第3講　生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)

1、.走近細胞與細胞的分子組成第3講生命活動的主要承擔者蛋白質(zhì)考試說明 蛋白質(zhì)的構造和功能。􀎮考點一蛋白質(zhì)的構造和功能􀎯1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸及其種類圖1-3-12.多肽與蛋白質(zhì)的構造及其多樣性圖1-3-21元素組成主要:a。 2根本單位:b。 3過程有水產(chǎn)生的原因是。 4肽鍵可表示為。直鏈多肽中b的數(shù)目與c的數(shù)目的關系是。 5d表示的是。 3.蛋白質(zhì)的功能將以下實例與相應的蛋白質(zhì)功能連接起來連線。實例功能肌肉、毛發(fā)等a免疫功能血紅蛋白b調(diào)節(jié)作用抗體 c催化作用胰島素 d運輸作用唾液淀粉酶 e細胞和生物體的構造蛋

2、白理性思維1.歸納與概括 頭發(fā)和肌肉的主要成分均為蛋白質(zhì),但功能相差極大,從氨基酸角度分析,原因是什么?2.模型與建模 請用集合圖的形式表示蛋白質(zhì)、酶、激素、抗體、載體之間的關系?？茖W探究 在“探究添加皮革蛋白粉的飼料對動物生長發(fā)育的影響的實驗中,應中選擇的大鼠假設干,隨機均分為A、B兩組,分籠飼養(yǎng);其中A組大鼠每天都飼喂適量普通飼料,B組大鼠每天飼喂。 1.蛋白質(zhì)的構造層次及其多樣性圖1-3-31氨基酸的脫水縮合過程:一個氨基酸分子中的氨基NH2和另一個氨基酸分子中的羧基COOH相連接,同時脫去一分子水。二肽形成例如,如圖1-3-3所示。肽鍵:連接兩個氨基酸分子的化學鍵可表示為CO

3、NH。2蛋白質(zhì)的構造層次圖1-3-4肽的名稱確定:一條多肽鏈由幾個氨基酸分子構成就稱為幾肽。H2O中各元素的來源:H來自COOH和NH2,O來自COOH。一條肽鏈上氨基數(shù)或羧基數(shù)確實定:一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基,分別位于肽鏈的兩端;其余的氨基或羧基在R基上。易錯警示1煮熟的食物易被人體消化,是因為高溫破壞了蛋白質(zhì)的空間構造,肽鏈變得松散,易被蛋白酶分解。2高溫、過酸、過堿、重金屬鹽,都會使蛋白質(zhì)的空間構造發(fā)生不可逆的變化,但低溫不會。3酒精、加熱、紫外線方法消毒、殺菌的原理是使細菌和病毒的蛋白質(zhì)變性。2.蛋白質(zhì)的構造多樣性決定其功能多樣性圖1-3-5易錯警示與蛋白質(zhì)有關問

4、題的分析1導致蛋白質(zhì)構造多樣性的原因有四個,并非同時具備才能確定兩個蛋白質(zhì)分子構造不同,而是只要具備其中的一點,這兩個蛋白質(zhì)分子的構造就不同。2由于基因的選擇性表達,同一生物的不同細胞中的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量會出現(xiàn)差異。3絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA;激素中,有些是蛋白質(zhì),例如胰島素,有些不是蛋白質(zhì),例如性激素。角度1考察氨基酸種類及構造特點1.圖1-3-6是三種組成蛋白質(zhì)的氨基酸的構造式,據(jù)圖分析,以下表達不正確的選項是 甲 乙丙圖1-3-6A.圖中三種氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OHB.將這三種氨基酸足量置于適宜條件下,經(jīng)脫水縮合形成的三肽化合物最多有27種C.甲是最簡單的氨基酸

5、D.含有一個氨基和一個羧基的化合物都是組成蛋白質(zhì)的氨基酸技法提煉“兩看法判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸角度2考察蛋白質(zhì)構造及多樣性 2.蛋白質(zhì)的構造和功能是多種多樣的,以下有關表達中,不正確的選項是A.蛋白質(zhì)功能的多樣性是由蛋白質(zhì)構造的多樣性決定的B.蛋白質(zhì)的構造多樣性與組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序的不同有關C.低溫和高溫都可能使蛋白質(zhì)功能發(fā)生不可逆轉的改變D.蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者3.2019·遼寧大連模擬 圖1-3-7是某一多肽鏈的分子構造式,據(jù)圖分析,以下表達錯誤的選項是圖1-3-7A.是氨基,是羧基 B.該肽鏈中只有一個肽鍵,是C.該肽鏈中的R基有 D.該多肽形成時失

