资源简介

(共39张PPT)
蛋白质专题
生命活动的主要承担者
目录
一、蛋白质的基本单位——氨基酸
二、蛋白质的合成
三、蛋白质的生理功能——生命活动的主要承担者
四、蛋白质的性质
五、蛋白质的鉴定
六、分泌蛋白的合成和运输
七、蛋白质与其他有机物
八、血红蛋白的提取和分离
九、蛋白质与现代生物技术
一、蛋白质的基本单位——氨基酸
1. 氨基酸的结构
①基本组成元素： ，有的还含有S等。
②氨基酸的结构通式：
C、H、O、N
种类
氨 基
一、蛋白质的基本单位——氨基酸
2. 课本中列举的几种氨基酸
具有最简单的R基，是结构最简单的氨基酸
动物体内可作为抑制性神经递质
属于必需氨基酸
属于必需氨基酸
一、蛋白质的基本单位——氨基酸
3. 含硫氨基酸
属于必需氨基酸
起始密码子AUG对应的氨基酸
与二硫键（-S-S-）的形成有关
二硫键（-S-S-）在蛋白质变性时可断裂
练习1
下列关于人体氨基酸的叙述,正确的是（ ）
A.氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位
B.不同氨基酸的R基一定不同
C.酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因
D.非必需氨基酸的合成与基因的功能无关
有些激素如性激素不是蛋白质;
氨基酸的不同在于R基的不同;
患白化病的根本原因是基因突变造成酪氨酸酶不能合成,合成不了黑色素;
非必需氨基酸的合成需要酶的催化,该酶是蛋白质,与基因功能有关。
B
一、蛋白质的基本单位——氨基酸
5. 氨基酸与tRNA的结合
tRNA有两个重要部位：
反密码子可以和mRNA上密码子进行配对
携带氨基酸的部位位于tRNA的3 ’端（羟基端）
若反密码子为3’OH-AAG-5 ’p，则其携带的氨基酸是？
二、蛋白质的合成
1. 形成肽键
肽键在蛋白质变性时不能断裂，只有在蛋白质水解时能断裂
双缩脲试剂可检测肽键，颜色反应为紫色（不需水浴加热）
脱水缩合反应在核糖体中发生，有水生成
二、蛋白质的合成
2. 形成二硫键
该反应不是脱水缩合反应，没有水生成
二硫键在蛋白质变性时可断裂
二硫键对于多肽盘曲折叠和蛋白质空间结构形成有重要贡献
练习2
（2019年汇编）下列关于蛋白质合成过程的叙述，正确的是( 　　)
A．三个氨基酸经脱水缩合失去2分子的水而形成的化合物称为二肽
B．在核糖体中新合成的肽链具有生物活性
C．蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的(2017江苏单科)
D．组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式不同
E．α－鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键(2017江苏单科)
F．肽键既可以在叶绿体内形成，也可以在线粒体内形成
G．数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链(2017海南单科)
三个氨基酸经脱水缩合失去2分子的水而形成的化合物称为三肽，故A项错误。在核糖体中新合成的肽链无生物活性，需要经过进一步加工形成蛋白质才具有生物活性，故B项错误。蛋白质具有多样性，可能由1条多肽链构成，也可能由2条或2条以上多肽链构成，故C项错误。组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同，都是一个氨基酸分子的羧基(—COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，脱去一分子的水形成肽键，故D项错误。环状八肽由8个氨基酸脱水缩合形成，肽键数与氨基酸数相等，都是8个，故E项正确。肽键是在蛋白质合成过程中产生的，叶绿体和线粒体是半自主细胞器，内有核糖体，可合成蛋白质，故F项正确。数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式，故G项正确。
EFG
练习3
某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是（ ）
在这9个短肽的分子中，每条肽链的一端有一个氨基，另一端有一个羧基，其他氨基(或羧基)应在R基上，所以最少有9个氨基。这些短肽的肽键数等于“氨基酸数－肽链数”，故肽键总数为51－(1＋2＋3＋3)＝42。又因共有9个短肽，水解成这些短肽需要破坏8个肽键，需要8分子水。故选C。
C
二、蛋白质的合成
3. 形成空间结构
导致
多肽
组成蛋白质的氨基酸种类、数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽盘曲折叠方式不同
蛋白质空间结构不同
盘曲折叠
蛋白质
结构多样性
功能多样性
导致
DNA
多样性
生物多样性
二、蛋白质的合成
4. 蛋白质的体外合成（模拟翻译过程）
模板：mRNA
原料：各种氨基酸
能量：ATP
酶：蛋白质合成酶等
场所：核糖体
工具：tRNA
条件：温度、pH等条件适宜
练习4
（2018北京西城区模拟，6分）如图所示是无活性胰蛋白酶原在人小肠肠腔内被激活成胰蛋白酶的过程。下列叙述错误的是（ ）
A．无活性胰蛋白酶原的合成场所为核糖体
B．胰蛋白酶原的激活过程发生在人体的内环境中
C．水解酶破坏了胰蛋白酶原的部分肽键等化学键
D．水解过程破坏了胰蛋白酶原的结构和功能
B
练习5
（2019全国高考真题）用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是（ ）
①同位素标记的tRNA
②蛋白质合成所需的酶
③同位素标记的苯丙氨酸
④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④
B．②③④
C．③④⑤
D．①③⑤
C
三、蛋白质的生理功能——生命活动的主要承担者
名称 分布 功能
绝大多数酶 细胞内\外 降低化学反应的活化能（催化作用）
载体蛋白 细胞膜 运输某些物质如离子、氨基酸等
通道蛋白 细胞膜 运输水、K+、Na+等
糖蛋白 细胞膜表面 保护、润滑、识别等
