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1、生物必修第一单元第三讲生命活动的主要承担者蛋白质Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望一、氨基酸及其种类一、氨基酸及其种类 判断正误判断正误 1 1在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有2020种。种。 () ()2 2人体必需的氨基酸称为必需氨基酸，共人体必需的氨基酸称为必需氨基酸，共8 8种。种。 () ()3 3每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上在同一个碳原子上 ()
2、()4 4各种氨基酸都共有的结构是各种氨基酸都共有的结构是 ()()5 5各种氨基酸理化性质不同的原因在于各种氨基酸理化性质不同的原因在于R R基不同基不同 () ()二、蛋白质的结构及其多样性二、蛋白质的结构及其多样性 填空填空 1 1脱水缩合脱水缩合2蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次3蛋白质多样性的原因蛋白质多样性的原因(1)氨基酸角度：组成蛋白质的氨基酸的氨基酸角度：组成蛋白质的氨基酸的 、数目和、数目和 不同。不同。(2)多肽角度：肽链的多肽角度：肽链的 千差万别。千差万别。种类种类排列顺序排列顺序空间结构空间结构三、蛋白质的功能三、蛋白质的功能连线连线1氨基酸的元素组成：氨基酸的元素
3、组成：C、H、O、N，有的还含，有的还含S、P等。等。2氨基酸的结构分析氨基酸的结构分析(1)结构通式的不同表达形式：结构通式的不同表达形式：(2)结构特点结构特点特点分析特点分析举例例至少有一个至少有一个NH2和一个和一个COOH，R基中也可能基中也可能含有含有NH2和和COOHR基中含基中含COOH：R基中含基中含NH2：都有一个都有一个NH2和一个和一个COOH连在同一个碳原子在同一个碳原子上上反例：反例：非生物体内氨基酸非生物体内氨基酸1判断组成蛋白质的氨基酸的方法判断组成蛋白质的氨基酸的方法(1)从数量上看：至少有一个从数量上看：至少有一个NH2和一个和一个COOH，下列不，下列不属
4、于构成蛋白质的氨基酸：属于构成蛋白质的氨基酸：NH2CH2CH2OH缺乏羧基缺乏羧基(COOH)(2)从位置上看，必须有一个从位置上看，必须有一个NH2和一个和一个COOH连在同一连在同一个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：氨基与羧基未连接在同一个碳原子上氨基与羧基未连接在同一个碳原子上1甘氨酸甘氨酸(C2H5O2N)和和X氨基酸反应生成二肽的分子式为氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则，则X氨基酸是氨基酸是 ()解析：解析：两分子氨基酸脱水缩合时脱去一分子的两分子氨基酸脱水缩合时脱去一分子的H2O，则形，则形成的二肽中的各原子数为
5、两个氨基酸的原子数之和，只成的二肽中的各原子数为两个氨基酸的原子数之和，只是是H或或O的总数要减去脱掉的水中的的总数要减去脱掉的水中的H或或O的数目。甘氨酸的数目。甘氨酸(C2H5O2N)和和X氨基酸反应生成二肽的分子式为氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则则X氨基酸中的氨基酸中的C原子数为：原子数为：725；H原子数为：原子数为：12259；O原子数为：原子数为：5124；N原子数为：原子数为：211，所以符合要求的选项是，所以符合要求的选项是A。答案：答案：A2关于生物体内氨基酸的叙述正确的是关于生物体内氨基酸的叙述正确的是 ()A氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成氨
6、基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成B组成蛋白质的氨基酸共有的结构是组成蛋白质的氨基酸共有的结构是C每个氨基酸分子都只含有每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素四种元素D组成人体的氨基酸都能在人体内合成组成人体的氨基酸都能在人体内合成解析：解析：氨基酸由氨基、羧基、氨基酸由氨基、羧基、R基等组成，有的氨基酸基等组成，有的氨基酸分子中还含有分子中还含有S、P等元素。必需氨基酸在人体内无法等元素。必需氨基酸在人体内无法合成。合成。答案：答案：B1氨基酸的脱水缩合氨基酸的脱水缩合(1)场所：核糖体。场所：核糖体。(2)过程分析过程分析脱水缩合产生的脱水缩合产生的H2O中的中的H来自于来自于
