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第3讲 生命活动的主要承担者蛋白质,考纲要求 蛋白质的结构和功能(),教材导学 一、基本组成单位氨基酸 1.种类 在生物体内约有_种。其种类是由_基决定的。 2.分类 _：人体细胞不能合成，必须从外界直接获取，8种(婴儿9种)。_：人体细胞能够合成的，12种。,3.结构通式 4.氨基酸的结构特点 每个氨基酸分子至少有_，且都有一个氨基和一个羧基连在_。,二、多肽 1.氨基酸形成多肽的方式 _。 2.场所 _。,3.形成二肽的过程,4.肽键的结构 _。 三、蛋白质的结构和功能 1.结构层次 氨基酸排列顺序、多肽链折叠和盘绕、蛋白质分子天然折叠、蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用。,3.蛋白质功能的多样性 (1)构成_的重要物质，称为_蛋白，如羽毛、蛛丝等。 (2)对细胞内的化学反应有_作用，如酶。 (3)具有_功能，如血红蛋白。 (4)起_作用，能够_机体的生命活动，如胰岛素。 (5)具有_作用，如抗体。,4.蛋白质在生命活动中的意义 一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是_。 5.蛋白质鉴定 蛋白质与_呈现紫色。,自我校对 一、1.20 R 2.必需氨基酸 非必需氨基酸 4.一个氨基和一个羧基 同一个碳原子上 二、1.脱水缩合 2.核糖体 4.NHCO 三、2.(1)种类 数目 排列顺序 (2)空间结构 3.(1)细胞和生物体结构 结构 (2)催化 (3)运输 (4)信息传递 调节 (5)免疫 4.生命活动的主要承担者 5.双缩脲试剂,基础自测 判断正误 (1)各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基的不同。( ) (2)评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。 ( ) (3)每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且连在同一个碳原子上。 ( ) (4)人体必需的氨基酸称为必需氨基酸，共8种。 ( ),(5)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。 ( ) (6)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质。 ( ) (7)沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂。 ( ) (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。 ( ) (9)蛋白质都是由20种氨基酸脱水缩合而成的链状结构。 ( ),(10)蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的功能。 ( ) (11)细胞内以及细胞间传递信息的物质都是蛋白质。( ) (12)同一生物体的不同细胞中所含的蛋白质不完全相同。 ( ) (13)有些氨基酸不能在人体细胞中合成。 ( ) (14)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。 ( ) (15)有些蛋白质是染色体的组成成分。 ( ),(16)蛋白质区别于脂质的特有元素是氮。 ( ) (17)洋葱根尖细胞染色体的复制过程涉及肽键数量的变化。 ( ) (18)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。 ( ),【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18),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)。,【例1】 如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式，下列叙述错误的是 ( ),A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N B.上述四种氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH、CH2COOH C.R基中可以有氨基或羧基 D.只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸,【解析】 氨基酸结构中至少有一个氨基与一个羧基连接在同一个碳原子上，而D选项只说明化合物含有氨基和羧基，但它们不一定连接在同一个碳原子上。 【答案】 D,考点二 蛋白质的结构与功能 1.蛋白质的结构层次及其多样性,【例2】 (2011北京)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是 ( ) A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链 B.沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂 C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关 D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素,【解析】 由题干信息，不能确定胰岛素的A、B两条肽链是由胰岛素基因的两条DNA单链分别编码的，故A错误；高温仅破坏蛋白质的空间结构，不能破坏肽键而使肽链断裂；胰岛素的功能不仅取决于氨基酸序列，还与其空间结构有关；核糖体上合成的2条多肽链在蛋白酶的作用下去掉部分肽段后形成具有特定空间结构的蛋白质。 