某些激素(如生长激素、胰岛素等) 内环境中 传递信息、调节生命活动
抗体、淋巴因子 内环境中 发挥免疫作用
血红蛋白 红细胞内 主要运输氧气和部分二氧化碳
血浆蛋白 内环境中 参与细胞外液渗透压的维持
练习6
（2018·全国卷Ⅱ）下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是（ ）A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合；
肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程；
Fe2＋参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能；
细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA。
C
练习7
下列生理活动与蛋白质功能无关的是（ ）
A．氨基酸被运输进入细胞内
B．细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上
C．葡萄糖在细胞内氧化分解
D．激素被靶细胞识别
氨基酸被运输进入细胞需要载体蛋白参与；
细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上是tRNA完成的；
葡萄糖的氧化分解需要酶的催化；
激素被靶细胞识别需要细胞膜上的糖蛋白参与。
B
1.盐析——
是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。该变化可逆。
2.变性——
是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键不断裂。
3.水解——
在蛋白酶、肽酶等作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽进而彻底水解为氨基酸。
4.显色反应——
蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可产生紫色反应。双缩脲试剂可检测肽键（不需水浴加热）。
（在碱性环境下Cu2+与肽键反应）
5.被灼烧时——
产生烧焦羽毛般的气味。
四、蛋白质的性质
在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物，高温加热后鸡蛋清会呈现白色固态状，导致蛋白质出现这两种情况的原理是否相同
练习8
（2017·海南卷）有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是（ ）
A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链
C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失
D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
C
五、蛋白质的鉴定
练习：猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。经35℃水浴保温一段时间后，③、④中加入适量双缩脲试剂，①、②不加任何试剂，下列组合能达到目的的是（ ）
A．①和② B．②和③ C．①和④ D．③和④
A
实验试剂 实验现象 注意事项
双缩脲试剂
紫色
先加A液NaOH，后加B液CuSO4
六、分泌蛋白的合成和运输
比较成熟
的蛋白质
成熟的
蛋白质
有特定功能的蛋白质
不成熟
的蛋白质
脱水缩合
初步加工
进一步加工
分泌出细胞
附着型核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
线粒体（供能）
囊泡
囊泡
练习9
AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子。人体血清白蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经加工修饰的结果。
加工修饰的场所是（ ）
A．内质网和高尔基体 B．高尔基体和溶酶体
C．内质网和核糖体 D．溶酶体和核糖体
A
七、蛋白质与其他有机物
蛋白质
载体
抗体
酶
激素
蛋白质
载体
抗体
酶
激素
七、蛋白质与其他有机物
练习10
（2014·福建卷）细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是（ ）
D
转运
（2018·江苏单科）哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压
素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残
基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是（ ）
A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
练习11
D
练习12
正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是
（ ）
A.在细胞内发挥作用
B.由活细胞产生的蛋白质
C.与特定分子结合后起作用
D.在发挥作用后还能保持活性
C
八、血红蛋白的提取和分离
一、实验方法
1．凝胶色谱法：也称____________，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。
2．电泳
(1)概念：电泳是指__________在电场的作用下发生迁移的过程。
(2)特点：电泳利用待分离样品中各种分子________的差异以及分子本身的大小、____的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
分配色谱法
带电粒子
带电性质
形状
八、血红蛋白的提取和分离
二、原理比较
方法 原理
凝胶色谱法 根据相对分子质量的大小分离蛋白质
