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1、第3讲 PART 03,考点互动探究教师备用习题,生命活动的主要承担者蛋白质,考试说明,蛋白质的结构和功能()。,知识梳理,1.组成蛋白质的氨基酸及其种类 图1-3-1,考点一 蛋白质的结构和功能,C、H、O、N,氨基,羧基,同一个碳原子上,非必需,必需,2.多肽与蛋白质的结构及其多样性 图1-3-2 (1)元素组成(主要):a 。 (2)基本单位:b 。 (3)过程有水产生的原因是 。 (4)肽键可表示为 。直链多肽中b的数目与c的数目的关系是 。 (5)d表示的是 。,C、H、O、N,氨基酸,氨基酸脱水缩合形成多肽,NHCO,直链多肽中肽键的数目=氨基酸的数目-肽链的数目,功能多样性,3.
2、蛋白质的功能 将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来(连线)。 实例 功能 肌肉、毛发等 (a)免疫功能 血红蛋白 (b)调节作用 抗体 (c)催化作用 胰岛素 (d)运输作用 唾液淀粉酶 (e)细胞和生物体的结构蛋白,答案 -(e) -(d) -(a) -(b) -(c),理性思维 1.归纳与概括 头发和肌肉的主要成分均为蛋白质,但功能相差极大,从氨基酸角度分析,原因是什么? 2.模型与建模 请用集合图的形式表示蛋白质、酶、激素、抗体、载体之间的关系。,答案 1.组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。 2.,科学探究 在“探究添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育的影响”的实验中,应当选择
3、 的大鼠若干,随机均分为A、B两组,分笼饲养;其中A组大鼠每天都饲喂适量普通饲料,B组大鼠每天饲喂 。,答案身体健康、发育正常、体重相同 等量的添加皮革蛋白粉的饲料,1.蛋白质的结构层次及其多样性 图1-3-3,核心讲解,(1)氨基酸的脱水缩合 过程:一个氨基酸分子中的氨基(NH2)和另一个氨基酸分子中的羧基(COOH)相连接,同时脱去一分子水。 二肽形成示例,如图1-3-3所示。 肽键:连接两个氨基酸分子的化学键可表示为CONH。,(2)蛋白质的结构层次 图1-3-4 肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。,H2O中各元素的来源:H来自COOH和NH2,O来自COOH。 一
4、条肽链上氨基数或羧基数的确定: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(或羧基)在R基上。,易错警示 (1)煮熟的食物易被人体消化,是因为高温破坏了蛋白质的空间结构,肽链变得松散,易被蛋白酶分解。 (2)高温、过酸、过碱、重金属盐,都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化,但低温不会。 (3)酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。,2.蛋白质的结构多样性决定其功能多样性 图1-3-5,易错警示 与蛋白质有关问题的分析 (1)导致蛋白质结构多样性的原因有四个,并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同,而是只要具备其中的一点,这两个
5、蛋白质分子的结构就不同。 (2)由于基因的选择性表达,同一生物的不同细胞中的蛋白质种类和数量会出现差异。 (3)绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;激素中,有些是蛋白质,例如胰岛素,有些不是蛋白质,例如性激素。,角度1 考查氨基酸种类及结构特点 1.图1-3-6是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式,据图分析,下列叙述不正确的是 ( ) 甲 乙 丙 图1-3-6,命题角度,A.图中三种氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH B.将这三种氨基酸(足量)置于适宜条件下,经脱水缩合形成的三肽化合物最多有27种 C.甲是最简单的氨基酸 D.含有一个氨基和一个羧基的化合物都是组成蛋白质的氨基酸,答案 D,解
6、析构成蛋白质的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。氨基酸的不同取决于R基的不同,甲、乙、丙的R基依次为H、CH3、CH2OH,所以甲是最简单的氨基酸,这三种氨基酸(足量)脱水缩合形成的三肽有33=27(种)。,技法提炼 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸,角度2 考查蛋白质结构及多样性 2.蛋白质的结构和功能是多种多样的,下列有关叙述中,不正确的是 ( ) A.蛋白质功能的多样性是由蛋白质结构的多样性决定的 B.蛋白质的结构多样性与组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序的不同有关 C.低温和高温都可能使蛋白质功能发生不可逆转的改变 D.蛋白质是生命活动的
