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观考情 考纲考频 蛋白质的结构和功能()3年6考,第2讲 生命活动的主要承担者蛋白质,一、蛋白质的组成 1基本组成元素： ，有的还含有 等。有的蛋白质还含有 ，如血红蛋白。 2基本组成单位氨基酸 (1)结构通式： (2)结构特点,C、H、O、N,P、S,Fe,(3)种类：组成蛋白质的氨基酸分子约有20种；根据能否在人体内合成可分为 (8种，婴儿9种)和 (12种)。 巧记助学 氨基酸结构通式：氨基酸有中心碳，伸出四手向外连，下面连着氢原子，上面顶着R基团，左手拽的是氨基，右手还把羧基牵。,必需氨基酸,非必需氨基酸,二、蛋白质的结构及其多样性 1多肽的形成 (1)过程名称： ，其场所是 。 (2)物质名称： 。 (3)结构名称： ，其结构简式为：_。 (4)H2O中H的来源：一个来自 ，一个来自 。 (5)多个氨基酸发生该反应，产物名称为 ，呈链状。,脱水缩合,核糖体,二肽,肽键,NHCO(或CONH),氨基,羧基,多肽,解惑 多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数，即两个氨基酸形成二肽，三个氨基酸形成三肽，不是肽键的总数。,多肽,2蛋白质结构多样性的原因 (2)多肽水平：多肽链的 方式及其形成的 千差万别。,种类,数目,排列顺序,盘曲、折叠,空间结构,解惑 若组成蛋白质的氨基酸种类相同，其多样性原因应排除氨基酸的种类，若组成蛋白质的氨基酸数目相同，分析蛋白质多样性应排除氨基酸数目。不同蛋白质多样性的原因有时并不包括以上全部原因。,3蛋白质的功能 (1)构成细胞和生物体结构的重要物质，如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质。 (2)有 作用，如绝大多数的酶。 (3)有 作用，如血红蛋白、载体蛋白等。 (4)有 作用，如调节血糖平衡的胰岛素等。 (5)有 功能，如抗体。,催化,运输,信息传递,免疫,1判断下列有关组成蛋白质的氨基酸说法的正误。 (1)蛋白质区别于脂质的特有元素是氮(2013年高考重庆卷)( ) (2)有些氨基酸不能在人体细胞中合成(2012年高考海南卷)( ) (3)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(2012年高考海南卷)( ) (4)相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸(2012年高考海南卷)( ),2判断下列有关蛋白质说法的正误。 (1)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接(2014年高考江苏卷)( ) (2)有些结构不同的蛋白质具有相似的功能(2013年高考江苏卷)( ) (3)氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键(2012年高考海南卷)( ) (4)有些蛋白质是染色体的组成成分(2012年高考海南卷)( ) (5)食盐作用下析出的蛋白质发生了变性(2012年高考海南卷)( ) (6)胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关( ) (7)磷脂和蛋白质合成时，需要模板( ) (8)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( ),1组成蛋白质的氨基酸的判断方法 (1)判断依据：氨基酸中氨基、羧基数目和连接位置。 (2)判断方法 从数量上看，至少有一个 和一个 。下列不属于构成蛋白质的氨基酸： aH2NCH2CH2OH缺少羧基(COOH),蛋白质形成过程及相关分析,NH2,COOH,从位置上看，必须有一个NH2和一个COOH连在_上。如下不属于构成蛋白质的氨基酸：,同一个碳原子,2分析氨基酸、多肽、肽链、肽键和蛋白质的关系 (1)多肽与蛋白质的最重要的区别是多肽无 。 (2)如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶，需要参与的细胞器是_。,空间结构,核糖体、内质网、高尔基体、线粒体,3蛋白质结构多样性与功能多样性的关系,易错易混 需关注的3个蛋白质结构的易错易混问题 (1)氨基、羧基和肽键的书写误区,1(2015年汕头质量监测)在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图中的( ) A B C D 解析：35S存在于氨基酸的R基上，题图中处即为R基，处是肽键，处是肽键或羧基，处是碳原子。 