必修一22生命活动承担者—蛋白质

第2节生命活动的主要承担者 蛋白质 考点一蛋白质的结构和功能1 氨基酸及其种类 1 蛋白质的组成元素 有的还含有S 2 蛋白质的基本组成单位 3 氨基酸的结构通式 C H O N 氨基酸 约20种 8种必需氨基酸和其它的非必需氨基酸 4 根据氨基酸结构通式归纳其结构特点 数量 至少含有 至少 的原因是在 中也可能含有氨基和羧基 位置 必须有 连接在同一个碳原子上 4 R基 不同的氨基酸取决于R基的不同 即R基决定 一个氨基 NH2 和一个羧基 COOH R基 一个氨基 NH2 和一个羧基 COOH 氨基酸的种类 2 涉及氨基酸分子式的推断 1 依据 氨基酸的结构通式可以简写为 氨基酸分子式中各原子数等于R基中各原子数分别加上结构通式中C H O N原子数 R C2H4O2N 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 已知R基 写出氨基酸的分子式 丙氨酸的R基为 CH3 则丙氨酸的分子式为 C4H10N C3H7O2N 3 多肽的形成过程 1 过程 名称 场所为 2 物质 名称 3 结构 名称 其结构简式为 4 H2O中各元素的来源 H来自 O来自 脱水缩合 核糖体 二肽 肽键 NH CO 或 CO NH COOH和 NH2 COOH 5 多个氨基酸发生脱水缩合 产物名称为 6 一条肽链上氨基数或羧基数的确定 一条肽链上至少有 个游离的氨基和 个游离的羧基 分别位于肽链的 其余的氨基 或羧基 在 上 多肽 一 一 两端 R基 4 蛋白质合成场所及条件 1 场所 2 条件 酶 能量 ATP mRNA tRNA等 核糖体 氨基酸 5 蛋白质分子多样性的原因 不同 1 氨基酸 成百上千 千变万化 2 肽链的盘曲 折叠方式及其形成的 千差万别 种类 数目 排列顺序 空间结构 6 蛋白质的功能 细胞的结构物质a 血红蛋白 催化作用b 绝大多数酶 运输功能c 肌肉 头发中的蛋白质 信息传递和调节作用d 胰岛素 免疫功能e 抗体 特别提醒 1 避免书写错误 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CO NH或 2 氨基酸数目 氨基酸种类 蛋白质分子含有多个氨基酸 构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种 3 多肽 蛋白质 在核糖体上合成的是多肽 而不是蛋白质 多肽必须经过加工后 才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质 4 高温影响蛋白质 高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键 而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构 思维拓展 蛋白质与酶 激素 抗体 载体的关系辨析 1 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是RNA 2 激素中有些是蛋白质 有些不是蛋白质 3 抗体和载体的本质都是蛋白质 但结构各不相同 高考模拟精练 1 2016 衡阳模拟 关于生物体内氨基酸的叙述 正确的是 A 氨基酸是蛋白质分子的单体 由氨基和羧基组成B 组成蛋白质的氨基酸共有的结构是C 每个氨基酸分子都只含有C H O N四种元素D 组成人体的氨基酸都在人体内合成 B 2 2016 开封模拟 如图表示有关蛋白质分子的简要概念图 下列对图示分析正确的是 A A代表的元素是C H O N PB 用两个不同的B可以合成两种二肽C 每种蛋白质一定由20种B组成D 每个B只含有一个氨基和一个羧基 B 解题指南 1 关键知识 氨基酸的元素组成及其结构特点 2 关键信息 组成生物体蛋白质的氨基酸有20种 但是并不代表每种蛋白质都由20种氨基酸组成 每个氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基 3 2013 江苏高考 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 D 加固训练 1 下列物质分子中 不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是 B 2 2015 宜春模拟 下面是三种化合物的结构简式 有关三种化合物的叙述中错误的是 A 三种化合物可以用一个结构通式表示B 三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基 一个羧基C 三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D 三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同 羧基数不同 B 易错提醒 双缩脲试剂不能鉴定氨基酸 但能鉴定蛋白质 包含变性的蛋白质 和多肽 考点二有关蛋白质的计算 核心知识通关 1 利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律 1 氨基数和羧基数 氨基数 R基中的氨基数 羧基数 R基中的羧基数 肽链数 肽链数 2 肽键数 