高中生物蛋白质

第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质一．组成蛋白质的基本单位——氨基酸1.组成蛋白质的基本元素：，有的还含。2.基本单位——。（1）种类：①R基不同,种。结构通式：。结构特点：一个中心碳原子上连接一个、一个、一个H和一个。不同氨基酸的区别在于的不同。C、H、O、NFe、S氨基酸20氨基羧基R基团R基团②氨基酸的来源必需氨基酸8种;（婴儿有9种）苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、亮氨酸;非必需氨基酸12种。3.氨基酸的去路•蛋白质蛋白酶多肽吸收循环系统细胞生命活动肽酶氨基酸二、蛋白质的结构1．脱水缩合在酶的作用下，一个氨基酸的羧基提供的与另一个氨基酸的氨基提供的生成1分子水被脱去，而羧基和氨基剩余的基团相连成为，其结构式为。2．蛋白质结构多样性的原因(1)组成蛋白质多肽链的氨基酸在、和上的不同。(2)构成蛋白质的多肽链在上的不同。－OH－H肽键种类数量排列顺序空间结构3．蛋白质的热变性(1)蛋白质的空间结构表现蛋白质的。(2)温度过高使发生改变而失去生物活性。4．蛋白质结构与功能的关系蛋白质的多样性决定了其多样性，二者是高度的。生物活性空间结构结构功能统一识图析图想一想(1)多肽的多样性和蛋白质多样性有何不同？(2)所有酶、激素都是蛋白质吗？提示(1)多肽的多样性只有氨基酸方面的3个原因，没有空间结构的差别。(2)绝大多数酶是蛋白质，少数酶为RNA；部分激素如生长激素、胰岛素、胰高血糖素是蛋白质，但性激素是脂质。疑误辨析蛋白质与多肽的区别与联系蛋白质多肽有无空间结构有无多样性原因四个方面只有三个方面，无空间结构差异联系蛋白质可由一条或几条肽链形成提醒翻译的直接产物——多肽，不叫蛋白质，必须经内质网和高尔基体再加工后，形成一定的空间结构才叫蛋白质三.蛋白质的功能•结构蛋白：构成细胞和生物体的主要成分•催化：催化细胞内的化学反应：酶•调节生活动：部分激素（如胰岛素、生长激素）•运输：如血红蛋白、细胞膜载体•免疫：如抗体•运动作用：如肌动蛋白、肌球蛋白•凝血：如纤维蛋白•接受、传递信息一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。1．2008年8月底，在市场上出售的某些品牌的婴幼儿配方奶粉及液态奶中被检测出三聚氰胺，这是一些不法商家为了提高奶粉及液态奶中的含氮量而添加的。一般说来，每100克蛋白质平均含氮为16克，这些氮主要存在于蛋白质的()A．—CO—NH—B．游离的氨基C．游离的羧基D．R基团A2．下列关于蛋白质结构和功能的叙述中，错误的是()A．不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺序不同，而且各自具有独特的空间结构B．蛋白质之所以具有多种生理功能，是因为它具有多种多样的结构C．蛋白质的多样性也是长期进化的结果D．开水煮沸鸡蛋清，不仅破坏了其中蛋白质的空间结构，同时也破坏了氨基酸之间的肽键D3．如图所示，表示有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是()A.甲中一定含有S、P等元素B．①过程发生所需的模板和运输乙的工具都是RNAC．多肽中乙的数目等于丙的数目D．蛋白质结构的多样性是同一生物体细胞多样性的根本原因突破考点提炼方法考点蛋白质的合成过程及相关计算1．氨基酸数、肽键数、脱水数、肽链数(1)由脱水缩合反应可知，多肽在形成的过程中，每形成一个肽键就脱去一个水分子，因此肽键数＝脱去的水分子数。(2)由n个氨基酸形成一条肽链，则有如下等式：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－1；该多肽至少含有一个氨基和一个羧基，它们分别位于肽链的两端，R基团中也可能有氨基和羧基。(3)m条肽链的相关计算下图为形成某蛋白质分子的m条肽链的结构模式图，两个氨基酸中间的横线为肽键，1条肽链的两端的横线分别表示直接连接氨基和羧基的化学键。由n个氨基酸形成m条肽链，肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－m；该蛋白质分子中至少含有m个氨基和m个羧基。