2012届高三生物步步高一轮复习课件(人教版)：第1单元_第3课时生命活动的主要承担者——蛋白质

第3课时生命活动的主要承担者——蛋白质回扣基础构建网络1．含量：占细胞鲜重的7～10%，干重的以上。2．结构50%必需非必需37氨基羧基同一个想一想(1)脱下的H2O中H来自氨基，O来自羧基吗？(2)多肽的多样性和蛋白质多样性有何不同？(3)所有酶、激素都是蛋白质吗？提示(1)H既来自氨基也来自羧基，O来自羧基。(2)多肽的多样性只有氨基酸方面的3个原因，没有空间结构的差别。(3)绝大多数酶是蛋白质，少数酶为RNA；部分激素如生长激素、胰岛素、胰高血糖素是蛋白质，但性激素是脂质。识图析图氨基酸形成蛋白质的图解3.功能(1)构成结构；(2)作用(如绝大多数酶)；(3)作用(如血红蛋白)；(4)作用(如某些激素)；(5)作用(如抗体)。细胞和生物体催化运输信息传递免疫概念网络构建突破考点提炼方法考点7氨基酸结构通式的信息解读信息1通式：元素组成：基本元素C、H、O、N，R基中可能含有S。信息2结构特点(1)氨基酸分子中的氨基和羧基数目至少含一个，也可以是几个，因为R基中可能含有氨基或羧基。例如：谷氨酸(R基上含—COOH)赖氨酸(R基上含—NH2)(2)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。(3)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。信息3利用N原子个数求氨基酸的个数氨基酸通式中N的数目最少、最简单，一般只出现在氨基中。若氨基酸R基中没有氨基，则N原子数＝氨基酸数；若R基中含1个氨基，则氨基酸个数＝N原子个数－1。信息4分子式求某种氨基酸中各原子个数分子式：C2H4O2NR，在此基础上告诉具体的R基即可求解。拓展提升基因表达时，从信使RNA起始密码子开始，两个起始密码子分别对应甲硫氨酸和缬氨酸，即蛋白质中的第一个氨基酸是这两种中的一个，所以可以推测绝大多数蛋白质含“S”元素，但并非所有的蛋白质都含“S”。所以基本元素为C、H、O、N，特征元素为“S”，且S一定存在于R基上。对位训练1．在下列物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成多肽，则此多肽中含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是()①NH2—CH2—COOH②NH2—CH2—CH2OHA．3、3、2B．4、3、3C．2、2、2D．3、4、2解析解答本题时，要根据氨基酸的结构通式把属于构成人体的氨基酸挑选出来。由于②号没有羧基，④号氨基和羧基没有同时连在同一个碳原子上，所以它们不是组成人体蛋白质的氨基酸。①③⑤是构成蛋白质的氨基酸，它们脱水缩合后形成三肽，由于③号氨基酸R基上有1个羧基，⑤号氨基酸R基上有1个氨基，因此三肽中有氨基2个，羧基2个，肽键2个。答案C2．丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—C3H5O2，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为()A．7∶16∶6B．7∶14∶5C．8∶12∶5D．8∶14∶5解析先根据R基推导出两种氨基酸的结构简式或分子式，再根据脱水缩合的原理计算原子数。注意，计算H原子数、O原子数时，应减去脱去水分子中的原子数。丙氨酸的结构简式是，谷氨酸的结构简式是。当缩合成二肽时需脱去一分子水。故缩合成的二肽分子中，C原子数为3＋5＝8，H原子数为7＋9－2＝14，O原子数为2＋4－1＝5。故选D。答案D考点8蛋白质的合成过程及相关计算1．氨基酸、多肽、肽键的关系(1)由脱水缩合反应可知，多肽在形成的过程中，每形成一个肽键就脱去一个水分子，因此肽键数＝脱去的水分子数。(2)如果形成的多肽为一条肽链，则有如下等式：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－1；该多肽至少含有一个氨基和一个羧基，它们分别位于肽链的两端，R基中也可能有氨基和羧基。误区警示氨基、羧基及肽键的写法及多肽的命名正确错误(举例)氨基—NH2NH2或—NH3—COOHCOOH羧基—CO—NH—CO—NH肽键含5个肽键六肽五肽H2O中“H”的来源一个来自羧基，一个来自氨基都来自氨基或都来自羧基2.m条肽链的相关计算下图为形成某蛋白质分子的m条肽链的结构模式图，两个氨基酸中间的横线为肽键，1条肽链的两端的横线分别表示直接连接氨基和羧基的化学键。该蛋白质分子中共有m条肽链，其中肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－m；该蛋白质分子中至少含有m个氨基和m个羧基。归纳提升假定氨基酸的平均相对分子质量为a，参与脱水缩合反应的氨基酸数目为n，则存在以下关系：肽键数目脱去水分子数目多肽相对分子质量氨基数目羧基数目1条肽链n－1n－1an－18(n－1)至少1个至少1个m条肽链n－mn－man－18(n－m)至少m个至少m个3.二硫键形成过程蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质分子量时除减去H2O的外，还应考虑脱去H的分子量。上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。4．氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间的关系DNA(基因)——→转录mRNA——→翻译蛋白质(性状)碱基数6∶碱基数3∶氨基酸数1mRNA为单链，DNA为双链，故DNA∶RNA(碱基数)＝2∶1；而mRNA上每相邻的3个碱基决定1个氨基酸，故碱基与氨基酸为3∶1的关系。特别提醒若已知DNA、mRNA中碱基数求氨基酸数，一般用关键词“最多”；若已知氨基酸数求DNA、mRNA中碱基数，则一般用关键词“至少”，原因是该计算过程中都不考虑终止密码子的问题。5．长多肽链断裂成几段短多肽链某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图所示)，分析该过程中肽键数、游离的氨基、羧基数。C、H、O、N数如何变化？断裂前断裂后变化数量肽键数变化39－1＝3835(氨基酸数)－4(肽链数)＝3138－31＝7个，即减少7个氨基、羧基数(至少)各1个各4个1－4＝－3个，即增加3个N原子数假设m个m－4(4个丙氨酸每个含1个氮原子)m－m＋4＝4个，减少4个C原子数假设m个m－3×4(即4个丙氨酸，每个含3个碳原子)m－m＋3×4＝12个，减少12个O原子数假设m个m－8(4个丙氨酸含8个O原子)＋7(肽键减少7个，需消耗7分子H2O)m－m＋8－7＝1个，即减少1个H原子数假设m个m－7×4(4个丙氨酸含28个H原子)＋14(7个H2O含14个H原子)m－m＋28－14＝14个，即减少14个特别提醒计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加的H2O中O、H数值。