高考生物一轮复习第一章走近细胞1.3生命活动的主要承担者—蛋白质（蛋白质的相关计算及其鉴定）课件新人教版必修1.ppt

第三课时生命活动的主要承担者 蛋白质 2 蛋白质的相关计算及其鉴定 考点一有关蛋白质形成过程中的计算问题 1 氨基酸 多肽 肽键 肽链和蛋白质的关系 氨基酸是构成分子的基本单位 多个氨基酸分子脱水缩合形成 肽键是多肽结构中连接两个氨基酸残基之间的 肽链是多肽的空间结构 它们之间的关系可归纳如下 蛋白质 多肽 化学键 基础知识整合 2 蛋白质的有关计算 1 氨基酸数 肽链数 失去水分子数 肽键数之间的关系 形成一条肽链时 肽键数 形成n条肽链时 肽键数 2 氨基酸平均相对分子质量与蛋白质相对分子质量关系蛋白质相对分子质量 氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数目 失去水分子数 水的相对分子质量 3 氨基酸与相应DNA RNA片段中碱基数目之间的关系DNA 基因 mRNA蛋白质 性状 碱基数 碱基数 氨基酸数 失去水分子数 氨基酸数 1 失去水分子数 氨基酸数 n 6 3 1 3 肽键的结构式在一条肽链的两端一定分别是和 一条肽链所含 COOH和 NH2数量至少都是个 m条肽链所含 COOH和 NH2数量至少都是个 COOH NH2 一 m 知识拓展 1 关于氨基酸脱水缩合反应的计算 1 对于n个氨基酸来讲 至少有n个氨基和n个羧基 2 n个氨基酸分子缩合成一条肽链 失去的水分子数 肽键数 n 1 至少有1个氨基和1个羧基 3 n个氨基酸分子缩合成X条肽链 失去的水分子数 肽键数 n X 至少有X个氨基和X个羧基 4 n个氨基酸分子缩合成环状肽时 失去的水分子数 肽键数 n 氨基和羧基数与R基团有关 5 蛋白质完全水解时所需要的水分子数等于该蛋白质形成时脱去的水分子数 6 蛋白质合成过程中相对分子质量的变化 氨基酸的平均相对分子质量为a 数目为n 肽链数为X 则蛋白质的相对分子质量为 a n 18 n X 2 氨基酸与对应的DNA及mRNA片段中碱基数目之间的计算 依据DNA 基因 mRNA 氨基酸 6 3 1的数量关系进行换算 3 氨基酸数 肽键数 失去水分子数及多肽的相对分子质量之间的关系 特别提醒1 蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时 要考虑脱去氢的质量 2 若某肽链中有四个肽键 此化合物应叫五肽 不叫四肽 即根据脱水缩合的氨基酸个数命名 3 信使RNA碱基是氨基酸数的三倍 不考虑终止密码子 4 脱去的水分子中 H既来自氨基又来自羧基 O来自羧基 5 若脱水缩合形成的多肽链构成环状 则脱去的水分子数 参与脱水的氨基酸数 肽键数 其游离的氨基 羧基只能在R基团上有可能出现 典例精析 例1 一条肽链的分子式为C22H34O13N6 其水解后共产生了下列3种氨基酸 据此判断 下列有关叙述错误的是 A 1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸B 合成1个C22H34O13N6分子将产生5个水分子C 1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基D 在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNA C 解析 由于上述每种氨基酸中只含有一个N 根据氮元素守恒可知 组成肽链的氨基酸共有6个 氨基酸脱水缩合时将产生5个水分子 假设谷氨酸共有a个 根据氧元素守恒 13 a 2 6 2 5 解得a 3 由此也可推知 一分子该多肽中含1个游离的氨基和4个游离的羧基 一种氨基酸至少对应一种tRNA 故至少需要3种tRNA 例2 如图是某蛋白质的结构示意图 其中 S S 表示连接两条相邻肽链的二硫键 形成二硫键时两个氨基酸之间脱掉两个H 若该蛋白质由m个氨基酸构成 则每个蛋白质分子在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为 A m个 18mB m 4 个 18 m 4 C m 3 个 18 m 3 4D m 2 个 18 m 2 4 D 解析 如图所示 该蛋白质是由两条肽链和一个环状肽组成 设组成两条肽链的氨基酸数为a个 则脱水数为a 2个 环状肽的氨基酸数为m a个 脱去的水分子数为m a个 故总脱水数为m a a 2 m 2 个 减少的相对分子质量为 m 2 个水的质量和形成两个 S S 减少的4个H的质量之和 则总减少的相对分子质量为18 m 2 4 考点二生物组织中蛋白质的鉴定 知识拓展 一 实验原理某些化学试剂能够使生物组织中的有机化合物产生特定的颜色反应 二 实验流程蛋白质的鉴定 三 本实验成功的关键 1 实验材料的选择蛋白质的鉴定实验 最好选用富含蛋白质的生物组织 或器官 