名师导学课件-207必修第二章第三课

1．蛋白质的结构和功能2.

实验：检测生物组织中的蛋白质考点一

氨基酸的种类及结构特点【回扣

】氨基酸是组成蛋白质的

，其结构通式基本单位是

。特点：每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在

同一个碳原子上，氨基酸的不同在于

R基的不同。种类和分类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有分为必需氨基酸和

20种

。根据是否能在体内

非必需氨基酸

。【知识拓展】1.氨基酸的种类构成蛋白质的氨基酸约有20

种,包括必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸： 内有

8种(婴儿

9种),必须从外界获取。非必需氨基酸：可以通过其他化合物转化而来。2.氨基酸的结构特点(1)氨基酸分子中的氨基和羧基数目至少是一个,也可以是几个,因为R

基中可能含有氨基或羧基。赖氨酸(R

基上含—NH2)在构成蛋白质的氨基酸中,都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,否则就不是构成蛋白质的氨基酸。例如：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH。不同的氨基酸分子,具有不同的R

基,这是氨基酸分类的依据。例如甘氨酸的R

基是—H,丙氨酸的R

基是—CH3。【典例精析】【例1】某多肽经测定分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)。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(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、亮氨酸(C6H13NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S),下列有关叙述错误的是(

C

)该多肽水解后形成3

种氨基酸该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了54该多肽中氢原子数和氧原子数分别为30

和5该多肽中有3

个肽键【解析】由于多肽分子中含有2个S,所以该多肽含有2个半脱氨酸,由N可以得出该多肽含有4个氨基酸,根据C的个数又可以确定另外2个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸,所以该多肽中氢原子数和氧原子数为

32

和5。考点二

蛋白质的结构和功能及其多样性【回扣

】一、蛋白质的结构及其多样性1.结构层次氨基酸脱―水―缩→合

盘―曲―折→叠蛋白质2.结构多样性的原因氨基酸方面：氨基酸的种类、数目和排列顺序的不同。肽链方面：肽链的

空间结构

的不同。肽链二、蛋白质的功能一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的体现者

。1.结构蛋白：是构成

细胞结构

的重要物质,如构成

细胞膜

等的成分。氧。4.作用：调节机体的,如胰岛素等激素。5.功能：如

内的抗体。催化作用：绝大多数酶的化学本质是蛋白质。作用：具有

的功能,如

血红蛋白

能调节激素免疫【典例精析】内含有多种多样的蛋白质,【例2】(2015

福建卷)每种蛋白质(C

)都含有20

种氨基酸都是在细胞内发挥作用

C.都具有一定的空间结构

D.都能催化生物化学反应、【解析】A

项,组成生物体蛋白质的氨基酸约有

20种,但并不是所有蛋白质都同时含有20种氨基酸,很多蛋白质只含有几种氨基酸。B

项,有的蛋白质在细胞内发挥作用,如呼吸酶；有的在细胞外发挥作用,如消化酶、抗体等。项,蛋白质都承担着一定的功能,而蛋白质的功能取决于其空间结构。项,蛋白质种类多种多样,每种蛋白质都有各自的功能。催化生物化学反应只是某些蛋白质(酶)的功能。蛋白质还具有免疫作用、调节作用

作用、构成细胞成分等功能。【例3】下面是蛋白质的形成过程图,请据图回答下列问题：；核苷酸中的氮元素参与组成的结构主要是是。多数蛋白质中含有硫元素,在氨基酸中硫图中

A、C依次表示

C、H、O、N

、

多肽(肽链)

。氨基酸中的氮元素参与组成的结构主要有(4)存在于细胞膜上的糖蛋白具有识别作用,从而体现了细胞膜具有进行

的功能。氨基含氮碱基元素存在的部位是

R基

。(3)

