1、第3讲 蛋白质 第3讲 蛋白质 考点整合 第3讲 考点整合 蛋白质化学组成结构及其多样性功能第3讲 考点整合 氨基酸 R基COOH必需氨基酸 H2NCRHCOOH第3讲 考点整合 氨基第3讲 考点整合 抗体血红蛋白细胞和生物体结构 要点探究 探究点一 有关氨基酸及其结构特点第3讲 要点探究 1氨基酸的通式：第3讲 要点探究 2氨基酸结构的特点：每种氨基酸分子至少含有一个氨基(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(如有NH2和COOH但不是连在同一个碳原子上则不是氨基酸)；R基的不同导致氨基酸的种类不同。3氨基酸的通式特点分析 第3讲 要点探究 分析 举
2、例 氨基酸分子中至少含有一个NH2、一个COOH，R基中可能也含有NH2，COOH R基含COOH，如：谷氨酸：HOOCCH2CH2CH(NH2)COOH R基含NH2，如：赖氨酸H2NCH2CH2CH2CH2CH(NH2)COOH 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 反例：非生物体内氨基酸 H2NCH2CH2CH2COOH 第3讲 要点探究 4.基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有P、S等。5氨基酸经脱水缩合形成蛋白质。在脱水缩合过程中一个氨基酸的非R基上羧基和另一个氨基酸非R基上的氨基分别脱下OH和H结合形成H2O，同时形成一个肽键。第3讲
3、 要点探究 例1 2011临川月考蛋白质是生命活动的主要承担者，在组成细胞的有机物中含量最多。图31表示有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是()第3讲 要点探究 Aa肯定含有P元素 B过程有水生成 C多肽中b的数目等于c的数目 Dd表示氨基酸的多样性 第3讲 要点探究 B 解析 组成蛋白质的元素是C、H、O、N，只有部分蛋白质含有S和P；b是氨基酸，氨基酸的数目减肽链的数目等于肽键的数目，因此b的数目不等于c；d表示蛋白质功能的多样性；过程表示脱水缩合，有水生成。第3讲 要点探究 点评 从多个概念中区分、判断出符合题干要求的选项，是迷惑概念题型的解题关键。解答此类试题时，首先要认真审
4、题，找出“题眼”概念，然后进行知识迁移，即回顾教材中对该概念的准确描述并进行思维拓展，从内涵和外延两方面去印证题干与选项之间是否相符，最后做出准确判断。准确、规范地记忆基本概念，认真仔细地审出“题眼”，然后将题干与选项进行科学印证，是解答此类试题的“三步曲”。第3讲 要点探究 2011广雅月考下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是()第3讲 要点探究 C 解析 A正确，根据氨基酸的结构通式，画出甲硫氨酸的结构式，不难得出答案；B正确，R基不同决定了不同氨基酸的结构和功能特性的不同；C错误，多肽中的氨基数R基中的氨基数肽链数，题中R基中的氨基数mn；D正确，含有2个N原子的肽链，只能是二肽。第3
5、讲 要点探究 探究点二 蛋白质的多样性及与生物多样性的关系 一、蛋白质的分子结构 1形成：氨基酸 多肽(肽链)蛋白质。2蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条多肽链组成，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。盘曲折叠脱水缩合第3讲 要点探究 二、蛋白质的多样性 1蛋白质结构的多样性 (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)氨基酸的排列顺序不同，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。两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种
6、蛋白质。但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。第3讲 要点探究 2蛋白质功能的多样性 蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。(1)结构蛋白：是构成细胞和生物体结构的重要物质，如肌肉、头发等的成分。(2)催化作用：绝大多数酶的本质是蛋白质。(3)运输作用：具有运输载体的功能，如血红蛋白能运输氧。(4)信息传递作用：调节机体的生命活动，如胰岛素等激素。(5)免疫功能：如人体内的抗体。第3讲 要点探究 3蛋白质的多样性及与生物多样性的关系 第3讲 要点探究 例2(双选)下列关于人体内蛋白质的叙述中，正确的是()A.蛋白质
7、具有多样性，是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同 B.指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T、U C.人体内的酶和激素不一定都是蛋白质 D.蛋白酶也是蛋白质，蛋白酶可以水解所有的肽键 第3讲 要点探究 AC 解析 蛋白质具有多样性，是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同造成的。指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T，但不含U。蛋白酶是一种蛋白质，蛋白酶主要是破坏蛋白质的空间结构，形成多肽，不能水解所有的肽键。人体内大多数酶是蛋白质，体内也有核酶，并且功能非常重要。激素不一定是蛋白质，如雄性激素属于固醇类。第3讲 要点探究 点评 蛋白质在细胞和生
8、物体的生命活动过程中，起着十分重要的作用。生物的结构和性状都与蛋白质有关。蛋白质还参与基因表达的调节，以及细胞中氧化还原、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动过程。在细胞和生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶主要也是蛋白质。许多重要的激素，如胰岛素和胸腺激素等也都是蛋白质。第3讲 要点探究 【2010青岛质检】蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。下列说法正确的是()A上图所示肽链一定由五种氨基酸脱水缩合而成 B在肽酶P的作用下，经过脱水缩合可以形成两条肽链 C肽酶P可以催化1处的化学键断
