2019高中生物 第2章 第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质课件 新人教版必修1

一、氨基酸特点及其种类1．作用是组成的基本单位。2．结构特点(1)主要元素组成：。蛋白质C、H、O、N(2)结构通式：①写出字母所代表的结构：a.，b.。②a和b连接方式的特点是：。③各种氨基酸之间的区别在于不同。3．种类(1)分类依据：能否在人体内。(2)种类必需氨基酸特点：必须从外界环境中直接获取种类：8种婴儿9种非必需氨基酸特点：人体细胞能够合成种类：12种氨基羧基都连接在同一个碳原子上R基合成二、蛋白质的结构及其多样性1．蛋白质的结构层次氨基酸脱水缩合概念：一个氨基酸分子的羧基—COOH与另一个氨基酸分子的氨基—NH2相连接，同时脱去一分子水形成化学键：肽键，表示为—NH—CO—二肽：由氨基酸分子缩合而成的化合物多肽：由氨基酸分子缩合而成的化合物，通常呈盘曲、折叠蛋白质：具有一定的两个多个链状结构空间结构2．脱水缩合的过程。3．蛋白质结构多样性的原因(1)氨基酸方面种类不同数目成百上千排列顺序千变万化(2)肽链方面肽链的盘曲、折叠方式不同空间结构千差万别三、蛋白质的功能1．一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要。2．蛋白质功能举例：功能举例构成细胞和生物体羽毛、肌肉、蛛丝、头发等绝大多数的酶运输作用(能运输氧气)作用胰岛素等蛋白质类激素免疫作用(可抵御抗原的侵害)承担者催化作用血红蛋白信息传递抗体一、氨基酸的结构特点1．教材问题探讨观察并分析教材P20[思考与探讨]给出的几种氨基酸结构，结合教材P21图2－3，讨论并交流下列问题：(1)“组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基”，你对“至少”是怎样理解的？(2)判断构成蛋白质的氨基酸的依据有哪些？提示：因为R基上也可能含有氨基或羧基。提示：构成蛋白质的氨基酸必须具备两个条件：①至少含有一个氨基和一个羧基；②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。(3)试判断下列有机酸中，哪些是组成生物体内蛋白质的氨基酸？并说出判断理由。判断：；理由：。判断：；理由：。是具有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个碳原子上否虽然具有氨基和羧基，但没有连接在同一个碳原子上(4)谷氨酸的R基为—C3H5O2，在一个谷氨酸中，碳和氧的原子数分别是多少？2．判断下列说法是否正确(1)组成蛋白质的基本单位是氨基酸。()(2)所有氨基酸都能合成生物蛋白质。()(3)组成生物蛋白质的氨基酸只含有一个氨基和一个羧基。()×√×提示：碳和氧的原子数分别是5和4。二、蛋白质的结构1．教材问题探讨分析阅读教材P22内容并仔细观察分析图2－5，交流并回答下列问题：(1)如果把一个氨基酸比作一个同学，四个同学手牵手形成的3个“手结”就相当于肽键，如图所示：，那么10个氨基酸(同学)形成一条肽链时，脱掉几个水分子？如果是n个氨基酸形成m条肽链呢？提示：9个。n个氨基酸形成一条肽链时脱掉的水分子数是n－1；形成m条肽链时，脱掉的水分子数是n－m。(2)若20个氨基酸(同学)脱水缩合形成的是环状多肽(即首尾的两个同学手牵手形成环状)，试讨论此时氨基酸数与肽键数之间的数量关系。(3)若两个氨基酸的相对分子质量分别为a、b，则由这两个氨基酸形成的二肽其相对分子质量是多少？试总结蛋白质相对分子质量的计算公式。提示：环状多肽相当于肽链数为0，则此时氨基酸数＝肽键数。提示：①每形成一个肽键，即脱去一分子水，则相对分子质量减少18，二肽是由两个氨基酸分子脱去一个水分子形成的，相对分子质量为(a＋b－18)。②蛋白质的相对分子质量等于氨基酸相对分子质量总和减去失去的水分子的相对分子质量总和。2．判断下列说法是否正确(1)脱水缩合发生在相邻氨基酸的氨基和羧基之间，水中的H来自羧基和氨基，O来自羧基。()(2)氨基酸脱水缩合过程中形成的肽键数目与失去的水分子数相等。()(3)蛋白质的相对分子质量等于组成该蛋白质的所有氨基酸相对分子质量之和。()(4)氨基酸脱水缩合形成蛋白质时，N原子数目缩合前后不变。