双缩脲试剂可以鉴定蛋白质,是因为蛋白质都肽键

,其结构式为

—NH—CO—

。细胞间的信息交流【解析】(1)构成蛋白质的基本元素(A)是C、H、O、N,蛋白质的基本单位(B)是氨基酸,多肽链盘曲折叠可形成蛋白质。(2)在氨基酸中,氮元素主要存在于氨基(—NH2中,硫元素主要存在于R基中；在核苷酸中,氮元素主要存在于含氮碱基中。(3)蛋白质中的肽键,在碱性条件下能与

Cu2＋结合生成紫色络合物,从而达到鉴定蛋白质的目的。(4)细胞膜上的糖蛋白具有识别作用,体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。考点三

有关蛋白质形成过程中的计算问题【回扣

】1.氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系：氨基酸是构成

分子的基本单位。多个氨基酸分子脱水缩合形成,肽键是多肽结构中连接两个氨基酸残基之间的。肽链是多肽的空间结构,它们之间的关系可归纳如下：蛋白质多肽化学键2.蛋白质的有关计算(1)氨基酸数、肽链数、失去水分子数、肽键数之间的关系①形成一条肽链时：肽键数＝

失去水分子数

＝

氨基酸数－1

氨基酸平均相对分子质量与蛋白质相对分子质量关系蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数目－失去水分子数×水的相对分子质量。氨基酸与相应

DNA、RN

段中碱基数目之间的关系DNA(

)―转―录→mRNA―翻―译→蛋白质(性状)∶氨基酸数碱基数

6

∶碱基数失去水分子数②形成

n

条肽链时：肽键数＝

＝

氨基酸数－n

313.肽键的结构式在一条肽链的两端一定分别是—COOH和—NH2

。一条肽链所含—COOH

和—NH2

数量至少都是

1

个m

条肽链所含—COOH

和—NH2

数量至少都是

m

个【知识拓展】1.关于氨基酸脱水缩合反应的计算对于n

个氨基酸来讲,至少有n

个氨基和n

个羧基；n

个氨基酸分子缩

一条肽链,失去的水分子数＝肽键数＝n－1,至少有1

个氨基和1

个羧基；n

个氨基酸分子缩

X

条肽链,失去的水分子数＝肽键数＝n－X,至少有X

个氨基和X

个羧基；n

个氨基酸分子缩

环状肽时,失去的水分子数＝肽键数＝n,氨基和羧基数量与R

基团有关；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；蛋白质 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：a×n－18×(n－X)。2.氨基酸与对应的

DNA

及

mRN

段中碱基数目之间的计算：依据DNA(

)∶mRNA∶氨基酸＝6∶3∶1

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氨基酸平均相对分子质量氨基酸数肽键数目脱去水分子数目肽链相对分子质量氨基数目羧基数目一条肽链amm－1m－1ma－18(m－1)至少1个至少1

个n

条肽链amm－nm－nma－18(m－n)至少n个至少n

个特别提醒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、羧基只可能在

R

基团上出现。【典例精析】【例4】全世界每年有成百上由于误吃毒蘑菇而,鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素,它是一种环状八肽。若

20

种氨基酸的平均分子量为128,则鹅膏蕈碱的分子量大约是(C

)A.1024

B.898

C.880

D.862【解析】由于鹅膏蕈碱是一种环状八肽,所以在形成过程中,失去水分子数＝肽键数＝氨基酸数＝8

个。根据蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×水的相对分子质量可知：鹅膏蕈碱的分子量大约是128×8－8×18＝880。考点四

生物组织中蛋白质的鉴定【知识拓展】一、实验原理某些化学试剂能够使生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应。二、实验流程蛋白质的鉴定【典例精析】【例5】不同植物中所含营养成分有差异,如豆类作物中蛋白质含量较高,玉米中淀粉含量较高,花生中脂肪含量相对较多。请回答下列问题。(1)下表用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干中三大类有机物颜色反应,其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度,有关说法不正确的是(A

