氨基酸及其种类

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,2,一、氨基酸及其种类,1.,种类,(1),组成生物体蛋白质的氨基酸约有,种。,(2),根据能否在人体内合成可分为,和,两类。,20,必需氨基酸,非必需氨基酸,3,2.,结构通式,，各种氨基酸的区别在于,的不同。,R,基,3.,结构特点,(1),每种氨基酸分子至少都含有,和,。,(2),都有一个氨基和一个羧基连接在,。,一个氨基,一个羧基,同一个碳原子上,4,二、蛋白质的结构及其多样性,1.,脱水缩合,(1),过程：一个氨基酸分子的,和另一个氨基酸分子的,相连接，同时脱去,。,羧基,氨基,一分子水,5,(2),二肽形成示例：,(3),肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，可表示为,。,6,2.,蛋白质分子多样性的原因,(1),氨基酸,不同,成百上千,千变万化,(2),多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的,。,种类,数目,排列顺序,空间结构千差万别,7,三、蛋白质的功能,蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表：,催化作用,运输作用,胰岛素,抗体,8,9,1.,组成元素：,C,、,H,、,O,、,N,等,(,有的氨基酸,R,基中还含有,S,、,Fe,等元素,),。,2.,结构通式,10,3.,结构特点及分析,R,基含,COOH,氨基酸分子中,NH,2,、,COOH,至少各有一个，因为,R,基中可能有,NH,2,，,COOH,R,基含,NH,2,：,11,分析,举例,要有一个,NH,2,和一个,COOH,连在同一个碳原子上,反例：,H,2,N,CH,2,CH,2,CH,2,COOH,非生物体内氨基酸,12,生物体内组成蛋白质的氨基酸都是,氨基酸，即,NH,2,和,COOH,都连在,碳上。此外，自然界中还有,氨基酸等，但它们不参与蛋白质组成。,13,例,1,(2010,镇江模拟,),甘氨酸,(C,2,H,5,O,2,N),和,x,氨基酸反应生成二肽的分子式为,C,7,H,12,O,5,N,2,，则,x,氨基酸是,(,),14,课堂笔记,选两分子氨基酸脱水缩合时脱去一分子的,H,2,O,，则形成的二肽中的各原子数为两个氨基酸的原子数之和，只是,H,或,O,的总数要减去脱掉的水中的,H,或,O,的数目。甘氨酸,(C,2,H,5,O,2,N),和,x,氨基酸反应生成二肽的分子式为,C,7,H,12,O,5,N,2,，则,x,氨基酸中的,C,原子数为：,7,2,5,；,H,原子数为：,12,2,5,9,；,O,原子数为：,5,1,2,4,；,N,原子数为：,2,1,1,，所以符合要求的选项是,A,。,A,15,1.,场所：核糖体,2.,过程分析,16,(1),脱水缩合产生的,H,2,O,中的,H,来自于,COOH,和,NH,2,，,而氧则只来自于,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，,并分别位于肽链的两端。,(3)R,基中的,NH,2,或,COOH,不参于肽链的形成，故多余,的,NH,2,或,COOH,位于,R,基中。,17,3.,相关计算,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：,形成,肽链数,形成肽,键数,脱去水,分子数,氨基数目,羧基数目,多肽相对分子质量,1,n,1,n,1,至少,1,个,至少,1,个,na,18(n,1),m,n,m,n,m,至少,m,个,至少,m,个,na,18(n,m),18,(1),若,n,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,(n),(2),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,(SS),的形成，每形成一个二硫键，,脱去,2,个,H,，故相对分子质量减少,2,。,19,4.,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。