内容正文:
第四讲 生命活动的承担者——蛋白质
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【学习目标】
1.掌握氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程。
2.熟记蛋白质的结构和功能。
3.掌握蛋白质相关数量的计算
【重点难点】
重点:氨基酸的结构通式以及脱水缩合的过程。
难点:蛋白质相关数量的计算。
【主干梳理】
【基础知识】
考点一 蛋白质的基本单位
(一)种类
1. 氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
2.元素组成和氨基酸种类
“8种”必需氨基酸:
。
(二)结构通式
1.氨基酸分子的结构通式
组成生物体氨基酸的结构特点:每种氨基酸都至少含有一个 和一个 ,并且都有一个氨基和一个羧基连在 上。
2.判断组成蛋白质的氨基酸的方法——两看法
(1)判断依据:氨基酸中氨基、羧基数目和连接位置。
(2)两看法判断组成蛋白质的氨基酸
①从数量上看,至少有一个—NH2和一个—COOH,如下不属于构成蛋白质的氨基酸:
a.H2NCH2CH2OH。
b.。
②从位置上看,必须有一个—NH2和一个—COOH连接在 ,如下不属于构成蛋白质的氨基酸:
⇒氨基和羧基不连在同一个碳原子上。
考点二 多肽的形成
(一)形成方式
1.氨基酸形成多肽的方式: 。
2. 场所: 。
(二)形成过程
1.形成二肽的过程:
2.肽键的结构表示为: 。
3.氨基酸形成蛋白质的过程
4.蛋白质形成过程分析:
(1)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别位于肽链的 ;其余的氨基和羧基在 上。
(2)H2O中的H来自 ,而O只来自 。
(3)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与 相连的氨基和羧基,而不是R基中的氨基和羧基。
(4)由肽链到具有一定空间结构的蛋白质是一个复杂的过程。蛋白质分子中除肽键外还含有其他的 ,如二硫键。
(三)相关计算
1.“规律法”记忆多肽形成过程中的数量计算
(1)形成肽链时
肽链数目
氨基酸数
肽键数目
脱去水分子数
氨基数目
羧基数目
1条
m
m-1
m-1
至少1个
至少1个
n条
m
m-n
m-n
至少n个
至少n个
即:肽键数=脱去的水分子数
氨基酸数=肽键数+肽链数
(2)形成环肽时:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
2.“公式法”计算蛋白质相对分子质量
(1)无二硫键:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。
(2)有二硫键(—S—S—):蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18-二硫键数目×2。原因:每形成一个二硫键脱去两个氢。
3.“原子守恒法”计算蛋白质中各原子数
在一个氨基酸中,至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽时,要失去部分水分子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。
(1)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数。
(2)O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去水分子数。
(3) C原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的碳原子数
(4) H原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数×2。
(5)游离—NH2或—COOH数=肽链数×1+R基中—NH2或—COOH数(环肽中主链上不再有游离氨基或羧基)。
4.妙用“排列组合”求解多肽种类
(1)若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类为nm种。
(2)若n种氨基酸形成一个n肽,且每种氨基酸只有一个,则形成n肽的种类为n×(n-1)×(n-2)×…×1=n!。
5.借用“比例关系式”解答基因表达中的计算问题
基因表达中,DNA控制mRNA的合成,mRNA指导蛋白质的合成。DNA中碱基排列顺序转录为mRNA中碱基排列顺序,进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。其数量关系图解如下:
DNA(基因)mRNA蛋白质
碱基数 ∶ 碱基数 ∶ 氨基酸数
6 ∶ 3(最多) ∶ 1(最多)
考点三 蛋白质的结构与功能
(一)结构多样性原因
1.直接原因是组成蛋白质分子的氨基酸的种类、数量和 的不同,多肽链的盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别,使蛋白质的结构具有多样性。
2.根本原