生命活动的主要承担者--蛋白质

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,*,第,3,讲 生命活动的主要承担者,蛋白质,（实验的科学原则）,一、氨基酸及其种类,组成蛋白质的基本单位的氨基酸；自 然界中的氨基酸有几百种；但并不是组成蛋白质，目前发现组成生物 体蛋白质的氨基酸约有,20,种。,1.,基本组成元素：,C,、,H,、,O,、有的还含有,P,、,S,。,2.,结构通式,（,1,）,结构通式及不同表达形式,(2),特点,都有一个,NH,2,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；,氨基酸分子中至少有一个,NH,2,、一个,COOH,，因为,R,基中可能有,NH,2,和,COOH,。,【,友情提醒,】,不同的氨基酸的,R,基不同，可通过,R,基判断氨基酸的种类。,【,例,1】,(,双选,),某多肽分子的结构如下图所示，下列关于该多肽的叙述，正确的是,(,),A,该多肽水解后可产生,4,种氨基酸,B,该多肽属于,6,肽化合物，含有,5,个肽键,C,该多肽的合成车间是核糖体,D,该多肽的分泌不需要消耗,ATP,AC,【,解析,】,该多肽中含有,4,个肽键，所以由,5,个氨基酸脱水缩合而成，属于五肽，,B,错误。因左起第,2,、,3,两个氨基酸的,R,基相同,(H),，为同种氨基酸，所以氨基酸的种类是,4,种，,A,对。把氨基酸合成多肽链的场所是核糖体，分泌到细胞外的过程需要消耗,ATP,。,二、蛋白质的结构及其多样性,1,脱水缩合,(1),概念：指一个氨基酸分子的,COOH,与另一个氨基酸分子的,NH,2,相连接，同时失去一分子水的结合方式。其中羧基提供一个,OH,，氨基提供一个,H,。,(2),反应式：,注意：,反应产物中有,“,H,2,O”,，脱去的水分子中的氢来自羧基和氨基，脱去的水分子中的氧来自羧基。,参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是,R,基中的氨基和羧基。,肽键的不同表达形式：,NHCO,或,CONH,或,。,2,蛋白质的形成,一条或几条肽链，通过一定的化学键互相连接在一起，再经过折叠、盘曲和缠绕，形成复杂的空间结构，即蛋白质。蛋白质的形成过程可用如下表示：,氨基酸分子,(,成百上千,),肽链,(,一条或几条,),蛋白质分子,3,蛋白质结构的多样性,蛋白质结构多样的原因可以这样理解记忆：构成蛋白质的氨基酸种类不同、氨基酸数目不同、氨基酸排列顺序不同、肽链盘曲折叠成的空间结构不同。,【,友情提醒,】,肽链只有经过有规则的盘绕、折叠成一定的空间结构后才是蛋白质，所以多肽并非就是蛋白质。,蛋白质变性时遭到破坏的是其空间结构。,【,例,2,】,下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是,(,),A,蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关,B,已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋,白质,C,有些蛋白质具有免疫功能，如抗体；有些蛋白质具有接受信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性,D,蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性,C,【,解析,】,本题考查蛋白质结构多样性的原因，蛋白质的特性和功能。蛋白质结构的多样性与肽链盘曲折叠成的空间结构有关，氨基酸无空间结构；具有催化功能的是酶，绝大多数酶是蛋白质，少部分是,RNA,；蛋白质具有免疫、信息传递等功能，而抗体只能与特异性抗原相结合，受体只能与特定的信号分子结合，它们都具有专一性；蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。