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1、蛋白质是生命活动的主要承担者,一、蛋白质的功能(连线),二、蛋白质的基本组成单位氨基酸 请结合组成蛋白质的氨基酸的结构简式判断,下列叙述 正确的是_。 都含有C、H、O、N四种元素 都含有一个氨基和一个羧基 都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上,氨基酸的种类不同,R基不同 非必需氨基酸不能在人体中合成 已知丙氨酸的R基为-CH3,则丙氨酸分子中所含碳原子和氮原子的个数分别是3、1,【激疑】 玉米中含有丰富的谷氨酸,一分子谷氨酸中含有两个羧基(-COOH),它们位于谷氨酸分子中的何处? 提示:一个与中心碳原子相连,另一个位于R基中。,三、蛋白质的结构及其多样性 1.氨基酸的脱水缩合:,(1)
2、此生理过程的名称是_。 (2)写出字母代表的结构或名称:a._,b._。 (3)判断产物H2O中原子的来源。 (4)多肽中氨基或羧基的含量:至少_个。,肽键,二肽,一,脱水缩合,2.蛋白质的形成过程: 元素:C、H、O、N等 氨基酸:蛋白质的基本组成单位 脱水缩合 二肽:由_缩合而成的化合物 ,两个氨基酸分子,多肽(链):由_缩合而成的化合物,通常 呈_结构 蛋白质:具有一定的_,多个氨基酸分子,链状,空间结构,3.蛋白质的结构多样性: 请结合蛋白质的结构,判断下列说法的正误: (1)蛋白质结构的多样性只取决于氨基酸的排列顺序。 ( ) 提示:蛋白质结构多样性的原因包括氨基酸的种类、数 目和排
3、列顺序不同及蛋白质的空间结构不同。,(2)相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同。 ( ) (3)蛋白质和多肽的主要区别在于蛋白质分子的空间结 构更复杂。 ( ),(4)高温使蛋白质变性后,蛋白质的空间结构没有发生 变化。 ( ) 提示:蛋白质遇高温变性后,空间结构发生改变,会变得 伸展、松散。,【激疑】 催产素和血管舒缓素两种多肽所含氨基酸数目相同,但其生理作用不同,为什么? 提示:两种多肽中氨基酸的数目相同,但氨基酸的种类和排列顺序可能不同,导致二者功能有所不同。,知识点一 组成蛋白质的氨基酸 1.组成元素分析:主要由C、H、O、N四种元素组成,有的氨基酸还含有S,其可作为区分蛋白质与
4、其他有机物的特征元素。,2.结构通式分析:,“中心碳原子”有四个“邻居”,其中三个固定不变,即-NH2、-COOH、-H,还有一个是可变的-R。,【思考讨论】 1.某物质水解后得到如图所示的产物,根据生物学知识判断它是不是构成蛋白质的氨基酸,并说出判断依据。(科学思维),提示:不是,该物质所含氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。,2.营养学家认为,最好的饮食其实是平衡膳食,要增加食物的多样性和均衡性,五谷杂粮、肉类等要均衡。试从氨基酸角度分析平衡膳食的合理性。(社会责任),提示:组成蛋白质的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸两类,必需氨基酸人体细胞不能合成,只能从外界食物获取,平衡膳食可保证人体对
5、必需氨基酸的摄入,利于身体健康。,【素养案例】 如图为组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是 ( ),A.结构决定氨基酸的种类 B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自和 C.结构中含有的氨基或羧基也可参与脱水缩合 D.生物体内n个氨基酸形成的多肽链就有蛋白质的功能,【解题导引】 (1)提取图示信息:为氨基、为氢原子、为羧基、为R基。 (2)联系关键知识:氨基酸的种类由R基决定;一个氨基酸中心碳原子上的氨基与另一个氨基酸中心碳原子上的羧基进行脱水缩合。,【解析】选A。R基决定氨基酸的种类,A项正确;氨基酸脱水缩合产生的水中的氢来自氨基和羧基,B项错误;参与脱水缩合的氨基和羧基与中心碳
6、原子相连,R基中的氨基或羧基不参与脱水缩合反应,C项错误;多肽链经盘曲折叠形成复杂空间结构才具有蛋白质的功能,D项错误。,【方法规律】判断组成蛋白质的氨基酸的两个标准 (1)数量标准:至少含有一个氨基和一个羧基。 (2)位置标准:都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。,【素养探究】母题追问 (1)生命观念结构与功能观 同为组成生物体蛋白质的氨基酸,酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异与上题图中何种基团有关?说出你的判断依据。,提示:,组成蛋白质的氨基酸的种类及性质由R基的种类决定。,(2)科学思维模型与建模 某同学依据组成蛋白质的氨基酸的结构通式,构建了氨基酸“人体模型”,分别用
7、人体的躯干、左手、右手、下肢、头部表示上题图中氨基酸的中心碳原子、氨基、羧基、氢和R基,请你绘出该图。,提示:,【素养迁移】 缬氨酸的R基为C3H7,则1分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是 ( ) A.2、4、2、1 B.5、11、2、1 C.5、9、4、1 D.5、8、2、1,【解析】选B。由组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知,组成蛋白质的氨基酸的分子式为C2H4O2NR,缬氨酸的R基为C3H7,则1分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是5、11、2、1。,【补偿训练】 组成人体蛋白质的氨基酸的R基 ( ) A.与一个氢原子和一个C2H4O2N相连 B.约有21种 C.一定含有碳原
