第3講生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者 蛋白質(zhì),概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能 1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,2.蛋白質(zhì)的合成及其結(jié)構(gòu)、功能多樣性 (1)二肽的形成過(guò)程 過(guò)程a:脫水縮合,物質(zhì)b:二肽,結(jié)構(gòu)c:肽鍵。 H2O中H來(lái)源于氨基和羧基;O來(lái)源于羧基。,(2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(3)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因 (4)蛋白質(zhì)的功能連線,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,教材拾遺(必修1第23頁(yè)“與生活的聯(lián)系”改編)在雞蛋清中加入食鹽會(huì)出現(xiàn)白色絮狀物,高溫加熱后雞蛋清會(huì)呈現(xiàn)白色固態(tài)狀,導(dǎo)致蛋白質(zhì)出現(xiàn)這兩種情況的原理相同嗎?說(shuō)明理由。 答案不同。在食鹽作用下析出蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)沒有改變,仍維持原有的生物活性;高溫加熱后蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,喪失了原有的生物活性。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念通過(guò)對(duì)氨基酸的結(jié)構(gòu)和脫水縮合過(guò)程的分析,建立起生命的物質(zhì)性觀點(diǎn);通過(guò)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性決定了功能的多樣性,建立起結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。 2.科學(xué)思維運(yùn)用歸納與概括的方法,觀察多種氨基酸,歸納出不同的氨基酸結(jié)構(gòu)上的共性和差異。 3.社會(huì)責(zé)任利用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與高溫、pH和鹽濃度的關(guān)系,正確解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象;掌握必需氨基酸與非必需氨基酸的概念,知道如何加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)、合理膳食,提高人們的健康水平。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(科學(xué)思維)細(xì)胞受到冰凍時(shí),蛋白質(zhì)分子相互靠近,當(dāng)接近到一定程度時(shí),蛋白質(zhì)分子中相鄰近的巰基(SH)氧化形成二硫鍵(SS)。解凍時(shí),蛋白質(zhì)氫鍵斷裂,二硫鍵仍保留(如下圖所示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是() A.巰基位于氨基酸的R基上 B.解凍后蛋白質(zhì)功能可能異常 C.結(jié)冰和解凍過(guò)程涉及肽鍵的變化 D.抗凍植物有較強(qiáng)的抗巰基氧化能力,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向1氨基酸的種類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1.(2018江蘇常州一中期初檢測(cè))下面是三種化合物的 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,下列有關(guān)這三種化合物的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.三種化合物可以用一個(gè)結(jié)構(gòu)通式表示 B.三種化合物的共同點(diǎn)之一是都含有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基 C.三種化合物都不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng) D.三種化合物兩兩結(jié)合形成的物質(zhì)的游離氨基數(shù)相同,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,“兩看法”判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向2蛋白質(zhì)的形成過(guò)程及功能 2.(2018吉林白城一中期末)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ) A.蛋白質(zhì)是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物,其種類隨生命歷程而改變 B.蛋白質(zhì)纖維組成的細(xì)胞骨架與信息傳遞等生命活動(dòng)相關(guān) C.在細(xì)胞不同的生命活動(dòng)中轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的載體都是蛋白質(zhì) D.細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時(shí),H2O參與氨基和羧基的形成,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,幾種?？嫉鞍踪|(zhì)的分布和功能 此部分經(jīng)常借助某些具體的蛋白質(zhì)從不同角度進(jìn)行命題,現(xiàn)舉例如下:,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,與蛋白質(zhì)合成相關(guān)的計(jì)算 1.利用圖解總結(jié)與蛋白質(zhì)有關(guān)的計(jì)算方法 (1)氨基數(shù)和羧基數(shù) 氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中的氨基數(shù)。 羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中的羧基數(shù)。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,(2)假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a,由n個(gè)氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈(均非環(huán)狀鏈),相關(guān)數(shù)量的計(jì)算見下表。 2.多肽中H、O、N原子數(shù)的計(jì)算 (1)H原子數(shù)=各氨基酸的H原子數(shù)之和-2脫去的水分子數(shù)。 (2)O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸的O原子數(shù)之和-脫去的水分子數(shù)。 (3)N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中N原子數(shù)之和。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,教材拾遺(必修1第24頁(yè)“科學(xué)史話”改編)一個(gè)由500個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì),它的氨基酸的排列順序就可能有20500種。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念利用氨基酸脫水縮合形成多肽的過(guò)程,認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的多樣性、統(tǒng)一性和復(fù)雜性,形成科學(xué)的自然觀和世界觀。 2.科學(xué)思維運(yùn)用“歸納與概括”的思維方法,通過(guò)分析氨基酸脫水縮合形成多肽的化學(xué)方程式,歸納出與蛋白質(zhì)合成相關(guān)計(jì)算的方法。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,1.(科學(xué)思維)血紅蛋白分子中含574個(gè)氨基酸,4條肽鏈。在形成此蛋白質(zhì)分子時(shí),脫下的水分子數(shù)和形成的肽鍵數(shù)目分別是() A.574和573B.573和573C.570和573D.570和570,D,解析:由n個(gè)氨基酸合成m條多肽鏈(非環(huán)狀鏈),形成的肽鍵數(shù)目和脫去水分子數(shù)目均為n-m,所以血紅蛋白分子中由574個(gè)氨基酸合成4條肽鏈,脫去的水分子數(shù)和形成的肽鍵數(shù)分別是570和570。,2.(生命觀念、科學(xué)思維)由4種氨基酸,每種氨基酸數(shù)量不限,最多能合成不同結(jié)構(gòu)的三肽有() A.4種B.64種C.34種D.12種,B,解析:這個(gè)三肽的每個(gè)位置上的氨基酸都有4種可能,即為444=64(種)。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向1有關(guān)肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)和相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算 1.(2019河南林州一中分校調(diào)研)某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖所示,其中SS表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵,若該蛋白質(zhì)由m個(gè)氨基酸構(gòu)成,則該蛋白質(zhì)在形成時(shí)生成的水分子數(shù)和減少的相對(duì)分子質(zhì)量分別為( ) A.m個(gè)、18m B.(m-4)個(gè)、18(m-4) C.(m-3)個(gè)、18(m-3)+4 D.(m-2)個(gè)、18(m-2)+4,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向2有關(guān)蛋白質(zhì)原子數(shù)目的計(jì)算 2.某三十九肽中共有甘氨酸4個(gè)(甘氨酸結(jié)構(gòu)式如圖1),現(xiàn)用某種水解酶去除其中的甘氨酸,得到4條長(zhǎng)短不等的多肽(如圖2)。如將原來(lái)的多肽與4條多肽的總原子數(shù)或結(jié)構(gòu)數(shù)進(jìn)行比較,會(huì)出現(xiàn)下列4種情況中的( ) 肽鍵數(shù)目減少7個(gè)C原子數(shù)目減少8個(gè)氨基和羧基數(shù)目分別增加3個(gè)O原子數(shù)目減少1個(gè) A.1種B.2種 C.3種D.4種,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,考向3有關(guān)氨基酸排列順序與多肽種類的計(jì)算 3.現(xiàn)有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3種氨基酸,它們能形成的三肽種類以及包含3種氨基酸的三肽種類分別最多有( ) A.9種,9種B.6種,3種 C.18種,6種D.27種,6種,答案,解析,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,1.有關(guān)多肽計(jì)算的注意事項(xiàng) (1)環(huán)狀肽主鏈中無(wú)氨基和羧基,環(huán)狀肽中氨基或羧基數(shù)目取決于構(gòu)成環(huán)狀肽氨基酸的R基中的氨基和羧基的數(shù)目。肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)。 (2)在計(jì)算多肽相對(duì)分子質(zhì)量時(shí),還要考慮一些其他化學(xué)變化過(guò)程,如二硫鍵(SS)的形成,每形成一個(gè)二硫鍵,脫去2個(gè)H,故相對(duì)分子質(zhì)量減少2。,必備知識(shí)梳理,關(guān)鍵能力突破,2.利用守恒法計(jì)算蛋白質(zhì)分子中各原子的數(shù)量 氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是解答此類題目的突破口。