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生物 课标版,第2讲 生命活动的主要承担者蛋白质,考点 蛋白质的结构与功能,教材研读,一、氨基酸的结构及其种类,二、蛋白质的结构与功能 1.多肽的形成 (1)过程a名称: 脱水缩合 ;场所: 核糖体 。,(2)物质b: 二肽 。 (3)结构c: 肽键 ,其结构简式为: 。 (4)H2O中H的来源: 羧基和氨基 。 (5)多个氨基酸发生该反应,产物名称为 多肽 。 (6)蛋白质的结构层次:氨基酸 多肽 蛋白质,2.蛋白质结构多样性的原因 (1)氨基酸水平 (2)多肽水平:多肽链的 盘曲、折叠 方式及其形成的 空间结构 千差万别。,3.蛋白质的功能(连线) 巧学妙记 (1)巧记8种必需氨基酸 一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨 酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)。,(2)蛋白质形成的四个“一”,判断下列说法的正误。 1.(2015福建理综,1A)人体的蛋白质都含有20种氨基酸。 (),2.(2015福建理综,1D)人体的蛋白质都能催化生物化学反应。 () 3.蛋白质区别于脂质的特有元素是氮。 () 4.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。 () 5.氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。 () 6.血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。 () 7.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。 () 8.食盐作用下析出的蛋白质发生了变性。 () 9.不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同。 (),10.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能。 () 11.组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合。 (),12.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。 (),突破一 蛋白质的结构层次与功能,考点突破,1.熟记蛋白质结构多样性的四个原因和蛋白质五种功能,2.突破蛋白质结构与功能的五个易错点 (1)多肽蛋白质,从核糖体中缩合产生的物质不一定具有“生物活 性” 核糖体上合成的是多肽,而不是蛋白质,多肽必须经加工后,才能形成具 有一定空间结构和特定功能的蛋白质,如刚从核糖体上合成出的唾液淀 粉酶并不具催化功能,只有经过内质网及高尔基体加工后才具有催化功 能。 (2)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。 (3)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。,(4)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。 (5)不同生物及同一生物不同细胞中的蛋白质不同 不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息)的特异 性。 同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同,根本原因是 “基因的选择性表达”。,1.“二看法”判断组成蛋白质的氨基酸 (1)看数量: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.H2NCH2CH2OH缺乏羧基(COOH) b. (2)看位置: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: 氨基与羧基未连接在同一个碳原子 上。,2.依据氨基酸结构通式的两种计算 (1)依据:氨基酸的结构通式可以简写为RC2H4O2N,氨基酸分子式中各 原子数等于R基中相应原子数分别加上结构通式中其他部分相应原子 数。 (2)两种计算类型 已知氨基酸分子式,推测R基的组成:如某氨基酸分子式为C6H14O2N2, 则R基为C4H10N。 已知R基,写出氨基酸的分子式:甘氨酸的R基为H,则甘氨酸的分子 式为C2H5O2N。,考向一 以基础判断或信息的方式考查氨基酸的结构特点及相关计算,1.已知丙氨酸的R基为CH3,则丙氨酸的分子式为 ( ) A.C3H6O3N B.C5H7O2N C.C3H6O2N2 D.C3H7O2N 答案 D 依据氨基酸通式及R基为CH3,可还原出丙氨酸的结构式应 为 ,由此可知丙氨酸的分子式为C3H7O2N。,2.下图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是 ( ) A.结构在一种蛋白质内约有20种 B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自于和 C.结构中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合 D.生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n种密码子,答案 C 为氨基,为羧基,为侧链基团(R基)。构成人体氨基酸 的种类约有20种,各种氨基酸之间的区别在于R基的不同,A错误;氨基酸 脱水缩合形成水,水中氢来自,B错误;生物体内n个氨基酸形成一条 多肽链需要n个密码子而不是需要n种密码子,D错误。,考向二 蛋白质结构与功能的多样性 3.(2016河北保定一中第三次测试,15)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S B.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H2NCH2CH2OH D.不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不同,答案 A 由图分析可知,甲为组成蛋白质的基本元素,包括C、H、O、 N,有的蛋白质还含有S、P,因此甲中可能含有S,A正确;从根本上说,生物 的多样性取决于遗传信息的多样性,B错误;组成蛋白质的氨基酸至少含 有一个NH2和一个COOH 且二者连接在同一个碳原子上,C错误;不 同蛋白质中氨基酸的种类和数目可能相同,但氨基酸排列顺序或空间结 构可能不同,D错误。