归纳提升假定氨基酸的平均相对分子质量为a，参与脱水缩合反应的氨基酸数目为n，则存在以下关系：肽键数目脱去水分子数目多肽相对分子质量氨基数目羧基数目1条肽链n－1n－1an－18(n－1)至少1个至少1个m条肽链n－mn－man－18(n－m)至少m个至少m个1．(2009·上海生物，15)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()A．n－mB．n－2mC．n＋mD．n＋2m2.血红蛋白由574个氨基酸，4条肽链组成，脱去的水分子数和肽键数各为多少？C3．某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图所示)，分析该过程中肽键数、游离的氨基、羧基数至少为多少?4．如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链的放大图(图2)。请据图判断，下列叙述中正确的是()A.该蛋白质中含有1条肽链，124个肽键B．图2中含有的R基团是①②④⑥⑧C．从图2可推知该肽链含有2个游离的羧基D．该蛋白质合成的场所是细胞质中的核糖体5．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()3.二硫键形成过程一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质分子量时除减去H2O的外，还应考虑脱去H的分子量。上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。4.有关蛋白质相对分子质量计算蛋白质的相对分子质量=氨基酸个数×氨基酸平均相对分子质量—18×脱水数1.血红蛋白由574个氨基酸形成4条肽链构成，氨基酸的平均分子质量是127，求血红蛋白的相对分子质量?2.氨基酸平均分子质量是128,求由100个氨基酸通过脱水缩合形成2条肽链构成，求蛋白质的相对分子质量?3.有一种毒蘑菇，是环状8肽，如果氨基酸的平均分子质量是128，求毒蘑菇的相对分子质量?4.某蛋白质相对分子量是11935，脱去的水分子量是1908，若氨基酸的平均分子量是127，求肽链的条数？5．免疫球蛋白ⅠgG的结构如图所示，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该ⅠgG由m个氨基酸构成，则该ⅠgG有肽键数及形成该蛋白质时相对分子质量减少了()A.m个(m－4)×18B．(m＋1)个(m－4)×18C．(m－1)个(m－4)×18－6D．(m－4)个(m－4)×18＋6D6.某蛋白质的结构示意图如图所示，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则该蛋白质分子在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为()A.m个、18mB．(m－4)个、18(m－4)C．(m－3)个、18(m－3)＋4D．(m－2)个、18(m－2)＋44．氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间的关系DNA(基因)——→转录mRNA——→翻译蛋白质(性状)碱基数6∶碱基数3∶氨基酸数1mRNA为单链，DNA为双链，故DNA∶RNA(碱基数)＝2∶1；而mRNA上每相邻的3个碱基决定1个氨基酸，故碱基与氨基酸为3∶1的关系。特别提醒若已知DNA、mRNA中碱基数求氨基酸数，一般用关键词“最多”；若已知氨基酸数求DNA、mRNA中碱基数，则一般用关键词“至少”，原因是该计算过程中都不考虑终止密码子的问题。断裂前断裂后变化数量肽键数变化39－1＝3835(氨基酸数)－4(肽链数)＝3138－31＝7个，即减少7个氨基、羧基数(至少)各1个各4个1－4＝－3个，即增加3个N原子数假设m个m－4(4个丙氨酸每个含1个氮原子)m－m＋4＝4个，减少4个C原子数假设m个m－3×4(即4个丙氨酸，每个含3个碳原子)m－m＋3×4＝12个，减少12个O原子数假设m个m－8(4个丙氨酸含8个O原子)＋7(肽键减少7个，需消耗7个子H2O)m－m＋8－7＝1个，即减少1个H原子数假设m个m－7×4(4个丙氨酸含28个H原子)＋14(7个H2O含14个H原子)m－m＋28－14＝14个，即减少14个考点二蛋白质与核酸1．