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榜頭中學(xué)生物組 蔡小平,蛋白質(zhì)專題,基本 組成 元素,基本 組成 單位,化學(xué)結(jié)構(gòu),空間結(jié)構(gòu),各種消化酶,光合作用酶,呼吸作用酶,生物的多樣性,分子結(jié)構(gòu),功能,調(diào)節(jié)蛋白,應(yīng)用,起源,鑒定,血紅蛋白,肌肉蛋白,核糖體蛋白,載體蛋白,一切生命活 動(dòng)的體現(xiàn)者,蛋白質(zhì)工程,消化,吸收,運(yùn)輸,利用,排泄,化學(xué)進(jìn) 化過(guò)程,化學(xué)進(jìn) 化證據(jù),某些 激素,胰島素,生長(zhǎng)激素,分子 水平,宏觀 水平,產(chǎn)所,條件,過(guò)程,產(chǎn)物,意義,雙縮脲試劑,分子結(jié)構(gòu),元素組成：主要由C、H、O、N四種化學(xué)元素組成很多重要的蛋白質(zhì)還含有P、S兩種元素，有時(shí)也含微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。,基本組成單位：氨基酸（結(jié)構(gòu)通式）,空間結(jié)構(gòu)：氨基酸分子 多肽鏈 蛋白質(zhì),羧基 酸性,氨基堿性,肽鍵數(shù)=6 1,肽鍵數(shù)=8 1,肽鏈中的肽鍵數(shù)與氨基酸個(gè)數(shù)的關(guān)系：,復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu),1 調(diào)節(jié)功能-如胰島素調(diào)節(jié)糖的代謝 2 催化功能-如淀粉酶、胃蛋白酶的催化作用 3 運(yùn)輸功能-如血紅蛋白輸送氧 4 傳遞功能-如葉綠素傳遞能量-光合作用 5 運(yùn)動(dòng)功能-如肌肉的收縮 6 免疫功能-如免疫球膽白 7 保護(hù)功能-如指甲、頭發(fā)、蹄角等 8 致病功能-如病毒蛋白質(zhì)可致病 9 毒害功能-如毒蛋白等,蛋白質(zhì)的主要功能和作用,蛋白質(zhì)的消化和吸收,蛋白質(zhì)代謝,蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程,與蛋白質(zhì)有關(guān)的實(shí)驗(yàn),(1)、蛋白質(zhì)的鑒定,(2)、酶的有關(guān)實(shí)驗(yàn),（3）、蛋白質(zhì)激素實(shí)驗(yàn)(生長(zhǎng)激素；胰島素）,1953年，米勒（S.L.Miller）做了生命起源的模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)火花放電成功地從無(wú)機(jī)物（如氨、甲烷、氫）中制造出多種類型的有機(jī)小分子，其中有11種氨基酸，這些氨基酸中有四種（甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物體內(nèi)蛋白質(zhì)所含有的，從而為生命起源提供了證據(jù)?？茖W(xué)已經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，天然蛋白質(zhì)中所含的20種氨基酸幾乎都可以合成。有機(jī)小分子可以生成大分子，生物大分子生成多分子體系，進(jìn)而演變成原始生命。,生命起源之化學(xué)進(jìn)化過(guò)程,米勒和尤里的實(shí)驗(yàn),生物進(jìn)化的分子水平的證據(jù),通過(guò)比較同源蛋白質(zhì)中氨基酸序列的差異可以為研究生物的進(jìn)化提供許多有力的證據(jù)。通過(guò)對(duì)許多物種的細(xì)胞色素C的測(cè)定表明，對(duì)比同物種的生物來(lái)說(shuō)，氨基酸序列的差異越小，它們的親緣關(guān)系越近；差異越大，它們的親緣關(guān)系越大。,蛋白質(zhì)工程,蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。,蛋白質(zhì)的用途,蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)與生物多樣性,分子水平：核酸（遺傳或基因）的多樣性決定蛋白質(zhì)分子分子的多樣性，蛋白質(zhì)的多樣性決定物種的多樣性。 宏觀水平：物種的多樣性決定生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。,1關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需要。 B.