电泳法 各种分子带电性质的差异以及分子本身
大小、形状的不同来分离蛋白质
SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法 根据相对分子质量的大小分离蛋白质
八、血红蛋白的提取和分离
三、实验操作
1．样品处理
①红细胞的洗涤：除去杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化；
②血红蛋白的释放：使红细胞破裂，血红蛋白释放出来；
③分离血红蛋白溶液：经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来，便于下一步对血红蛋白的纯化。
2．粗分离——透析：除去样品中相对分子质量较小的杂质。
3．纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。
4．纯度鉴定：一般用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法来测定蛋白质的分子量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。
练习13
在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是
(多选)（ ）
A．防止血红蛋白被氧气氧化
B．血红蛋白是一种碱性物质，需要酸中和
C．防止色谱柱内产生气泡，影响洗脱效果
D．让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能
CD
在血红蛋白的提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是防止色谱柱内产生气泡，影响洗脱效果，同时为了让血红蛋白保持在体内所处的环境，以维持其结构和功能。
练习14
血红蛋白是哺乳动物红细胞内含量最多的蛋白质，在氧气多的情况下，血红蛋白与氧结合与二氧化碳分离，形成鲜红色的血液，在氧气少二氧化碳多的情况下，血红蛋白与氧气分离与二氧化碳结合形成暗红色的血液。研究表明，血红蛋白可作为天然的红色着色剂，在鲜肉、火腿等食品中使用。请分析回答：
（1）人体内血红蛋白呈现红色的原因是四条肽链均含有___________。欲对血红蛋白进行提取和鉴定，需经过样品处理、_______________、纯化和纯度鉴定四步，样品处理过程中分离血红蛋白溶液时需过滤除去__________________________，分离出的红色透明液体需进行透析，透析的目的是____________________________，或用于更换样品的缓冲液。
血红素
粗分离
脂溶性沉淀层
除去样品中分子量较小的杂质
练习14
血红蛋白是哺乳动物红细胞内含量最多的蛋白质，在氧气多的情况下，血红蛋白与氧结合与二氧化碳分离，形成鲜红色的血液，在氧气少二氧化碳多的情况下，血红蛋白与氧气分离与二氧化碳结合形成暗红色的血液。研究表明，血红蛋白可作为天然的红色着色剂，在鲜肉、火腿等食品中使用。请分析回答：
（2）由题可知，血红蛋白的功能是负责血液中____________________的运输。某同学为验证血红蛋白的特性，利用相关材料设计了如下实验方案，请将实验方案补充完整。
①将采集的新鲜血液分装在含有抗凝剂________________________的三支试管中，混匀后分别贴上A、B、C三张标签。
②静置一段时间后，将三支试管中的血浆、白细胞和血小板倒出，只剩下红细胞。调整三支试管中的红细胞量，使之相等。
O2和CO2
柠檬酸钠
练习14
血红蛋白是哺乳动物红细胞内含量最多的蛋白质，在氧气多的情况下，血红蛋白与氧结合与二氧化碳分离，形成鲜红色的血液，在氧气少二氧化碳多的情况下，血红蛋白与氧气分离与二氧化碳结合形成暗红色的血液。研究表明，血红蛋白可作为天然的红色着色剂，在鲜肉、火腿等食品中使用。请分析回答：
③把封装有氧气的注射器里的气体注入A试管中，把封装有二氧化碳的注射器里的气体注入B试管中，C试管不做任何处理，观察三支试管中的_______________．
（3）传统的肉制品加工一般使用亚硝酸盐作为着色剂，现代工艺中一般添加亚硝基血红蛋白作为着色剂，可减少亚硝酸盐的使用量，尽可能避免亚硝酸盐在人体内转化为________________，而致癌、致畸、致突变等。
颜色/颜色变化
亚硝胺
练习15
（1）血红蛋白质的提取和分离一般分为四步：_______、_______、纯化、__________。
（2）对红细胞进行洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是________________。
（3）图1装置的作用是________________________________。
（4）粗分离后纯化蛋白质采用的方法是___________法。装填凝胶色谱柱时，色谱柱内不能有气泡的存在，原因是_________________________________________________。a、b均为蛋白质分子，其中先从凝胶色谱柱中洗脱出来的是a，是因为a蛋白质分子的相对分子质量______（“大”、“小”）。
样品处理
粗分离
纯度鉴定
防止红细胞吸水涨破
去除血红蛋白中的小分子杂质
凝胶色谱
气泡会搅乱洗脱液中的蛋白质的洗脱次序，降低分离效果
大
练习15
（5）图2表示电泳法分离蛋白质的结果。不同蛋白质得以分离是原因是________________________________________________________________________。
不同蛋白质所带的电荷性质、分子大小和形状等不同，导致电泳时迁移速度不同
九、蛋白质与现代生物技术
利用基因工程和发酵工程可以生产干扰素、胰岛素、白细胞介素、人类生长激素释放因子等。
利用动物细胞工程可以生产单克隆抗体。
蛋白质工程：根据蛋白质的结构与功能之间的关系，通过改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的、具有优良特性的蛋白质。

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