113生命活动的主要承担者--蛋白质

第三讲生命活动的主要承担者——蛋白质知识点一氨基酸及其种类1．分析两种氨基酸结构并回答问题(1)写出图中a、c结构名称：a；c。(2)比较两种氨基酸，写出氨基酸结构通式：。(3)图中两氨基酸的R基分别是(用字母表示)。(4)归纳总结氨基酸结构特点：氨基羧基b、d至少有一个和一个都有一个氨基和羧基连在氨基羧基同一个碳原子上2．填写氨基酸的种类约20种必需氨基酸非必需氨基酸[巧学助记]巧记8种必需氨基酸一．(异亮氨酸)家．(甲硫氨酸)来．(赖氨酸)写．(缬氨酸)两．(亮氨酸)三．(色氨酸)本．(苯丙氨酸)书．(苏氨酸)。能否在人体内合成依据8种12种知识点二蛋白质的结构及其多样性1．分析二肽的形成过程并回答问题(1)过程①的名称：，场所：。脱水缩合核糖体(2)物质②名称：二肽(3)结构③：，其结构简式为：。肽键(4)H2O中H的来源：；O来源于。一个来自氨基，一个来自羧基羧基—NH—CO—2．归纳总结蛋白质多样性的原因[巧学助记]蛋白质形成的四个“一”知识点三蛋白质功能的多样性将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来一、理解运用能力1．判断下列有关组成蛋白质的氨基酸的正误。(3)相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸(2012·海南卷T1A)()(1)有些氨基酸不能在人体细胞中合成(2012·海南卷T1B)()√(2)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(2012·海南卷T1D)()√×(4)氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键(2012·海南卷T1C)()√2．判断下列有关蛋白质结构与功能叙述的正误。(1)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应(2012·海南卷T2D)()(4)食盐作用下析出的蛋白质发生了变性(2012·海南卷T2C)()√(2)有些蛋白质是染色体的组成成分(2012·海南卷T2A)()√(3)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变(2009·福建卷T4A)()××(5)蛋白质区别与脂质的特有元素是氮(2013·重庆卷T1D)()(8)洋葱根尖细胞染色体的复制过程涉及肽键数量的变化(2009·天津卷T1A)()×(6)血红蛋白含有铁元素(2013·海南卷T1B)()√(7)蛋白质是生物体内主要能源物质(2013·江苏卷T1B)()×√二、读图析图能力上图为胰岛素合成后加工为有活性胰岛素过程，回答下列问题：答案：—NH2和—COOH。(2)有活性的胰岛素中至少含有几个氨基和羧基？含有多少个肽键？(1)切除c肽是肽键水解的过程，肽键水解所需的水分子中的氢用于形成哪些基团？答案：至少含有2个—NH2和2个—COOH，共含49个肽键。[理清脉络]考点一以蛋白质的多样性为基础，考查蛋白质的结构层次与功能蛋白质的结构层次及其多样性元素：C、H、O、N(有的还含有S等元素)组成氨基酸都有一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上至少有一个—NH2和一个—COOH，R基中也可能含有—NH2和—COOH举例特点分析R基中含—COOH：R基中含—NH2：反例：非生物体内氨基酸脱水缩合多肽盘曲折叠蛋白质[典例1](2014·孝感统考)下面是有关蛋白质分子的简要概念图，下列对该图的分析正确的是()A．甲中可能含有SB．从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性C．乙中含有的基本单位之一可能是H2N—CH2—CH2—OHD．不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不同[思维流程][解析]由图分析可知，甲为构成蛋白质的基本元素，包括C、H、O、N，有的还含有S、P，因此甲中可能含有S；从根本上说，生物的多样性取决于遗传信息的多样性；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个—NH2和一个—COOH，选项C中的化合物缺少—COOH；不同蛋白质中氨基酸的种类和数目可能相同，但排列顺序或空间结构可能不同。[答案]A“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：至少有一个—NH2和一个—COOH。下列不属于构成蛋白质的氨基酸：a.H2N—CH2—CH2OHb.⇒缺乏羧基—COOH⇒缺乏氨基⇒氨基与羧基未连接在同一个碳原子上[针对练习]1．层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链(α)和两条轻链(β1、β2)经二硫键交联而成，外形呈十字形。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是()解析：糖蛋白由蛋白质和多糖组成，多糖彻底水解得到葡萄糖，蛋白质彻底水解得到氨基酸。选项D中—NH2和—COOH未连在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。答案：DDNA、蛋白质和生物多样性的关系(1)生物多样性的根本原因是DNA的多样性。(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。(3)多种多样的环境是形成生物多样性的重要条件。考点二以氨基酸脱水缩合为基础，考查与蛋白质有关的计算1．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，分别位于肽链的两端；其余的氨基和羧基在R基上。(2)H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。(3)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。2．相关计算(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系：①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。②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)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。(3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：na－18(n－m)至少m个至少m个n－mn－mmna－18(n－1)至少1个至少1个n－1n－11多肽相对分子质量羧基数目氨基数目脱去水分子数形成肽键数形成肽链数[典例2]美国科学家吉尔曼、罗德贝尔因发现G蛋白和G蛋白偶联受体(GPCRs)及其在细胞中转导信息的内在工作机制，分别荣获1994和2012年诺贝尔奖。