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子結(jié)構(gòu)。 C.蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子。 D.蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程。,B,2下圖表示用3H亮氨酸標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)的分泌蛋白，追蹤不同時(shí)間具有放射性的分泌蛋白顆粒在細(xì)胞內(nèi)分布情況和運(yùn)輸過(guò)程。其中正確的是（ ）,答案：C,（1）已知放線菌素D是RNA合成抑制劑。右圖是根據(jù)海膽受精卵 在有放線菌素D和無(wú)放線菌素D存在情況下培養(yǎng)時(shí)，對(duì)14C標(biāo)記 的纈氨酸參與蛋白質(zhì)合成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的曲線圖。請(qǐng)據(jù)圖回 答有關(guān)問(wèn)題： 直接參與將14C纈氨酸摻入新合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器是 ，該過(guò)程在生物學(xué)上稱為郇翻譯，所依賴的模板是 分子， 從受精開(kāi)始到10小時(shí)之內(nèi)，蛋白質(zhì)合成所依賴的模板分子的來(lái)源是 。（從下圖四個(gè)選項(xiàng)中選擇，用字母代表） A未受精卵原有的 B受精卵新合成的 C精子提供的 D無(wú)法確定 受精10小時(shí)以后，海膽細(xì)胞內(nèi)新合成蛋白質(zhì)所依賴的模板主要是 （答案從上小題四個(gè)選項(xiàng)中選擇，用字母代表），作出此判斷的依據(jù)是 。,核糖體,mRNA,A,B,加入放線菌素D的處理組受精10小時(shí)后蛋白質(zhì)合成明顯減少，而對(duì)照組蛋白質(zhì)合成顯著上升,（天津理綜）3下列關(guān)于動(dòng)物新陳代謝的敘述，不正確的是 A在正常情況下，肝臟細(xì)胞可以將多余的脂肪合成為脂蛋白 B當(dāng)血糖含量升高時(shí)，肌肉細(xì)胞可以將葡萄糖合成為糖元 C糖類分解時(shí)可以產(chǎn)生與必需氨基酸相對(duì)應(yīng)的中間產(chǎn)物 D氨基酸脫氨基產(chǎn)生的不含氮部分可以合成為脂肪 答案：C,(廣東文基) 4.下列有關(guān)生物體化學(xué)成分的敘述正確的是 A精瘦肉中含量最多的是蛋白質(zhì) B組成細(xì)胞壁主要成分的單體是氨基酸 CT2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素 D與精子形成相關(guān)的雄激素屬于脂質(zhì) 答案：D,(江蘇生物) 5.下圖是氮在土壤、植物和動(dòng)物之間的轉(zhuǎn)化示意圖。 (1)大氣中的氮主要經(jīng)過(guò) 作用還原為NH3，然后被植物利用。土壤中的NH3也可經(jīng)硝化細(xì)菌的作用，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽后被植物吸收。在 情況下，硝酸鹽可被一些細(xì)菌最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓祷卮髿庵小?(2)動(dòng)物攝取的蛋白質(zhì)在消化道內(nèi)被分解為各種氨基酸，這些氨基酸進(jìn)入細(xì)胞后有3個(gè)代謝途徑，圖中是 ；是 ；是 。 (3)若圖中的氨基酸是丙氨酸，則圖中B是 。若圖中的氨基酸是谷氨酸，A是丙氨酸，則過(guò)程接受氨基的糖代謝中間產(chǎn)物是 。若圖中的氨基酸只能從食物中獲得，則稱為 。 (4)氮返回土壤主要有兩個(gè)途徑： 一是圖中產(chǎn)生的 (圖中C) 進(jìn)入土壤；二是植物和動(dòng)物 遺體中的含氮物質(zhì)被土壤中的 形成氨而進(jìn)入土壤。,生物固氮,氧氣不足,脫氨基,氨基轉(zhuǎn)換 (或轉(zhuǎn)氨基),合成,丙酮酸,丙酮酸,必需氨基酸,尿素,微生物分解,例題：若干個(gè)氨基酸分子縮合形成含2條肽鏈的蛋白質(zhì)分子時(shí)，相對(duì)分子量減少了900，由此可知，此蛋白質(zhì)分子中含有的氨基酸數(shù)和肽鍵數(shù)分別是 A52、52 B50、50 C52、50 D50、49,點(diǎn)評(píng)：氨基酸分子形成蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少的原因是在此過(guò)程中脫去了水，據(jù)此可知，肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)9001850，氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)50252，答案為C。