课件：生命活动的主要承担者─蛋白质必修.ppt

第2节 生命活动的主要承担者蛋白质,课程标准 概述蛋白质的结构和功能。 课标解读 1.说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。 2.概述蛋白质的结构和功能。 3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。 4.关注蛋白质研究的新进展。,氨基酸及其种类,(2)结构特点：每种氨基酸分子至少都含有一个 (NH2)和一 个 (COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在 上。各种氨基酸之间的区别在于 的不同。 2氨基酸的种类 生物体内组成蛋白质的氨基酸约有 种。根据能否在人体细胞内合成，可将氨基酸分为 和 。,氨基,羧基,同一个碳原子,R基,20,必需氨基酸,非必需氨基酸,思维激活1 根据氨基酸的结构通式，分析组成蛋白质的元素有哪些？ 提示 至少含有C、H、O、N四种元素。 思维激活2 组成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基，“至少”的涵义是什么？如果氨基酸分子中不止一个氨基和一个羧基，其他的氨基和羧基又位于什么位置？ 提示 氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少各1个，也可以是几个。其他的氨基和羧基位于R基上。,1氨基酸的结构通式,2氨基酸的结构特点 (1)NH2和COOH的数目：每种氨基酸都至少含有一个NH2和一个COOH，R基中也可能存在NH2或COOH。 (2)NH2和COOH的位置：构成蛋白质的氨基酸都有一个NH2和一个COOH连接在同一个碳原子上。 特别提醒 氨基、羧基、R基的正确书写格式分别为：NH2、COOH、R(千万不要忘记原子团前要有短线“”),【巩固1】 如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式，下列叙述错误的是( )。,A构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N B上述四种氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH、 CH2COOH CR基中可以有氨基或羧基 D只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸 解析 根据组成蛋白质的氨基酸的结构特点，D项是错误的。 答案 D,1蛋白质的结构层次 氨基酸,蛋白质的结构及其多样性,蛋白质：具有一定的 .,两个氨基酸分子,多个氨基酸分子,空间结构,思维激活3 试写出 两个氨基酸脱水缩合的反应式。,思维激活4 若n个氨基酸形成一条肽链，共形成多少肽键，失去多少水分子？ 提示 n1个肽键，n1个水分子。 思维激活5 若两个氨基酸的相对分子质量分别为a、b ，则形成的二肽的相对分子质量是多少？ 提示 ab18,1氨基酸的脱水缩合过程分析,(1)形成肽键时，相应的COOH失去OH，相应的NH2失去H，形成一分子水；肽键的正确写法是： 或CONH。 (2)脱去的水分子中，H既来自氨基又来自羧基，O来自羧基。 (3)一条肽链至少有一个游离的NH2和一个游离的COOH，分别位于肽链的两端，R基中的NH2和COOH不参与脱水缩合过程。所以多肽中氨基(或羧基)数R基中的氨基(或羧基)数肽链条数。,2氨基酸形成肽(或蛋白质)的相关计算 氨基酸的脱水缩合反应式其实就是一个化学方程式，必然遵循质量守恒和原子守恒定律，再结合氨基酸的结构通式和反应原理，就不难理解下面的相关计算。 (1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链，则应有下面的数量关系：,【巩固2】 根据下列化合物的结构分析回答下面的问题。 (1)该化合物中，表示_，表示_。 (2)该化合物由_个氨基酸失去_个水分子而形成，这种反应叫做_。,(3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由_决定的，其序号是_。 (4)该化合物名称为_，含_个肽键，序号是_。 (5)该化合物水解后形成氨基酸，写出最右端氨基酸的分子结构式_，其中有_个氨基，_个羧基。,解析 该化合物含有3个肽键、，且一端是氨基，另一端是羧基，故该化合物是由4个氨基酸脱水缩合而成的四肽。R基分别为、，其中最右端的氨基酸的R基是CH2COOH，根据氨基酸的结构通式可写出其结构式。 