7、COOH和和NH2，而氧则只来自于而氧则只来自于COOH。一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。基，并分别位于肽链的两端。R基中的基中的NH2或或COOH不参与肽键的形成，故多余不参与肽键的形成，故多余的的NH2或或COOH位于位于R基中。基中。2蛋白质结构多样性和功能多样性的关系蛋白质结构多样性和功能多样性的关系1多肽多肽(蛋白质蛋白质)的结构分析的结构分析(1)氨基数肽链数氨基数肽链数R基上的氨基数基上的氨基数(2)羧基数肽链数羧基数肽链数R基上的羧基数基上的羧基数(3)N原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中N的总数肽
8、键数肽链数的总数肽键数肽链数R基上基上 的的N原子数原子数(4)O原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数肽键数的总数脱去水分子数肽键数 2肽链数肽链数R基上的基上的O原子数原子数(5)肽键数脱水数氨基酸数肽链数水解需水数肽键数脱水数氨基酸数肽链数水解需水数2脱水缩合过程的相关计算脱水缩合过程的相关计算假设氨基酸的平均相对分子质量为假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由，由n个氨基酸分别形个氨基酸分别形成成1条肽链或条肽链或m条肽链：条肽链：形成形成肽链数数形成形成肽键数数脱去水脱去水分子数分子数氨基氨基数目数目羧基基数目数目多多肽相相对分子分子质量量1n1n1至少至少1个个至少至少
9、1个个na18(n1)mnmnm至少至少m个个至少至少m个个na18(nm)特别提醒特别提醒若若n个氨基酸形成一环状多肽，则：个氨基酸形成一环状多肽，则：肽键数脱去水分子数氨基酸数肽键数脱去水分子数氨基酸数(n)在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键化过程，如二硫键(SS)的形成，每形成一个二硫键，的形成，每形成一个二硫键，脱去脱去2个个H，故相对分子质量减少，故相对分子质量减少2。3(2011广州模拟广州模拟)蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能是相适
10、应的。下列具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列有关蛋白质类物质与其功能对应正确的是有关蛋白质类物质与其功能对应正确的是 ()A胰岛素与调节胰岛素与调节B干扰素与催化干扰素与催化CDNA连接酶与连接酶与DNA复制复制D载体蛋白与免疫载体蛋白与免疫解析：解析：胰岛素是激素，对生命活动起调节作用；干扰素属胰岛素是激素，对生命活动起调节作用；干扰素属于淋巴因子，有免疫作用；于淋巴因子，有免疫作用；DNA连接酶是基因工程的工具连接酶是基因工程的工具酶之一，把酶之一，把DNA的长链连接起来，而的长链连接起来，而DNA复制用到的是复制用到的是DNA聚合酶，把脱氧核苷酸连接成长链；载体蛋白起运输聚
11、合酶，把脱氧核苷酸连接成长链；载体蛋白起运输作用。作用。答案：答案：A4(2011南京二模南京二模)一条肽链的分子式为一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水，其水解后共产生了下列解后共产生了下列3种氨基酸：种氨基酸：据此判断，下列有关叙述错误的是据此判断，下列有关叙述错误的是 ()A1个个C22H34O13N6分子水解后可以产生分子水解后可以产生3个谷氨酸个谷氨酸B合成合成1个个C22H34O13N6分子同时将产生分子同时将产生5个水分子个水分子C1个个C22H34O13N6分子中存在分子中存在1个游离的氨基和个游离的氨基和3个游离的个游离的 羧基羧基D在细胞中合成在细胞中合成1个个C