,三、蛋白质功能,蛋白质,是生物体内生命活动的承担者，其主要功能总结如下：,项目,类型,功能,举例,结构蛋白,许多蛋白质是构成细胞和生物体的成分,肌动蛋白、肌球蛋白,调节作用,对细胞和生物体的生命活动有重要的调节作用,胰岛素、生长激素等蛋白质类激素,催化作用,催化细胞内的各种化学反应,酶几乎都是蛋白质,续表,项目,类型,功能,举例,运输作用,有些蛋白质具有运输载体的功能,血红蛋白,免疫作用,对侵入人或高等动物体内的抗原物质的清除有重要作用,抗体,通透作用,对某些物质透过细胞膜或细胞内的膜结构有重要的作用,细胞膜上的载体,信息传递,蛋白质参与生物体的各种信息传递过程,激素与受体的识别,【,例,3】,下图是人体内的三个生理过程示意图，其中,Y,代表不同类型的蛋白质。下列说法正确的是,(,),C,A,若过程,中的,X,为激素，则,Y,代表的物质是受体糖蛋白，该糖蛋白也可存在于细胞膜的内侧,B,若过程,中的,X,是抗原，则,Y,是抗体。产生,Y,物质的细胞可以识别相应的抗原,C,若过程,中的,X,是食物蛋白，则,Y,的释放与细胞膜的流动性有关,D,若过程,中的,X,为反应底物，则,Y,在人体细胞内均分布于生物膜上,【,解析,】,本题考查蛋白质的功能。具有识别作用的糖蛋白只能位于细胞膜的外侧，,A,错；产生抗体的效应,B,细胞无识别抗原的作用，,B,错；催化化学反应的酶有些位于生物膜上，有些位于细胞质基质、线粒体基质及叶绿体基质中，,D,错；消化食物蛋白的消化酶属于分泌蛋白，其分泌过程利用了细胞膜的流动性。,四、与蛋白质有关的计算,1,、,关于氨基酸脱水缩合反应的计算,(1),对于,n,个氨基酸来讲，至少有,n,个氨基和,n,个羧基；,(2)n,个氨基酸分子缩合成一条肽链，失去的水分子数,肽键数,n,1,，至少有,1,个氨基和,1,个羧基；,(3)n,个氨基酸分子缩合成,X,条肽链，失去的水分子数,肽键数,n,X,，,至少有,X,个氨基和,X,个羧基；,(4)n,个氨基酸分子缩合成环状肽时，失去的水分子数肽键数,n,，氨基和羧基数与,R,基团有关；,(5),蛋白质完全水解时所需要的水分子数等于该蛋白质形成时脱去的水分子数；,(6),蛋白质合成过程中相对分子质量的变化：氨基酸的平均相对分子质量为,a,，数目为,n,，肽链数为,X,，则蛋白质的相对分子质量为：,an,18(n,X),。,2,氨基酸与对应,的,DNA,及,mRNA,片段中碱基数目之间的计算,依据,DNA(,基因,),mRNA,氨基酸,6,3,1,的数量关系进行换算。,3,氨基酸数、,肽键数、失去水分子数及多肽的相对分子质量之间的关系,【,友情提醒,】,蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。,若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即根据脱水缩合的氨基酸个数命名。,信使,RNA,碱基是氨基酸数的三倍，不考虑终止密码子。,脱去的水分子中，,H,既来自氨基又来自羧基，,O,来自羧基。,若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数参与脱水的氨基酸数肽键数，其游离的氨基、羧基只能在,R,基团上有可能出现。,【,例,4】,某蛋白质分子含,a,条肽链，共有,b,个氨基酸残基，如果氨基酸的平均相对分子质量是,c,，则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别是,(,),A,b(c,18),18a,和,18(b,a),B,b(c,18),18a,和,18(a,b),C,b(c,18),18a,和,18(a,b),D,b(c,18),18a,和,18(b,a,),A,【,解析,】,此题主要考查氨基酸数目、氨基酸相对分子质量与蛋白质相对分子质量之间的数量转换。,(1),先求氨基酸形成蛋白质时失去的水分子数：失去水分子数氨基酸个数肽链条数,b,a,。,(2),形成蛋白质的相对分子质量为：氨基酸总相对分子质量失去水的总相对分子质量,bc,18(b,a),b(c,18),18a,。,(3),合成蛋白质时失去的水分子数等于蛋白质水解需要的水分子数。,1,蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。,2,若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即根据脱水缩合的氨基酸个数命名。,3,信使,RNA,碱基是氨基酸数的三倍，不考虑终止密码子。,4,脱去的水分子中，,H,既来自氨基又来自羧基，,O,来自羧基。