高中生物必修一生命活动主要承担者-蛋白质

高中生物必修一生命活动主要承担者——蛋白质第1页/共55页一、氨基酸及其种类1.结构(1)写出图中结构名称:①a._____;②b、d:____;③c:_____氨基R基羧基第2页/共55页(2)比较图中两种氨基酸,写出氨基酸分子的结构通式:(3)氨基酸的结构特点:①数量关系:至少都含有______________和_______________。②位置关系:都有___________________连接在_____________上。③各种氨基酸的区别在于____的不同。一个氨基(-NH2)一个羧基(-COOH)一个氨基和一个羧基同一个碳原子R基第3页/共55页2.种类(1)划分依据:人体细胞_________。

___________：只能从外界环境中直接获取(2)种类非必需氨基酸：可在人体合成，也可从外界环境中获取

能否合成必需氨基酸第4页/共55页二、蛋白质的结构及其多样性1.蛋白质的结构层次羟基(—COOH)氨基（—NH2）一分子水肽键—NH—CO—多个氨基酸两个氨基酸链状结构空间结构第5页/共55页2.脱水缩合的过程

第6页/共55页3.蛋白质多样性的原因氨基酸的_____不同(1)氨基酸方面每种氨基酸的_____成百上千不同种类氨基酸的_________千变万化(2)肽链方面:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的_________千差万别。空间结构种类数目排列顺序第7页/共55页三、蛋白质的功能第8页/共55页【思考辨析】

1.判断正误(1)人体需要的氨基酸称为必需氨基酸。()【分析】必需氨基酸是在人体内不能合成,必须从食物中获得的氨基酸。(2)各种氨基酸共有的结构是:。()(3)二肽是由2个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物,含有2个肽键。()【分析】二肽中只含有1个肽键。×√×第9页/共55页(4)氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质。()【分析】若空间结构不同,则也不是同一种蛋白质。×第10页/共55页2.问题思考(1)根据氨基酸的结构通式,分析组成氨基酸的元素主要有哪些。提示：C、H、O、N。(2)在组成氨基酸的元素中,形成蛋白质时哪些元素的数量不会发生变化?提示：C、N。第11页/共55页一、氨基酸的结构1.结构通式的分析第12页/共55页2.结构特点分析举例氨基酸分子中—NH2、—COOH至少各有一个,因为R基中可能有—NH2、—COOHR基含—COOH:

谷氨酸R基含—NH2:

赖氨酸第13页/共55页分析举例至少一个—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

反例:

非构成生物体蛋白质的氨基酸生物体中氨基酸种类不同是由R基决定的甘氨酸:R基为—H丙氨酸:R基为—CH3谷氨酸:R基为

第14页/共55页【学而后思】(1)若一个氨基酸中含有两个—COOH(或两个—NH2),它们都位于哪些部位?提示：一个与氨基(或羧基)连在同一个C原子上,另一个位于R基中。(2)不同氨基酸的理化性质不同,如溶解性和酸碱度。请分析氨基酸理化性质不同的原因。提示：R基不同。第15页/共55页【典例训练1】下列物质中,属于构成人体蛋白质的氨基酸的是