)试剂种类碘液苏丹Ⅲ染液双缩脲试剂甲＋＋＋＋＋＋＋乙＋＋＋＋＋＋＋＋丙＋＋＋＋＋＋＋乙

中含蛋白质最多碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色在观察颜色时有可能用到光学显微镜D.这三种试剂使用时均不需要水浴加热(2)某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米,请用所学的方法设计实验加以验证。实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,蛋。材料用品：新鲜的普通玉米子粒,新鲜的新品种玉米子粒,研钵,试管,漏斗,纱布,吸管,清水,双缩脲试剂A

液,双缩脲试剂B

液,量筒。白质含量越高颜色越深材料用品：新鲜的普通玉米子粒,新鲜的新品种玉米子粒,研钵,试管,漏斗,纱布,吸管,清水,双缩脲试剂A

液,双缩脲试剂B

液,量筒。方法步骤：①将两种玉米子粒分别进行

,

组织样液。。研磨②取A、B

两支试管,向A

中加入新品种玉米组织样液

2

mL,B

中加入普通玉米组织样液

2

mL。③向

A、B

两支试管中分别加入

1

mL双缩脲试剂A,摇匀,再分别加入4

滴双缩脲试剂B

,摇匀。④观察

颜色变化并比较紫色的深浅

。预期结果：

新品种玉米子粒组织样液(A试管)紫色较深【解析】(1)碘液用于检测淀粉,其颜色反应为蓝色；苏丹Ⅲ染液用于检测脂肪,其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检测蛋白质,其颜色反应为紫色。分析表格可知,甲中含淀粉较多,乙中含脂肪较多,丙中含蛋白质较多,故A选项错误。在脂肪的鉴定中需要用显微镜观察。(2)检测蛋白质应选缩脲试剂,颜色反应的深浅与蛋白质含量有关,蛋白质含量越高,紫色反应越深。每种蛋白质分子都是由

20

种氨基酸组成一个蛋白质分子只能由一条肽链构成氨基酸的排列顺序及肽链的空间结构都是制的结果控D.相同种类和数量的氨基酸只能构成同一种类的蛋白质练习三一、选择题(每小题只有一个正确选项)1.蛋白质功能的多样性取决于蛋白质结构的多样性,以下关于蛋白质结构的说法中正确的是(

C

)【解析】蛋白质最多由

20

种氨基酸组成,并非每种蛋白质均由20种氨基酸组成,A

项错误；一个蛋白质分子可能由一条或多条肽链构成,B项错误；蛋白质中氨基酸的排列顺序及肽链的空间结构都是表达的结果,C确；氨基酸的种类和数量相同,但排列顺序或肽链的空间结构不同,均会产生不同种类的蛋白质,D