9、裂 D该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个 第3讲 要点探究 C 解析 题目中“肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键”的信息，可判断肽酶作用于肽键中的1处。图中所示肽链有4个肽键，肯定由5个氨基酸构成，但可能有的R基相同，故不一定是五种氨基酸脱水缩合而成，A错误。在肽酶P的作用下，应是消耗水分子形成两条肽链，B错误。该肽链中含有游离的氨基和羧基数只能说至少各1个，不能肯定就是各1个游离的氨基和羧基，因为不能确定R基中是否含有氨基或羧基，D错误。第3讲 要点探究 探究点三 有关蛋白质的计算 1利用归纳法分析推导蛋白质形成过程中脱去水分子数、形成肽键数、消耗氨基和羧基数、
10、最少含有氨基和羧基数及蛋白质分子量。(1)当蛋白质由n个氨基酸分子构成的一条肽链构成时(见下表)至少 1个 至少 1个 nb 18(n1)b n1 n1 n 1条 肽链 羧基 数目 氨基 数目 蛋白质平 均相对分 子质量 氨基酸平 均相对分 子质量 脱去水 分子数 肽键数 氨基 酸数 第3讲 要点探究(2)当蛋白质由n个氨基酸构成的m条肽链构成时：设m条肽链中，第一条肽链由n1个氨基酸构成，第二条肽链由n2个氨基酸构成，第m条肽链由nm个氨基酸构成，且n1n2nmn，则有：至少 1个 至少 1个 n1b 18(n11)b n11 n11 n1 1 羧基 数目 氨基 数目 蛋白质平 均相对分 子
11、质量 氨基酸平 均相对分 子质量 脱去水 分子数 肽键 数 氨基 酸数 肽链 序数 第3讲 要点探究 2 n2 n21 n21 b n2b 18(n21)至少 1个 至少 1个 m nm nm1 nm 1 b nm b 18(nm 1)至少 1个 至少 1个 合计 n nm nm b nb 18(nm)至少 m个 至少 m个 第3讲 要点探究 2.蛋白质形成前后分子质量总量不变，即反应前氨基酸分子量之和形成的蛋白质分子、水分子及其他物质的分子量之和。3具体计算：(1)氨基酸数肽键数肽链数 (2)肽键数脱去的水分子数氨基酸数肽链数 (3)蛋白质相对分子质量氨基酸数氨基酸平均相对分子质量脱去的水分
12、子数18 (4)环状肽，A1，A2，A3，A6种氨基酸，它们相互缩合形成的环状肽，如图33所示：第3讲 要点探究 由图可知：肽键数失去水分子数氨基酸数 环状肽主链中无氨基和羧基，环状肽中NH2或COOH数取决于构成环状氨基酸R基团中的NH2或COOH数目。(5)假如有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况下，可分为如下两种情况：A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类为：第3讲 要点探究 第3讲 要点探究 形成三肽种类：形成二肽种类：A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸数只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类为：形成三肽种类：3216(种)形成二肽种
13、类：326(种)33329(种)333 3327(种)12323第3讲 要点探究 第3讲 要点探究 碱基数6碱基数3氨基酸数14氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系 DNA(基因)转录 mRNA翻译 蛋白质第3讲 要点探究 例3 2011上海虹口模拟称取某多肽415 g，在小肠液的作用下完全水解得到氨基酸505 g。经分析知道组成此多肽的氨基酸平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3种氨基酸组成，每摩尔此多肽含有S元素51 mol。3种氨基酸的分子结构式如下：第3讲 要点探究 组成一分子的此多肽需氨基酸个数是_个。()A99 B100 C101 D102 第3
14、讲 要点探究 C 解析 由题意可知，415 g此多肽完全水解需要水505 g415 g90 g，即形成415 g此种多肽需要脱去90 g水。415 g此多肽形成时，需要氨基酸505/1005.05(mol)，脱水90/185(mol)，所以在形成此多肽时需要的氨基酸摩尔数与合成时脱去的水分子摩尔数之比为：5.05/51.01。设该肽链上的氨基酸残基数目为n，则该肽链上的氨基酸残基数目与在形成该肽链时脱去的水分子数之比：n/(n1)。得n/(n1)1.01，解此方程得n101。所以此多肽为101肽。第3讲 要点探究 点评 蛋白质是生命活动的主要承担者，对生物体的结构和功能具有十分重要的意义。蛋白
15、质的形成过程是：由许多个氨基酸分子通过脱水缩合互相连接而成多肽，因多肽通常呈链状结构，又称肽链。一个蛋白质分子可以含有一条或几条肽链，肽链通过一定的化学键连接在一起，形成具有一定空间结构的蛋白质。蛋白质中氨基酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键数、脱水数、分子量等各因素之间的数量关系是高考的必考点，因此，对蛋白质中有关数量的计算题应重点关注。在求解氨基酸数目时，理解化学平衡在蛋白质中的氨基酸数目计算中的应用是关键。第3讲 要点探究 【2011江西师大附中】有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNzOwS(z12，w13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H6NO2)、天门冬氨酸(C4H7NO4)、赖氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)。那么水解产物中天门冬氨酸的数目是()Ay12个 Bz12个 Cw13个 D(w13)/2个 第3讲 要点探究 D 解析 由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中都只含有2个O原子，1分子“COOH”，而天门冬氨酸中含有4个O原子。设天门冬氨酸的个数为x个，则该十二肽由12个氨基酸脱水缩合形成过程中，利用O原子平衡建立关系式：(12x)13x1w，因此x(w13)/2个。该“十二肽”分子彻底水解后有(w13)/2个天门冬氨酸。