人教版教学课件学海导航高三生物一轮复习必修一分子与细胞第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质

1、（实验的科学原则）学海导航学海导航2013届高三生物一轮复习届高三生物一轮复习 一、氨基酸及其种类 组成蛋白质的基本单位的氨基酸；自 然界中的氨基酸有几百种；但并不是组成蛋白质，目前发现组成生物 体蛋白质的氨基酸约有20 种。 1.基本组成元素：c、h、o、有的还含有p、s。 2.结构通式 （1）结构通式及不同表达形式 (2)特点 都有一个nh2和一个cooh连在同一个碳原子上，否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸； 氨基酸分子中至少有一个nh2、一个cooh，因为r基中可能有nh2和cooh。 【友情提醒】不同的氨基酸的r基不同，可通过r基判断氨基酸的种类。 【例1】(双选)某多肽分子的结构如下

2、图所示，下列关于该多肽的叙述，正确的是()a该多肽水解后可产生4种氨基酸b该多肽属于6肽化合物，含有5个肽键c该多肽的合成车间是核糖体d该多肽的分泌不需要消耗atpac【解析】该多肽中含有4个肽键，所以由5个氨基酸脱水缩合而成，属于五肽，b错误。因左起第2、3两个氨基酸的r基相同(h)，为同种氨基酸，所以氨基酸的种类是4种，a对。把氨基酸合成多肽链的场所是核糖体，分泌到细胞外的过程需要消耗atp。 二、蛋白质的结构及其多样性 1脱水缩合(1)概念：指一个氨基酸分子的cooh与另一个氨基酸分子的nh2相连接，同时失去一分子水的结合方式。其中羧基提供一个oh，氨基提供一个h。 (2)反应式：注意：

3、反应产物中有“h2o”，脱去的水分子中的氢来自羧基和氨基，脱去的水分子中的氧来自羧基。参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是r基中的氨基和羧基。肽键的不同表达形式：nhco或conh或 。 2蛋白质的形成 一条或几条肽链，通过一定的化学键互相连接在一起，再经过折叠、盘曲和缠绕，形成复杂的空间结构，即蛋白质。蛋白质的形成过程可用如下表示： 氨基酸分子(成百上千) 肽链(一条或几条) 蛋白质分子 3蛋白质结构的多样性 蛋白质结构多样的原因可以这样理解记忆：构成蛋白质的氨基酸种类不同、氨基酸数目不同、氨基酸排列顺序不同、肽链盘曲折叠成的空间结构不同。 【友情提醒】肽链只

4、有经过有规则的盘绕、折叠成一定的空间结构后才是蛋白质，所以多肽并非就是蛋白质。 蛋白质变性时遭到破坏的是其空间结构。 【例2】下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是() 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已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质 c有些蛋白质具有免疫功能，如抗体；有些蛋白质具有接受信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性 d蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性c 【解析】本题考查蛋白质结构多样性的原因，蛋白质的特性和功能。蛋白质结构的多样性与肽链盘曲折叠成的空间结构有关，氨基酸无空间结构；具有催化功能的是酶，绝大多数酶是蛋白

5、质，少部分是rna；蛋白质具有免疫、信息传递等功能，而抗体只能与特异性抗原相结合，受体只能与特定的信号分子结合，它们都具有专一性；蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。 三、蛋白质功能 蛋白质是生物体内生命活动的承担者，其主要功能总结如下：项目类型功能举例结构蛋白许多蛋白质是构成细胞和生物体的成分肌动蛋白、肌球蛋白调节作用对细胞和生物体的生命活动有重要的调节作用胰岛素、生长激素等蛋白质类激素催化作用催化细胞内的各种化学反应酶几乎都是蛋白质续表项目类型功能举例运输作用有些蛋白质具有运输载体的功能血红蛋白免疫作用对侵入人或高等动物体内的抗原物质的清除有重要作用抗体通透作用对某些物质透过细胞膜或细胞内

6、的膜结构有重要的作用细胞膜上的载体信息传递蛋白质参与生物体的各种信息传递过程激素与受体的识别 【例3】下图是人体内的三个生理过程示意图，其中y代表不同类型的蛋白质。下列说法正确的是() c a若过程中的x为激素，则y代表的物质是受体糖蛋白，该糖蛋白也可存在于细胞膜的内侧 b若过程中的x是抗原，则y是抗体。产生y物质的细胞可以识别相应的抗原 c若过程中的x是食物蛋白，则y的释放与细胞膜的流动性有关 d若过程中的x为反应底物，则y在人体细胞内均分布于生物膜上 【解析】本题考查蛋白质的功能。具有识别作用的糖蛋白只能位于细胞膜的外侧，a错；产生抗体的效应b细胞无识别抗原的作用，b错；催化化学反应的酶有