脱去水分子数和蛋白质相对分子质量 假设氨基酸的平均相对分子质量为a 由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽 n 1 1 1 n m m m 2 排列组合法 多肽种类的计算 多肽的不同取决于氨基酸的数目 种类和排列顺序 对于氨基酸数目相同的多肽来说 则取决于氨基酸的种类和排列顺序 可以借助下面的示意图来理解 代表要安放的氨基酸的位置 1 假若有n种氨基酸形成一个三肽 那么形成三肽的种类 即n3种 2 假若n种氨基酸形成一个m肽 则形成的多肽种类 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 即n n 1 n 2 种 特别提醒 1 计算多肽的相对分子质量时 除了考虑水分的减少外 还要考虑其他化学变化过程 如肽链上出现一个二硫键 S S 时 要再减去2 即两个氢原子 若无特殊说明 不考虑二硫键 2 若为环状多肽 则可将相对分子质量计算公式na 18 n m 中的肽链数 m 视为零 再进行相关计算 深化探究 1 若某蛋白质为一条由198个氨基酸组成的环状肽 则该蛋白质含有 个肽键 198 2 若某蛋白质中丙氨酸的个数及位置如图所示 则该六十肽脱掉丙氨酸所形成的有机物中 肽键数目减少 个 氨基数目增加 个 3 3 典题技法归纳 2014 上海高考 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 CH2 COOH 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D 至多有36种氨基酸 B 母题变式 1 若该39个氨基酸形成一条链状肽 则该多肽中应含有 个肽键 至少含有 个游离的羧基 38 5 2 若脱掉环状多肽中的谷氨酸 且脱下的氨基酸均以游离态正常存在 则至少形成 条短肽 氨基数至少比原来增加 个 羧基数至少比原来增加 个 在脱下谷氨酸的过程中至少需要消耗 分子的水 1 5 5 5 方法规律 利用原子守恒法计算肽链中的原子数 1 基本原理 在一个氨基酸中 若不考虑R基 至少含有2个碳原子 2个氧原子 4个氢原子和1个氮原子 氨基酸在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 2 常用公式 碳原子数 氨基酸分子数 2 R基上的碳原子数 氢原子数 各氨基酸中氢原子的总数 脱去的水分子数 2 氧原子数 各氨基酸中氧原子的总数 脱去的水分子数 氮原子数 肽键数 肽链数 R基上的氮原子数 各氨基酸中氮原子的总数 高考模拟精练 1 2016 长沙模拟 某多肽有20个氨基酸 其中含天冬氨酸4个 分别位于第5 6 15 20位 如图所示 肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键 肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键 下列相关叙述正确的是 A 该二十肽至少含有20个肽键B 若氨基酸的平均相对分子质量为a 则该二十肽的相对分子质量为20aC 肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个D 肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比二十肽多了4个 C 解题指南 1 关键知识 氨基酸形成蛋白质过程中原子数的相应变化 以及蛋白质相对分子质量的计算 2 解题关键 蛋白质形成过程中脱掉几个水分子 当该多肽水解时就需要几个水分子 2 2016 长春模拟 下列关于肽键的说法 正确的是 A 在形成多肽的过程中形成的肽键数目一定等于所失去的水分子数B 肽键可以表示为CO NH或NH CO C 几条肽链在形成蛋白质的过程中也通过肽键连接起来D 在链状肽中一个十肽分子比一个八肽分子多一个肽键 A 延伸探究 1 C项中 肽链之间通过什么化学键连接成蛋白质 提示 不同肽链之间通过氢键和二硫键等连接形成蛋白质 2 D项中的十肽分子肽键数目是几个 提示 9个 链状十肽分子是由10个氨基酸脱水缩合形成9个肽键形成的 3 2016 淄博模拟 某肽链由51个氨基酸组成 如果用肽酶把其分解成1个二肽 2个五肽 3个六肽 3个七肽 则这些短肽的氨基总数的最小值 肽键总数依次是 A 2 42B 9 42C 2 51D 9 51 B 加固训练 某蛋白质由m条肽链 n个氨基酸组成 该蛋白质至少含氧原子的个数是 A n mB n 2mC n mD n 2m C 预测点1 氨基酸的结构特点1 玉米喷浆蛋白是一种大型糖蛋白 用来生产玉米喷浆蛋白饲料 使其蛋白质 能量 氨基酸含量增加 该蛋白彻底水解 不可能产生的物质是 D 预测点2 有关蛋白质的计算2 美澳科学家发现了一种拆解复杂蛋白质链以使其恢复到原本结构的方法 并在实验中利用这一方法成功地将煮熟的鸡蛋变回生鸡蛋 这一新成果将极大地减少临床癌症治疗的时间和费用 组成鸡蛋的直链多肽的分子式为C22H34O13N6 其水解后共产生下列3种氨基酸 相关叙述正确的是 A 合成1分子该物质将产生5个水分子B 合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸C 该多肽分子中含1个氨基