6、去了兩分子水易錯提醒蛋白質(zhì)構造的3點提醒1不要將氨基寫為NH2或NH3;不要將羧基寫為或COOH;也不要將肽鍵寫為CONH或。2氨基酸數(shù)目氨基酸種類:組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸數(shù)目可能成百上千,但構成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸種類約有20種。3多肽蛋白質(zhì):在核糖體上經(jīng)脫水縮合形成的多肽往往沒有生物活性,由一條或多條肽鏈通過一定化學鍵如二硫鍵等盤曲、折疊形成具有復雜空間構造的蛋白質(zhì)才能行使特定功能。角度3結合生活理論綜合考察蛋白質(zhì)的功能4.2019·福建卷 人體內(nèi)含有多種多樣的蛋白質(zhì),每種蛋白質(zhì)A.都含有20種氨基酸B.都是在細胞內(nèi)發(fā)揮作用C.都具有一定的空間構造D.都能催化生物化學反響5.20

7、19·成都七中模擬 HSP是機體細胞受高溫刺激后合成的一類熱休克蛋白。該蛋白可發(fā)揮如圖1-3-8所示的作用,以保護機體細胞不受破壞。圖中HSP所起的作用是圖1-3-8A. 促進肽鍵的形成 B. 抑制氨基酸脫水縮合C. 促使肽鏈形成空間構造 D. 維持蛋白質(zhì)構造穩(wěn)定性題后歸納各類蛋白質(zhì)的功能名稱分布功能大多數(shù)酶細胞內(nèi)外催化作用載體蛋白細胞膜運輸某些物質(zhì)如離子、氨基酸等通道蛋白細胞膜水、K+、Na+等的運輸通道某些激素如生長激素、胰島素內(nèi)環(huán)境中調(diào)節(jié)生命活動抗體內(nèi)環(huán)境中免疫作用血紅蛋白紅細胞內(nèi)主要是運輸O2和部分CO2糖蛋白細胞膜外表保護、光滑、識別等作用構造蛋白細胞膜、肌細胞等構成細胞和

8、生物體的成分􀎮考點二蛋白質(zhì)的相關計算􀎯1.蛋白質(zhì)中游離氨基數(shù)或羧基數(shù)的計算1至少含有的游離氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)。2游離氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)。2.蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和脫去的水分子數(shù)的關系1肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)。2蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對分子質(zhì)量-脫去的水分子數(shù)×18。肽鏈數(shù)氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)脫去的水分子數(shù)多肽鏈相對分子質(zhì)量氨基數(shù)羧基數(shù)1條mm-1m-1ma-18m-1至少1個至少1個n條mm-nm-nma-18m-n至少n個至少n個注:氨基酸的平均

9、相對分子質(zhì)量為a。3.與蛋白質(zhì)中的氮原子數(shù)、氧原子數(shù)相關的計算1由于R基上的碳原子數(shù)不好確定,且氫原子數(shù)較多,因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)為打破口,計算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。2氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)。3氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)-脫去的水分子數(shù)。角度1直鏈肽的相關計算1.2019·浙江溫州質(zhì)檢 圖1-3-9如圖1-3-9所示,甲、乙為組成生物體的相關化合物,乙為一個由、三條多肽鏈形成的蛋白質(zhì)分子,共含271個氨基酸,圖中每條虛線表示由兩個巰基SH脫氫形成一個二硫鍵SS。以下相關表達

10、錯誤的選項是A.甲為組成乙的根本單位,且乙中含有20種不同的甲B.由不同的甲形成乙后,相對分子質(zhì)量比原來少了4832C.甲形成乙的場所在細胞質(zhì)、線粒體、葉綠體中均存在D.假如甲中的R為C3H5O2,那么由兩分子甲形成的化合物中含有16個H歸納提煉分析“碳骨架,確定氨基酸的種類和數(shù)目的策略當題目中給出肽鏈的構造簡式時,首先找出“中心碳原子和“CONH交替連接構成的“根本骨架,然后在肽鍵中間“斷開,即可數(shù)出氨基酸的個數(shù),通過比較R基的種類數(shù)可得出氨基酸的種類數(shù)。角度2環(huán)狀肽的相關計算2.2019·江蘇卷 以下關于肽和蛋白質(zhì)的表達,正確的選項是A.-鵝膏蕈堿是一種環(huán)狀八肽,分子中含有8 個

