2.5 蛋白质的结构及相关数量关系-（ppt同步课件）【学而思】2026-2027学年高一生物必修一（人教版）

该高中生物学课件聚焦“蛋白质的结构及相关数量关系”，从氨基酸的结构通式、组成元素和结构特点切入，通过肽键、肽链等结构层次构建蛋白质结构框架，进而延伸到结构多样性及肽键、游离氨基羧基、N/O原子数、相对分子质量、环状肽和二硫键的数量计算，形成递进式学习支架。 其亮点在于结合结构示意图、环状肽图及酶作用示意图，以生命观念中的结构与功能观为核心，通过科学思维中的原子守恒法（如典例1利用N、O原子守恒计算谷氨酸数量）和逻辑推理（典例2分析酶作用位点及肽键断裂），帮助学生建立抽象概念与具体计算的联系。学生能深化对蛋白质结构与功能关系的理解，提升计算能力，教师可借助系统的知识梳理和实用解题技巧提高教学效率。

第2章 组成细胞的分子 第1讲　描述运动的基本概念 05 蛋白质的结构及相关数量关系 重难点 第1讲　描述运动的基本概念 1.氨基酸——蛋白质的基本组成单位 (1)结构通式如图。 (2)组成元素:C、H、O、N(S等)。 (3)结构特点:至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。　　     第1讲　描述运动的基本概念 2.蛋白质的结构层次     第1讲　描述运动的基本概念 3.蛋白质结构多样性的直接原因:组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及肽链的盘 曲、折叠方式及其形成的空间结构多样。 第1讲　描述运动的基本概念 1.链状多肽中肽键、—COOH、—NH2、N、O的位置及数量   第1讲　描述运动的基本概念   第1讲　描述运动的基本概念 2.蛋白质相对分子质量及其水解产生的氨基酸中不同原子数的计算 　　蛋白质的合成过程遵循原子守恒,具体分析如下(假设氨基酸的平均相对分子质量为x):   第1讲　描述运动的基本概念 3.环状肽及肽链间有二硫键(—S—S—)的相关计算  　      (1)如图1所示,环状肽(aa表示氨基酸)由n个氨基酸构成,产生的肽键数=脱去水分子数=n,所含的游离氨 基(羧基)只存在于R基中。 (2)如图2所示,在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分子中含有二硫键 时,需考虑脱去H的质量,每形成1个二硫键,脱去2个H。 第1讲　描述运动的基本概念 勘破疑难 1.“—CO—NH—”相当于两个氨基酸的“连接部位”,由一个氨基酸的—COOH和另一个氨基酸的 —NH2脱水而来;每形成一个肽键便脱去一分子水,即多肽中的肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数。 2.每一条多肽链都是“头部”有氨基、“尾部”有羧基,即蛋白质中至少含有的游离氨基(羧基)数=肽 链数。 特别提醒 　　氨基酸脱水缩合后,O存在于合成的多肽链中和脱去的水中。 第1讲　描述运动的基本概念 勘破疑难 1.环状肽的形成是由于肽链首尾两端的氨基酸也发生了脱水缩合。 2.图2中通过二硫键连接的两条肽链不能称为环肽。二硫键是2个氨基酸中的R基反应形成的。 具体反应为: 2—SH→—S—S—+2H 第1讲　描述运动的基本概念 典例1　某直链多肽的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生下列3种氨基酸,下列相关叙述正确的是  ( )   A.合成1分子该物质将产生6个水分子 B.合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸 C.该多肽分子中含有1个游离的氨基和1个游离的羧基 D.每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸 　D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　设该多肽水解后产生n个谷氨酸,利用该多肽合成的反应式及N、O原子守恒分析如下:   由分析可知,该多肽水解后可得到6个氨基酸,其中3个是谷氨酸(R基上有—COOH),故该直链多肽中含1 个游离的氨基(“头部”1个)和4个游离的羧基(“尾部”1个+R基上3个),B、C错误,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 信息解读 　　题图中3种氨基酸均只含有1个氨基(1个N原子),甘氨酸和丙氨酸都只含有1个羧基(2个O原子),谷 氨酸含有2个羧基(4个O原子)。 技巧总结 求多肽水解产物的技巧 1.未知数设定:对特殊氨基酸设未知数(R基上含有N或O的氨基酸,如本题的谷氨酸)。 2.原子守恒的考虑顺序:特殊元素如S等→N原子→O原子。 3.其他细节:反应式一定要配平;O原子守恒不能忽略水中的O。 第1讲　描述运动的基本概念 典例2　蛋白水解酶可分为内切酶和外切酶,外切酶专门作用于肽链末端的肽键,内切酶则作用于肽链 内部特定区域。若蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11O2N)两侧的肽键,蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14O2N2)氨 基端的肽键。某多肽经酶1和酶2分别作用后的情况如图所示。下列叙述错误的是 ( )   A.若用蛋白外切酶处理该多肽,会得到49个氨基酸 B.该四十九肽第49位是赖氨酸,第32位是苯丙氨酸 C.短肽A、B、C比四十九肽少3个O、3个N D.该四十九肽经酶1、酶2作用分别需要消耗5个H2O和3个H2O 　C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　将酶作用切除的氨基酸补全,如下图:     由酶1、酶2作用后的结果可知,初始多肽为四十九肽,经蛋白外切酶作用可得到49个氨基酸,A正确。 分析酶1催化的反应式如下: 第1讲　描述运动的基本概念   据原子守恒可知,短肽A、B、C比四十九肽少1个O、3个N,C错误。 第1讲　描述运动的基本概念 解题思路 　　蛋白质的合成与水解遵循原子守恒。解题时可先写出化学反应式,再利用原子守恒比较不同产物 与底物中的N、O原子数,如本题中: 　　蛋白质(多肽)中的N原子总数=短肽中的N原子总数+游离氨基酸中的N原子总数;蛋白质(多肽)中 的O原子总数+水中的O原子总数=短肽中的O原子总数+游离氨基酸中的O原子总数。 信息解读 　　根据题干已知,外切酶专门作用于肽链末端的肽键,即外切酶可依次切除末端的氨基酸。 第1讲　描述运动的基本概念 $