答案 (1)氨基 羧基 (2)4 3 脱水缩合 (3)R基 (4)四肽 3 (5) 1 2,蛋白质功能多样性 一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者(如下表)。,蛋白质的功能,酶,血红蛋白,抗体,蛋白质功能多样性原因 结构决定功能，蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性。,【巩固3】 下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法中，正确的是 ( )。 A蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关 B已知某化合物含有C、H、O、N等元素，且具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质 C蛋白质中有些具有免疫功能，如抗体；有些具有传递信息的功能，如胰岛素。 D蛋白质的空间结构改变，可能会导致蛋白质失去生物活性，而这种改变是可逆的,解析 A项蛋白质多样性与肽链空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关，所以不选A。B项含C、H、O、N的化合物可能是蛋白质，也可能是RNA，少数RNA也具有催化作用，所以不选B。蛋白质的变性一般是不可逆的，所以不选D项。 答案 C,拓展深化 蛋白质的盐析与变性 (1)盐析：加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来，这个过程叫盐析。盐析过程是可逆的，利用此法可以分离、提取蛋白质。 (2)变性：蛋白质在重金属盐(汞盐、银盐、铜盐)、酸、碱、乙醇、尿素等的存在下，或加热至70100 ，或在X射线、紫外线等射线的作用下，其空间结构发生改变和破坏，导致蛋白质变性。蛋白质的变性具有不可逆性。,2019/8/27,29,可编辑,氨基酸的结构特点及脱水缩合反应,【例1】 下列物质中，有的是组成蛋白质的氨基酸，有的不是，若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目是( )。 NH2CH2COOH； NH2CH2CH2OH； NH2CH2CH2COOH A3、3、2 B1、2、1 C1、3、2 D3、4、2,思维导图： 深度剖析 根据氨基酸的结构特点可判断、为组成蛋白质的氨基酸，且中R基含有1个羧基。再根据脱水缩合反应原理可推知形成的二肽化合物中含有1个氨基、2个羧基、1个肽键。 答案 B,规律方法 氨基酸的辨别技巧 可把氨基酸想象成一个人，R基是人脸，我们分辨一个人时，主要看人的脸；羧基和氨基代表该人的双手；H代表双腿。这样就可形象地记住氨基酸的结构通式了。,【例2】 右图为一个由一条肽链组成的蛋白质分子，其中AF分别表示多肽链中的不同氨基酸分子。若图中蛋白质分子由n个氨基酸分子组成，其中B、D、F的R基中分别含有1个氨基(NH2)、1个羧基(COOH)和1个甲基(CH3)，据图回答下列问题。,蛋白质(或多肽)的有关计算,(1)此蛋白质分子至少含有的氨基和羧基的数目分别为_、_。 (2)这个蛋白质分子经水解酶分解，分别在A、B、C、D、E、F这六个点断裂，则形成_个多肽分子，水解中需要_个水分子。 (3)若组成这个蛋白质的氨基酸分子的平均相对分子质量为a，则水解后的多肽分子的总的相对分子质量为_。,思维导图： 深度剖析 分析题意可知，此蛋白质分子由1条多肽链组成，含有n个氨基酸分子，氨基酸的平均相对分子质量为a，且氨基酸B、D的R基中分别含有1个氨基、1个羧基。 (1)1条多肽链中至少含有1个羧基和1个氨基，分别位于多肽链的两端，又已知氨基酸B、D的R基中分别含有1个氨基、1个羧基，故此蛋白质分子至少含有2个氨基和2个羧基。,(2)此蛋白质分子分别在AF六处水解，可形成7个多肽分子，每一处水解需要1个水分子，故需要6个水分子。 (3)水解后形成的多肽分子的相对分子质量包含两部分，一是原蛋白质分子的相对分子质量，即为na；二是水解过程中消耗的水的相对分子质量，即为618108。故所有水解后的多肽分子的相对分子质量为na108。 答案 (1)2 2 (2)7 6 (3)na108,误区警示 有关蛋白质的常见误区 误区一：认为所有的蛋白质分子都由20种氨基酸分子组成； 误区二：认为1条多肽链中只含有1个游离的氨基和1个游离的羧基； 误区三：计算水解后的多肽分子相对分子质量时，未加入水解时水分子的质量。解答此类题目应注意肽链中所含的NH2(或COOH)实际上就是氨基酸缩合为肽链时，不参与缩合反应的NH2(或COOH)，它们位于肽链的两端和R基中。,【例3】 下列有关蛋白质结构的叙述中，正确的是( )。 