高考生物一輪復習 2.2生命活動的主要承擔者-蛋白質課件 新人教版必修1.ppt

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[觀考情 考綱考頻] 蛋白質的結構和功能(Ⅱ)[3年6考],第2講 生命活動的主要承擔者——蛋白質,,一、蛋白質的組成 1．基本組成元素： ，有的還含有 等。有的蛋白質還含有 ，如血紅蛋白。 2．基本組成單位——氨基酸 (1)結構通式： (2)結構特點,C、H、O、N,P、S,Fe,,(3)種類：組成蛋白質的氨基酸分子約有20種；根據能否在人體內合成可分為 (8種，嬰兒9種)和 (12種)。 [巧記助學] 氨基酸結構通式：氨基酸有中心碳，伸出四手向外連，下面連著氫原子，上面頂著R基團，左手拽的是氨基，右手還把羧基牽。,必需氨基酸,非必需氨基酸,二、蛋白質的結構及其多樣性 1．多肽的形成 (1)過程①名稱： ，其場所是 。 (2)物質②名稱： 。 (3)結構③名稱： ，其結構簡式為：_______________________________。 (4)H2O中H的來源：一個來自 ，一個來自 。 (5)多個氨基酸發(fā)生該反應，產物名稱為 ，呈鏈狀。,,脫水縮合,核糖體,二肽,肽鍵,—NH—CO—(或—CO—NH—),氨基,羧基,多肽,[解惑] 多肽化合物的命名是依據含有的氨基酸的總數，即兩個氨基酸形成二肽，三個氨基酸形成三肽，不是肽鍵的總數。,多肽,2．蛋白質結構多樣性的原因 (2)多肽水平：多肽鏈的 方式及其形成的 千差萬別。,種類,數目,排列順序,盤曲、折疊,空間結構,[解惑] 若組成蛋白質的氨基酸種類相同，其多樣性原因應排除氨基酸的種類，若組成蛋白質的氨基酸數目相同，分析蛋白質多樣性應排除氨基酸數目。不同蛋白質多樣性的原因有時并不包括以上全部原因。,3．蛋白質的功能 (1)構成細胞和生物體結構的重要物質，如細胞膜、染色體、肌肉中的蛋白質。 (2)有 作用，如絕大多數的酶。 (3)有 作用，如血紅蛋白、載體蛋白等。 (4)有 作用，如調節(jié)血糖平衡的胰島素等。 (5)有 功能，如抗體。,催化,運輸,信息傳遞,免疫,1．判斷下列有關組成蛋白質的氨基酸說法的正誤。 (1)蛋白質區(qū)別于脂質的特有元素是氮(2013年高考重慶卷)( ) (2)有些氨基酸不能在人體細胞中合成(2012年高考海南卷)( ) (3)不同氨基酸之間的差異是由R基引起的(2012年高考海南卷)( ) (4)相對分子質量最大的氨基酸是甘氨酸(2012年高考海南卷)( ),×,√,√,×,2．判斷下列有關蛋白質說法的正誤。 (1)血紅蛋白中不同肽鏈之間通過肽鍵連接(2014年高考江蘇卷)( ) (2)有些結構不同的蛋白質具有相似的功能(2013年高考江蘇卷)( ) (3)氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵(2012年高考海南卷)( ) (4)有些蛋白質是染色體的組成成分(2012年高考海南卷)( ) (5)食鹽作用下析出的蛋白質發(fā)生了變性(2012年高考海南卷)( ) (6)胰島素的功能取決于氨基酸的序列，與空間結構無關( ) (7)磷脂和蛋白質合成時，需要模板( ) (8)蛋白質肽鏈的盤曲和折疊被解開時，其特定功能并未發(fā)生改變( ),×,√,√,√,×,×,×,×,1．組成蛋白質的氨基酸的判斷方法 (1)判斷依據：氨基酸中氨基、羧基數目和連接位置。 (2)判斷方法 ①從數量上看，至少有一個 和一個 。下列不屬于構成蛋白質的氨基酸： a．H2N—CH2—CH2OH?缺少羧基(—COOH),蛋白質形成過程及相關分析,—NH2,—COOH,②從位置上看，必須有一個—NH2和一個—COOH連在__________________上。如下不屬于構成蛋白質的氨基酸：,同一個碳原子,2．分析氨基酸、多肽、肽鏈、肽鍵和蛋白質的關系 (1)多肽與蛋白質的最重要的區(qū)別是多肽無 。 (2)如果合成的蛋白質是唾液淀粉酶，需要參與的細胞器是___________________________________________。