7、主要承担者,答案 C,解析蛋白质结构多样性决定其功能多样性,A正确;蛋白质的结构多样性与构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和肽链形成的空间结构有关,B正确;高温会改变蛋白质的空间结构,从而导致蛋白质发生不可逆转的改变,但是在低温下蛋白质,角度2 考查蛋白质结构及多样性 2.蛋白质的结构和功能是多种多样的,下列有关叙述中,不正确的是 ( ) A.蛋白质功能的多样性是由蛋白质结构的多样性决定的 B.蛋白质的结构多样性与组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序的不同有关 C.低温和高温都可能使蛋白质功能发生不可逆转的改变 D.蛋白质是生命活动的主要承担者,受到抑制,其空间结构没有发生改变,可以逆转
8、,C错误;蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者,D正确。,3.2017辽宁大连模拟 图1-3-7是某一多肽链的分子结构式,据图分析,下列叙述错误的是 ( ) A.是氨基,是羧基 B.该肽链中只有一个 肽键,是 C.该肽链中的R基有 D.该多肽形成时失去了两分子水,答案 B,解析分析题图可知,为氨基,为羧基,A正确;该多肽链中共有2个肽键,B错误;该肽链中的R基有3个,为题图中,C正确;该多肽链中有2个肽键,形成时失去两分子水,D正确。,图1-3-7,易错提醒 蛋白质结构的3点提醒 (1)不要将氨基写为NH2或NH3;不要将羧基写为 或COOH;也不要将肽键写为CONH或 。 (2)氨基酸数目氨
9、基酸种类:组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千,但构成生物体蛋白质的氨基酸种类约有20种。 (3)多肽蛋白质:在核糖体上经脱水缩合形成的多肽往往没有生物活性,由一条或多条肽链通过一定化学键(如二硫键等)盘曲、折叠形成具有复杂空间结构的蛋白质才能行使特定功能。,角度3 结合生活实践综合考查蛋白质的功能 4.2015福建卷 人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质( ) A.都含有20种氨基酸 B.都是在细胞内发挥作用 C.都具有一定的空间结构 D.都能催化生物化学反应,解析 本题考查蛋白质的组成、结构及功能的相关知识。分析题意可知,组成蛋白质的氨基酸有20种,但并不是每种蛋白质都含有20种氨基酸
10、,A项错误。蛋白质并不是都在细胞内发挥作用,如,答案 C,角度3 结合生活实践综合考查蛋白质的功能 4.2015福建卷 人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质( ) A.都含有20种氨基酸 B.都是在细胞内发挥作用 C.都具有一定的空间结构 D.都能催化生物化学反应,唾液淀粉酶在细胞外可以发挥作用,B项错误。蛋白质都具有一定的空间结构,C项正确。蛋白质并不都能催化生物化学反应,蛋白质中的酶(如唾液淀粉酶)有催化生物化学反应的功能,而蛋白质中的激素(如胰岛素)只具有调节生命活动的功能,D项错误。,5.2018成都七中模拟 HSP是机体细胞受高温刺激后合成的一类热休克蛋白。该蛋白可发挥如图1-3-
11、8所示的作用,以保护机体细胞不受破坏。图中HSP所起的作用是 ( ) 促进肽键的形成 B. 抑制氨基酸脱水缩合 C. 促使肽链形成空间结构 D. 维持蛋白质结构稳定性,解析分析题图可知,HSP能促进多肽链转变成蛋白质,即促使肽链形成空间结构,C项正确,A、B、D三项均错误。,答案 C,图1-3-8,题后归纳 各类蛋白质的功能,1.蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算 (1)至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数。 (2)游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。 2.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的关系 (1)肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。 (
12、2)蛋白质相对分子质量=氨基酸数氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数18。,核心讲解,考点二 蛋白质的相关计算,注:氨基酸的平均相对分子质量为a。,3.与蛋白质中的氮原子数、氧原子数相关的计算 (1)由于R基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 (2)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数。 (3)氧原子数=肽键数+2肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数-脱去的水分子数。,角度1 直链肽的相关计算 1.2017浙江温州质检如图1-3-9所示,甲、乙为组成生物体的相关化合物,乙为一个
