人教版教学课件生物第一轮复习生命活动的主要承担者――蛋白质

第2节生命活动的主要承担者——蛋白质一.蛋白质的结构与功能1.氨基酸的结构与脱水缩合（1）蛋白质的组成元素：C、H、O、N等（S）（2）蛋白质的基本组成单位：氨基酸（约20种）必需氨基酸和非必需氨基酸（3）氨基酸的结构通式：各种氨基酸之间的区别在于R基的不同（4）氨基酸的特点：①数量上：至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）②结构上：有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上（6）脱水缩合——肽键由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽呈链状结构，叫肽链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。N个氨基酸分子形成M条肽链，则脱去（N—M）个水分子，同时形成（N—M）个肽键。3.蛋白质分子结构多样性的原因：（1）组成蛋白质的氨基酸分子的种类不同；（2）组成蛋白质的氨基酸分子的数量成百上千；（3）组成蛋白质的氨基酸分子的排列次序变化多端；（4）蛋白质分子的空间结构不同。2.蛋白质的化学性质加热、X射线照射、强酸、强碱、重金属盐、乙醇等处理都可引起蛋白质的变性。所以在临床中用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒杀菌，就是利用这些手段使菌体和病毒的蛋白质变性而失去致病性和繁殖能力。4.蛋白质的功能（由分子结构的多样性决定）：（1）有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，如人和动物的肌肉主要是蛋白质；（2）有些蛋白质有催化作用，如参与生物体各种生命活动的绝大多数酶；（3）有些蛋白质有运输作用，如细胞膜上的载体、红细胞中的血红蛋白；（4）有些蛋白质有调节作用，如胰岛素和生长激素都是蛋白质，能够调节人体的新陈代谢和生长发育；（5）有些蛋白质有免疫（包括细胞识别）作用，如动物和人体的抗体能清除外来蛋白质对身体生理功能的干扰，起着免疫作用。构建蛋白质为中心的集合模型蛋白质载体抗体酶激素运载体蛋白质载体抗体酶激素运载体以蛋白质为中心的集合模型5、蛋白质的变性作用：是蛋白质分子构想的改变或破坏，而不涉及链状结构的改变或肽键的断裂。变性作用的特征:1、生物活性的丧失，如酶的催化作用、蛋白质激素的代谢调节功能、抗体与抗原的反应能力的丧失。2、某些理化性质的改变，如蛋白质变形后，溶解度降低易发生沉淀。引起蛋白质变性的因素：物理因素：高温、紫外线、Х-射线、超声波、剧烈震荡。化学因素：强酸、强碱、尿素、去污剂、重金属、浓酒精。实践中应用蛋白质变性作用有不同的要求，有时尽力避免，有时必须充分应用。二.应用归类1.有关蛋白质中肽键数及脱下水分子数的计算m个氨基酸分子缩合成n条多肽链时，要脱下m-n个水分子，同时形成个m-n肽键，可用公式表示为：肽键数目=脱下的水分子数=水解时需要的水分子数=氨基酸数（m）－肽链条数（n）例1.血红蛋白分子有574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数分别是（）A.573和573B.573和570C.570和573D.570和570D2.有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算氨基酸之间脱水缩合时，原来的氨基和羧基已不存在，形成的多肽的一端是-NH2，另一端是—COOH，所以对于n条肽链的多肽，每1条肽链至少应有1个-NH2，1个—COOH，若还有-NH2或—COOH，则存在于R基中。（1）至少含有的游离氨基或羧基数目=肽链条数例2.某蛋白质分子由3条多肽链组成，内有肽键109个，则此分子中含有-NH2或—COOH的数目至少为A.112、112B.109、109B.C.9、9D.3、3D（2）游离氨基或羧基数目=肽链条数+R基中含有的氨基或羧基数例3.现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基1050个，则由此合成的4条肽链中氨基、羧基的数目分别是（）A.1016、1046B.4、4C.24、54D.1024、1054C3.有关蛋白质相对分子质量的计算蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均分子质量－脱下水的数目×18例4.已知20种氨基酸的平均分子质量是128，某蛋白质分子由两条肽链组成，共有肽键98个，该蛋白质的分子质量最接近于（）A.12800B.12544C.11036D.128884.有关蛋白质种类的计算例5.由4种氨基酸，每种氨基酸数量不限，最多能合成不同结构的三肽有（）A.4种B.12种C.24种D.64种CD5.有关氨基酸数、mRNA和DNA中碱基数之间的计算DNA中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数=6：3：1例6.一条多肽链含氨基酸1000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分子中分别至少有碱基（）A.3000个和3000个B.3000个和6000个C.1000个和4000个D.1000个和3000个B6.关于蛋白质相对分子质量、氨基酸数、DNA中碱基数之间的综合计算例7.由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为（）A．na/6B．na/3-18（n/3–1）C．na/6－18（n－1）D．na/6-18（n/6-1）D“两个标准”是指判断组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有2个：一是数量标准，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基；二是位置标准，即都是一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。“三个数量关系”是指蛋白质分子合成过程中的3个数量关系（氨基酸数、肽键数或脱水分子数、肽链数），它们的关系为：当m个氨基酸缩合成一条肽链时，脱水分子数为m-1，形成m-1个肽键，即脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-1；当m个氨基酸形成n条肽链时，肽键数=脱水分子数=m-n。巩固练习：1.