,20,例,2,下面是某蛋白质的肽链结构示意图,(,图,1,，其中数字为氨基酸序号,),及部分肽链放大图,(,图,2),，请据图判断下列叙述中不正确的是,(,),.,21,22,A.,该蛋白质中含有两条肽链,49,个肽键,B.,从图,2,可推知该蛋白质至少含有,4,个游离的羧基,C.,决定该蛋白质合成的,mRNA,中至少含有,153,个碱基,D.,若氨基酸的平均相对分子质量为,a,，则该蛋白质的相对分,子质量为,51a,4918,23,课堂笔记,选由图,1,可知，该蛋白质由,51,个氨基酸形成，,肽链有,2,条，应为,49,个肽键，,A,正确。图,2,的、两个,R,基中,含有,COOH,，两条肽链中除,R,基外含有,2,个,COOH,，故该蛋,白质中至少有,4,个游离的,COOH,，,B,正确。控制该蛋白质合,成的,mRNA,中至少含的碱基数为,513,153,，,C,正确。由图,1,可知，该蛋白质中共含有,3,个,SS,键，故相对分子质量为,51a,4918,23,，,D,错误。,D,24,氨基酸脱水缩合形成蛋白质的规律,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。,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。,N,原子数各氨基酸中,N,的总数。,25,O,原子数各氨基酸中,O,的总数脱去水分子数。,含,2,个氨基的氨基酸数,N,原子数肽键数,1,。,含,2,个羧基的氨基酸数为：,26,某多肽，经测定其分子式为,C,21,H,x,O,y,N,4,S,2,(,无二硫键,),。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的：苯丙氨酸,(C,9,H,11,NO,2,),，天冬氨酸,(C,4,H,7,NO,4,),、亮氨酸,(C,6,H,13,NO,2,),、丙氨酸,(C,3,H,7,NO,2,),、半胱氨酸,(C,3,H,7,NO,2,S),，下列有关叙述错误的是,(,),27,A.,控制该多肽合成的基因中至少含有,24,个碱基,B.,该多肽中氢原子数和氧原子数分别为,32,和,5,C.,合成该多肽的场所是核糖体，该多肽中不止,1,个羧基,D.,该多肽中有,3,个肽键，该多肽水解后形成,3,种氨基酸,28,解析：,根据分子式中有两个,S,及,C,、,N,的数目分析，该多肽是由一种苯丙氨酸、一个亮氨酸和两个半胱氨酸构成的，水解后将得到这,3,种氨基酸。该多肽中氢原子数各氨基酸中氢原子数之和脱水中的氢原子数,(11,13,72),23,32,；氧原子数各氨基酸中氧原子数之和脱水中的氧原子数,(2,2,22),13,5,。该多肽中的羧基数肽链数,R,基中的羧基数,1,0,1,。该多肽由四个氨基酸组成，肽键数氨基酸数肽链数,4,1,3,。,答案：,C,29,1.,结构多样性的直接原因,蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次分析：,(1),氨基酸的种类不同，构成的肽链不同,30,(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,如,A,、,B,、,C,三种氨基酸，在可重复使用的情况下，可形成三肽种类数为,27,种。,31,(4),肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同,以上四点并非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，就可说明两种蛋白质结构不同。,32,2.,结构多样性的根本原因,DNA,分子的多样性 蛋白质分子的多样性。,3.,功能多样性与结构多样性的关系,33,例,3,(2010,徐州模拟,),下列有关蛋白质的叙述，正确的是,(,),A.,蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未,发生改变,B.,细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质,C.,由,m,条肽链、,n,个氨基酸组成的蛋白质中至少有,n,m,个氧,原子,D.,细胞膜上的载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质,34,课堂笔记,选肽链的盘曲和折叠构成具有一定空间结构的蛋白质，不同结构的蛋白质具有不同的功能，因此蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其功能也会发生改变。