GPCRs是由m个氨基酸组成的一条往返穿膜七次的多肽链跨膜蛋白，下面是其结构模式图。与此有关的说法不．正确的是()A．G蛋白偶联受体(GPCRs)的化学本质是糖蛋白B．图中所示的该条多肽链只有一个游离的氨基和羧基C．图中—S—S—结构具有维持该受体空间结构的作用D．合成该跨膜蛋白时共失去m－1个水分子[思维流程][解析]G蛋白偶联受体的作用是接受细胞外信号分子，其化学本质应为糖蛋白；由于可能存在R基，游离氨基和羧基可能不止一个；二硫键具有维持该受体结构稳定性的作用；m个氨基酸构成的一条肽链中含有m－1个肽键，即合成时失去m－1个水分子。[答案]B1．对氨基酸、多肽和蛋白质三者关系理解不到位氨基酸多肽――――→空间结构蛋白质(1)氨基酸、多肽没有复杂的空间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。蛋白质变性失活只是破坏了空间结构。――――→脱水缩合(2)在核糖体上合成的初级产物是多肽，而具有一定功能的蛋白质是由一条或几条多肽链和其他物质结合、加工而形成的。即基因控制蛋白质合成时，翻译的直接产物应为多肽。(3)决定蛋白质多样性的原因中，从氨基酸角度分析是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同；从多肽角度分析，是多肽链折叠、盘曲形成的空间结构不同。2．不能正确区分环状肽和链状肽一般情况下，多肽呈链状，故又叫肽链，它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基；环状肽首尾相接，只有R基上才有游离的氨基和羧基。环状肽的肽键数＝脱水数＝氨基酸数。[针对练习]高考命题常从以下角度设置陷阱(1)结构角度：以氨基酸脱水缩合或蛋白质水解为素材，考查氨基酸种类、结构及蛋白质的结构多样性。(2)功能角度：结合具体物质，利用某些特定的生命活动，考查蛋白质功能的多样性。2．多肽有链状的，也有环状的。下列有关说法，不．正确的是()A．一条链状多肽至少含有1个氨基和1个羧基B．n个氨基酸形成环状多肽时相对分子质量的变化为18nC．多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子D．将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为(n－1)个解析：n个氨基酸通过脱水缩合反应形成环状多肽时，脱去的水分子数为n个，因此，相对分子质量的变化为18n。多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。环状n肽含有n个肽键，因此，将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为n个。答案：D3．(2014·郑州模拟)下列有关生物体内特殊蛋白质的叙述正确的是()A．细胞膜上的载体蛋白对某些物质出入细胞具有运输作用B．抗体主要分布在血清中，其化学本质为糖蛋白C．酶的化学本质是蛋白质，只对细胞内的化学反应具有催化作用D．突触后膜上的蛋白质受体能够识别神经递质，识别后即被降解，不再识别其他神经递质解析：协助扩散和主动运输都需要载体，这些载体蛋白就分布在细胞膜上。答案：A图表信息获取能力表示蛋白质相关计算类试题的柱状图解读[典型图表][信息解读](1)由R基上羧基数目为15和羧基总数为17，可确定该蛋白质中含有2条肽链(羧基总数＝R基羧基数＋肽链条数)。(3)由氨基总数和肽链条数可确定R基中含有的氨基数为15(17－2＝15)。(2)由氨基酸数目和肽链条数可确定该蛋白质中含有124个肽键(126－2＝124)。(4)此类图还可以表示以下几种关系：①分泌蛋白加工、运输过程中相应结构生物膜面积的变化。②细胞呼吸过程中植物非绿色器官CO2释放量与O2吸收量间的关系。③细胞分裂过程中不同时期的DNA、染色体及染色单体的数目。[解题技法][强化训练](2014·南充模拟)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`()解析：这9个短肽分子中，最少应含有的氨基总数为9个，每一个短肽的肽键数＝氨基酸数－1，故肽键总数为：(2－1)＋2×(5－1)＋3×(6－1)＋3×(7－1)＝42，这些小分子肽共9个，水解成这些小分子肽需破坏8个肽键，需要8分子水，故选。C[课堂对点练]题组一氨基酸的种类和结构1．(2013·江苏高考)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是()A．不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C．组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合解析：不同的蛋白质分子中氨基酸的数量、种类和排列顺序都不尽相同；有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，如血红蛋白和载体蛋白都具有运输作用；组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同。答案：D2．下列有关蛋白质及其单体氨基酸的叙述中，正确的是()A．变性后的蛋白质不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应B．组成蛋白质的氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上C．合成蛋白质所必需的氨基酸称为必需氨基酸D．不同氨基酸由于结构不同，会呈现不同酸碱度解析：变性后的蛋白质只是被破坏了空间结构，其肽键并没有被破坏，它仍然能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。组成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上。必需氨基酸是指人体内需要的，但自身又不能合成的氨基酸。氨基酸中—COOH会电离出H＋，—NH2会结合H＋，由于不同氨基酸含有的—NH2和—COOH数目不同等原因，会导致其呈现不同酸碱度。答案：D题组二蛋白质的结构与功能3．(原创题)鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。下图为蛋白质加热过程中的变化，据此判断下列有关叙述正确的是()A．沸水浴加热后，构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂B．食盐作用下析出的蛋白质也发生了变性C．变性后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应D．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后，其特定功能并未发生改变解析：蛋白质经加热变性后，肽链充分伸展，肽键并未断裂，但会失去生物活性，特定功能丧失。由于肽键未断裂，因此变性后的蛋白质仍可与双缩脲试剂发生紫色反应