,5,若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数参与脱水的氨基酸数肽键数，其游离的氨基、羧基只能在,R,基团上有可能出现。,一、理论归纳,1,概述,科学性原则是指设计的实验必须具有科学性，即无理论上和操作上的错误，符合自然规律。,2,分析,二、演练,(1),在保质期内，豆腐乳放置的时间越长，蛋白质含量越低，短肽和氨基酸含量越高。为研究其原因，该小组取适量豆腐乳制成样液，等量加入各试管，进行了以下实验。,(2011,重庆,),某兴趣小组将豆腐块灭菌，接种微生物后培养,2,天，加入适量食盐，经密封放置,10,天后制得豆腐乳。,实验中，加入双缩脲试剂,A,后，样液的颜色将,。,不变,处理中，,100,加热的目的是,使酶失活,。,如果处理与处理相比，显色较,，,浅,且处理,与处理相比，显色较,，,浅,则表明豆腐乳中,蛋白质被微生物产生的,蛋白酶,(,肽酶,),分解，最终,使短肽和氨基酸等含量增加，因此保质期内豆腐乳,放置越久风味越佳。,(2),食用豆腐乳后，其中的氨基酸可以在人体内通过,氨基,转换,。,作用形成新的氨基酸，,还可以由氨基酸产生的,不含氮部分合成,糖类和脂肪,。,【,解析,】,(1),双缩脲试剂,A,液为,0.1,g/mL,的,NaOH,溶液，遇样液后，不发生颜色变化。处理中，,100,加热的目的是使酶失活，以便与处理进行比较；本实验的原理是,豆腐乳中蛋白质含量越少，遇双缩脲试剂后，紫色越浅。,(2),氨基酸可以在人体细胞中通过氨基转换作用形成新的氨基酸。还可以通过脱氨基作用将氨基酸分解为含氮部分和不含氮部分。其中不含氮部分可以合成糖类和脂肪，也可以氧化分解产生,CO,2,和,H,2,O,，并释放能量。,1,.,(2009,上海,),某蛋白质由,m,条肽链、,n,个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是,(),A,n,m B,n,2m,C,n,m D,n,2m,【,解析,】,由氨基酸的结构通式可知一个氨基酸至少有两个,O,，形成蛋白质缩合过程中要脱掉水，,2n,(n,m),n,m,。,C,2.,(2009,上海,),某条多肽的相对分子质量为,2778,，若氨基酸的平均相对分子质量为,110,，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是,(),A,75,对碱基,B,78,对碱基,C,90,对碱基,D,93,对碱基,【,解析,】,根据题中条件可知该多肽由,30,个氨基酸组成，则应为,30,个密码子再加上终止密码子，应为,31,，编码多肽的基因碱基为,31,6,186,93,对碱基。,D,3.,(2010,上海,),由,m,个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含,n,条肽链，其中,z,条是环状多肽。该蛋白质分子中含有的肽键数为,(),A,m,z,n B,m,n,z,C,m,n,z D,m,z,n,【,解析,】,m,个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含,n,条肽链，如肽链全部为链状，则合成蛋白质分子形成的肽键数为,m,n,；由于,n,条肽链中有,z,条是环状多肽，而每一条环状多肽的肽键比链状肽链多,1,个，因此肽键数为,m,n,z,。,C,4.,绿色荧光蛋白简称,GFP,，是由,238,个氨基酸组成的单链，最初是从维多利亚多管发光水母中分离出来的结构蛋白，会发出绿色荧光。下列有关,GFP,的说法正确的是,(),A,GFP,合成过程中形成了,239,个肽键,B,GFP,是由核糖体合成、内质网加工并由高尔基体分泌的，同时由线粒体提供能量,C,由于此种蛋白质合成时进行了逆转录的过程，故,GFP,会发出荧光,D,GFP,可以整合到细胞膜表面，用于标记定位癌细胞,D,【,解析,】,GFP,是由,238,个氨基酸组成的单链，则在合成过程中脱去了,237,个水分子，形成,237,个肽键。,GFP,为结构蛋白，不能由高尔基体分泌到细胞外。逆转录是某些病毒具有的过程。,GFP,可以整合到细胞膜表面，用于癌细胞的标记定位。,5.,(,双选,),胰岛素的,A,、,B,两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