()√×√√三、蛋白质结构及功能的多样性1．问题分析蛋白质的结构具有多样性，据下列图示，试分析并说明造成其多样性的原因(图示中：□、○代表氨基酸；“—”代表肽键)。(1)图示1：A链：—□—□—□—□—□—□—B链：—○—○—○—○—○—○—(2)图示2：A链：—□—□—□—□—□—B链：—□—□—□—□—提示：氨基酸种类的不同。提示：氨基酸数目的不同。(3)图示3：A链：—□—○—○—□—○—B链：—○—□—○—□—○—(4)图示4：提示：氨基酸排列顺序的不同。2．判断下列说法是否正确(1)蛋白质结构的多样性只决定于氨基酸的数目和种类。()(2)蛋白质分子结构的多样性决定其功能的多样性。()提示：肽链空间结构的不同。×√二、蛋白质合成过程中的相关计算1．相关公式：(1)蛋白质中的肽键数＝缩合产生的水分子数＝水解所需要的水分子数＝氨基酸数－肽链数。(2)蛋白质相对分子质量＝氨基酸分子数×氨基酸平均相对分子质量－18×脱去的水分子数。2．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，则：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)[特别提醒]肽链中氨基、羧基与肽键数目的计算规律(1)在一条肽链主链的两端分别是：—COOH和—NH2，侧链R基中—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目＝R基中的氨基(或羧基)数目＋肽链数。(2)对于由n个氨基酸构成的环状肽而言，产生的肽键数＝脱去水分子数＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。[例1]下列物质中，有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中的能够构成蛋白质的每个氨基酸缩合成多肽，请回答下列问题：(1)该多肽由________个氨基酸缩合而成，内含_______个肽键，叫________肽。(2)该多肽中R基共有____种，④的R基是________。(3)该多肽中共有________个氨基和________个羧基。(4)该多肽的相对分子质量与组成其氨基酸的相对分子质量相比，减少了________。[解析](1)根据构成蛋白质氨基酸结构的共同特点，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，将6种物质中属于构成蛋白质氨基酸的选出来，其中②⑥不属于。将①③④⑤缩合形成四肽化合物。(2)根据氨基酸的结构通式，可知①的R基为—H，③的R基为—CH2—COOH，④的R基为—CH2OH，⑤的R基为—(CH2)4—NH2，因R基不参与脱水缩合，故形成的肽链中R基为4种。(3)据(2)分析R基中含有氨基的是⑤，含有羧基的是③，因R基不参与脱水缩合，故该肽链中氨基和羧基数量都为2。(4)该四肽的相对分子质量与组成其氨基酸的相对分子质量相比减少了54(4个氨基酸失去三分子水形成四肽)。[答案](1)43四(2)4—CH2OH(3)22(4)541．“一查二看法”判断氨基酸(1)“一查”：是否有氨基和羧基。(2)“二看”：看是否有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。只有两者同时具备才是组成生物体蛋白质的氨基酸。2．蛋白质形成过程中各元素的变化总结(1)氨基酸形成蛋白质的过程中，变化的元素：H、O，在此过程中脱去H2O而减少，还有一部分H因形成二硫键而减少。(2)不变的元素：C、N、S。[例2]朊病毒蛋白(PrP)有两种：一种是PrPc，一种是PrPsc。朊病毒蛋白项目PrPcPrPsc空间结构螺旋为主折叠为主溶解度高低致病性不致病致病A．构成蛋白质的氨基酸的排列顺序不同B．溶解度不同C．空间结构不同D．构成蛋白质的氨基酸的数目不同[研析]本题以新材料为背景，考查蛋白质结构多样性的原因。解题过程如下：[审]——提取信息信息a：PrPsc是由PrPc转变形成的——判断两种蛋白质的肽链的氨基酸排列顺序和数目相同。信息b：PrPsc与PrPc的空间结构不同、溶解度不同、致病情况不同——即两种蛋白质性质不同，由此确定两种蛋白质表现不同性质的直接原因是其空间结构不同。