13、由、三条多肽链形成的蛋白质分子,共含271个氨基酸,图中每条虚线表示由两个巯基(SH)脱氢形成一个二硫键(SS)。下列相关叙述错误的是( ) 图1-3-9,命题角度,A.甲为组成乙的基本单位,且乙中含有20种不同的甲 B.由不同的甲形成乙后,相对分子质量比原来少了4832 C.甲形成乙的场所在细胞质、线粒体、叶绿体中均存在 D.如果甲中的R为C3H5O2,则由两分子甲形成的化合物中含有16个H,命题度,解析 题图中甲为氨基酸通式,乙为蛋白质,构成蛋白质的氨基酸约有20种,但具体到某一种蛋白质可能会出现少于20种的情况,A错误;依题意可知,该蛋白质在形成时,共脱去(271-3)个水分子,形成4个
14、二硫键共脱去8个氢,因此减少的相对分子质量为18(271-3)+24=4832,B正确;核糖体在细胞质、线粒体、叶绿体中均存在,C正确;如果甲中的R为C3H5O2,则甲的分子式为C5H9O4N,两分子甲脱水缩合形成的二肽共有H个数为92-12=16,D正确。,答案 A,归纳提炼 分析“碳骨架”,确定氨基酸的种类和数目的策略 当题目中给出肽链的结构简式时,首先找出“中心碳原子”和“CONH”交替连接构成的“基本骨架”,然后在肽键中间“断开”,即可数出氨基酸的个数,通过比较R基的种类数可得出氨基酸的种类数。,2.2017江苏卷 下列关于肽和蛋白质的叙述,正确的是( ) A.-鹅膏蕈碱是一种环状八肽
15、,分子中含有8 个肽键 B.蛋白质是由2 条或2 条以上多肽链构成的 C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的 D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应,答案 A,解析环状肽分子中肽键数与氨基酸数一致,A项正确。蛋白质可由1条多肽链构成,B项错误。蛋白质变性是其特定的空间构象改变,肽键没有断裂,仍能与双缩脲试剂发生反应,C、D项错误。,题后拓展 (1)环状肽的结构与计算 环状肽如图1-3-10所示: 图1-3-10 根据图示可知,肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连,故形成一个环状肽时,比形成一条直链肽要多脱去一个水分子)。 (2)在蛋白质相对分子质量的计算中,若通过图示或
16、其他形式告知蛋白质中含有二硫键时,要考虑脱去的氢的质量,每形成一个二硫键,脱去2个H。,角度3 利用原子守恒法进行蛋白质的计算 3.有一条多肽链,分子式为CxHyOpNqS,将它彻底水解后,只得到如图1-3-11所示的四种氨基酸。分析推算可知,水解得到的氨基酸个数为 ( ) 半胱氨酸 丙氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸 图1-3-11 A.q+1 B.p-1 C.q-2 D.p+1,答案 B,解析 由题意可知,只有赖氨酸的R基上有氨基,多肽链分子式中的氮原子应是肽键中的氮原子数+游离的氨基中的氮原子数,因不知道赖氨酸有几个,故无法利用氮原子数来计算,氧原子数是肽键中的氧原子数+游离羧基中的氧原子数,而题
17、图中的氨基酸R基都没有羧基,故肽键数是(p-2),氨基酸数=肽键数+肽链数=(p-2)+1=p-1。,1.2017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,历年真题明考向,答案 C,解析蛋白质的空间结构决定了它的理化性质以及生物活性,A项正确。数量、种类相同的氨基酸排列顺序不同,形成的肽链不同,B项正确。蛋白质在NaCl溶液中结构不变,生物活性不变,C项错误。氨基酸序列相同的多肽链折叠方式不同
18、,会形成不同的空间结构, D项正确。,2.2016江苏卷 蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是( ) A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质 B.氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中,氢来自于氨基和羧基 C.细胞内蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与 D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关,而且也与功能基团相关,答案 A,解析 本题考查蛋白质的结构、种类和功能。细胞膜上转运氨基酸的载体是蛋白质,但细胞质基质中转运氨基酸的是tRNA,A项错误。氨基酸之间脱水缩合形成的H2O中,氧都来自羧基,但氢一个来自氨基,一,2.2016江苏卷 蛋白质是决定生物体结构