植物材料常用大豆 且浸泡1d 2d 适于研磨 动物材料常用鸡卵清蛋白 2 实验操作中的注意事项 1 还原糖 蛋白质的鉴定实验中 在加相应试剂鉴定之前 要留出一部分组织样液 以便与鉴定后的样液颜色作对比 增强实验的说服力 2 在蛋白质的鉴定实验中 如果用蛋清稀释液作为实验材料 一定要稀释到一定程度 否则 与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上 使反应不彻底 试管也不易洗刷干净 课时练习三 一 选择题 每小题只有一个正确选项 1 由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子 含有6条肽链 其中2条是环状多肽 则该蛋白质分子含有的肽键数 至少含有的游离氨基数分别为 A M 6 6B M 4 6C M 6 4D M 4 4 D 解析 直链多肽中肽键的数目等于氨基酸的数目减去肽链的条数 至少含有的游离氨基或羧基的数目等于肽链的条数 环状多肽中肽键的数目等于氨基酸数目 至少含有的游离氨基或羧基的数目等于0 因此该蛋白质分子中肽键的数目 M 4 至少的游离氨基的数目等于4 2 现有氨基酸800个 其中氨基总数为810个 羧基总数为808个 则由这些氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质共有肽键 氨基和羧基的数目依次分别为 A 798 2和2B 798 12和10C 799 1和1D 799 11和9 解析 本题考查氨基酸脱水缩合的计算 较易 800个氨基酸中有氨基810个 羧基808个 则说明有10个氨基和8个羧基在R基中 由800个氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质 其肽键数目为800 2 798 氨基数目为10 2 12 羧基数目为8 2 10 B 3 下列关于生物大分子的叙述错误的是 A 由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子 含N条肽链 其中Z条是环状肽链 这个蛋白质分子完全水解共需要M Z N个水分子B 在小麦细胞中由A G T U四种碱基参与构成的核苷酸的种类有6种C 质量相同的糖原和脂肪氧化分解所释放的能量是不同的D 细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是一种蛋白质 A 解析 本题考查细胞中生物大分子的有关知识 中等难度 由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子 含N条肽链 其中Z条是环状肽链 这个蛋白质分子完全水解共需要M Z N个水分子 A G T可构成3种脱氧核苷酸 A G U构成3种核糖核苷酸 共6种 质量相同的糖原和脂肪含的C H O的比例不同 故氧化分解所释放的能量不同 蛋白质的结构除了与氨基酸种类和数量有关外 还与氨基酸的排列顺序及空间结构等有关 4 某多肽分子式为C55H70O19N10 将其彻底水解后只得到下列四种氨基酸 甘氨酸 C2H5NO2 丙氨酸 C3H7NO2 苯丙氨酸 C9H11NO2 谷氨酸 C5H9NO4 则参与该多肽合成的谷氨酸分子数和控制该多肽合成的基因至少含有的碱基分别是多少 A 463B 660C 464D 460 D 解析 此题的突破口是根据分子式中N的数量和4种氨基酸中N的数量 推断出氨基酸数 然后再根据谷氨酸是二羧基氨基酸 其余3种是一羧基氨基酸计算 某多肽分子式中含10个N 而组成它的四种氨基酸各只含有一个N 故推出该多肽是由10个氨基酸缩合而成 则推出相应基因至少含有的碱基数为10 3 2 60 四种氨基酸中只有谷氨酸的R基中含2个氧原子 除掉 COOH中的2个氧原子 据多肽分子式可求出10个氨基酸中共有氧原子为19 9 28个 缩合时已脱掉9个水 不含在R基的氧原子数共20个 即10个 COOH的氧原子 则R基中共有8个氧原子 故谷氨酸分子数为4个 5 分析一条多肽链得到以下结果 单位 个 推算这种多肽中氨基酸的数目及这些氨基酸中的羧基 氨基数依次是 A 51 52 53B 62 53 55C 53 54 53D 101 54 102 A 6 分析多肽E和多肽F得到以下结果 单位 个 两种多肽中氨基酸的数目最可能是 D 7 现有1000个氨基酸 其中氨基有1020个 羧基有1050个 则由此合成的4条多肽链中共有肽键 氨基 羧基的数目是 A 999 1016 1046B 999 1 1C 996 24 54D 996 1016 1046 C 8 肉毒杆菌是一种致命病菌 在繁殖过程中分泌毒素 军事上常将这种毒素用于生化武器 人们食入和吸收这种毒素后 神经系统将遭到破坏 该毒素是由两个亚单位 每个亚单位为一条链盘曲折叠而成 组成的一种生物大分子 