,4.如图是某蛋白质分子的结构示意图,图中“、”等表示 不同种类的氨基酸,图中A链由21个氨基酸组成,B链由19个氨基酸组成, 图中“SS”是在蛋白质加工过程中由两个“SH”脱去两个 “H”形成的。下列有关叙述中,错误的是 ( ) A.蛋白质多样性的原因之一是氨基酸的排列顺序 B.该蛋白质分子中至少含有两个羧基 C.图中肽链上“”代表的化学键是在高尔基体中形成的 D.若高温使图中的二硫键断裂,则该蛋白质分子的功能丧失,答案 C 蛋白质分子的多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺 序和肽链的空间结构,A正确;该蛋白质分子含有两条肽链(A链、B链), 一条肽链至少含有一个羧基,B正确;肽链内部的肽键是在核糖体上进行 的翻译过程中形成的,C错误;高温使该蛋白质分子中的二硫键断裂,进 而使其空间结构被破坏,蛋白质分子的功能丧失,D正确。,1.“规律法”计算多肽形成中的肽键数与脱去水分子数 (1)形成肽链时,突破二 分类突破蛋白质合成中的数量计算试题,(2)形成环肽时:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数,2.“公式法”计算蛋白质相对分子量 (1)无二硫键: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)有二硫键(SS)时: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18-二硫键数目2。原因:每形成一 个二硫键脱去两个氢。,3.巧用“原子守恒”解答多肽中各原子数的计算题 在脱水缩合形成多肽时,C、N原子数目不变,H、O原子数目有变化,其 数量关系如下: (1)C原子数=氨基酸的分子数2+R基上的C原子数。 (2)H原子数=各氨基酸中H原子的总数-脱去的水分子数2。 (3)O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去的水分子数。 (4)N原子数=肽链数+肽键数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子的总 数。,4.妙用“排列组合”求解多肽种类 (1)若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类:nm种。 (2)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 类为n(n-1)(n-2)1=n!。,5.巧用“比例关系”解答氨基酸数与相应DNA、RNA中碱基数的计算 基因表达中,DNA控制mRNA的合成,mRNA指导蛋白质的合成。DNA 中碱基排列顺序转录为mRNA中碱基排列顺序,进而翻译为蛋白质中氨 基酸的排列顺序。其数量关系图解如下: DNA(基因) mRNA 蛋白质 碱基数 碱基数 氨基酸数 6 3(最多) 1(最多),考向一 氨基酸数、肽键数与脱去水分子数计算 1.已知天冬酰胺的R基为C2H4ON,现有分子式为C63H103O18N17S2的多肽 链,其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽链中最多有肽键( ) A.17个 B.16个 C.15个 D.14个 答案 D 多肽链C63H103O18N17S2中有17个N,因含有两个天冬酰胺(R基 为C2H4ON),故该多肽链由15个氨基酸脱水缩合而成,形成的肽键数目 为14。,2.一条由39个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为CH2 CH2COOH),则该多肽 ( ) A.有38个肽键 B.可能没有游离的氨基 C.至少有5个游离的羧基 D.至多有36种氨基酸,答案 B 一条由39个氨基酸形成的环状多肽,应有39个肽键,A错误;因 为谷氨酸的R基上没有游离氨基,又不知其他氨基酸的R基的情况,则该 多肽可能没有游离氨基,B正确;由于谷氨酸的R基上有1个游离羧基,则 该多肽至少有4个游离羧基,C错误;组成蛋白质的氨基酸约为20种,D错 误。,考向二 蛋白质相对分子量及其原子、基团数目的计算 3.下列有关图中所示多肽的叙述中,正确的是 ( ) A.由5个氨基酸缩合而成 B.有游离的氨基和羧基各1个 C.有4种不同的侧链基团 D.形成过程中失去了3分子水 答案 D 图示多肽中共有3个肽键,由4个氨基酸缩合而成,形成过程中 失去3分子水;但R基只有3种,游离的氨基为1个、羧基为2个。,4.(2016江苏盐城月考)分析多肽E和多肽F(均由1条肽链组成)得到以下 结果。(单位:个),请推算这两种多肽中参与缩合的氨基酸的数目最可能是 ( ),答案 D 多肽E有3个游离的氨基,其中有两个位于R基上,可判断多肽 E含有的氨基酸数为53-2=51,多肽F有6个游离的氨基,有5个位于R基上, 多肽F含有的氨基酸数为54-5=49。,考向三 多肽种类的计算 5.现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸,它们能形成的三肽 种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有 ( ) A.9种,9种 B.6种,3种 C.18种,6种 D.27种,6种 答案 D 本题可以借用示意图“”来分析,若3种氨基酸 足量,每个位置都有三种情况,即为33种;若该多肽必须包含3种氨基酸,则 第一个位置的氨基酸有3种情况,第二个位置只能从另2种氨基酸中任选 1种,第三个位置只能安放剩余的1种,即321=6(种)。,考向四 氨基酸数与相应DNA、RNA中碱基数的计算题 6.(2016湖北孝感高中期末,4)氨基酸的平均相对分子质量为120,如有一 个2条链的多肽,相对分子质量12 276,合成这个多肽的氨基酸的数目和 指导它合成的DNA分子中脱氧核苷酸数目(不考虑终止密码子)依次为 ( ) A.144,864 B.144,432 C.120,720 D.120,360 答案 C 多肽合成中,氨基酸数-肽链条数=肽键数=脱去的水分子 数。氨基酸数120-(氨基酸数-肽链数)18=12 276,代入后可求得氨基 酸数=120;DNA指导蛋白质合成时,DNA分子中脱氧核苷酸数目氨基 酸数(最多)=61(最多),所以DNA分子中脱氧核苷酸数目至少为1206 =720,C正确。,
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