,,空間結構,核糖體、內質網、高爾基體、線粒體,3．蛋白質結構多樣性與功能多樣性的關系,,[易錯易混] 需關注的3個蛋白質結構的易錯易混問題 (1)氨基、羧基和肽鍵的書寫誤區(qū),1．(2015年汕頭質量監(jiān)測)在分泌蛋白的合成、加工、運輸和分泌過程中，用含35S標記的氨基酸作為原料，則35S存在于圖中的( ) A．① B．② C．③ D．④ 解析：35S存在于氨基酸的R基上，題圖中①處即為R基，②處是肽鍵，③處是肽鍵或羧基，④處是碳原子。 答案：A,,2．如圖是一種化合物的結構示意圖，請根據圖解回答下面的問題： (1)該化合物的具體名稱是________，組成該化合物的基本結構單位是________，其結構特點是________________________________ ______________________________________________________。 (2)該化合物的基本連接鍵是________，是由一個____________ 與另一個________縮去一分子________形成的。,(3)如果該化合物的相對分子質量是a，則組成該化合物的基本單位的平均相對分子質量是________，若R1、R2、R3既可以相同也可以不同，理論上生物體可以形成________種上圖所示化合物。 解析：(1)該化合物含兩個肽鍵，由三個氨基酸脫水縮合而成，所以為三肽；多肽的基本結構單位為氨基酸，組成蛋白質的氨基酸的結構特點為至少含有一個氨基和一個羧基，并且連在同一個碳原子上。(2)氨基酸脫水縮合形成的化學鍵為肽鍵，是由一個氨基酸分子的氨基提供一個—H，另一個氨基酸分子的羧基提供一個—OH，脫去一分子水形成的。(3)設氨基酸的相對分子質量為x，那么a＝3x－2×18，則x＝(a＋36)/3；組成蛋白質的氨基酸共有20種，它們組成三肽化合物的可能性為20×20×20＝203種。,答案：(1)三肽 氨基酸 至少有一個氨基和一個羧基，并且連在同一個碳原子上 (2)肽鍵 氨基酸分子的氨基 氨基酸分子的羧基 水 (3)(a＋36)/3(或a/3＋12) 203,1．在形成一個肽鍵時，會產生 水、消耗 氨基和_____羧基、脫掉 O原子和 H原子；水解時，每斷開一個肽鍵，就消耗 水、恢復 氨基和 羧基、增加 O原子和______H原子。 2．根據肽鏈的形成過程(如圖所示)，計算蛋白質中氨基酸數、氨基數、羧基數、肽鏈數、肽鍵數、脫水數、分子質量。,氨基酸縮合形成多肽過程中的有關計算,一分子,一個,一個,1個,2個,一分子,一個,一個,1個,2個,,結合上面的示意圖，可以得出如下規(guī)律： (1)縮合時脫去水分子數＝肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈數。 (2)蛋白質中氨(羧)基數＝肽鏈數＋R基上的氨(羧)基數＝各氨基酸中氨(羧)基的總數－肽鍵數。 注意：如果不考慮R基上的氨(羧)基數，一條多肽鏈中，含有一個氨(羧)基；若蛋白質分子由多條肽鏈構成，則至少含有的氨(羧)基數等于肽鏈數。 (3)蛋白質的相對分子質量＝氨基酸總相對分子質量(氨基酸個數×氨基酸平均相對分子質量)－失水量(18×脫去的水分子數)。 注意：有時還要考慮其他化學變化過程，如肽鏈上出現(xiàn)二硫鍵(—S—S—)時，要再減去2(即兩個H)。,(4)若為環(huán)狀多肽，則可將公式中的肽鏈數視為零，再進行相關計算。 環(huán)狀多肽主鏈中無氨基和羧基，環(huán)狀肽中氨基或羧基數目取決于構成環(huán)狀肽氨基酸R基團中的氨基和羧基的數目，由圖示可知： 肽鍵數＝脫去水分子數＝氨基酸數。,,(5)總結如下：,3.多肽中各原子數的計算 氨基酸的結構通式是解答此類試題的突破口。在一個氨基酸中，若不考慮R基，至少有2個碳原子、2個氧原子、4個氫原子和1個氮原子。而脫水縮合形成多肽時，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的數目不會減少。 (1)碳原子數＝氨基酸的分子數×2＋R基上的碳原子數； (2)氫原子數＝各氨基酸中氫原子的總數－脫去的水分子數×2； (3)氧原子數＝各氨基酸中氧原子的總數－脫去的水分子數； (4)氮原子數＝肽鏈數＋肽鍵數＋R基上的氮原子數＝各氨基酸中氮原子的總數； (5)由于R基上的碳原子數不好確定，且氫原子數較多，因此以氮原子數或氧原子數為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數最為簡便。,4．氨基酸的排列與多肽種類的計算 (1)假若有n種氨基酸形成一個三肽，那么形成三肽的種類： (2)假若n種氨基酸形成一個m肽，則形成的多肽種類為nm種。 (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： (4)假若有n種氨基酸形成一個n肽，且每種氨基酸只有一個，則形成n肽的種類：n×(n－1)×(n－2)×…×1＝n！。,5．組成蛋白質的氨基酸與相應DNA、RNA上核苷酸或堿基數目之間的關系 在利用DNA中脫氧核苷酸數或RNA中核糖核苷酸數求其指導合成的蛋白質中氨基酸數目時，一般不考慮終止密碼子問題，所求出的氨基酸數為其最大值。,[易錯易混] (1)區(qū)分“種類”與“數量”： 關于蛋白質的計算中，要特別注意題中設問的是“氨基酸的數量”還是“氨基酸的種類”。 (2)氨基酸與相應DNA、RNA片段中堿基數目之間計算時，當出現(xiàn)關鍵詞“最多”“至少”時，不應考慮該計算過程中終止密碼子的堿基數。 (3)計算O和H的數量變化時，不要漏掉產生H2O中O、H的數量。,3．回答下列有關蛋白質的問題。 (1)下圖為腦啡肽的結構簡式，據圖回答： ①腦啡肽是由5個氨基酸失去4分子的水形成的，這樣的反應叫________。該化合物中有________個羧基。 ②腦啡肽分子是由________種氨基酸形成的，造成氨基酸種類不同的原因是________。,,(2)一些大分子蛋白質的結構非常復雜，高溫、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽等會引起蛋白質變性，其原因主要是蛋白質的________遭到破壞。 (3)現(xiàn)有800個氨基酸，其中氨基總數為810個，羧基總數為808個，由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質，共有________個肽鍵和________個氨基，至少含有的O原子個數是________。 (4)肉毒類毒素可用________試劑鑒定，該試劑使用方法是_________________________________________________________， 反應顏色為________。,解析：(1)該多肽化合物僅在最右端有一個羧基，肽鍵中的“—CO—”不能算作羧基。氨基酸種類的區(qū)分應該以R基的確認、區(qū)分為突破口，左數第2、3個氨基酸的R基均為“—H”，應屬于同一種氨基酸，另有3種不同的R基，故共有4種氨基酸。 (2)一般情況下，高溫等破壞的是蛋白質的空間結構，使蛋白質變性，而不是肽鍵受到破壞。 (3)800個氨基酸中有810個氨基、808個羧基，說明R基上有10個氨基、8個羧基。800個氨基酸合成2條肽鏈，共形成798個肽鍵，每條肽鏈上一端游離1個氨基，一端游離1個羧基。兩條肽鏈上共有2個游離的氨基，再加上R基上的10個氨基，共計12個氨基。同樣可計算出游離著10個羧基，每個羧基中有2個O,798個肽鍵中共有798個O，因此，該蛋白質中共有818個O。,(4)蛋白質與雙縮脲試劑反應呈現(xiàn)紫色，可用于蛋白質的鑒定，應用時先加A液，再加B液。 答案：(1)①脫水縮合 1 ②4 R基的不同 (2)空間結構 (3)798 12 818 (4)雙縮脲 先加A液，再加B液 紫色,[例1] (2013年高考江蘇卷)下面關于蛋白質分子結構與功能的敘述，錯誤的是( ) A．不同蛋白質含有的氨基酸數量不盡相同 B．有些結構不同的蛋白質具有相似的功能 C．組成蛋白質的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合 D．