12、22H34O13N6分子至少需要基因中分子至少需要基因中36个个 碱基碱基解析：解析：构成该多肽的构成该多肽的3种氨基酸都只含有种氨基酸都只含有1个氨基，从其分个氨基，从其分子式中共有子式中共有6个个N原子可知，该多肽是原子可知，该多肽是6个氨基酸脱水缩合个氨基酸脱水缩合产生产生5个水分子后形成的。个水分子后形成的。6个氨基酸羧基的氧原子有个氨基酸羧基的氧原子有12个，个，脱水后剩脱水后剩7个，而该多肽分子中共有个，而该多肽分子中共有13个氧原子，则其余个氧原子，则其余6个氧原子来自个氧原子来自3个谷氨酸个谷氨酸R基中的基中的3个羧基。由于该多肽有个羧基。由于该多肽有6个氨基酸，其中个氨基酸，
13、其中3个是谷氨酸，故个是谷氨酸，故1个个C22H34O13N6分子中存分子中存在在1个游离的氨基和个游离的氨基和4个游离的羧基。该多肽为六肽，合成个游离的羧基。该多肽为六肽，合成中至少需要基因中中至少需要基因中36个碱基。个碱基。答案：答案：C命题角度命题角度蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能1从近几年生物试题看，有关蛋白质的结构与功能一直是从近几年生物试题看，有关蛋白质的结构与功能一直是高考命题的热点，题目多以选择题形式考查。除上海高高考命题的热点，题目多以选择题形式考查。除上海高考题外，其他地区试题较少涉及蛋白质的有关计算。考题外，其他地区试题较少涉及蛋白质的有关计算。2结合蛋白质的合成
14、、蛋白质结构多样性及具体蛋白质类结合蛋白质的合成、蛋白质结构多样性及具体蛋白质类物质的功能是近几年各地试题命题的新动向。物质的功能是近几年各地试题命题的新动向。 如图所示，物质如图所示，物质A是在胰岛是在胰岛B细胞中合成的，且与血细胞中合成的，且与血糖调节有关。物质糖调节有关。物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿在宿主细胞中的复制。物质主细胞中的复制。物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。物质作用。物质D由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。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下列有关说法正确的是
15、()A物质物质A、B、C、D的结构多样性只与的结构多样性只与a有关有关B与与A、B、C、D四种物质合成、分泌有关的细胞器是核四种物质合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体糖体、内质网、高尔基体、线粒体CA、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、抗利尿激素抗利尿激素D物质物质A与胰高血糖素具有协同作用，物质与胰高血糖素具有协同作用，物质B、C均在特异均在特异性免疫中发挥作用，物质性免疫中发挥作用，物质D的分泌体现了生物膜的流动性的分泌体现了生物膜的流动性解析解析蛋白质结构多样性不仅与氨基酸的种类、数目、蛋白质结构多样性不仅与氨基酸的种
16、类、数目、排列顺序有关，也与蛋白质的空间结构有关。物质排列顺序有关，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。与胰高血糖素之间具有拮抗作用。答案答案B本讲实验本讲实验生物实验中对照实验的类型生物实验中对照实验的类型1相关概念相关概念对照组通常指在自然状态下或已知影响因素所造成的结对照组通常指在自然状态下或已知影响因素所造成的结果的一组实验；而实验组通常指某种自变量的改变对实果的一组实验；而实验组通常指某种自变量的改变对实验结果的影响未知，需要人为探索的一组实验。对照组验结果
17、的影响未知，需要人为探索的一组实验。对照组能帮助人们排除无关变量所造成的实验误差，与实验组能帮助人们排除无关变量所造成的实验误差，与实验组对照有助于得出真实可信的结果或结论。对照有助于得出真实可信的结果或结论。2 2对照类型对照类型(1)(1)空白对照。设置两组实验，其中施加实验变量空白对照。设置两组实验，其中施加实验变量( (要研究的要研究的因素因素) )处理的为实验组，常态或未施加实验变量处理的为实验组，常态或未施加实验变量( (要研究的要研究的因素因素) )处理的为对照组。自变量为实验变量的有无。一般处理的为对照组。自变量为实验变量的有无。一般验证性实验采用空白对照。验证性实验采用空白对