答案：A,2如图是一种化合物的结构示意图，请根据图解回答下面的问题： (1)该化合物的具体名称是_，组成该化合物的基本结构单位是_，其结构特点是_ _。 (2)该化合物的基本连接键是_，是由一个_ 与另一个_缩去一分子_形成的。,(3)如果该化合物的相对分子质量是a，则组成该化合物的基本单位的平均相对分子质量是_，若R1、R2、R3既可以相同也可以不同，理论上生物体可以形成_种上图所示化合物。 解析：(1)该化合物含两个肽键，由三个氨基酸脱水缩合而成，所以为三肽；多肽的基本结构单位为氨基酸，组成蛋白质的氨基酸的结构特点为至少含有一个氨基和一个羧基，并且连在同一个碳原子上。(2)氨基酸脱水缩合形成的化学键为肽键，是由一个氨基酸分子的氨基提供一个H，另一个氨基酸分子的羧基提供一个OH，脱去一分子水形成的。(3)设氨基酸的相对分子质量为x，那么a3x218，则x(a36)/3；组成蛋白质的氨基酸共有20种，它们组成三肽化合物的可能性为202020203种。,答案：(1)三肽 氨基酸 至少有一个氨基和一个羧基，并且连在同一个碳原子上 (2)肽键 氨基酸分子的氨基 氨基酸分子的羧基 水 (3)(a36)/3(或a/312) 203,1在形成一个肽键时，会产生 水、消耗 氨基和_羧基、脱掉 O原子和 H原子；水解时，每断开一个肽键，就消耗 水、恢复 氨基和 羧基、增加 O原子和_H原子。 2根据肽链的形成过程(如图所示)，计算蛋白质中氨基酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键数、脱水数、分子质量。,氨基酸缩合形成多肽过程中的有关计算,一分子,一个,一个,1个,2个,一分子,一个,一个,1个,2个,结合上面的示意图，可以得出如下规律： (1)缩合时脱去水分子数肽键数氨基酸数肽链数。 (2)蛋白质中氨(羧)基数肽链数R基上的氨(羧)基数各氨基酸中氨(羧)基的总数肽键数。 注意：如果不考虑R基上的氨(羧)基数，一条多肽链中，含有一个氨(羧)基；若蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的氨(羧)基数等于肽链数。 (3)蛋白质的相对分子质量氨基酸总相对分子质量(氨基酸个数氨基酸平均相对分子质量)失水量(18脱去的水分子数)。 注意：有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键(SS)时，要再减去2(即两个H)。,(4)若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。 环状多肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目，由图示可知： 肽键数脱去水分子数氨基酸数。,(5)总结如下：,3.多肽中各原子数的计算 氨基酸的结构通式是解答此类试题的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。而脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。 (1)碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数； (2)氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2； (3)氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数； (4)氮原子数肽链数肽键数R基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总数； (5)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。,4氨基酸的排列与多肽种类的计算 (1)假若有n种氨基酸形成一个三肽，那么形成三肽的种类： (2)假若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类为nm种。 (3)假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类： (4)假若有n种氨基酸形成一个n肽，且每种氨基酸只有一个，则形成n肽的种类：n(n1)(n2)1n！。,5组成蛋白质的氨基酸与相应DNA、RNA上核苷酸或碱基数目之间的关系 在利用DNA中脱氧核苷酸数或RNA中核糖核苷酸数求其指导合成的蛋白质中氨基酸数目时，一般不考虑终止密码子问题，所求出的氨基酸数为其最大值。,易错易混 (1)区分“种类”与“数量”： 关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。 (2)氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”“至少”时，不应考虑该计算过程中终止密码子的碱基数。 (3)计算O和H的数量变化时，不要漏掉产生H2O中O、H的数量。,3回答下列有关蛋白质的问题。 (1)下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： 脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的，这样的反应叫_。该化合物中有_个羧基。 脑啡肽分子是由_种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是_。,(2)一些大分子蛋白质的结构非常复杂，高温、X射线、强酸、强碱、重金属盐等会引起蛋白质变性，其原因主要是蛋白质的_遭到破坏。 (3)现有800个氨基酸，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质，共有_个肽键和_个氨基，至少含有的O原子个数是_。 (4)肉毒类毒素可用_试剂鉴定，该试剂使用方法是_， 反应颜色为_。,解析：(1)该多肽化合物仅在最右端有一个羧基，肽键中的“CO”不能算作羧基。氨基酸种类的区分应该以R基的确认、区分为突破口，左数第2、3个氨基酸的R基均为“H”，应属于同一种氨基酸，另有3种不同的R基，故共有4种氨基酸。 (2)一般情况下，高温等破坏的是蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，而不是肽键受到破坏。 (3)800个氨基酸中有810个氨基、808个羧基，说明R基上有10个氨基、8个羧基。800个氨基酸合成2条肽链，共形成798个肽键，每条肽链上一端游离1个氨基，一端游离1个羧基。两条肽链上共有2个游离的氨基，再加上R基上的10个氨基，共计12个氨基。同样可计算出游离着10个羧基，每个羧基中有2个O,798个肽键中共有798个O，因此，该蛋白质中共有818个O。,(4)蛋白质与双缩脲试剂反应呈现紫色，可用于蛋白质的鉴定，应用时先加A液，再加B液。 答案：(1)脱水缩合 1 4 R基的不同 (2)空间结构 (3)798 12 818 (4)双缩脲 先加A液，再加B液 紫色,例1 (2013年高考江苏卷)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 本题考查蛋白质分子结构与功能的相关知识。不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同；组成蛋白质的氨基酸可有不同的排序，但脱水缩合的方式只有一种；结构不同的蛋白质可能具有相似的功能。 答案 D,蛋白质的结构,例2 下图是人体的三个生理过程示意图，其中Y代表不同类型的蛋白质。下列说法正确的是( ) A若过程中的X为激素，则Y代表的物质是受体糖蛋白，该糖蛋白也可存在于细胞膜内侧 B若过程中的X是抗原，则Y是抗体，产生Y物质的细胞可以识别相应的抗原 C若过程中的X是食物蛋白，则Y的释放与细胞膜的流动性有关 D若过程中的X为反应底物，则Y在人体细胞内均分布于生物膜上,蛋白质的功能,解析 若过程中的X为激素，则Y代表的物质是受体糖蛋白，该糖蛋白存在于细胞膜外侧。若过程中的X是抗原，则Y是抗体，产生Y物质的细胞是浆细胞(效应B细胞)，不具有识别抗原的作用。若过程中的X是食物蛋白，则Y是蛋白酶，其释放与细胞膜的流动性有关。若过程中的X为反应底物，则Y是酶，在人体细胞内分布于生物膜和基质中。 答案 C,例3 甲图表示有关蛋白质分子的简要概念图；乙图表示某三十九肽中共有丙氨酸(R基为CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽。据图回答下列问题： (1)甲图中A的元素组成为_等，在人体内可以合成的B属于_，C是_。 (2)蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的_不同，以及蛋白质的_千变万化。从根本上分析，是因为_ _。,蛋白质结构特点及其相关计算,(3)乙图中，三十九肽被水解后肽键数量减少_个，氨基和羧基分别增加_个，C原子减少_个，O原子减少_个。 解析 (1)甲图中的B是蛋白质的基本单位氨基酸，它的元素组成有C、H、O、N等，氨基酸脱水缩合后形成肽键(C)。(2)蛋白质的结构多样性的原因可以从两个方面分析：一是蛋白质本身的结构，组成蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序以及蛋白质本身的空间结构都会使蛋白质的结构具有多样性；二是从遗传物质的角度分析，由于DNA具有多样性，DNA中的基因通过表达合成的蛋白质也具有多样性。