【答案】 D,【例3】 下列生理活动与蛋白质功能无关的是 ( ) A.氨基酸被运输进入细胞内 B.细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上 C.葡萄糖在细胞内氧化分解 D.激素被靶细胞识别,【解析】 氨基酸被运输进入细胞需要载体蛋白参与；细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上是tRNA完成的；葡萄糖的氧化分解需要酶的催化；激素被靶细胞识别需要细胞膜上的糖蛋白完成。 【答案】 B,考点三 蛋白质相关计算 1.理解蛋白质(多肽)的形成过程,(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)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算： 至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。 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)蛋白质中含有N、O原子数的计算： N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数。 O原子数=肽键数+2肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数。,(4)氨基酸数目与相应DNA、RNA片段中碱基数目的关系： DNA(基因) mRNA 蛋白质 碱基数 碱基数 氨基酸数 6 3 1 【注意】 (1)若形成的多肽是环状：氨基酸数=肽键数=失去水分子数。 (2)在计算多肽相对分子质量时，还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(SS)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，相对分子质量减少2。,【例4】 有关下图中蛋白质的叙述，正确的是 ( ) A.含有两条肽链 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,【思路分析】 坐标图中“羧基的总数”和“R基上的羧基数目”是关键信息。羧基的总数减去R基上的羧基数目就是肽链一端的羧基数目。 每条肽链一端是羧基，另一端是氨基，因此肽链一端的羧基数目就是肽链数目。 【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，所以可知有17-15=2条肽链；该蛋白质合成脱下的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数=126-2=124；R基上的氨基数=氨基总数-肽键数=17-2=15。 【答案】 A,【例5】 如图表示胰岛素分子中一条多肽链，其中有3个甘氨酸且分别位于第8、20、23位。下列叙述正确的是( ),A.图中多肽至少含有一个羧基(位于第1位)和一个氨基(位于第30位) B.用特殊水解酶选择性除去图中的3个甘氨酸，形成的产物比原多肽多5个氧原子 C.用特殊水解酶选择性除去图中的3个甘氨酸，形成的产物中有4条多肽 D.该多肽释放到细胞外需要经过两种细胞器的加工,【解析】 一条多肽链至少含有一个羧基和一个氨基，但不能确定哪一端是氨基，哪一端是羧基；每除去一个甘氨酸会破坏两个肽键，每水解一个肽键会增加一个氧原子，因此新形成的产物中氧原子数比原多肽的氧原子数多6个；第20位和第23位间形成的产物是二肽，因此用特殊水解酶选择性除去该链中的三个甘氨酸，形成的产物中有三条多肽和一个二肽；该多肽释放到细胞外需要经过内质网和高尔基体这两种细胞器的加工。 【答案】 D,精要点拨 有关蛋白质的计算公式有很多，把握好氨基酸的结构和蛋白质的形成过程是解题的根本。 (1)每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，再有多余的氨基或羧基，则位于R基，而脱水缩合过程中，脱去的水中的H来自NH2，OH来自COOH，若不考虑R基中的氨基或羧基，每条链至少含有一个氨基和一个羧基，若考虑R基，加上R基中含有的氨基或羧基即可。,(2)脱水缩合过程中脱去一分子水，产生一个肽键，因此肽键数和脱去水分子数相等，对于一个由肽链组成的多肽来说，肽键数=氨基酸数-肽链数，注意：对于环状肽来说，肽键数=氨基酸数。 (3)蛋白质是氨基酸脱水缩合而成，因此蛋白质的分子量=总的氨基酸的分子量-脱去水的分子量。 (4)若去掉多肽链中的某个氨基酸，处于首、尾的氨基酸，每去掉一个，打开一个肽键，加一分子水，氨基、羧基各增加一个；位于中间的氨基酸则每去掉一个，打开两个肽键，加两分子水，氨基、羧基分别增加两个。,课堂练习 1.教材原话填空。 (1)8种氨基酸是人体细胞_(婴儿有9种，比成人多的一种是组氨酸)，必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做_氨基酸，如赖氨酸、苯丙氨酸等。 (2)细胞内，氨基酸的数目成百上千，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘区、折叠方式及其形成的_千差万别，因此，蛋白分子的结构是极其多样的。,(3)蛋白质的结构多种多样，在细胞中承担的功能也是多样的。许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为_。