,拓展：在解答這類問(wèn)題時(shí)，必須明確的基本知識(shí)是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的數(shù)量關(guān)系?；娟P(guān)系式有： 個(gè)氨基酸脫水縮合形成一條多肽鏈，則肽鍵數(shù)(1)個(gè)； 個(gè)氨基酸脫水縮合形成條多肽鏈，則肽鍵數(shù)()個(gè)； 無(wú)論蛋白質(zhì)中有多少條肽鏈，始終有： 脫水?dāng)?shù)肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù),題型1 有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的計(jì)算,有關(guān)蛋白質(zhì)的計(jì)算,題型2 有關(guān)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算,例題：組成生物體某蛋白質(zhì)的20種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為128，則由100個(gè)氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)，其相對(duì)分子質(zhì)量為 A12800 B11018 C11018 D12800 解析：假設(shè)該蛋白質(zhì)由n條多肽鏈組成，則該蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量為128100（100）1811000+18 n，由于n1，所以蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量一定11018，答案為C,例題：某蛋白質(zhì)分子由a條肽鏈組成，共有b個(gè)氨基酸殘基。如果氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量是c，則該蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量及水解時(shí)需要的水的質(zhì)量分別是 Ab（c18）+18a 和18（ba） Bb（c+18）+18a 和18（a+b） Cb（c18）18a 和18（ab） Db（c+18）18a和18（ba） 解析：本題的特點(diǎn)是數(shù)字全部為字母，較為抽象，但計(jì)算的原理不變。該蛋白質(zhì)分子合成時(shí)脫去的水分子數(shù)是（ba）個(gè)，b個(gè)氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量總和是bc，脫去水的質(zhì)量是18（ba），所以，蛋白質(zhì)分子的相對(duì)分子質(zhì)量是bc18（ba），A答案正確。,題型3 有關(guān)蛋白質(zhì)中至少含有氨基數(shù)和羧基數(shù)的計(jì)算,例題：某蛋白質(zhì)分子含有4條肽鏈，共有96個(gè)肽鍵，則此蛋白質(zhì)分子中至少含有COOH和NH2的數(shù)目分別為 A4、 100 B4、 4 C100、100 D96、96 點(diǎn)評(píng)：以一條由n個(gè)氨基酸組成的肽鏈為例：在未反應(yīng)前，n個(gè)氨基酸至少含有的 COOH和NH2的數(shù)目都為n(因每個(gè)氨基酸至少含有1個(gè)COOH和 1個(gè)NH2)，由于肽鏈中包括(n1)個(gè)肽鍵，而形成1個(gè)肽鍵分別消耗1個(gè)COOH和 1個(gè)NH2，所以共需消耗(n1) 個(gè)COOH和 (n1)個(gè)NH2 ，所以至少含有的COOH和NH2的數(shù)目都為1，與氨基酸R基團(tuán)中COOH和NH2 的數(shù)目無(wú)關(guān)。本題中蛋白質(zhì)包含4條肽鏈，所以至少含有COOH和NH2的數(shù)目都為4，答案為B。 拓展：蛋白質(zhì)或多肽中含有的氨基數(shù)和羧基數(shù)與肽鏈數(shù)和R基團(tuán)中的氨基數(shù)、羧基數(shù)直接相關(guān)。不考慮R基團(tuán)中的氨基、羧基數(shù)，一條肽鏈（不管由多少個(gè)氨基酸縮合）的首尾應(yīng)各含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。