7、些位于生物膜上，有些位于细胞质基质、线粒体基质及叶绿体基质中，d错；消化食物蛋白的消化酶属于分泌蛋白，其分泌过程利用了细胞膜的流动性。 四、与蛋白质有关的计算 1、关于氨基酸脱水缩合反应的计算 (1)对于n个氨基酸来讲，至少有n个氨基和n个羧基； (2)n个氨基酸分子缩合成一条肽链，失去的水分子数肽键数n1，至少有1个氨基和1个羧基； (3)n个氨基酸分子缩合成x条肽链，失去的水分子数肽键数nx，至少有x个氨基和x个羧基； (4)n个氨基酸分子缩合成环状肽时，失去的水分子数肽键数n，氨基和羧基数与r基团有关； (5)蛋白质完全水解时所需要的水分子数等于该蛋白质形成时脱去的水分子数； (6)蛋白

8、质合成过程中相对分子质量的变化：氨基酸的平均相对分子质量为a，数目为n，肽链数为x，则蛋白质的相对分子质量为：an18(nx)。 2氨基酸与对应的dna及mrna片段中碱基数目之间的计算 依据dna(基因)mrna氨基酸631的数量关系进行换算。 3氨基酸数、肽键数、失去水分子数及多肽的相对分子质量之间的关系 【友情提醒】蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。 若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即根据脱水缩合的氨基酸个数命名。 信使rna碱基是氨基酸数的三倍，不考虑终止密码子。 脱去的水分子中，h既来自氨基又来自羧基，o来

9、自羧基。 若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数参与脱水的氨基酸数肽键数，其游离的氨基、羧基只能在r基团上有可能出现。 【例4】某蛋白质分子含a条肽链，共有b个氨基酸残基，如果氨基酸的平均相对分子质量是c，则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别是() ab(c18)18a和18(ba) bb(c18)18a和18(ab) cb(c18)18a和18(ab) db(c18)18a和18(ba)a 【解析】此题主要考查氨基酸数目、氨基酸相对分子质量与蛋白质相对分子质量之间的数量转换。 (1)先求氨基酸形成蛋白质时失去的水分子数：失去水分子数氨基酸个数肽链条数ba。

10、(2)形成蛋白质的相对分子质量为：氨基酸总相对分子质量失去水的总相对分子质量bc18(ba)b(c18)18a。 (3)合成蛋白质时失去的水分子数等于蛋白质水解需要的水分子数。1蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。2若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即根据脱水缩合的氨基酸个数命名。3信使rna碱基是氨基酸数的三倍，不考虑终止密码子。4脱去的水分子中，h既来自氨基又来自羧基，o来自羧基。5若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数参与脱水的氨基酸数肽键数，其游离的氨基、羧基只能在r基团上有可能出现。 一、理论归纳 1

11、概述 科学性原则是指设计的实验必须具有科学性，即无理论上和操作上的错误，符合自然规律。2分析二、演练二、演练(1)在保质期内，豆腐乳放置的时间越长，蛋白质含量越低，短肽和氨基酸含量越高。为研究其原因，该小组取适量豆腐乳制成样液，等量加入各试管，进行了以下实验。 (2011重庆)某兴趣小组将豆腐块灭菌，接种微生物后培养2天，加入适量食盐，经密封放置10天后制得豆腐乳。实验中，加入双缩脲试剂a后，样液的颜色将。不变 处理中，100 加热的目的是 使酶失活 。如果处理与处理相比，显色较 ，浅 且处理与处理相比，显色较 ，浅 则表明豆腐乳中蛋白质被微生物产生的 蛋白酶(肽酶) 分解，最终使短肽和氨基酸

12、等含量增加，因此保质期内豆腐乳放置越久风味越佳。(2)食用豆腐乳后，其中的氨基酸可以在人体内通过 氨基 转换 。 作用形成新的氨基酸， 还可以由氨基酸产生的不含氮部分合成 糖类和脂肪 。 【解析】(1)双缩脲试剂a液为0.1 g/ml的naoh溶液，遇样液后，不发生颜色变化。处理中，100 加热的目的是使酶失活，以便与处理进行比较；本实验的原理是 豆腐乳中蛋白质含量越少，遇双缩脲试剂后，紫色越浅。(2)氨基酸可以在人体细胞中通过氨基转换作用形成新的氨基酸。还可以通过脱氨基作用将氨基酸分解为含氮部分和不含氮部分。其中不含氮部分可以合成糖类和脂肪，也可以氧化分解产生co2和h2o，并释放能量。 1