肽键和磷酸二酯键的形成(1)两种化学键的形成都伴随着H2O生成，都是吸能反应，都消耗ATP。(2)肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶；磷酸二酯键的形成需DNA聚合酶或DNA连接酶(片段连接)，断裂需DNA水解酶或限制性核酸内切酶。(3)肽键形成场所——核糖体；磷酸二酯键形成场所——细胞核、叶绿体、线粒体等。2．蛋白质与核酸的关系(1)由A、B、C三种大分子之间的关系分析推断甲、乙、丙三个过程分别为：甲是DNA复制，乙是转录，丙是翻译。组成单位a、b、c分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸，大分子物质A、B、C分别是DNA、mRNA和蛋白质。(2)生物多样性的直接原因是蛋白质多样性；根本原因是DNA多样性(不能说核酸多样性，因为核酸有两种)；同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原因是基因的选择性表达(转录形成的RNA不同)。(3)蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。特别提醒生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸等则不具有物种差异性。对位训练4．如图表示人体细胞内的几种重要化合物A、B、C的化学组成及它们之间的关系。下列相关说法中，不正确的是()A.A和B是染色体的主要成分B．过程1、2、4都有水的产生C．密码子存在于B和CD．过程3、4进行的场所和所利用的酶不同解析小分子a的组成元素是C、H、O、N，由此可以初步判断其为氨基酸，小分子b的组成元素是C、H、O、N、P，由此可以初步判断其为核苷酸。再根据A、B、C三种大分子物质的相互关系图解，联想到转录和翻译过程，B→C→A为基因表达过程，C为mRNA，这样就可以判断A是蛋白质，B是DNA。因a(b)合成A(B)的过程属于聚合过程，该过程有水产生。C→A属于氨基酸的脱水缩合，也有水的生成。B→C是转录过程，主要在细胞核中进行，C→A是翻译过程，在核糖体上进行，转录和翻译所利用的酶不同。密码子是指在mRNA(C)上三个相邻的决定氨基酸的碱基，所以C项错误。答案C5．如图为人体中的两种重要有机物B、E的组成及相互关系图，关于此图的叙述中正确的是()A.E和G在同一个体的不同细胞中含量基本相同B．G是遗传物质的载体，在细胞核中合成C．B是细胞中含量最多的有机物D．鉴定B时需要水浴加热解析由元素的种类和E、G、B的关系可知，E代表DNA，G代表mRNA，B代表蛋白质，蛋白质是细胞中含量最多的有机物。在同一个体的不同细胞中，DNA基本相同，但由于基因的选择性表达，合成的mRNA的种类和数量不同。染色体是遗传物质的载体。用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，不需要加热。答案C方法体验DNA与蛋白质的关系正确理解蛋白质和DNA的关系，首先要从二者的元素组成、基本单位、结构和功能等了解区别，然后通过基因的表达过程了解两者的内在联系，同时在相关的图解中能准确判断物质和过程的名称。计算时要注意碱基与氨基酸的换算。典例如图是人体细胞中两种重要有机物A和E的元素组成及相互关系图，请据图回答：(1)请在图中方框①、②中写出两种重要有机物A和E的元素组成。(2)E具有多样性，其原因：从b分析是由于________________________________________，从A分析是由于______________________________。b→B进行的场所是________，B→E进行的场所是________。(3)⑥反应的过程为________，若b的平均分子量为r，通过⑥反应过程形成m条肽链，经盘曲折叠构成分子量为e的E，则E分子中肽键的数目是________________。解析根据染色体的组成和中心法则中DNA和蛋白质的关系通过箭头方向A、B、D、E基本单位a、b①、②元素组成突破(2)、(3)小题。首先要分析图中A、B、D、E和a、b有机物的名称：E为蛋白质、B为多肽、b为氨基酸、D为RNA、A为DNA、a为脱氧核苷酸；其次要知道③、