組成蛋白質的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合 [解析] 本題考查蛋白質分子結構與功能的相關知識。不同蛋白質含有的氨基酸數量不盡相同；組成蛋白質的氨基酸可有不同的排序，但脫水縮合的方式只有一種；結構不同的蛋白質可能具有相似的功能。 [答案] D,蛋白質的結構,[例2] 下圖是人體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( ) A．若過程①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內側 B．若過程②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③中的X是食物蛋白，則Y的釋放與細胞膜的流動性有關 D．若過程③中的X為反應底物，則Y在人體細胞內均分布于生物膜上,蛋白質的功能,[解析] 若過程①中的X為激素，則Y代表的物質是受體糖蛋白，該糖蛋白存在于細胞膜外側。若過程②中的X是抗原，則Y是抗體，產生Y物質的細胞是漿細胞(效應B細胞)，不具有識別抗原的作用。若過程③中的X是食物蛋白，則Y是蛋白酶，其釋放與細胞膜的流動性有關。若過程③中的X為反應底物，則Y是酶，在人體細胞內分布于生物膜和基質中。 [答案] C,[例3] 甲圖表示有關蛋白質分子的簡要概念圖；乙圖表示某三十九肽中共有丙氨酸(R基為—CH3)4個，現(xiàn)去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽。據圖回答下列問題： (1)甲圖中A的元素組成為________等，在人體內可以合成的B屬于________，C是________。 (2)蛋白質的結構具有多樣性，從蛋白質自身分析，原因有氨基酸的________________不同，以及蛋白質的________千變萬化。從根本上分析，是因為____________________________________________ _______________________________________________________。,蛋白質結構特點及其相關計算,,(3)乙圖中，三十九肽被水解后肽鍵數量減少________個，氨基和羧基分別增加________個，C原子減少________個，O原子減少________個。 [解析] (1)甲圖中的B是蛋白質的基本單位——氨基酸，它的元素組成有C、H、O、N等，氨基酸脫水縮合后形成肽鍵(C)。(2)蛋白質的結構多樣性的原因可以從兩個方面分析：一是蛋白質本身的結構，組成蛋白質的氨基酸種類、數量、排列順序以及蛋白質本身的空間結構都會使蛋白質的結構具有多樣性；二是從遺傳物質的角度分析，由于DNA具有多樣性，DNA中的基因通過表達合成的蛋白質也具有多樣性。,(3)乙圖中的多肽未被破壞前的肽鍵數量為38個，去掉4個氨基酸后形成四條肽鏈，故肽鍵的數量＝35－4＝31(個)，所以肽鍵數量減少了7個。每一條肽鏈的一端是一個氨基，另一端是一個羧基，故氨基和羧基的數目都增加了3個。去掉4個丙氨酸，每個丙氨酸含有3個C原子，故C原子數目減少12個。水解7個肽鍵需要7分子水參與，O原子數目增加7個，而每個丙氨酸含有2個O原子，脫去4個丙氨酸，共減少8個O原子，故在該過程中，O原子數目減少1個。 [答案] (1)C、H、O、N 非必需氨基酸 肽鍵 (2)種類、數量和排列順序 空間結構 DNA的多樣性 (3)7 3、3 12 1,微講座三 蛋白質和核酸的易錯易混點分析 1．混淆組成蛋白質的氨基酸和非組成蛋白質的氨基酸 (1)一看數量：組成蛋白質的氨基酸至少有一個—NH2和一個—COOH。 (2)二是位置：必須有一個—NH2和一個—COOH連在同一個碳原子上。 2．對組成蛋白質和核酸基礎知識記不牢容易失誤 蛋白質：蛋白質的多樣性除與氨基酸的種類、數目、排列順序有關外，還與氨基酸形成肽鏈的空間結構有關。 遺傳物質：遺傳物質是DNA或RNA，也就是核酸，細胞生物中既有DNA，又有RNA，遺傳物質就是DNA，而病毒中只有一種核酸(DNA或RNA)，因此遺傳物質與核酸的關系并不完全統(tǒng)一，應注意結合案例分析。