A催产素和血管舒张素均为九肽，但它们的功能差异很大，完全取决于构成两者的氨基酸种类 B由三个不同种类的氨基酸构成的三肽最多有27种 C鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，但并未引起蛋白质分子中肽键的断裂 D肽键中元素组成的不同也是影响蛋白质结构多样性的原因,蛋白质的结构和功能,思维导图： 深度剖析 构成催产素和血管舒张素的氨基酸数目相同，但构成两者的氨基酸种类及排列顺序的差异，最终造成了两者功能的差异。由三个不同种类的氨基酸构成的三肽共有3216种。蛋白质的变性过程中不发生肽键的断裂，主要是空间结构的改变。蛋白质中肽键的元素组成是相同的。 答案 C,规律方法 有关多肽种类的计算 假设有甲、乙、丙、丁四种氨基酸，由这四种氨基酸组成多肽的种类分析如下： 情况1：甲、乙、丙、丁四种氨基酸，每一种氨基酸的数目无限的条件下，形成的多肽种类为： 形成四肽的种类 (44256种) 形成三肽的种类 (4364种) 情况2：甲、乙、丙、丁四种氨基酸，每一种氨基酸只有一个的条件下，形成的多肽种类为： 形成四肽的种类 (432124种) 形成三肽的种类 (43224种),技法必备 第一步，取材、分组、编号。在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物等等，取材时要注意数量和生理及发育状态相同；用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等等。这些材料、用具在试题中都会给出，注意要结合实验的目的和原理合理利用。,对照实验步骤的设计思路 ,第二步，相同处理和不同处理。根据实验变量设置对照(注意：单一因素不同，其他因素相同且最适)。 第三步，进一步的相同处理，其他因素相同且最适的继续。 第四步：检测、观察、统计、比较。找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比较实验数据和现象。如果实验现象是隐蔽的，必须找出具体的检测方法，以显现实验结果，便于观察。,能力展示 蛋白质的空间结构遭到破坏，其生物活性就会丧失，这称为蛋白质的变性。高温、强碱、强酸、重金属等会使蛋白质变性。现利用提供的材料用具，请你设计实验探究乙醇能否使蛋白质变性。 (1)材料用具：质量分数为2%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液、无水乙醇、烧杯、试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯等。,(2)实验步骤 取两支试管，编号A、B，向A、B两试管中各加1 mL新鲜的淀粉酶溶液，然后向A试管加_，向B试管加 5滴无水乙醇，混匀后分别向A、B两试管中再加2 mL可溶性淀粉溶液； 将两支试管摇匀后，同时放入适宜温度的温水中维持5 min； _；,从温水中取出A、B试管，各加入1 mL斐林试剂摇匀，放入盛有5065 温水的大烧杯中加热约2 min，观察试管中出现的颜色变化。 (3)实验结果预测及结论 _， 说明乙醇能使淀粉酶(蛋白质)变性； _， 说明乙醇不能使淀粉酶(蛋白质)变性。 (4)该实验的单一变量是_，对照组是_。,解析 本实验的设计是为了探究经乙醇处理后，淀粉酶是否变性丧失活性。若活性丧失，则不能催化淀粉水解；若活性不丧失，则能催化淀粉水解成还原糖。用斐林试剂即可检测。本试验设计要设置对照实验，并遵循等量原则、单一变量原则。,答案 B,2用18O标记的氨基酸脱水缩合生成蛋白质，同时有HO产生，那么水中的18O来自氨基酸的( )。 ACOOH BNH2 CR DCOOH和NH2 解析 两个氨基酸脱水缩合时，一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)相连接，同时脱去一分子水，水分子中的OH来自羧基，H来自氨基，即水分子中的O来自于羧基。 答案 A,3某一肽链内共有肽键200个，则脱水缩合形成该肽链的氨基酸的分子数是( )。 A50个 B200个 C201个 D199个 解析 氨基酸数肽键数肽链条数。 答案 C,4现有100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基，这些氨基酸缩合成6条多肽链时共含有NH2个数是( )。 A6 B12 C22 D100 解析 由“100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基”可知，这100个氨基酸的R基中共含有16个羧基和6个氨基，在脱水缩合过程中，R基和处于每条多肽链两端的氨基和羧基不参加反应，故共含有12个NH2。 答案 B,解析 胰岛素成分是蛋白质，其功能取决于结构，而结构取决于氨基酸的数量、种类、序列及肽链盘曲折叠成