽鏈經(jīng)盤曲、折疊形成第三十七頁，共70頁。的，具有一定的空間結構，故正確。D項中，人體內蛋白質的功能具有多樣性，如抗體具有免疫作用、胰島素具有信息傳遞作用、血紅蛋白具有運輸作用等，故錯誤。第三十八頁，共70頁?？键c二有關蛋白質的計算——［難點突破型］核心知識回顧1.氨基酸分子式的推算方法：(1)依據(jù)：氨基酸的結構通式可以簡寫為__________，氨基酸分子式中各原子數(shù)等于R基中各原子數(shù)分別加上結構通式中C、H、O、N原子數(shù)。R—C2H4O2N第三十九頁，共70頁。(2)兩種計算類型。①已知氨基酸分子式，推測R基的組成：如某氨基酸分子式為C6H14O2N2，則R基為________。②已知R基，寫出氨基酸的分子式：丙氨酸的R基為—CH3，則丙氨酸的分子式為_______。—C4H10NC3H7O2N第四十頁，共70頁。2.利用形成蛋白質的結構圖解完成相應的計算規(guī)律：第四十一頁，共70頁。(1)氨基數(shù)和羧基數(shù)。①氨基數(shù)=_______+R基中的氨基數(shù)=氨基酸中所有的氨基數(shù)-肽鍵數(shù)。②羧基數(shù)=_______+R基中的羧基數(shù)=氨基酸中所有的羧基數(shù)-肽鍵數(shù)。肽鏈數(shù)肽鏈數(shù)第四十二頁，共70頁。(2)肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)和蛋白質相對分子質量。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1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽：第四十三頁，共70頁。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)目蛋白質相對分子質量1____n-1至少__個至少__個na-18(n-1)m____n-m至少__個至少__個na-18(n-mn-111n-mmm第四十四頁，共70頁。多肽種類的計算：多肽的不同取決于氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序。對于氨基酸數(shù)目相同的多肽來說，則取決于氨基酸的種類和排列順序。可以借助下面的示意圖來理解(代表要安放的氨基酸的位置)。第四十五頁，共70頁。(1)假若有n種氨基酸形成一個三肽，那么形成三肽的種類：即n3種。(2)假若n種氨基酸形成一個m肽，則形成的多肽種類：nm種。第四十六頁，共70頁。(3)假若有n種氨基酸形成一個三肽，且每種氨基酸只有一個，則形成三肽的種類：即n×(n-1)×(n-2)種。第四十七頁，共70頁。【特別提醒】(1)計算多肽的相對分子質量時，除了考慮水分的減少外，還要考慮其他化學變化過程，如肽鏈上出現(xiàn)一個二硫鍵(—S—S—)時，要再減去2(即兩個氫原子)，若無特殊說明，不考慮二硫鍵。(2)若為環(huán)狀多肽，則可將相對分子質量計算公式na-18(n-m)中的肽鏈數(shù)(m)視為零，再進行相關計算。第四十八頁，共70頁?！舅季S診斷】(1)組成環(huán)狀肽的氨基酸有n個，脫水縮合時至少去掉n-1個水分子。()分析：環(huán)狀肽形成時，脫掉的水分子數(shù)至少與氨基酸分子的數(shù)目相同，即至少是n個?！恋谒氖彭?，共70頁。(2)細胞中氨基酸種類和數(shù)目相同的蛋白質是同一種蛋白質。()分析：構成蛋白質的氨基酸種類和數(shù)目相同，而氨基酸的排列順序不同，所形成的蛋白質也不相同?！恋谖迨摚?0頁。(3)蛋白質都是由20種氨基酸經(jīng)脫水縮合而成的鏈狀結構。()分析：組成生物體蛋白質的氨基酸約有20種，故蛋白質最多是由20種氨基酸構成的?！恋谖迨豁摚?0頁。(4)洋蔥根尖細胞染色體的復制過程涉及肽鍵數(shù)量的變化。()分析：染色體復制過程的實質是DNA的復制和有關蛋白質的合成，蛋白質的合成過程中涉及肽鍵數(shù)量的變化?！痰谖迨摚?0頁。(5)一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，并分別位于肽鏈的兩端。()分析：氨基酸在脫水縮合形成肽鏈時，相鄰氨基酸的氨基和羧基之間脫水縮合形成肽鍵，不考慮R基上的氨基或羧基，位于肽鏈兩端的氨基和羧基各有一個，并保持游離狀態(tài)?！痰谖迨?，共70頁。高考角度全練角度1氨基酸分子的推斷1.(2017·合肥模擬)已知某種氨基酸的R基是—CH2—CH2－NH2，在一個該氨基酸分子中，含有的C和N的原子數(shù)之比為世紀金榜導學號77982010()A．2∶2 B．4∶2 C．3∶2 D．3∶1第五十四頁，共70頁?！窘馕觥窟xB。氨基酸的結構通式為C2H4O2NR，題中所述氨基酸的R基為—CH2—CH2—NH2，所以該氨基酸的分子式為C4H10O2N2，故C和N的原子數(shù)之比為4∶2。第五十五頁，共70頁。【方法技巧】巧用“原子守恒”計算多肽中各原子數(shù)(1)依據(jù)：在一個氨基酸中，若不考慮R基，至少含有2個碳原子、2個氧原子、4個氫原子和1個氮原子。在脫水縮合形成多肽時，要失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會變化。第五十六頁，共70頁。(2)相關數(shù)量關系。①碳原子數(shù)＝氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)。②氫原子數(shù)＝各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2。③氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)=2×肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+R基上的氧原子數(shù)。④氮原子數(shù)＝肽鏈數(shù)＋肽鍵數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)。第五十七頁，共70頁。角度2蛋白質形成過程中相關數(shù)量關系2.(2017·冀魯豫百校聯(lián)考)下面為牛胰島素結構圖，該物質中—S—S—是由兩個—SH脫去兩個H形成的，下列說法正確的是世紀金榜導學號77982011()第五十八頁，共70頁。A.牛胰島素為五十一肽，其中含有50個肽鍵B．牛胰島素中至少有2個—NH2和2個—COOHC．牛胰島素水解產(chǎn)物含有20種不同的氨基酸D．牛胰島素形成時，減少的相對分子質量為882第五十九頁，共70頁?！窘馕觥窟xB。該牛胰島素含51個氨基酸，其中含有肽鍵數(shù)為51－2＝49個；牛胰島素含兩條肽鏈，至少含2個—NH2和2個—COOH；牛胰島素水解可得到51個氨基酸，最多有20種氨基酸，但并非一定是20種；牛胰島素形成時，51個氨基酸脫水的同時還減少了6個H，故減少的相對分子質量為49×18＋6＝888。第六十頁，共70頁?！炯庸逃柧殹?.某多肽鏈為一百九十九肽，其分子式為CxHyNaObS2(a＞199、b＞200)，并且由下列5種氨基酸組成。那么該多肽鏈徹底水解后將會分別得到賴氨酸、天冬氨酸的個數(shù)為()第六十一頁，共70頁。第六十二頁，共70頁。第六十三頁，共70頁。A．a(chǎn)－199、(b－200)/2B．a(chǎn)－200、b－200C．a(chǎn)－199、(b－199)/2D．a(chǎn)－2