决定蛋白质种类多样性的因素除了氨基酸的种类、数量外，还有氨基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构。由,n,个氨基酸形成,m,条肽链，肽键数为,n,m,，每个肽键中有一个氧原子；每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含两个氧原子，故该蛋白质至少含有的氧原子个数为,n,m,2,m,n,m,。载体蛋白具有运输作用，是贯穿于细胞膜内外的蛋白质。,C,35,36,回顾考情,从近,3,年新课标地区生物试题看，本单元考查点主要集中在以下几个方面：,1.,蛋白质的元素组成及结构。如,2009,年广东卷第,3,题考查了淀粉酶的元素组成、结构特点等知识。,2.,蛋白质分子的功能。如,2007,年江苏卷第,1,题，从,膜的成分、载体运输、酶催化等几个方面考查了,植物蛋白的功能。,37,瞻望考向,有关蛋白质分子的复杂计算在高考中较少涉及，但结合基因表达考查碱基数与氨基酸数之间关系的简单计算在上海高考题中却是几乎每年都考查，在,2011,年的高考中，结合营养与健康、蛋白质的合成与分解等有关知识，综合考查或许是高考命题的热点。,38,命题设计,制定饮食配方时，要考虑不同食物的营养价值。蛋白质的生物价,(BV),是指消化、吸收后的蛋白质转化为人体蛋白质的百分比；蛋白质的消化率是指蛋白质摄入后被分解为氨基酸的百分比；净蛋白利用率,(NPU),是摄入后的蛋白质被人体细胞利用的百分比；三者的数量关系为：,NPU,BV,消化率。下表为,6,种来源的蛋白质的,NPU,和,BV,值。,39,蛋白质来源,BV(%),NPU(%),蛋类,肉类,乳汁,豆粉,玉米,白明胶,98,80,77,70,36,0,96,76,71,60,31,0,40,(1),蛋类蛋白质的消化率为,。,(2),比较表中数据发现，动物蛋白质,BV,值通常会高于植物蛋白质。出现该情况最可能的原因是,(3),在以番薯为主食的国家，通常容易出现蛋白质营养不良，请分析原因：,41,(4),蛋白质在动物体内的消化过程可表示为：,现有某种链状多肽，其化学式是,C,55,H,70,O,19,N,10,，消化后只得到下列四种氨基酸：,42,则：,酶,2,是指,。,该多肽是由,个氨基酸通过,反应而形成的，控制该多肽合成的基因上至少有,个嘧啶碱基。,43,如该多肽是某种激素，则该激素从合成到分泌整个过程中，参与的细胞器有,。,一分子该多肽被消化后，得到,个谷氨酸分子。,写出由甘氨酸和丙氨酸形成的二肽的结构式：,。,44,【,解题指导,】,(1),由题干可知，消化率,NPU/BV,96/9898%,。,(2),动物蛋白中氨基酸的种类较全，且接近人体蛋白，植物蛋白往往必需氨基酸种类不全。,(3),番薯的主要成分是淀粉，蛋白质含量低，且其,NPU,、,BV,都较低。,45,(4),组成多肽的,4,种氨基酸的,R,基都无,NH,2,，故该多肽为十肽。控制其合成的基因中至少含有,60,个碱基，其中嘧啶占,1/2,，为,30,。谷氨酸的,R,基中含有,COOH,，则谷氨酸个数为 。与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体等。,46,【,答案,】,(1)98%,(2),一般地说，构成动物蛋白质的氨基酸种类、各种氨基酸的比例、必需氨基酸的含量都更接近于人体蛋白质,(3),番薯的主要成分是淀粉，蛋白质的含量少，并且其消化率、,BV,、,NPU,都低于动物性蛋白质，故易出现蛋白质营养不良,47,(4),肽酶,(,或肠肽酶,),10,(,脱水,),缩合,30,核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,4,48,生物实验复习备考策略,理论指导,1.,明确高考实验要求,考试说明,是高考命题的依据，也是备考复习的依据。,在复习前，应认真研读,考试说明,中有关,“,实验与探究,能力,”,的考查要求，并结合历年高考实验试题，分析该要,求是如何在试题中得以体现的。