19、和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是( ) A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质 B.氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中,氢来自于氨基和羧基 C.细胞内蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与 D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关,而且也与功能基团相关,个来自羧基,B项正确。蛋白质水解需要水解酶,水解酶的化学本质是蛋白质,C项正确。蛋白质的功能取决于它的结构及成分,尤其是功能基团,D项正确。,3.2014上海卷 一条由39个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为CH2CH2COOH),则该多肽 ( ) A.有38个肽键 B.可能没有游离氨基 C.至少有5个游离羧基
20、 D.至多有36种氨基酸,答案 B,解析 一条由39个氨基酸形成的环状多肽,应有39个肽键。因为谷氨酸的R基上没有游离氨基,又不知其他的氨基酸上R基的情况,故该多肽可能没有游离氨基。由于该多肽中含有4个谷氨酸,故至少有4个游离羧基。组成生物体蛋白质的氨基酸共有20种,故该多肽至多有20种氨基酸。,4.2012海南卷 关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述,错误的是( ) A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸 B.有些氨基酸不能在人体细胞中合成 C.氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键 D.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的,答案 A,解析 甘氨酸是分子量最小的氨基酸,A错误;氨基酸分为必需氨基酸和非必需
21、氨基酸,必需氨基酸只能从食物中获取,人体内不能合成,B正确;氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键,C正确;R基的不同决定了氨基酸之间的差异,D正确。,5.2012上海卷 生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键,导致( ) A.蛋白质分解为多肽链 B.多肽链分解为若干短肽 C.多肽链分解为氨基酸 D.氨基酸分解为氨基和碳链化合物,答案 C,解析 酶具有专一性,蛋白酶将蛋白质水解成多肽,根据题干信息,可知某种肽酶使肽链末端的肽键水解,这样会得到一个氨基酸和一条肽链,这时肽链又出现新的末端肽键,再被水解,直到把多肽链全水解为氨基酸。,知识小体系,1.2017云南昆明一中模拟 蛋白质是由氨基酸脱水缩合形
22、成的大分子化合物,是细胞生命活动的主要承担者。下列有关叙述正确的是 ( ) A. 亮氨酸是相对分子质量最小的氨基酸 B. 细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质 C. 真核细胞内遗传信息的传递都必须有蛋白质的参与 D. 真核细胞合成蛋白质都必须有内质网和高尔基体的参与,解析甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸,A项错误;细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA,不是蛋白质,B项错误;真核细胞内遗传信息的传递包括DNA的复制、转录和翻译,DNA的复制和转录需要酶的参与,这些酶的本质为蛋白质,翻译需要核糖体的参与,核糖体的成分为rRNA和蛋白质,C项正确;有些胞内蛋白的合成不需要内质网和
23、高尔基体的参与,D项错误。,答案 C,2.某蛋白质分子含有N条肽链,已知它由M个氨基酸组成,则此蛋白质中至少含有的氧原子数与氮原子数共有( ) A.(M+N)个 B.(2M-N)个 C.(2N+M)个 D.(2M+N)个,答案 D,解析某蛋白质分子含有N条肽链,已知它由M个氨基酸组成。(1)该蛋白质分子中至少含有的氧原子数为肽键数+2肽链数=(M-N)+2N=M+N(个)。(2)该蛋白质分子中至少含有的氮原子数为肽键数+肽链数=(M-N)+N=M(个)。因此,此蛋白质中至少含有的氧原子数与氮原子数共有2M+N(个)。,3.有关下图中蛋白质的叙述,正确的是 ( ) A.含有2条肽链 B.共有126个肽键 C.R基中共含17个氨基 D.形成该蛋白质时共脱 掉125个水分子,答案 A,解析 蛋白质中的羧基总数=R基上羧基数+肽链一端游离的羧基数,由此可知该蛋白质含有17-15=2(条)肽链;该蛋白质合成时脱下的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数=126-2=124;R基上的氨基数=氨基总数-肽链数=17-2=15。,