13、.(2009上海)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是( ) anm bn2m cnm dn2m 【解析】由氨基酸的结构通式可知一个氨基酸至少有两个o，形成蛋白质缩合过程中要脱掉水，2n(nm)nm。c 2.(2009上海)某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是( ) a75对碱基 b78对碱基 c90对碱基 d93对碱基 【解析】根据题中条件可知该多肽由30个氨基酸组成，则应为30个密码子再加上终止密码子，应为31，编码多肽的基因碱基为316186,93对碱基。d 3.(2010上海)由

14、m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条肽链，其中z条是环状多肽。该蛋白质分子中含有的肽键数为( ) amzn bmnz cmnz dmzn 【解析】m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条肽链，如肽链全部为链状，则合成蛋白质分子形成的肽键数为mn；由于n条肽链中有z条是环状多肽，而每一条环状多肽的肽键比链状肽链多1个，因此肽键数为mnz。 c4.绿色荧光蛋白简称gfp，是由238个氨基酸组成的单链，最初是从维多利亚多管发光水母中分离出来的结构蛋白，会发出绿色荧光。下列有关gfp的说法正确的是( )agfp合成过程中形成了239个肽键bgfp是由核糖体合成、内质网加工并由高尔基体分泌的，同时由线粒

15、体提供能量c由于此种蛋白质合成时进行了逆转录的过程，故gfp会发出荧光dgfp可以整合到细胞膜表面，用于标记定位癌细胞d【解析】gfp是由238个氨基酸组成的单链，则在合成过程中脱去了237个水分子，形成237个肽键。gfp为结构蛋白，不能由高尔基体分泌到细胞外。逆转录是某些病毒具有的过程。gfp可以整合到细胞膜表面，用于癌细胞的标记定位。 5. (双选)胰岛素的a、b两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是( )a胰岛素基因的两条dna单链分别编码a、b两条肽链b沸水浴加热之后，胰岛素的空间结构发生改变，但肽键不会断裂c胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关d核糖体

16、合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素bd【解析】胰岛素基因的两条dna单链只有一条链为模板链，故a错。高温加热之后，胰岛素的空间结构发生改变，但肽键不会断裂，故b对。蛋白质的功能主要取决于蛋白质的空间结构，故c错。核糖体合成的多肽链为胰岛素的前体，需经蛋白酶的作用才能形成有生物活性的胰岛素，故d对。 6. (双选)经测定，某多肽的分子式是c21hxoyn4s2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的。苯丙氨酸(c9h11o2n) 天冬氨酸(c4h7o4n)丙氨酸(c3h7o2n) 亮氨酸(c6h13o2n)半胱氨酸(c3h7o2ns)下列有关该多肽的叙述，不正确的是( ) a该多肽水

17、解后能产生4种氨基酸 b该多肽中h原子数和o原子数分别是32和5 c该多肽叫三肽化合物 d该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了54ac【解析】依据分子式中n为4个，并分析提供的氨基酸的分子式，可得出该多肽由4个氨基酸组成，为四肽，存在3个肽键。在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了54；再分析s的数目为2个 ， 可 得 出 4 个 氨 基 酸 中 有 2 个 是 半 胱 氨 酸(c3h7o2ns)，即水解最多能形成3种氨基酸；再结合c原子数目为21个，减去6个c原子(2个是半胱氨酸)，剩余15个c原子，可分析出另两个氨基酸分别氨酸和亮氨酸，进一步推出该多肽中h原子数和o原子数分别是32和5。 7.回答下列问题： 胰岛素分子是动物体内的一种激素，右图为结晶牛胰岛素的模式图，其链是由21个氨基酸合成的，链是由30个氨基酸结合而成的。请回答：(1)该分子中的51个氨基酸先通过 方式形成两条肽链。经过加工，链内的两个氨基酸形成一个二硫键，、链之间通过两个二硫键相互连接在一起，最后形成具有一定空间结构的胰岛素分子。(2)这51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量比51个氨基酸的相对分子质量之和减少了 。(3)由图中可以看出胰岛素分子中含有的化学