在脫水縮合形成多肽時(shí),要失去部分H、O原子,但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會(huì)減少。其相關(guān)數(shù)量關(guān)系如下。 (1)碳原子數(shù)=氨基酸的分子數(shù)2+R基上的碳原子數(shù)。 (2)氫原子數(shù)=各氨基酸中氫原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)2。 (3)氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)。 (4)氮原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子的總數(shù)。,1,2,3,4,5,1.下列有關(guān)氨基酸、多肽鏈和蛋白質(zhì)的敘述,正確的是() A.都只含有C、H、O、N四種元素 B.遇雙縮脲試劑都顯紫色 C.都通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞 D.通常都含有羧基,答案,解析,1,2,3,4,5,2.組成蛋白質(zhì)的氨基酸中有兩種氨基酸含有S元素,已知某一蛋白質(zhì)分子中含有一個(gè)S原子。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是() A.該蛋白質(zhì)分子除了含有S元素外,還含有C、H、O、N B.該蛋白質(zhì)分子完全水解后最多可以得到20種氨基酸 C.該蛋白質(zhì)可能由一條、兩條或多條肽鏈組成 D.該蛋白質(zhì)分子中有“NCCNCC”的重復(fù)結(jié)構(gòu),答案,解析,1,2,3,4,5,3.下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是() A.細(xì)胞間的信息交流大多與細(xì)胞膜蛋白有關(guān) B.由蛋白質(zhì)組成的細(xì)胞骨架與細(xì)胞分裂等生命活動(dòng)密切相關(guān) C.細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成離不開核酸,而核酸的合成也離不開蛋白質(zhì) D.細(xì)胞膜的功能特性與膜上的載體蛋白有關(guān)而與其基本骨架的流動(dòng)性無(wú)關(guān),答案,解析,1,2,3,4,5,4.下圖表示生物體內(nèi)發(fā)生的某一化學(xué)反應(yīng),下列有關(guān)該反應(yīng)敘述錯(cuò)誤的是() A.該反應(yīng)為脫水縮合反應(yīng) B.反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所是核糖體 C.反應(yīng)速率與溫度有關(guān) D.需要水解酶的催化,答案,解析,1,2,3,4,5,5.一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì),下圖為部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)和多種蛋白質(zhì),請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題。,1,2,3,4,5,(1)A蛋白參與細(xì)胞間的相互粘連,所以在動(dòng)物細(xì)胞工程中常用處理組織碎塊,使細(xì)胞分散開。 (2)B蛋白與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有關(guān),如果轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程需ATP供能,則轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱為,若轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程不消耗ATP,則轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱為,能量來(lái)自所轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)形成的勢(shì)能。 (3)C蛋白只能與特定分子結(jié)合,結(jié)合后其 發(fā)生變化,像“分子開關(guān)”一樣,引起細(xì)胞內(nèi)一系列變化,是細(xì)胞膜完成功能的分子基礎(chǔ)。 (4)D蛋白和細(xì)胞骨架共同完成細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸,細(xì)胞骨架的化學(xué)本質(zhì)是。 (5)E蛋白具有催化功能,因其只能與結(jié)合,所以E蛋白的功能具有專一性的特點(diǎn)。 (6)F蛋白的功能是與DNA分子的某一部位結(jié)合,以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA分子,F蛋白的名稱是。,1,2,3,4,5,答案 (1)胰蛋白酶(2)主動(dòng)運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散濃度差(3)空間結(jié)構(gòu)信息交流(細(xì)胞通訊、細(xì)胞識(shí)別)(4)蛋白質(zhì)(5)一種或一類底物(6)RNA聚合酶 解析 (1)動(dòng)物細(xì)胞間質(zhì)的物質(zhì)中主要成分是蛋白質(zhì),故用胰蛋白酶可以分離動(dòng)物細(xì)胞。(2)主動(dòng)運(yùn)輸與協(xié)助擴(kuò)散均需要載體蛋白參與,但主動(dòng)運(yùn)輸需消耗ATP。(3)C蛋白是細(xì)胞膜上的受體,與細(xì)胞間的信息交流有關(guān)。(4)細(xì)胞骨架的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(5)具有催化作用的蛋白質(zhì)是酶,一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(6)F蛋白是催化轉(zhuǎn)錄過(guò)程的RNA聚合酶,該酶可以與DNA分子上的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,催化轉(zhuǎn)錄過(guò)程。,