,(3)乙图中的多肽未被破坏前的肽键数量为38个，去掉4个氨基酸后形成四条肽链，故肽键的数量35431(个)，所以肽键数量减少了7个。每一条肽链的一端是一个氨基，另一端是一个羧基，故氨基和羧基的数目都增加了3个。去掉4个丙氨酸，每个丙氨酸含有3个C原子，故C原子数目减少12个。水解7个肽键需要7分子水参与，O原子数目增加7个，而每个丙氨酸含有2个O原子，脱去4个丙氨酸，共减少8个O原子，故在该过程中，O原子数目减少1个。 答案 (1)C、H、O、N 非必需氨基酸 肽键 (2)种类、数量和排列顺序 空间结构 DNA的多样性 (3)7 3、3 12 1,微讲座三 蛋白质和核酸的易错易混点分析 1混淆组成蛋白质的氨基酸和非组成蛋白质的氨基酸 (1)一看数量：组成蛋白质的氨基酸至少有一个NH2和一个COOH。 (2)二是位置：必须有一个NH2和一个COOH连在同一个碳原子上。 2对组成蛋白质和核酸基础知识记不牢容易失误 蛋白质：蛋白质的多样性除与氨基酸的种类、数目、排列顺序有关外，还与氨基酸形成肽链的空间结构有关。 遗传物质：遗传物质是DNA或RNA，也就是核酸，细胞生物中既有DNA，又有RNA，遗传物质就是DNA，而病毒中只有一种核酸(DNA或RNA)，因此遗传物质与核酸的关系并不完全统一，应注意结合案例分析。,3对氨基酸、多肽和蛋白质三者关系理解不到位 (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。 (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。,4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。,1下列对生物大分子的结构和功能的描述，不正确的是( ) A氨基酸的排列顺序与蛋白质的功能有关 B肽链的盘曲、折叠与蛋白质的结构无关 CRNA分子中与磷酸相连的只有核糖 D生物大分子的单体具有相似的基本骨架 解析：蛋白质的功能与组成蛋白质分子的氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的空间结构等均有关，A正确，B错误；RNA分子中与磷酸相连的只有核糖，C正确；组成一些重要生物大分子的单体均以碳链为基本骨架，D正确。 答案：B,2生物体内某些重要化合物的元素组成如下： (1)图中X、Y分别代表何种元素？ X_，Y_。,(2)A可分为A1，A5，其原因从a分析是因为：_；_；_；从A分析是因为_，从C1分析是因为_。 (3)A1是_，它的功能特性是具有_；A2是_；A3是_，存在于_中，含有的特殊元素是_；A4是_，存在于_中。 (4)aA的过程有水产生，它在_进行。 (5)与A5有关的C1片段在人体其他部位的体细胞中是否存在？简要说明理由。_ _。 (6)人体某细胞正发生着C12C1的变化，则该细胞处于_；C1C2的变化叫_；与C2相比较，C1的组成成分的特点是_。,解析：(1)由图可以分析出A为蛋白质，a为氨基酸，c为脱氧核糖核苷酸，根据各物质的特征可以得出X为N，Y为N、P。(2)A为蛋白质，蛋白质的功能的多样性取决于蛋白质结构的多样性，蛋白质结构的多样性与氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质的空间结构有关。从C1基因分析，取决于DNA分子的多样性。(3)A1具有催化作用，说明是酶，酶具有高效性和专一性；A2有免疫功能，说明是抗体；A3能传送氧，说明是血红蛋白，存在于红细胞之中，含有特殊的元素Fe；A4有运输能力，说明是载体，存在于生物体的各种膜结构中。(4)a为氨基酸，A为蛋白质，氨基酸在核糖体上脱水缩合形成蛋白质。(5)A5为胰岛素，与A5有关的C1片段为胰岛素基因。由一个受精卵经有丝分裂产生的人体的每一个细胞，均含有胰岛素基因。(6)C12C1是DNA的复制，发生在细胞分裂的间期；DNA通过转录生成RNA；C1是DNA，C2是RNA，C1含有C2所没有的碱基T和脱氧核糖。,答案：(1)N N、P (2)种类不同 数量不同 排列顺序不同 空间结构千差万别 DNA分子的多样性 (3)酶 高效性和专一性 抗体 血红蛋白 红细胞 Fe 载体 膜结构 (4)核糖体 (5)与A5有关的C1片段在人体其他部位的体细胞中都存在。因为人体不同部位的体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而它们含有基本相同的DNA (6)分裂间期 转录 含有C2所没有的碱基T和脱氧核糖,
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