例如，羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。细胞内的化学反应离不开酶的催化。大多数酶都是蛋白质。有些蛋白质具有_的功能。有些蛋白质起_作用，能够调节机体的生命活动。有些蛋白质有免疫功能，人体内_是蛋白质。一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的_。,答案 (1)不能合成的 必需 (2)空间结构 (3)结构蛋白 运输 信息传递 抗体 主要承担者,2.依次为丙氨酸、丝氨酸和天冬氨酸的结构式。由2个丙氨酸、3个丝氨酸和1个天冬氨酸脱水缩合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目分别是 ( ) A.1、1、5 B.1、2、5 C.1、2、6 D.6、7、5,解析 由氨基酸脱水缩合所形成的化合物中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，据图可知只有天冬氨酸的R基中含有1个羧基；因此游离的氨基数是1，游离的羧基数是2；总共有6个氨基酸参与形成化合物，因此形成5个肽键。 答案 B,3.蛋白质是生命活动的主要承担者，下列有关蛋白质的叙述错误的是 ( ) A.从化学本质上说，全部抗体、绝大多数的酶、部分激素属于蛋白质 B.细胞分化的过程中，细胞膜上的蛋白质种类和数量会发生改变 C.在癌变过程中，细胞膜上出现的不同于正常细胞的蛋白质会成为抗原 D.人血红蛋白含574个氨基酸，合成一分子该蛋白质脱去573个水分子,解析 抗体、绝大多数的酶、部分激素(胰岛素、生长激素等)是蛋白质；细胞分化时，细胞器的种类和数量及细胞膜上蛋白质的种类和数量会发生改变；癌变过程中，癌细胞膜上与正常细胞不同的蛋白质会成为抗原；人血红蛋白由四条肽链组成，脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=574-4=570。 答案 D,4.蛋白质是细胞膜的重要组成成分，下列不能体现膜蛋白功能的是 ( ) A.根细胞膜上的载体 B.A型血的人红细胞表面的凝集原 C.B型血的人血清中的凝集素 D.甲状腺细胞上接受促甲状腺激素的受体,解析 膜蛋白为构成生物膜的重要成分之一，不同的膜蛋白有不同的功能。人血清中的凝集素为血清蛋白，不是膜蛋白。 答案 C,5.层粘连蛋白是由一条重链(A链)和两条轻链(B1、B2链)构成的高分子糖蛋白，作为细胞结构成分，含有多个结合位点并对保持细胞间粘连及细胞分化等都有作用，其结构示意图如图，该蛋白质共由m个氨基酸构成，则下列有关说法错误的是 ( ),A.该蛋白质中含有肽键数为m-3，而指导其合成的基因中至少含有核苷酸对数为3m B.该蛋白质可能在细胞间信息传递中具有重要作用 C.该蛋白质的合成需要核糖体、内质网等结构参与 D.皮肤癌细胞中层粘连蛋白基因表达活跃,解析 根据题意，层粘连蛋白由3条肽链构成，故含肽键数为m-3，因该蛋白质共由m个氨基酸构成，指导其合成的基因中至少含有核苷酸对数为3m；由“糖蛋白”可推知，该蛋白质可能在细胞间信息传递中具有重要作用；因糖蛋白是由蛋白质和多糖链结合而成的，故其合成需要核糖体、内质网等结构的参与；由“对保持细胞间粘连及细胞分化等都有作用”可推知，皮肤癌细胞中层粘连蛋白应该较少，所以层粘连蛋白基因表达不活跃。 答案 D,6.某50肽中有丙氨酸(R基为CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是 ( ),A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了4个氧原子 B.若将得到的5个氨基酸缩合成一个5肽，则有5种不同的氨基酸序列 C.若新生成的4条多肽链共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在R基上 D.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则会脱去3个H2O,解析 一条肽链水解成4条多肽链和5个氨基酸共9个部分，需要水解8个肽键，共需要8个水分子，因而水解产物比原物质增加8个氧原子而非4个氧原子。 答案 A,7.氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是12 276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数目至少依次是 ( ) A.144，864 B.144，432 C.120，720 D.120，360,解析 多肽的相对分子质量=氨基酸的数目氨基酸平均相对分子质量-(氨基酸的数目-肽链条数)18，把相应数字代入上式可得：氨基酸的数目=120，再根据基因控制蛋白质合成过程中：DNA分子中脱氧核苷酸数相应mRNA分子核糖核苷酸数指导合成的蛋白质上氨基酸数=631，可知DNA分子中脱氧核苷酸数目=6120=720。 答案 C,8.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18n C.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 选项B，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。选项C，多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。选项D，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 D,
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