18、照。(2)(2)相互对照。设置三组以上的实验，每一组既作为实验组，相互对照。设置三组以上的实验，每一组既作为实验组，同时又是其他组的对照。自变量为实验变量的不同量度同时又是其他组的对照。自变量为实验变量的不同量度( (或类别或类别) )。一般探究。一般探究“最适最适( (佳佳) )条件条件”的实验采用相的实验采用相互对照。互对照。(3)(3)自身对照。实验组、对照组在同一实验对象上进行，即自身对照。实验组、对照组在同一实验对象上进行，即实验处理前的为对照组，处理后的为实验组，自变量为实验处理前的为对照组，处理后的为实验组，自变量为实验变量的处理与否，如实验变量的处理与否，如“植物细胞质壁分离与
19、复原植物细胞质壁分离与复原”实验。实验。(4)(4)条件对照。增设了与实验变量无关的一组实验。常结合条件对照。增设了与实验变量无关的一组实验。常结合空白对照进行，具有反证或加强作用。空白对照进行，具有反证或加强作用。在不同的实验中，即使相同的实验设计，对照类型也可能在不同的实验中，即使相同的实验设计，对照类型也可能不同。不同。例：以例：以R、S两种肺炎双球菌为实验模型，可以设计如下实两种肺炎双球菌为实验模型，可以设计如下实验：验：A(S型细菌的型细菌的DNADNA酶酶)基本培养基，接种基本培养基，接种R型细菌型细菌BS型细菌的型细菌的DNA基本培养基，接种基本培养基，接种R型细菌型细菌CS型细
20、菌的蛋白质基本培养基，接种型细菌的蛋白质基本培养基，接种R型细菌型细菌DS型细菌的多糖基本培养基，接种型细菌的多糖基本培养基，接种R型细菌型细菌若为若为“验证验证DNADNA是肺炎双球菌的遗传物质是肺炎双球菌的遗传物质”，则，则A A为实验为实验组，组，B B为空白对照组，为空白对照组，C C、D D为条件对照组。为条件对照组。若为若为“探究肺炎双球菌的遗传物质探究肺炎双球菌的遗传物质”，则，则B B、C C、D D为相互为相互对照组，对照组，A A为条件对照组。为条件对照组。 加热会使蛋白质变性，在变性过程中肽键是否因此而断加热会使蛋白质变性，在变性过程中肽键是否因此而断裂呢？请设计一个证明
21、裂呢？请设计一个证明“蛋白质在加热变性后肽键没有完全蛋白质在加热变性后肽键没有完全断裂断裂”的实验。的实验。材料、用具：材料、用具：0.01 gmL1的的CuSO4的溶液、的溶液、0.1 gmL1的的NaOH溶液、蛋清、清水、酒精灯、试管、滴管等必备用品。溶液、蛋清、清水、酒精灯、试管、滴管等必备用品。实验原理：实验原理：_。方法步骤：方法步骤：_。预期结果：预期结果：_。实验结论：实验结论：_。 解析解析 肽键的存在是蛋白质能够与双缩脲试剂产生紫色反肽键的存在是蛋白质能够与双缩脲试剂产生紫色反应的原因，故可利用此特点，对问题进行实验探究。为了使应的原因，故可利用此特点，对问题进行实验探究。为
22、了使结论可信，可设置空白对照，对照组为未经加热的蛋白质，结论可信，可设置空白对照，对照组为未经加热的蛋白质，实验组为加热后的蛋白质。实验的自变量为实验组为加热后的蛋白质。实验的自变量为“是否加热是否加热”，因变量是因变量是“是否发生紫色反应是否发生紫色反应”。答案答案实验原理：蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，实验原理：蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，是因为蛋白质中含有肽键。将加热变性的蛋白质与双缩脲是因为蛋白质中含有肽键。将加热变性的蛋白质与双缩脲试剂混合，如果也能发生紫色反应，则证明蛋白质在加热试剂混合，如果也能发生紫色反应，则证明蛋白质在加热变性后肽键没有完全断裂变性后肽键没有完全断裂
23、步骤：步骤：(1)取取2支试管，编号支试管，编号1、2；(2)向两支试管中分别加入向两支试管中分别加入2 mL稀释的蛋清液，并将稀释的蛋清液，并将1号试管中的蛋清液加热煮沸号试管中的蛋清液加热煮沸35 min；(3)向两支试管中，分别加入向两支试管中，分别加入1 mL 0.1 g/mL的的NaOH溶液，溶液，振荡试管；振荡试管；(4)然后分别向两支试管中缓慢滴入然后分别向两支试管中缓慢滴入4滴滴0.01 g/mL的的CuSO4溶液，振荡试管，观察实验现象溶液，振荡试管，观察实验现象结果：结果：1号、号、2号试管中均出现紫色反应号试管中均出现紫色反应结论：蛋白质在加热变性后肽键没有完全断裂结论：