,3．對氨基酸、多肽和蛋白質三者關系理解不到位 (1)氨基酸、多肽沒有復雜的空間結構，而蛋白質具有一定的空間結構。蛋白質變性失活只是破壞了空間結構。 (2)在核糖體上合成的初級產物是多肽，而具有一定功能的蛋白質是由一條或幾條多肽鏈和其他物質結合、加工而形成的。即基因控制蛋白質合成時，翻譯的直接產物應為多肽。 (3)決定蛋白質多樣性的原因中，從氨基酸角度分析是組成蛋白質的氨基酸的種類、數目和排列順序不同；從多肽角度分析，是多肽鏈折疊、盤曲形成的空間結構不同。,4．不能正確區(qū)分環(huán)狀肽和鏈狀肽 一般情況下，多肽呈鏈狀，故又叫肽鏈，它的兩端分別含有一個游離的氨基和羧基；環(huán)狀肽首尾相接，只有R基上才有游離的氨基和羧基。環(huán)狀肽的肽鍵數＝脫水數＝氨基酸數。,1．下列對生物大分子的結構和功能的描述，不正確的是( ) A．氨基酸的排列順序與蛋白質的功能有關 B．肽鏈的盤曲、折疊與蛋白質的結構無關 C．RNA分子中與磷酸相連的只有核糖 D．生物大分子的單體具有相似的基本骨架 解析：蛋白質的功能與組成蛋白質分子的氨基酸的種類、數量、排列順序及肽鏈的空間結構等均有關，A正確，B錯誤；RNA分子中與磷酸相連的只有核糖，C正確；組成一些重要生物大分子的單體均以碳鏈為基本骨架，D正確。 答案：B,2．生物體內某些重要化合物的元素組成如下： (1)圖中X、Y分別代表何種元素？ X______________，Y____________。,,(2)A可分為A1，……，A5，其原因從a分析是因為：①________；②________；③________；從A分析是因為_____________________，從C1分析是因為__________________。 (3)A1是________，它的功能特性是具有________；A2是________；A3是________，存在于________中，含有的特殊元素是________；A4是________，存在于________中。 (4)a→A的過程有水產生，它在________進行。 (5)與A5有關的C1片段在人體其他部位的體細胞中是否存在？簡要說明理由。_________________________________________________ _______________________________________________________。 (6)人體某細胞正發(fā)生著C1→2C1的變化，則該細胞處于________；C1→C2的變化叫________；與C2相比較，C1的組成成分的特點是________________。,解析：(1)由圖可以分析出A為蛋白質，a為氨基酸，c為脫氧核糖核苷酸，根據各物質的特征可以得出X為N，Y為N、P。(2)A為蛋白質，蛋白質的功能的多樣性取決于蛋白質結構的多樣性，蛋白質結構的多樣性與氨基酸的種類、數量、排列順序以及蛋白質的空間結構有關。從C1基因分析，取決于DNA分子的多樣性。(3)A1具有催化作用，說明是酶，酶具有高效性和專一性；A2有免疫功能，說明是抗體；A3能傳送氧，說明是血紅蛋白，存在于紅細胞之中，含有特殊的元素Fe；A4有運輸能力，說明是載體，存在于生物體的各種膜結構中。(4)a為氨基酸，A為蛋白質，氨基酸在核糖體上脫水縮合形成蛋白質。(5)A5為胰島素，與A5有關的C1片段為胰島素基因。由一個受精卵經有絲分裂產生的人體的每一個細胞，均含有胰島素基因。(6)C1→2C1是DNA的復制，發(fā)生在細胞分裂的間期；DNA通過轉錄生成RNA；C1是DNA，C2是RNA，C1含有C2所沒有的堿基T和脫氧核糖。,答案：(1)N N、P (2)①種類不同 ②數量不同 ③排列順序不同 空間結構千差萬別 DNA分子的多樣性 (3)酶 高效性和專一性 抗體 血紅蛋白 紅細胞 Fe 載體 膜結構 (4)核糖體 (5)與A5有關的C1片段在人體其他部位的體細胞中都存在。因為人體不同部位的體細胞均來自同一受精卵的有絲分裂，因而它們含有基本相同的DNA (6)分裂間期 轉錄 含有C2所沒有的堿基T和脫氧核糖,