11、肽鍵B.蛋白質(zhì)是由2 條或2 條以上多肽鏈構成的C.蛋白質(zhì)變性是由于肽鍵的斷裂造成的D.變性蛋白質(zhì)不能與雙縮脲試劑發(fā)生反響題后拓展1環(huán)狀肽的構造與計算環(huán)狀肽如圖1-3-10所示:圖1-3-10根據(jù)圖示可知,肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)由于環(huán)狀肽首尾氨基酸彼此相連,故形成一個環(huán)狀肽時,比形成一條直鏈肽要多脫去一個水分子。2在蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算中,假設通過圖示或其他形式告知蛋白質(zhì)中含有二硫鍵時,要考慮脫去的氫的質(zhì)量,每形成一個二硫鍵,脫去2個H。角度3利用原子守恒法進展蛋白質(zhì)的計算3.有一條多肽鏈,分子式為CxHyOpNqS,將它徹底水解后,只得到如圖1-3-11所示的四種氨基酸。分析推

12、算可知,水解得到的氨基酸個數(shù)為半胱氨酸丙氨酸賴氨酸 苯丙氨酸圖1-3-11A.q+1 B.p-1C.q-2 D.p+1􀎮歷年真題明考向􀎯1.2019·海南卷 有關蛋白質(zhì)構造與功能的表達,錯誤的選項是A.蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間構造有關B.數(shù)量一樣的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈C.將抗體溶于NaCl溶液中會造成其生物活性的喪失D.氨基酸序列一樣的多肽鏈可折疊成不同的空間構造2.2019·江蘇卷 蛋白質(zhì)是決定生物體構造和功能的重要物質(zhì)。以下相關表達錯誤的選項是A.細胞膜、細胞質(zhì)基質(zhì)中負責轉運氨基酸的載體都是蛋白質(zhì)B.氨基酸之間脫水縮合

13、生成的H2O中,氫來自于氨基和羧基C.細胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時,通常需要另一種蛋白質(zhì)的參與D.蛋白質(zhì)的根本性質(zhì)不僅與碳骨架有關,而且也與功能基團相關3.2019·上海卷 一條由39個氨基酸形成的環(huán)狀多肽,其中有4個谷氨酸R基為CH2CH2COOH,那么該多肽A.有38個肽鍵B.可能沒有游離氨基C.至少有5個游離羧基D.至多有36種氨基酸4.2019·海南卷 關于生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的表達,錯誤的選項是A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸B.有些氨基酸不能在人體細胞中合成 C.氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵D.不同氨基酸之間的差異是由R基引起的 5.2019·上海

14、卷 生物體中的某種肽酶可水解肽鏈末端的肽鍵,導致A.蛋白質(zhì)分解為多肽鏈B.多肽鏈分解為假設干短肽C.多肽鏈分解為氨基酸D.氨基酸分解為氨基和碳鏈化合物第3講生命活動的主要承擔者蛋白質(zhì)考點一【知識梳理】1.C、H、O、N氨基羧基同一個碳原子上非必需必需2.1C、H、O、N2氨基酸3氨基酸脫水縮合形成多肽4NHCO直鏈多肽中肽鍵的數(shù)目=氨基酸的數(shù)目-肽鏈的數(shù)目5功能多樣性3.-e-d-a-b-c理性思維1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序不同。2. 科學探究身體安康、發(fā)育正常、體重一樣等量的添加皮革蛋白粉的飼料【命題角度】1.D解析 構成蛋白質(zhì)的氨基酸至少有一個氨基和一個羧基,并且都有一個

15、氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。氨基酸的不同取決于R基的不同,甲、乙、丙的R基依次為H、CH3、CH2OH,所以甲是最簡單的氨基酸,這三種氨基酸足量脫水縮合形成的三肽有33=27種。2.C解析 蛋白質(zhì)構造多樣性決定其功能多樣性,A正確;蛋白質(zhì)的構造多樣性與構成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈形成的空間構造有關,B正確;高溫會改變蛋白質(zhì)的空間構造,從而導致蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆轉的改變,但是在低溫下蛋白質(zhì)功能受到抑制,其空間構造沒有發(fā)生改變,可以逆轉,C錯誤;蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者和表達者,D正確。3.B解析 分析題圖可知,為氨基,為羧基,A正確;該多肽鏈中共有2個肽鍵,B錯誤;該肽鏈