24、蛋白质在加热变性后肽键没有完全断裂1(2010宁夏高考宁夏高考)水中氧含量随水水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带温的升高而下降。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。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甲甲B乙乙C丙丙 D丁丁解析：解析：血红蛋白的功能是运输氧气，随着水温的升高，血红蛋白的功能是运输氧气，随着水温的升高，水中氧的含量下降，机体会通过反馈调节增加血红蛋白水中氧的含
25、量下降，机体会通过反馈调节增加血红蛋白的含量，来满足机体对氧的需求。的含量，来满足机体对氧的需求。答案：答案：A2(2010江苏高考改编江苏高考改编)某种蛋白酶是由某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，下列叙述正确的是合形成的蛋白质，下列叙述正确的是 ()A该蛋白酶分子结构中至少含有该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和个氨基和129个羧基个羧基B该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应C该蛋白酶中含有该蛋白酶中含有128个肽键个肽键D用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果
26、比其他类型加酶洗衣粉好酶洗衣粉好解析：解析：该蛋白酶分子含有几条肽链，就至少有几个羧基该蛋白酶分子含有几条肽链，就至少有几个羧基和几个氨基；蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应；酶和几个氨基；蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应；酶具有专一性，蛋白酶催化水解蛋白质，水解油渍应用脂具有专一性，蛋白酶催化水解蛋白质，水解油渍应用脂肪酶。由于不确定该蛋白酶中含有多少条肽链，故不能肪酶。由于不确定该蛋白酶中含有多少条肽链，故不能确定含有确定含有128个肽键。个肽键。答案：答案：B3(2009天津高考天津高考)下列过程中，涉及肽键数量变化的是下列过程中，涉及肽键数量变化的是()A洋葱根尖细胞染色体的复制洋葱根尖
27、细胞染色体的复制B用纤维素酶处理植物细胞用纤维素酶处理植物细胞C小肠上皮细胞吸收氨基酸小肠上皮细胞吸收氨基酸D蛋清中加入蛋清中加入NaCl使蛋白质析出使蛋白质析出解析：解析：在蛋白质形成过程中氨基酸的脱水缩合形成肽键，在蛋白质形成过程中氨基酸的脱水缩合形成肽键，所以涉及蛋白质的合成就应涉及肽键数量变化。洋葱根尖所以涉及蛋白质的合成就应涉及肽键数量变化。洋葱根尖细胞染色体复制时包含细胞染色体复制时包含DNA复制和有关蛋白质的合成。纤维复制和有关蛋白质的合成。纤维素酶处理植物细胞的目的是分解细胞壁；小肠仅是吸收氨素酶处理植物细胞的目的是分解细胞壁；小肠仅是吸收氨基酸并没有发生氨基酸缩合；蛋白质溶液
28、中加入基酸并没有发生氨基酸缩合；蛋白质溶液中加入NaCl析出析出蛋白质，仅是析出并没有发生重新合成。蛋白质，仅是析出并没有发生重新合成。答案：答案：A4(2009上海高考上海高考)某蛋白质由某蛋白质由m条肽链、条肽链、n个氨基酸组成。个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是该蛋白质至少有氧原子的个数是 ()Anm Bn2mCnm Dn2m解析：解析：两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，里面含一个两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，里面含一个氧原子，氧原子，n个氨基酸缩合形成个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键条肽链，应有肽键nm个，个，所以肽键中氧原子是所以肽键中氧原子是nm个，一条肽链中除肽键外还至个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽条肽链中应至少还有链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的个氧原子，再加上肽键中的nm个，个，所以应至少有氧原子个数为所以应至少有氧原子个数为nm2mnm。答案：答案：C注注: 点击此图片进入点击此图片进入“课时跟踪检测课时跟踪检测”