(

)①H2N－CH2－COOH②H2N－CH2－CH2OH③④⑤A.①③⑤

B.①②③

C.②③④

D.③④⑤第16页/共55页【解题关键】解答本题的关键是判断每种化合物是否至少有一个—NH2和一个—COOH,且是否有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。【解析】选A。构成人体蛋白质的氨基酸至少有一个—NH2和一个—COOH,并且都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。②中没有—COOH,④中—NH2和—COOH没有连在同一个碳原子上,因此②和④不是构成人体蛋白质的氨基酸,而①③⑤符合构成人体蛋白质的条件。第17页/共55页【互动探究】(1)由③和⑤脱水缩合形成的化合物中含有几个—NH2和几个—COOH?提示：2个—NH2和2个—COOH。(2)分别写出①和③的R基。提示：—H、—CH2—COOH。第18页/共55页【方法规律】判断组成生物体内蛋白质的氨基酸的方法(1)从数量上看,至少有一个—NH2和一个—COOH。如下不属于构成生物体蛋白质的氨基酸:①H2N—CH2—CH2OH⇒缺少—COOH②HOOC—CH2—CH2—COOH⇒缺少—NH2(2)从位置上看,必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。如下不属于构成生物体蛋白质的氨基酸:⇒氨基与羧基未连在同一个碳原子上。第19页/共55页二、氨基酸脱水缩合过程分析1.过程图示分析第20页/共55页(1)参与脱水缩合的部位:一个氨基酸氨基中的—H和另一个氨基酸羧基中的—OH。(2)H2O中H和O的来源:H既来自于氨基又来自于羧基,O只来自于羧基。(3)—NH2和—COOH的数量和位置:一条肽链中至少含有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH,分别位于肽链的两端,其余的—NH2和—COOH位于R基中。(4)肽键的正确书写方式:－CO－NH－或。第21页/共55页2.氨基酸形成蛋白质的相关数量计算规律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:形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n-1n-1至少1个至少1个na-18(n-1)mn-mn-m至少m个至少m个na-18(n-m)第22页/共55页【警示钟】多肽相对分子质量有时不是na-18(n-m),因为多条肽链之间可能存在二硫键,在每形成1个二硫键时脱去了2个H。第23页/共55页【学而后思】(1)在氨基酸脱水缩合过程中,多肽中N原子数与各氨基酸中N原子总数相等吗?提示：相等,因为在脱水缩合过程中,N原子没有失去,只是参与了肽键的形成。(2)若n个氨基酸形成一条环状肽,其含有多少个肽键?产生多少个水分子?提示：n个;n个。第24页/共55页命题角度1

蛋白质相关计算【典例训练2】(2013·余姚高一检测)现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目分别为(

)A.798、2和2 B.798、12和10C.799、1和1 D.799、11和9第25页/共55页【解题关键】解答本题的关键是确定肽键数、氨基数、羧基数与氨基酸数的关系。【解析】选B。肽键数=氨基酸数-肽链数=800-2=798个,蛋白质的氨基数=氨基总数-肽键数=810-798=12个,蛋白质的羧基数=羧基总数-肽键数=808-798=10个。第26页/共55页命题角度2蛋白质结构分析【典例训练3】据下图所示的化合物的结构简式,回答下列问题:第27页/共55页(1)该化合物由

种氨基酸构成,各个氨基酸的区别就在于侧链基团的不同,图中表示侧链基团的编号是

。(2)该化合物称为

,形成该化合物的生物化学反应叫做

,在该过程中,相对分子质量减少了

。(3)该化合物中有

个肽键,编号是

。肽键的化学式是

。第28页/共55页【解题关键】解答本题的关键是依据氨基酸的通式,找出脱水缩合形成的肽键,来判断出氨基酸的个数以及不同氨基酸的R基组成,进而判断氨基酸的种类。【解析】(1)(3)通过图中的c、e可以判断出该图示中有2个肽键,由3个氨基酸构成,通过这3个氨基酸的R基b、d、g判断这是3种不同的氨基酸;(2)由3个氨基酸组成的多肽,称为三肽;它们是通过脱水缩合形成的,脱去了2分子水,相对分子质量减少了36。答案：(1)3

b、d、g

(2)三肽脱水缩合36(3)2

c、e

—CO—NH—第29页/共55页【变式备选1】某条多肽链中共有肽键151个,则此分子中—NH2和—COOH的数目至少是(

)A.152

152 B.151

151 C.1

1 D.2

2【解析】选C。每两个相邻的氨基酸之间会形成1个肽键。因此,在肽链的两端一定是氨基(—NH2)和羧基(—COOH),如果构成多肽的每个氨基酸分子的R基上都没有氨基(—NH2)和羧基(—COOH),这时该多肽所含的氨基(—NH2)和羧基(—COOH)数最少,数目为1个。第30页/共55页三、蛋白质的结构多样性与功能多样性1.蛋白质多样性的原因分析第31页/共55页2.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系第32页/共55页【学而后思】(1)若有A、B、C3种氨基酸,在数量足够多的情况下,能形成多少种三肽化合物?在每种氨基酸只有1个的情况下,能形成多少种三肽化合物?提示：27种,6种。(2)食用熟鸡蛋比生鸡蛋更易于人体消化吸收,请分析其中的原因。提示：高温破坏了蛋白质分子的空间结构,容易被蛋白酶水解。第33页/共55页【典例训练4】催产素、血管舒张素都是含有9个氨基酸的多肽,但生理功能不同。主要原因可能是两种多肽的(