16、中的R基有3個,為題圖中,C正確;該多肽鏈中有2個肽鍵,形成時失去兩分子水,D正確。4.C解析 此題考察蛋白質(zhì)的組成、構造及功能的相關知識。分析題意可知,組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種,但并不是每種蛋白質(zhì)都含有20種氨基酸,A項錯誤。蛋白質(zhì)并不是都在細胞內(nèi)發(fā)揮作用,如唾液淀粉酶在細胞外可以發(fā)揮作用,B項錯誤。蛋白質(zhì)都具有一定的空間構造,C項正確。蛋白質(zhì)并不都能催化生物化學反響,蛋白質(zhì)中的酶如唾液淀粉酶有催化生物化學反響的功能,而蛋白質(zhì)中的激素如胰島素只具有調(diào)節(jié)生命活動的功能,D項錯誤。5.C解析 分析題圖可知,HSP能促進多肽鏈轉變成蛋白質(zhì),即促使肽鏈形成空間構造,C項正確,A、B、D三項均錯誤。

17、 考點二【命題角度】1.A解析 題圖中甲為氨基酸通式,乙為蛋白質(zhì),構成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種,但詳細到某一種蛋白質(zhì)可能會出現(xiàn)少于20種的情況,A錯誤;依題意可知,該蛋白質(zhì)在形成時,共脫去271-3個水分子,形成4個二硫鍵共脫去8個氫,因此減少的相對分子質(zhì)量為18×271-3+2×4=4832,B正確;核糖體在細胞質(zhì)、線粒體、葉綠體中均存在,C正確;假如甲中的R為C3H5O2,那么甲的分子式為C5H9O4N,兩分子甲脫水縮合形成的二肽共有H個數(shù)為9×2-1×2=16,D正確。2.A解析 環(huán)狀肽分子中肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)一致,A項正確。蛋白質(zhì)可由1條多肽鏈構成

18、,B項錯誤。蛋白質(zhì)變性是其特定的空間構象改變,肽鍵沒有斷裂,仍能與雙縮脲試劑發(fā)生反響,C、D項錯誤。3.B解析 由題意可知,只有賴氨酸的R基上有氨基,多肽鏈分子式中的氮原子應是肽鍵中的氮原子數(shù)+游離的氨基中的氮原子數(shù),因不知道賴氨酸有幾個,故無法利用氮原子數(shù)來計算,氧原子數(shù)是肽鍵中的氧原子數(shù)+游離羧基中的氧原子數(shù),而題圖中的氨基酸R基都沒有羧基,故肽鍵數(shù)是p-2,氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)=p-2+1=p-1。歷年真題明考向1.C解析 蛋白質(zhì)的空間構造決定了它的理化性質(zhì)以及生物活性,A項正確。數(shù)量、種類一樣的氨基酸排列順序不同,形成的肽鏈不同,B項正確。蛋白質(zhì)在NaCl溶液中構造不變,生物活性不

19、變,C項錯誤。氨基酸序列一樣的多肽鏈折疊方式不同,會形成不同的空間構造, D項正確。2.A解析 此題考察蛋白質(zhì)的構造、種類和功能。細胞膜上轉運氨基酸的載體是蛋白質(zhì),但細胞質(zhì)基質(zhì)中轉運氨基酸的是tRNA,A項錯誤。氨基酸之間脫水縮合形成的H2O中,氧都來自羧基,但氫一個來自氨基,一個來自羧基,B項正確。蛋白質(zhì)水解需要水解酶,水解酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),C項正確。蛋白質(zhì)的功能取決于它的構造及成分,尤其是功能基團,D項正確。3.B解析 一條由39個氨基酸形成的環(huán)狀多肽,應有39個肽鍵。因為谷氨酸的R基上沒有游離氨基,又不知其他的氨基酸上R基的情況,故該多肽可能沒有游離氨基。由于該多肽中含有4個谷氨酸,

20、故至少有4個游離羧基。組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸共有20種,故該多肽至多有20種氨基酸。4.A解析 甘氨酸是分子量最小的氨基酸,A錯誤;氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸,必需氨基酸只能從食物中獲取,人體內(nèi)不能合成,B正確;氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵,C正確;R基的不同決定了氨基酸之間的差異,D正確。5.C解析 酶具有專一性,蛋白酶將蛋白質(zhì)水解成多肽,根據(jù)題干信息,可知某種肽酶使肽鏈末端的肽鍵水解,這樣會得到一個氨基酸和一條肽鏈,這時肽鏈又出現(xiàn)新的末端肽鍵,再被水解,直到把多肽鏈全水解為氨基酸。1.2019·云南昆明一中模擬 蛋白質(zhì)是由氨基酸脫水縮合形成的大分子化合物,是細胞生命活動的主要承擔者。以下有關表達正確的選項是A. 亮氨酸是相對分子質(zhì)