信息c：表现出不同性质的直接原因——即两种蛋白质表现出结构和功能多样性的原因，而不是根本原因。[析]——解读信息解读a：蛋白质结构多样性的根本原因是控制蛋白质基因的核苷酸排列顺序不同。解读b、c：蛋白质结构多样性的直接原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构不同。[答案]C填充：①C、H、O、N③肽键④功能⑤免疫⑥信息传递⑦种类⑧排列顺序⑨空间结构1．氨基酸是组成蛋白质的基本单位。2．氨基酸的结构通式为3．每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。4．蛋白质中含有C、H、O、N等元素。5．蛋白质多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同及肽链形成的空间结构不同。6．蛋白质的功能：组成细胞和生物体、催化、运输、调节和免疫等。1．蚕丝被贴身暖和、轻盈透气，是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成“蚕丝”主要成分的叙述，正确的是()A．它的基本组成单位的通式为－CO－NH－B．它的形成过程中没有水产生C．蚕丝的基本组成单位是氨基酸D．它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe解析：蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质是通过氨基酸的脱水缩合形成的，蚕丝蛋白中不一定含有P、Fe元素。答案：C2．甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，它的分子式是()A．C5H11O2NSB．C3H7SC．C4H11O2SD．C5H10O2N解析：氨基酸的结构通式为所以甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。答案：A3．如图为一条肽链的分子结构简式，下列有关分析不正确的是()A．这条肽链中的肽键数是2个B．构成肽链的氨基酸数目是2个C．合成蛋白质的生理过程称脱水缩合D．在合成该肽链时形成2个水分子解析：根据图示结构可知，该肽链中含有肽键(—NH—CO—)两个，说明该多肽是由三个氨基酸脱水缩合形成的，在此过程中形成了2分子水。答案：B4．蛋白质是细胞内的重要物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列关于蛋白质类物质与其功能的对应正确的是()A．胰岛素与调节B．抗体与催化C．唾液淀粉酶与催化蛋白质消化D．血红蛋白与免疫解析：胰岛素是蛋白质类激素，对生命活动具调节作用；抗体能与特异性的病毒结合并消灭它们，属于免疫功能；唾液淀粉酶具有消化淀粉作用，不能催化蛋白质水解；血红蛋白存在于成熟的红细胞中，主要运输氧气。答案：A5．在同一草场，牛和羊吃同样的草料，但牛肉和羊肉的味道却不同，这是因为()A．同种植物对不同生物的影响不同B．牛和羊的消化能力不同C．牛和羊的蛋白质结构存在差异D．牛和羊的亲缘关系比较远解析：不同生物体由于遗传物质的差异，合成的蛋白质结构就有所差异。牛肉和羊肉的主要成分为蛋白质，虽然食物来源基本相同，但蛋白质经消化后形成的氨基酸，在不同生物体内合成的蛋白质结构不同。答案：C6．图甲是某物质的结构通式，据图回答问题：(1)此类物质通称为________，它是构成________的基本单位。(2)生物体中此类物质约有________种，决定其种类的是通式中的________。若此物质中含有两个氨基，另外一个的位置应在________。(3)牛胰岛素是由51个此类物质组成的两条多肽链，共有________个肽键，两条肽链至少含有________个氨基和________个羧基，可分别表示为________和________。(4)当它与另一个同类分子结合时的方式称为________。形成的化学键叫________，可表示为________，反应后的生成物是________。(5)某物质的R基若为—CH2—CO—CH3时，请在上面的图乙方框中写出此物质的结构简式。解析：生物界中的氨基酸约有20种，决定氨基酸种类的是其通式中的R基。