8、子 D.至少有一个氨基或一个羧基,【解析】选B。组成人体蛋白质的氨基酸的R基与中心碳原子相连;组成人体蛋白质的氨基酸的R基约有21种,因此组成人体蛋白质的氨基酸约有21种;组成蛋白质的氨基酸的R基最简单的是H,即甘氨酸;组成人体蛋白质的氨基酸的R基中可能含有氨基、羧基,也可能不含有氨基或羧基。,知识点二 蛋白质的结构及其多样性 1.蛋白质的结构层次: (1)一级结构:指肽链中氨基酸的排列顺序,主要由肽键维持。 (2)二级结构:指邻近几个氨基酸形成一定的结构形状,是多肽链主链骨架本身的折叠和盘绕的方式,不包括侧链的构象,主要由氢键维持。,(3)三级结构:是指整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状
9、,如纤维蛋白和球状蛋白,是蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象,维持三级结构的有氢键、二硫键等。,(4)四级结构:指由两条或两条以上具有完整三级结构的多肽链之间的位置和结构。四级结构只存在于2条或2条以上多肽链组成的蛋白质中;每一条多肽链都有其完整的三级结构,称为亚基。缺少一个亚基或亚基单独存在都不具有活性。,2.结构层次之间的关系: 蛋白质的空间结构取决于它的一级结构,多肽链主链上的氨基酸排列顺序包含了形成复杂的三维结构(即正确的空间结构)所需要的全部信息。,3.蛋白质结构多样性与功能多样性:,【思考讨论】 哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结
10、构简式如图所示,其中各氨基酸残基用3个字母缩写表示。,(1)结合图示,分析催产素与加压素功能不同的原因。(科学思维) 提示:两种激素间有2个氨基酸种类不同。,(2)依据催产素的结构简式图,某同学认为催产素所含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。你是否同意他的说法?说出你的理由。(科学思维) 提示:同意,不同的氨基酸中游离的氨基数目不同,所以催产素含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。,【素养案例】 如图所示,一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)后,可转变成由A、B两条肽链构成的有活性的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是 ( ),A.胰岛素分子具有50个肽
11、键,合成它的过程中共脱去50 分子水 B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基 C.沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性丧失 D.切去C肽不需要破坏二硫键,【解题导引】 (1)明题干:一分子的胰岛素原切去C肽可转变成一分子的胰岛素。 (2)析图示:A链由21个氨基酸构成,B链由30个氨基酸构成。,【解析】选D。胰岛素分子含51个氨基酸、两条肽链,则具有51-2=49个肽键,合成过程中脱去49分子水,A项错误;胰岛素分子含有两条肽链,至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基,B项错误;沸水浴时蛋白质的空间结构发生改变导致胰岛素生物活性的丧失,但肽键并未断裂,C项错误。由图知,切去C肽需要破坏
12、肽键,不需要破坏二硫键,D项正确。,【误区警示】盐析变性 (1)盐析:鸡蛋清中加入食盐溶液看到白色絮状物,加水后白色絮状物消失。盐析属于物理变化。 (2)变性:在高温、过酸、过碱或重金属离子的作用下,蛋白质的分子结构变得伸展、松散,失去活性。变性属于化学变化。,【素养探究】情境迁移 临床医学检验过程中,常通过测定C肽含量来评估产生胰岛素的胰岛细胞的分泌功能,对糖尿病的诊断和治疗具有很大的意义。(科学思维),(1)请分析其原理是什么。 提示:由于C肽与胰岛素以等分子数一同被释放,两者的分泌量呈平行关系,所以可通过测定C肽含量来反映胰岛细胞的分泌情况。,(2)测定C肽含量和直接测定胰岛素的含量相比
13、,有哪些优点? 提示: C肽检测具有不受外源胰岛素干扰、不受胰岛素抗体影响的优点,较胰岛素检测更能准确反映胰岛细胞的分泌功能。,【素养迁移】 科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种蛋白质),可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致酶去折叠的尿素和巯基乙醇,再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中,经过一段时间以后,发现核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是 ( ),A.由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键,故该酶失去了活性 B.该蛋白质的氨基酸序列可以决定蛋白质的空间结构 C.这个实验证明结构并不一定决定功能 D.这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的,【解析】选B。用巯基乙醇和尿素处理,可以将牛胰核 糖核酸酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构, 说明因破坏了蛋白质中的空间结构而导致该酶失去了 活性,A项错误;蛋白质的空间结构取决于组成蛋白质的 氨基酸种类、数目、序列以及空间结构,B项正确;这个 实验证明了蛋白质的结构决定其功能,C项错误;这个实 验说明外界环境可以影响蛋白质的结构,D项错误。,【课堂回眸】,