,例題：某肽鏈由51個(gè)氨基酸組成，如果用肽酶把其分解成1個(gè)二肽、2個(gè)五肽、3個(gè)六肽、3個(gè)七肽，則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值、肽鍵總數(shù)、形成所需的水分子總數(shù)依次,解析：肽鏈切割后共有九段，氨基最小值為9；肽鍵總數(shù)應(yīng)為九段短肽鏈中肽鍵之和，為1+24+35+36=42；要在八處破壞肽鍵，需水?dāng)?shù)為8。這樣，縱坐標(biāo)的值應(yīng)分別為9、42、8，C答案正確。,題型4 有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸的種類和數(shù)量的計(jì)算,例題：某多肽鏈為199肽，其分子式為CxHYNAOBS2(A199，B200)，并且由下列五種氨基酸組成的： 那么該多肽鏈徹底水解后將會(huì)得到賴氨酸、天門(mén)冬氨酸各多少個(gè)? AA-199、(B-200)/2 CA-200、B-200 CA-199、(B-199)/2 DA-200、(B-200)2 點(diǎn)評(píng)：本題中氨基酸有的含一個(gè)N原子，有的含二個(gè)N原子，并且多肽分子式中原子數(shù)均用字母表示，比較抽象。但仔細(xì)觀察，N、O原子數(shù)的分布是有規(guī)律的：僅賴氨酸中含二個(gè)N，其余都為一個(gè)；僅天門(mén)冬氨酸中含四個(gè)O，其余都為二個(gè)。如設(shè)賴氨酸數(shù)為，其余氨基酸總數(shù)為，則有下列二個(gè)關(guān)系式：199，2A （據(jù)N原子數(shù)） 解得A199；設(shè)天冬氨酸數(shù)為，其余氨基酸總數(shù)個(gè)，則又有如下二個(gè)關(guān)系式 199，42B198（據(jù)O原子數(shù)），解得(B-200)/2，正確答案為A。 拓展：解這類題時(shí)，要對(duì)所給氨基酸的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的觀察，找出其數(shù)量特點(diǎn)。,例題：某多肽415g，在小腸液的作用下完全水解得到氨基酸505g。經(jīng)分析知道組成此多肽的氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3種氨基酸組成，每摩爾此多肽含有S元素51mol。（甘氨酸C2H5O2N、丙氨酸C3H7O2N、半胱氨酸C3H7O2SN） 1分子此多肽由多少個(gè)氨基酸組成？ 此多肽分子中3種氨基酸的數(shù)量比是多少？ 解析：該題首先應(yīng)弄清下列反應(yīng)式： 多肽 + （n1）H2On氨基酸 其中n是1分子此多肽鏈中含有的氨基酸個(gè)數(shù)。另外，n個(gè)氨基酸雖分3種，分子量也分成3種，但我們卻把它們看成n個(gè)分子量皆為100的一種氨基酸，這樣，n個(gè)氨基酸的總分子量就是100n。此多肽的分子量應(yīng)為100n18（n1）。這樣，可得如下比例 多肽 + （n1）H2On氨基酸 100n18（n1） 100n 415 505 解得：n=101 因每摩爾此多肽含有S元素51mol，故此多肽分子中半胱氨酸為51個(gè)，再設(shè)甘氨酸為m個(gè)，則丙氨酸為（50m）個(gè)。3種氨基酸的分子量分別為甘氨酸75、丙氨酸89、半胱氨酸121，則有： 101100=75m+89（50m）+51121 解得：m=37，50m=13 此多肽分子中3種氨基酸的數(shù)量比是37：13：51。,題型5 與DNA、RNA結(jié)合進(jìn)行的計(jì)算,例題：已知，某肽鏈含氨基酸10個(gè)，則控制該肽鏈合成的基因中（C+T）的個(gè)數(shù)是 A12個(gè) B24個(gè) C18個(gè) D30個(gè) 點(diǎn)評(píng)：氨基酸10個(gè)，則mRNA至少含有30個(gè)堿基，相應(yīng)基因中堿基數(shù)應(yīng)為60個(gè)。在雙鏈DNA分子或片段中，（C+T）總是占?jí)A基總數(shù)的一半，答案D。 拓展：解答此類試題必須抓住的關(guān)系式是： DNA（基因）中堿基數(shù)（至少）：mRNA中堿基數(shù)：氨基酸數(shù)=6：3：1,變式：已知某多肽鏈的相對(duì)分子質(zhì)量為1.032104，每個(gè)氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量為120，每個(gè)脫氧核苷