必修1 生命活动的体现者蛋白质2.docx

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必修1生命活动的体现者蛋白质2

第三讲---生命活动的主要承担者――蛋白质

主备：

王波审查：

邴丕明

【课标要求】

1.说明氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程。

2.概述蛋白质的结构和功能。

3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

4.关注蛋白质研究的新进展。

【重点】氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程和蛋白质的结构和功能。

【难点】氨基酸形成蛋白质的过程和蛋白质结构多样性的原因。

课前预习案

1．氨基酸的结构和种类

（1）结构

1）每个氨基酸至少有一个①和一个②，且连在同一个③上。

2）不同的氨基酸的④不同，即通过⑤判断氨基酸的种类。

（2）种类：

构成蛋白质的氨基酸约有20种，即20种氨基酸就有20种不同的⑥。

2．蛋白质的结构和功能

（1）蛋白质分子是由许多氨基酸通过⑦连接起来的高分子化合物。

2）缩合反应方程式

缩合反应在在细胞内进行的场所是⑧。

（2）蛋白质分子结构具有多样性就决定了蛋白质分子具有多种重要的生理功能

主要功能

实例

组成细胞的⑨

细胞膜中的蛋白质，染色体中的蛋白质等

⑩功能

细胞膜上的载体蛋白、运输氧气的血红蛋白等

⑪功能

胃蛋白酶、纤维素酶等

⑫功能

生长激素、胰岛素等激素

⑬功能

B淋巴细胞受到抗原刺激后产生的抗体

因此：

一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的⑭。

自我校对①氨基②羧基③碳原子④R基⑤R基⑥R基⑦肽键⑧核糖体⑨结构成分⑩运输⑪催化⑫调节⑬免疫⑭主要承担者

课堂探究

知识点一蛋白质的结构层次及其多样性

1．蛋白质的分子结构

（1）每个蛋白质分子由一条或几条肽链通过一定的化学键连接，再经螺旋、卷曲、折叠形成复杂的空间结构。

（2）具有多样性：

直接原因是氨基酸的种类不同，数目成千上万，排列顺序变化多端；肽链的空间结构千差万别。

根本原因是基因碱基对的排列顺序具有多样性。

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肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同

（3）蛋白质与多肽的关系：

每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键（肯定不是肽键）连接而成。

但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。

2．蛋白质功能的多样性

蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性，根据其功能分为结构蛋白（如血红蛋白）和功能蛋白（如抗体）。

随堂演练

1．（2011年沈阳联考）下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是（　　）

A．A中肯定含有P元素

B．①过程发生所需模板和运输B的工具都是RNA

C．多肽中B的数目等于C的数目

D．蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的根本原因

答案：

B

知识点二蛋白质的合成过程分析及相关计算

1．多肽形成过程的分析

（1）形成过程中的产物H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O只来自于—COOH。

（2）一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。

多余的氨基和羧基位于R基上。

2．相关计算

（1）氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数。

（2）羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。

（3）N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N的总数。

（4）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的总数－脱去水分子数。

（5）H原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱去水分子数

（6）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：

3.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系

由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA（基因）上的6个碱基。

[知识拓展]

（1）只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键，R基上的氨基或羧基不参与肽键的形成。

（2）由n个氨基酸形成一环状肽，则形成肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数。

随堂演练2．氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是12276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数目依次是（　　）

A．144,864　　B．144,432C．120,720D．120,360

答案：

C

3．某蛋白质分子的相对分子质量为11054,20种氨基酸的平均分子相对质量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分子相对质量共1746，则组成该蛋白质的肽链数是（　　）

A．1条　　　B．2条　　　C．3条　　　D．4条

答案：

C

课堂总结

组成蛋白质的基本单位

1．基本组成元素：

C、H、O、N等。

2．结构通式及特点

（1）结构通式

（2）特点

①氨基酸分子中至少有一个—NH2、一个—COOH，因为R基中也可能有—NH2和—COOH。

②都有一个—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。

③根据氨基酸结构通式可解决肽链中所含氨基和羧基的数目问题，但一般限定于计算其最小值，因为R基所含的氨基和羧基数目一般不能确定。

3．氨基酸种类

（1）非必需氨基酸：

在人体细胞内能够合成的氨基酸，共12种。

（2）必需氨基酸：

不能在人体细胞内合成，必须从外界环境中直接摄取的氨基酸，共8种。

【易错易混】

①每一个氨基酸都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，但并非所有的—NH2和—COOH都连在同一个碳原子上。

