第二章 第二节 生命活动的主要承担者——蛋白质
【基础知识导学】
知识点
观察与思考
归纳与结论
蛋白质在细胞中的含量
占细胞鲜重的7~10%;
占细胞干重的50%以上。
蛋白质是细胞中含量__________的有机化合物。
蛋白质的组成
基本组成单位:__________。
在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有__________种
元素组成:主要含有____________________,
有的含P和S。
氨基酸
氨基酸的结构有什么特点?
1、每种氨基酸分子至少都含有一个_______ ( )和一个_________ ( );并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个___________和一个____________。
各种氨基酸的区别:____________不同。
氨基酸分子的结构通式:
_______________________________。
什么是必需氨基酸?
什么是非必需氨基酸?
必需氨基酸:有___种氨基酸,是人体细胞______合成的,必须从外界环境________获取。
非必需氨基酸:有______种氨基酸,是人体细胞_________合成的。
蛋白质
的结构
20种氨基酸怎样构成种类
如此众多的蛋白质?
写出氨基酸脱水缩合的示意图:
______________________
______________________
1.氨基酸分子相互结合的方式是:________________和____________________相连接,同时脱去______________,这种结合方式叫做____________。
2.连接两个氨基酸分子的化学键(____________)叫做___________。
3.由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫做_____________。
4.由多个氨基酸分子缩合而成,含有多个肽键的化合物叫做____________。
5.多肽通常呈链状结构,叫做__________。
n个氨基酸形成一条肽链时,脱掉_________个水分子,形成__________个肽键;如果n个氨基酸形成m条肽链时, 脱掉_________个水分子,形成__________个肽键。
肽键数=_________________
=___________—__________。
吃熟鸡蛋容易消化吗?
高温使蛋白质发生变性后,蛋白质的空间结构变化了吗?肽键变化了吗?
容易消化。原因是高温使蛋白质分子的__________变得伸展、松散,容易被_________水解。
空间结构________________。
肽键_________________。
蛋白质结构的多样性
为什么细胞中蛋白质的种类如此多样?
原因:
1._________________________________;
2._________________________________;
3._________________________________;
4._________________________________。
蛋白质功能的多样性
为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者?
阅读课本23页图2-7
功能:
1._________________________________;
2._________________________________;
3._________________________________;
4._________________________________;
5._________________________________。
【典型例题】
〖例1〗下列为某一多肽化合物的分子结构式,请回答有关问题:
(1)上述结构中,代表氨基的结构式为_________;代表羧基的结构式为_________;
代表肽键的结构式为____________;其中________________、_____________为R基。
(2)上述化合物是由__________ 种氨基酸组成。
(3)该化合物是由______个氨基酸失去_______分子水形成的,该化合物称为________,
这样的反应叫做__________。水分子中的氧来自于__________,氢来自于___________。
解析:(1)考查氨基酸的结构通式。
(2)氨基酸的种类是由R基决定的,根据R基结构可以数出有2种氨基酸。
(3)要知道构成该化合物的氨基酸的数目,应首先找到肽键(—CO—NH—)的位置,从图中可以看出有3个氨基酸通过2个肽键连接,肽的命名和构成该化合物的氨基酸的数目相同,因此该化合物称为三肽。脱水缩合时前一个氨基酸的—COOH提供羟基(—OH),后一个氨基酸的—NH2提供氢(—H),“—OH”和“—H”结合生成水。
答案:(1)—NH2 —COOH —CO—NH— —CH3 —CH2OH
(2)两 (3)三 两 三肽 脱水缩合 —COOH —NH2和—COOH