)①氨基酸种类不同②氨基酸排列顺序不同③氨基酸结合方式不同④在细胞内合成的场所不同A.①②

B.③④

C.①③

D.②④【解题关键】明确这两种多肽都是九肽,生理功能不同的原因主要是氨基酸的排列顺序和种类不同,肽链空间结构不同。第34页/共55页【解析】选A。组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构的不同是造成蛋白质分子多样性的主要原因。虽然催产素、血管舒张素具有相同的氨基酸个数,但是可能由于氨基酸种类、排列顺序及肽链的空间结构不同造成二者结构的差异,进一步导致了二者生理功能的差异,①②正确。氨基酸均通过脱水缩合的方式结合,蛋白质合成的场所都是在核糖体上,③④错误。第35页/共55页【变式备选2】生物体的生命活动离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。下列属于血红蛋白生理功能的是(

)A.运输氧气B.调节机体的生命活动C.构成细胞的重要物质D.催化细胞内的化学反应【解析】选A。血红蛋白的主要功能是运输氧气,体现了蛋白质具有运输的功能。第36页/共55页有关蛋白质计算类题目【案例】一条肽链的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生了下列3种氨基酸。据此回答:第37页/共55页(1)该肽链是由

个氨基酸失去

分子水形成的,其名称是

,这样的反应叫做

。(2)1个C22H34O13N6分子水解后可以产生

个谷氨酸。(3)1个C22H34O13N6分子中存在

个游离的氨基和______个游离的羧基。(4)由上述3种氨基酸(数量不限)形成的三肽共有________种。第38页/共55页【审题——抓准信息·快速推断】关键信息推断结论信息1肽链的分子式为C22H34O13N6,分子式中共有6个N原子(1)该多肽由6个氨基酸形成(2)6个氨基酸脱水缩合,失去5分子水,形成的化合物叫六肽信息2甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸都只含有1个氨基第39页/共55页关键信息推断结论信息31个C22H34O13N6分子水解6个氨基酸中与中心碳原子相连的羧基的氧原子有12个,脱水后剩7个,而该多肽分子中共有13个氧原子,则其余6个氧原子来自3个谷氨酸R基中的羧基信息4氨基酸数量不限,而且形成三肽若3种氨基酸数量不限,形成的三肽共有3×3×3=27种第40页/共55页【答题——规范答案·警示失误】(1)6

5六肽脱水缩合错答：五肽。错因：没能区分多肽的命名和脱水数目之间的关系,由几个氨基酸脱水缩合而成就叫几肽,若n个氨基酸形成一条肽链,脱水数是(n-1),形成的多肽叫n肽。(2)3(3)1

4第41页/共55页(4)27错答：6种。错因：误认为构成三肽的3个氨基酸种类各不相同,而没考虑到2种或1种氨基酸也能构成三肽。第42页/共55页1.组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构简式是(

)A.NH—CO

B.—NH—CO—C.—NH2—COOH— D.NH2—COOH【解析】选B。肽键可表示为—NH—CO—或。第43页/共55页2.下列选项中属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是(

)A.B.C.D.第44页/共55页【解析】选C。组成生物体蛋白质的氨基酸必须有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。第45页/共55页3.同为组成生物体蛋白质的氨基酸,酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异的产生,取决于(

)A.两者R基的不同 B.两者的结构完全不同C.酪氨酸的氨基多 D.精氨酸的羧基多【解析】选A。组成蛋白质的氨基酸大约有20种,不同种类的氨基酸分子的差异主要与氨基酸分子中的R基的差异有关。第46页/共55页4.能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是

(

)①氨基酸②C、H、O、N等化学元素③氨基酸分子相互结合④多肽⑤形成具有一定空间结构的蛋白质分子A.①②④③⑤ B.②①③⑤④C.②①④③⑤ D.②①③④⑤【解析】选D。C、H、O、N等化学元素构成小分子化合物氨基酸,氨基酸通过脱水缩合形成肽链,肽链进一步盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。第47页/共55页5.(2013·江阴高一检测)甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,它的分子式是(

)A.C5H11O2NS

B.C3H7SC.C4H11O2S D.C5H10O2N【解析