②氨基酸中只有甲硫氨酸等少数种类含S，但S是构成蛋白质的特征元素。

典型训练

类型一蛋白质的功能

（2010年高考课标全国理综）水中氧含量随水温的升高而下降。

生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。

右图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是（　　）

A．甲　　　　B．乙

C．丙D．丁

【答案】　A

类型二蛋白质的相关计算

（2009年高考上海卷）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＋2m

【答案】　C

类型三蛋白质的合成

（2011年福州模拟）如图是某化合物结构图解，请据图回答：

（1）Ⅲ和V称为________。

（2）决定氨基酸种类的编号是________。

（3）该化合物是由________个氨基酸，失去________个水分子而形成的，这种反应称为__________。

该化合物的名称是________。

（4）该化合物最左端的肽键水解后生成的氨基酸的结构简式表示为________。

（5）胰岛素是一种由51个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质，则胰岛素至少含有________个氨基和________个羧基。

【解析】　由于化合物中含有Ⅲ、V两个肽键，因此该化合物为三肽，缩合时共失去两分子水；R基的不同决定了氨基酸的不同，图中Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ为R基；最左端氨基酸的R基为－CH3，由于每条肽链中至少一端总有一个氨基酸的氨基而另一端总有一个羧基不参与缩合，因此，每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基。

【答案】　

（1）肽键　

（2）Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ（3）3　2　脱水缩合　三肽　（4）

（5）2　2验

课后练习

1.下列物质中，若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质分子，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是（）

A．3、3、2B．4、3、3C．3、2、4D．2、2、2

2.图2－2－2表示人体细胞内的几种重要化合物A、B、C的化学组成及它们之间的关系。

下列相关说法中，不正确的是（）

图2－2－2

A．A和B是染色体的主要成分B．过程1、2、4都有水的产生

C．密码子存在于B和CD．过程3、4进行的场所和所利用的酶不同

3.（03上海）已知谷氨酸的R基是－C3H5O2，则谷氨酸的分子式是（）

A．C3H5O2NB．C5H9O4NC．C5H9O2ND．C5H5O4N

4.（09上海）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－2mC．n＋mD．n＋2m

5.如图2－2－1所示的几种符号代表不同种类的氨基酸，请据图完成有关问题。

图2－2－1

（1）它们结构的差别在于的不同。

（2）7种氨基酸通过的方式形成一条肽链，此过程可形成6个肽键，得到6个水分子，相对分子质量减少了108。

（3）如果上述肽链原长度不变，改变其中的就可改变该肽链的性质。

（4）若两个蛋白质分子均由两条

（2）中的肽链构成，那么这两个蛋白质分子的功能是否一定相同？

为什么？

6．如图表示细胞内某些重要化合物的元素组成及相互关系。

请分析回答下列问题：

（1）图中X代表的化学元素是________，Y代表的主要化学元素是________。

（2）物质A决定物质B的合成是通过________和________两个过程来实现的。

（3）现从某种真核细胞中提取出大量核糖体放入培养液里，再加入下列几种有机物，模拟化合物B的合成。

假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。

其中实验中所用的培养液相当于细胞内的________________。

上述五种化合物中能作为原料合成化合物B的是________（填序号）。

（4）B物质具有多种功能的原因是B具有多样性。

B具有多样性的原因在于：

①从b分析是由于_________________________________。

②从A角度分析是由于_____________________________。

【答案】1.C2.C3.B4.C5.

（1）R基

（2）脱水缩合（3）氨基酸的排列顺序（4）不一定相同。

因为分别由相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构不同的两个蛋白质分子。

6.

（1）N和P　N　

（2）转录　翻译（3）细胞质基质　①④⑤

（4）①组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同

②DNA的多样性（或不同DNA的碱基排列顺序不同）