变式训练:某蛋白质分子由四条肽链组成,共含氨基酸分子500个,在脱水缩合形成该蛋白质分子过程中,形成的肽键和水分子数分别是( D )
A.504个和498个 B.496个和499个 C.499个和499个 D.496个和496个
〖例2〗某一条多肽链中共有肽键151个,则此分子中—NH2和—COOH的数目至少有( C )
A.152;152 B.151;151 C. 1;1 D.2;2
解析:每两个相邻的氨基酸之间会形成一个肽键。因此在肽链的两端一定是(—NH2)和(—COOH),如果构成多肽的每个氨基酸分子的R基上没有(—NH2)和(—COOH),这时该多肽所含的(—NH2)和(—COOH)数最少。
变式训练:某蛋白质分子由四条肽链组成,共含氨基酸分子500个,则此分子中—NH2和—COOH的数目至少有( )
答案:4,4
〖例3〗现已知构成蛋白质的氨基酸共20种,它们的平均分子量为128,由50个氨基酸形成的某蛋白质的一条多肽链的分子量是 ( C )
A.6400 B.2560 C.5518 D.2218
解析:氨基酸形成蛋白质的过程是一个脱水缩合的过程,通过相邻的氨基酸脱去一分子水、形成肽键而连接起来。因此,在计算氨基酸一条多肽链的分子量时,仅仅算出氨基酸的总分子量是不够的,还要计算出脱去的水的分子量,两值相减才是多肽链的分子量。
即:一条多肽链的分子量=氨基酸的总分子量-脱去的水的总分子量,因此本题的计算过程为:128×50-18×49=5518。
若为一条肽链时,则脱水数=肽键数= n-1 (n表示氨基酸数)
若为m条肽链时,则脱水数=肽键数= n-m (n表示氨基酸数, m表示肽链数)
【基础知识训练】
1.下列哪项不是蛋白质在人体内的主要生理功能? ( )
A.调节作用 B.免疫作用 C.运输作用 D.遗传作用
2. 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 ( )
①氨基酸 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸分子相互结合 ④多肽
⑤形成一定的空间结构
A.①③④⑤② B.②①④③⑤ C.②①③⑤④ D.②①③④⑤
3.鸡蛋煮熟后,蛋白质变性失活,这是由于高温破坏了蛋白质的 ( )
A.肽键 B.肽链 C.空间结构 D.氨基酸
4.血液中的血红蛋白和肌肉中的蛋白质的结构不相同的原因 ( )
A. 所含氨基酸的种类不同
B.所含氨基酸的数目不同
C.所含氨基酸的排列顺序不同
D.所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构都不同
5.R基为—C3 H 5 O2的一个谷氨酸分子中,含有C、H、O、N的原子数分别为 ( )
A.5、9、4、1 B.4、8、5、2 C.5、8、4、1 D.4、9、4、1
6.甘氨酸和丙氨酸最多能形成二肽 ( )
A. 1种 B. 2种 C.4种 D.6种
7.由一分子丙氨酸、一分子甘氨酸、一分子精氨酸,可以组成多少种三肽 ( )
A. 6种 B. 9种 C.12种 D.27种
8.赖氨酸的分子式为 C6 H 14O2N2 , 则赖氨酸的R基为 ( )
A. —C4H 10 N B.—C4H 10 O C.—C4H 10 ON D.—C5H 11 N
9.某蛋白质的分子式为C63H 103 O65 N17S2 ,他最多可含有几个肽键? ( )
A.16 B.17 C.18 D.19
10.现有1000个氨基酸,其中氨基1020个,羧基1050个,则由此合成的4条多肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目分别是 ( )
A.999、1016、1046 B.999、1、1 C.996、24、54 D.996、1016、1046
11.蛋白质的结构具有多样性,下列各项与决定蛋白质多样性无关的是
A.DNA中脱氧核苷酸的排列顺序 B.RNA中核糖核苷酸的排列顺序
C.组成肽键的化学元素 D.组成多肽的肽键数量
12.从某种真核细胞中提取出大量核糖体,放入含下列几种有机物(其中的氮原子已被15N标记)的培养液里,假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。请回答:
①NH2-CH2-COOH ②NH2-CH2-CH2OH ③NH2-CH(COOH)-CH2-COOH?
④NH2-CH(NH2)-CH2-COOH ⑤NH2-CH(COOH)-CH2SH?
(1)实验中,核糖体所要完成的功能就是把上述物质中的____________ (填序号),通过_____________方式合成多肽(蛋白质)。?
(2)上述有机物合成的多肽至少含有____________个氨基和___________个羧基。
(3)实验中,检测到某一多肽含20个15N,则该多肽最多有__________________个肽键。肽键的化学结构式是____________________________________。?
(4)实验结果分析,培养液中生成了多种产物,这说明了蛋白质的分子结构具有________ ,这种结构特点决定了__________________。