(2008天津理综.1)下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是A、具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B、高等动物能合成生命活动所需要的20种氨基酸C、细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是一种蛋白质D、在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质D2．(07年江苏）下列不属于植物体内蛋白质功能的是A.构成细胞膜的主要成分B.催化细胞内化学反应的酶C.供给细胞代谢的主要能源物质D.根细胞吸收矿质元素的载体D3、（09上海卷）15.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A.n-mB.n-2mC.n+mD.n+2mC4．临床通过检测尿液中一定时间内的含氮量，可以粗略地估算下列哪一营养物质在该段时间内的氧化分解量？A．蛋白质B．脂肪C．糖D．维生素A5.根据下面图解，回答问题：（1）该图中，①表示，③表示，⑦表示。（2）该化合物由个氨基酸分子失去个水分子而形成，这种反应叫反应。（3）该化合物含有个肽键，该图所示化合物的名称是：。（4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由决定的。（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是。氨基肽键羧基四肽(多肽)三四三脱水缩合R基666—CNH2HH—C—ON—HC—CH3HCOOH—C—ON—HC—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②③④⑥⑤⑦⑧⑨实验专题探究1．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。实验的科学性原则2．分析项目科学性依据例析实验原理符合生物学基本知识和基本事实如利用双缩脲试剂鉴定某种材料中是否含有蛋白质，是因为双缩脲试剂能与蛋白质反应呈紫色实验材料(1)符合实验原理的要求(2)便于实验操作如观察细胞有丝分裂实验中应选择植物细胞分裂旺盛的部位做切片，而不用成熟的植物叶片实验方法主要包括：变量设置、控制正确、操作顺序、方法正确等，总之，依据此方法能得到正确可靠的实验结果如鉴定细胞呼吸的产物时，应先除去装置中已存在的CO2实验结果观察、统计、分析等方法正确，符合实验原理如观察植物细胞的质壁分离和复原实验时，若观察时间太长，则不会得出正确的结果实验专题探究实战演练蛋白质的空间构型遭到破坏，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。现提供：质量分数为3%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0.1g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液、无水乙醇、烧杯、试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯等材料用具。请你设计实验探究乙醇能否使蛋白质变性。设计实验的两大原则：单一变量原则对照原则(1)实验步骤：①取两支试管，编号A、B，向A、B两试管中各加入1mL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，混匀后向A、B两试管再加2mL可溶性淀粉溶液；②将两支试管摇匀后，同时放入适宜温度的温水中维持5min；③___________________________；④从温水中取出A、B试管，各加入1mL斐林试剂摇匀，放入盛有50～65℃温水的大烧杯中加热约2min，观察试管中出现的颜色变化。(2)实验结果预测及结论①______________________________；②______________________________。(3)该实验的自变量是________，对照组是_________。5滴蒸馏水取少量质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液，配制成斐林试剂①A试管中出现砖红色沉淀，B试管不出现，说明乙醇能使淀粉酶(蛋白质)变性A试管中出现砖红色沉淀，B试管也出现，说明乙醇不能使淀粉酶(蛋白质)变性有无乙醇A试管例．(创新探究)通用的蛋白质测试方法“凯氏定氮法”是通过测出含氮量来估算蛋白质含量，其含氮量一般不超过30%，而三聚氰胺的含氮量为66%左右。因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。三聚氰胺常被不法商人用作食品添加剂，以提升检测中的蛋白质指标，2008年9月，在包括三鹿、蒙牛、伊利、雅士利等知名国产品牌奶粉中均被检出了含量不同的三聚氰胺。人和动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖泌尿系统的损害、膀胱肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。科研人员以大鼠为实验材料，探究三聚氰胺能否诱导大鼠的肾部结石发生。请完成下列实验：Ⅰ.实验材料和用具：大鼠若干只；普通饲料；三种不同剂量的三聚氰胺A、B、C(分别为低、中、高浓度)；其他所需条件均满足。Ⅱ.实验目的：探究三聚氰胺能否诱导肾部结石的发生。Ⅲ.方法步骤：(请简要写出)(1)____________________________________(2)____________________________________(3)____________________________________。(4)一年后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠的肾部结石发生率。Ⅳ.实验结果预测与分析：(至少写出三种情况)(1)__________________________________________________。(2)__________________________________________________。(3)____________________________________________________。选身体健康，发育正常、体重相同的大鼠若干，随机均分甲乙丙丁四组，分别饲养四组大鼠每天饲喂等量普通饲料，甲乙丙三组分别添加三聚氰胺溶液A，溶液B，溶液C在适宜相同条件下饲养1年如四组大鼠肾部结石发生率相同，(或都不发生肾部结石)说明三聚氰胺不会诱发大鼠结石如结石发生率为丙＞乙＞甲＞丁，说明三聚氰胺会诱发大鼠肾部结石，剂量越大，发生率越大如甲乙丙大鼠肾部结石发生率相近，都高于丁，说明三聚氰胺会诱发大鼠肾部结石，但跟剂量大小无关