对位训练3．如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链的放大图(图2)。请据图判断，下列叙述中正确的是()A.该蛋白质中含有1条肽链，124个肽键B．图2中含有的R基是①②④⑥⑧C．从图2可推知该肽链含有2个游离的羧基D．该蛋白质合成的场所是细胞质中的核糖体解析由图1可知，该蛋白质是由124个氨基酸组成的一条肽链，因此形成的肽键数为123个。图2中含有的R基是②④⑥⑧，①为氨基。该蛋白质由一条肽链构成，结合图2可推知肽链至少含有3个游离的羧基。蛋白质的合成场所为核糖体。答案D4．免疫球蛋白ⅠgG的结构如图所示，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该ⅠgG由m个氨基酸构成，则该ⅠgG有肽键数及形成该蛋白质时相对分子质量减少了()A.m个(m－4)×18B．(m＋1)个(m－4)×18C．(m－1)个(m－4)×18－6D．(m－4)个(m－4)×18＋6D友情提示计算分子量时若出现二硫键不要漏掉脱去氢的数量。考点9蛋白质的结构与功能多样性1．蛋白质结构的多样性蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次加以理解(1)氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。—□—□—□—□—□—□——○—○—○—○—○—○—(2)氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。—□—□—□—□—□—□——□—□—□—□—(3)氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同。—□—○—○—□—○——○—□—○—□—○—(4)空间结构不同，构成的蛋白质不同。提醒若两个肽链中的氨基酸的数目、种类都相同，但功能不同，是由排列次序不同造成的；若仅数目相同，则是由氨基酸的种类和排列次序不同造成的；若两个蛋白质分子的结构和功能都不同，则答全四个方面。疑误辨析蛋白质与多肽的区别与联系蛋白质多肽有无空间结构有无多样性原因四个方面只有三个方面，无空间结构差异联系蛋白质可由一条或几条肽链形成提醒翻译的直接产物——多肽，不叫蛋白质，必须经内质网和高尔基体再加工后，形成一定的空间结构才叫蛋白质2.蛋白质功能多样性名称分布功能大多数酶细胞内或细胞外催化作用载体蛋白细胞膜运输某些物质如离子、氨基酸等某些激素(如生长激素、促甲状腺激素、胰岛素、胰高血糖素等)内环境中调节生命活动抗体内环境中免疫作用血红蛋白红细胞内主要运输氧气和部分二氧化碳糖蛋白细胞膜表面保护、润滑、识别等结构蛋白细胞内组成成分记忆窍门蛋白质功能记忆法：用串字记忆法记成“构催运免调”，如果用谐音法，可记成“狗吹人面条”，即蛋白质的功能有构成细胞、催化、运输、免疫和调节等。对位训练5.如图所示，物质A是在胰岛B细胞中合成的，且与血糖调节有关。物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复制。物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。物质D由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法正确的是()A．物质A、B、C、D的结构多样性只与a有关B．与A、B、C、D四种物质合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体C．A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、抗利尿激素D．物质A与胰高血糖素具有协同作用，物质B、C均在特异性免疫中发挥作用，物质D的分泌体现了生物膜的流动性解析蛋白质结构多样性不仅与氨基酸的种类、数目、排列顺序有关，也与蛋白质的空间结构有关。物质A、B、C、D分别是胰岛素、淋巴因子、抗体和生长激素。物质A与胰高血糖素之间具有拮抗作用。答案B6．如图所示，表示有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是()A.甲中一定含有S、P等元素B．①过程发生所需的模板和运输乙的工具都是RNAC．多肽中乙的数目等于丙的数目D．蛋白质结构的多样性是同一生物体细胞多样性的根本原因解析甲中主要由C、H、O、N4种化学元素组成，很多重要的蛋白质中还含有P、S等元素；①过程表示基因控制蛋白质合成的翻译过程，其所需模板是mRNA，运输氨基酸的工具是tRNA；多肽中氨基酸的数目大于或等于肽键的数目；同一生物体细胞多样性的根本原因是基因的选择性表达。答案B方法体验氨基酸脱水缩合形成蛋白质过程的有关计算1．直链肽链中氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数2．蛋白质中游离氨基或羧基数的计算(1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数(2)游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数3．蛋白质中含有N、O原子数的计算(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数4．蛋白质相对分子质量的计算蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18，注意环状和—S—S—键的特殊情况。典例请解答氨基酸与蛋白质的相关问题：(1)现有氨基酸800个，其中氨基总数为810，羧基总数为808，则由这些氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目分别是________、________、_________________________________________________。(2)有一条多肽链，分子式为CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为()A．q＋1B．p－1C．q－2D．p＋1解析⇒题干信息数据⇒计算得结果(2)假设有x个氨基酸——→计算总的O原子数－脱去的水分子