,49,2.,复习好,考试说明,规定的系列实验,系统复习好考纲规定的实验，明确实验的原理、方法、步骤及相关的操作技能，有利于获得生物学实验的基础知识和基本技能，并能提炼出生物实验的共同要素和普遍规律，形成学科的实验能力。在具体的复习过程中，可将教材实验进行归类为：对照型实验、探究型实验、示踪型实验、育种型实验、实习调查类实验、生物技术类实验等。每一类再选择有,50,代表性的典型实验，自己动手操作，把各类实验的基本思路和方法程序化、体系化，从而切实掌握这些实验的概念、原理、规律、方法、步骤、操作技能，并正确理解实验的基本原则，如对照性原则、单一变量原则、科学性原则、可重复性原则等。在系统掌握教材实验的原理、方法、技能、实验理论的基础上，才能将有关能力迁移到其他实验中。,51,3.,明确实验设计题解题的一般步骤,(1),审,明确,“,做什么,”,，抓准目标，保证答题方向正确。,理清实验目的或目标，是正确解题的基础。一般实验要,求做什么，在题目中都已明确给出，问题是能否在整个,解题过程中都围绕实现这个目标而努力。,52,(2),想,解决,“,怎么做,”,，理清思路，保证思维过程合理。,这一步的突破口是要抓住变量。需要思考的问题是：该实验的自变量是什么，应该如何操纵它？因变量是什么，应该如何对其进行测量和记录？哪些是可能影响实验结果的无关变量？应该如何控制它？这些问题解决了，实验的基本思路也就出来了。,53,(3),答,把自己求解的思维过程按题目要求条理清晰地表述,出来。,最关键的是要准确地表达自己的思想，保证自己的思维过程合理。这里提醒大家注意这样几点：,一般不宜连续描述，而要分段表达，实验步骤要分步描述并加以编号，实验中涉及到两组或两组以上实验时，所用器材需用,1,、,2,、,3,或,A,、,B,、,C,或甲、乙、丙,加以编号以便于区分，这样可使表述更简洁一些；,54,文字表达要准确简洁，在量上难以做到准确量化描述的，应尽量用,“,定性,”,的语言表达，如,“,一段时间,”,、,“,适宜的温度,”,、,“,适量的,”,、,“,一定量的,”,等，表述,中还要尽量用规范的实验术语，不能用含糊的口语；,按题目要求，表达方式可以是纯文字、表格、流程图、曲线图等多种形式。,最后，做完题后要迅速浏览一遍，看答案是否符合题意，思维是否严密，表达是否清晰，有没有笔误等。,55,命题设计,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,“,蛋白质在加热变性后肽键,没有断裂,”,的实验。,材料、用具：,0.01 gmL,1,的,CuSO,4,的溶液、,0.1 gmL,1,的,NaOH,溶液、蛋清、清水、酒精灯、试管、滴管等必备用品。,56,实验原理：,。,方法步骤：,。,预期结果：,。,实验结论：,。,57,【,解题指导,】,二个以上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。为了使结论可信，可设置对照。本实验的自变量为,“,加热,”,，因变量为,“,是否产生紫色反应,”,。,【,答案,】,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断裂,58,步骤：,(1),取,2,支试管，编号,1,、,2,；,(2),向两支试管中分别加入,2 mL,稀释的蛋清液，并将,1,号试管中的蛋清液加热煮沸,3,5 min,；,(3),向两支试管中，分别加入,1 mL 0.1 g/mL,的,NaOH,溶液，振荡试管；,(4),然后分别向两支试管中缓慢滴入,4,滴,0.01 g/mL,的,CuSO,4,溶液，振荡试管，观察实验现象,结果：,1,号、,2,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断裂,59,60,1.,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,B.,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,C,、,H,、,O,、,N,四种元素,D.,组成人体的氨基酸都能在人体内合成,61,解析：,氨基酸由氨基、羧基、,R,基等组成，有的氨基酸分子中还含有,S,等元素。必需氨基酸在人体内无法合成。,答案：,B,62,2.,奶粉中蛋白质含量检测通常不是直接测定蛋白质含量，,而是通过测氮含量来推算蛋白质含量。