项错误。2.现有A、B、C

三种氨基酸,在每种氨基酸数目不限的情况下,可形成三肽化合物的种类数及形成含

3

种氨基酸的三肽化合物的种类数分别为(D

)A.3,3

B.6,3

C.9,27

D.27,6【解析】多肽链的两端分别有—NH2和—COOH,构成多肽的氨基酸具有一定的顺序性。如构成BAC

三肽时,B和A氨基酸脱去—OH,A和C氨基酸脱去—H,而构成CAB三肽时,C

和A氨基酸脱去—OH,A和B氨基酸脱去—H,所以BAC

和CAB

并不相同,是两种不同的三肽。理解题干“形成包含三种氨基酸的三肽”的要求,每种氨基酸都要用且都只能用一次,形成三肽化合物的种类为3×2×1＝6

种。当每种氨基酸数目不限时,构成三肽的氨基酸可以是三种全用,也可以只用部分种类氨基酸,甚至只用三个同一种类的氨基酸。因此,正确的解法是：3×3×3＝27

种。3.脑啡肽是一种具有镇痛作用的药物,它的基本组成单位是氨基酸。下面是脑啡肽的结构简式,形成这条肽链的氨基酸分子数以及缩合过程中生成的水分子数分别是

(C

)A.3

和

2 B.4

和

3 C.5

和

4 D.6

和

5【解析】氨基酸脱水缩合形成肽链过程中氨基酸的个数－1＝肽键数＝脱去的水分子数,分析图形可知,该肽链中含有4

个肽键,所以参与反应的氨基酸数为

5,生成的水分子数为4,故C

正确。4.某三十九肽有丙氨酸4

个,现去掉其中的丙氨酸得到4

条长短不等的多肽(如右图),下列有关该过程的叙述中,错误的是(B

)①肽键数目减少7

个②C

原子减少12

个③氨基和羧基分别增加

3

个A.①②

B.④

C.②④O原子数目不变D.②③5.下列有关

内蛋白质的叙述中,错．误．的是(

D

)A.氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质B.内环境中存在胰岛素、抗体等蛋白质C.饥饿时,蛋白质的分解可能会加强D.

细胞的核糖体不可能

流感

的蛋白质【解析】A.蛋白质的结构与氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序以及蛋白质的空间结构有关,A正确；胰岛素、抗体等蛋白质都是蛋白,由细胞到细胞外液(内环境),B正确；饥饿时,糖类供能不足,所以蛋白质的分解可能会加强,C

正确；流感没有独立生存的能力,其蛋白质的可发生在细胞的核糖体,D

错误。6.下图表示在胰岛B

细胞中胰岛素原生成胰岛素的过程。该过程(

B

)发生在细胞质内的核糖体上离不开内质网和 体的作用至少断裂两个肽键生成两分子水需水参与,且水中氢全部用于形成—COOH【解析】胰岛

B

细胞中胰岛素原胰岛素的过程是蛋白质的一个再加工的过程,由图示可知其过程是将胰岛素原进行了“切割”,该过程发生在内质网或是体中,不会是核糖体中,A错误,B正确；肽链断裂消耗水,而不是生成水,C

错误；水中的H

只有一个参与了—COOH

的形成,D

错误。7.有关图中某蛋白质的叙述,正确的是(

)形成该蛋白质时共脱掉

126

个水分子该蛋白质含有两条肽链该蛋白质的

R

基

含

16

个氨基该蛋白质共有111

个肽键【解析】由图可知羧基数目共17个,而R基上的羧基数目是15

个,说明有2

条肽链,故B

正确。形成蛋白质时应脱去126－2＝124

个水分子,故A

错误。该蛋白质的R

基含有17－2＝15

个氨基,故C

错误。该蛋白质含有

126－2＝124

个肽键,故D

错误。B二、非选择题8.某致病细菌的外毒素,无色,细针状结晶,对小鼠和以致有很强的毒性,可引起流涎、。该外毒素为环状肽,结构式、便血、痉挛等,。请据图分析回答：个氨基酸的

R

基相同,这个

R

基是

。(5)填写虚线框内结构的名称

A.

,B.

。该化合物中含有游离的

0

个氨基,

0

个羧基。该化合物是由

7

个氨基酸组成的,区别这些氨基酸的种类是依靠其结构中的

R基

。(3)组成该化合物的氨基酸有

5

种,其中有

3

—CH3(4)该化合物称为环状七或七肽化合物,含有个肽键。7肽键R基(从氨基酸结构通式的角度讲)该化合物具有

8

个氮原子,其中

7

个位于肽键上,

1

个位于

R

基上。该外毒素在环肽形成过程中失去了

7

个水分子,相对分子质量减少了

126

。【解析】分析题图：图示为某外毒素的结构式,其中A表示肽键,是氨基酸脱水缩合形成的,其结构简式为－CO－NH－；B表示R基团,组成蛋白质的氨基酸约有20种,它们的区别就在于R基不同。(1)由图可知,该化合物中不含羧基(－COOH)和氨基。图有7个肽键(－CO－NH－),且该多肽是环状的,所以该多肽由7个氨基酸脱水缩合形成。组成蛋白质的氨基酸约有20

种,这些氨基酸的区别就在于R

基不同。观察发现这7个氨基酸中有3个氨基酸的R基团都是－CH3,其余4

个氨基酸的R

基团都不相同。该化合物是由7

个氨基酸脱水缩合形成的环状七肽,含有7

个肽键。由以上分析可知,图中的A

表