一般来说，每,100,克蛋白质平均含氮,16,克，这些氮主要存在于蛋白质,的,(,),A.CONH,B.,游离的氨基,C.,游离的羧基,D.R,基,63,解析：,氨基酸的,R,基不一定含有,N,，题目所指的,N,主要存在于蛋白质的,CONH,。,答案：,A,64,3.(2009,广东高考,),水稻细胞内合成的某物质，能够在常温,下高效分解淀粉，该物质,(,),A.,在,4,条件下易变性,B.,只含有,C,、,H,C.,也能催化淀粉合成,D.,含有羧基,解析：,由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是蛋白质，一端含游离氨基，另一端含游离羧基。,答案：,D,65,4.,能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字,是,(,),氨基酸,C,、,H,、,O,、,N,等化学元素,氨基酸分子相互结合,多肽,肽链,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,A.,B.,C.,D.,解析：,蛋白质的结构层次是：元素,氨基酸,多肽,蛋白质。,答案：,D,66,5.,催产素、牛加压素、血管舒缓素等多肽化合物的氨基酸数,量相同，但其生理功能却不同，原因有,(,),氨基酸种类不同,合成的场所不同,氨基酸的排列顺序不同,肽链的折叠盘曲方式不同,A.,B.,C.,D.,67,解析：,蛋白质的多样性决定于组成蛋白质的氨基酸的种,类、数量、排列顺序及肽链的空间结构，而三种多肽的,氨基酸数量相同。,答案：,B,68,6.,下列不属于植物体内蛋白质功能的是（双选）,(,),A.,构成细胞膜的主要成分,B.,调节植物向光性生长,C.,供给细胞代谢的主要能源物质,D.,根细胞吸收矿质元素的载体,69,解析：,细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质；调节植物向光性生长的是生长素，其化学本质为吲哚乙酸，不属于蛋白质；供给细胞代谢的产要能源物质是糖类；根细胞吸收矿质元素的方式为主动运输，其中所用的载体是蛋白质。,答案：,BC,70,7.,我国中科院上海生化所合成一种具有镇痛作用而又不会,像吗啡那样使病人上瘾的药物,脑啡肽，下面是它的结,构简式。,71,据此回答：,(1),脑啡肽的化学本质是一种,，它的基本组成单位,的结构特点是,。,(2),如果脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数,目均不变，改变其中的,，就可以改,变其性质。,72,(3),若将脑啡肽完全水解，需要水分子,个，水解后产生,种氨基酸，造成这些氨基酸种类不同的原因是,。,(4),现有质量浓度为,0.1 g/mL,的,NaOH,溶液，鸡蛋，人的唾,液,(,含酶,),，质量浓度为,0.01 g/mL,的,CuSO,4,溶液，清水，小,烧杯，玻璃棒，试管，滴管和滴瓶。请设计一个实验证明,“,脑啡肽是多肽,”,。,73,实验原理：,。,方法步骤：,。,预期结果：,。,实验结论：,。,74,解析：,(1),从图中分析，脑啡肽由,5,个氨基酸组成，故其化学本质为五肽。构成多肽的基本单位是氨基酸。,(2),多肽的结构与构成多肽的氨基酸的种类、数目、排列顺序有关。,(3),由图可知，脑啡肽分子结构中包含,4,个肽键,(CONH),，故水解时需要,4,分子水。水解得到的,5,个氨基酸，其中有两个是相同的,(H,2,NCH,2,COOH),，故水解后的产物有,4,种。,(5),多肽中有肽键，与双缩脲试剂反应产生紫色络合物。,75,答案：,(1),五肽都至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,(2),氨基酸的排列顺序,(3)4,4,R,基不同,(4),在碱性溶液中，多肽与,CuSO,4,反应能产生紫色物质，即双缩脲反应,76,取两支试管分别编号,A,、,B,：在,A,中加入,2 mL,脑啡肽液，在,B,中加入,2 mL,清水；在两支试管中各加入,1 mL 0.1 g/mL,的,NaOH,溶液，振荡；在两支试管中各加入,4,滴,0.01 g/mL,的,CuSO,4,溶液，振荡,A,试管中出现紫色，,B,试管中不出现紫色,脑啡肽是一种多肽,77,