下面是肉毒类毒素的局部结构简式 据此判断下列说法中不正确的是 A 由结构图可知 肉毒类毒素由氨基酸组成 其化学本质是蛋白质B 图中该片段由5种单体组成 有4个肽键C 一分子肉毒类毒素至少含有1个氨基和1个羧基D 高温下可使肉毒类毒素失活 主要原因是高温首先破坏蛋白质的空间结构 C 解析 根据结构简式 可以判断出肉毒类毒素是由氨基酸组成 本质属于蛋白质 不同氨基酸的R基不同 根据R基判断出局部结构简式图中的肽链含有一个氨基和一个羧基 已知该毒素由两条肽链盘曲折叠而成 因此一分子肉毒类毒素至少含有两个氨基和两个羧基 分别位于两条肽链的两端 9 某50肽中有丙氨酸 R基为 CH3 2个 现脱掉其中的丙氨酸 相应位置如下图 得到几种不同有机产物 其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在 下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子 基团或肽键数目的叙述错误的是 A 肽键数目减少4个B 氨基和羧基分别增加4个C 氧原子数目增加2个D 氢原子数目增加8个 C 10 某蛋白质的相对分子量为12392 在合成这个蛋白质分子过程中 脱水量为1944 假设氨基酸的平均相对分子量为128 则该蛋白质分子含有几条肽链 A 2条B 3条C 4条D 5条 C 11 现有1000个氨基酸 其中有氨基1020个 羧基1050个 则由此合成的4条肽链中氨基 羧基的数目分别是 A 1016 1046B 4 4C 24 54D 1024 1054 C 12 某蛋白质由2条肽链 600个氨基酸组成 该蛋白质至少有氧原子的个数是 A 604B 602C 601D 598 B 解析 由氨基酸的结构通式可知1个氨基酸至少含有2个氧原子 所以氧原子的总数至少是600 2 1200 形成蛋白质的缩合过程中要脱掉水 脱去的水分子数为 600 2 等于脱去的氧原子的个数 所以该蛋白质至少有氧原子的个数为1200 600 2 602 13 某学生对一待测物质进行如下实验 假设实验步骤均正确 其进行的实验及观察到的现象如下表 则其可能鉴定的物质及试剂A是 实验1234检测试剂双缩脲试剂试剂A苏丹 染液试剂B检测结果淡紫色无砖红色沉淀未观察到橘黄色蓝色A 鸡蛋清 斐林试剂B 鸡蛋清 碘液C 劣质奶粉 碘液D 劣质奶粉 斐林试剂 解析 由检测结果可以推知 试剂A为斐林试剂 试剂B为碘液 实验1和4证明待测物质含有蛋白质和淀粉 因此不可能是鸡蛋清 D 14 用碘液 苏丹 染液和双缩脲试剂测得甲 乙 丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如下表 其中 的数量代表颜色反应深浅程度 下列有关说法不正确的是 A 乙种子中主要含蛋白质B 碘液 苏丹 染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色 橘黄色和紫色C 在观察颜色时有可能用到光学显微镜D 这三种试剂使用时均不需要水浴加热 种类 A 解析 碘液用于检测淀粉 其颜色反应为蓝色 苏丹 染液用于检测脂肪 其颜色反应为橘黄色 双缩脲试剂用于检测蛋白质 其颜色反应为紫色 分析图表可知 甲种子中主要含淀粉 乙种子中主要含脂肪 丙种子中主要含蛋白质 故A选项错误 在脂肪的鉴定中需要用显微镜观察 15 经测定 某多肽分子式C21HxOtN4S2 无二硫键 已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的 苯丙氨酸 C9H11NO2 亮氨酸 C6H13NO2 丙氨酸 C3H7NO2 半胱氨酸 C3H7NO2S 下列有关叙述不正确的是 A 该多肽水解后形成3种氨基酸B 该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5C 该多肽中有3个肽键D 该多肽不止1个游离羧基 D 解析 由题设条件可知 构成该多肽的每一个氨基酸都只含有一个N 而多肽含有4个N 因此该多肽是由4个氨基酸组成的四肽 含有3个肽键 该多肽含2个S 因此一定含有2个半胱氨酸 该多肽含21个C 2个半胱氨酸含有6个C 因此另外2个氨基酸含有15个C 由试题信息可知 另外2个氨基酸一定是苯丙氨酸 C9H11NO2 亮氨酸 C6H13NO2 据此可推算出多肽的分子式为C21H32O5N4S2 由氨基酸分子式中O的数目可知 半胱氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸均只含有一个羧基 故该多肽只含一个游离羧基 16 全世界每年有成千上万的人由于误吃毒蘑菇而死亡 鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素 它是一种环状八肽 若20种氨基酸的平均相对分子质量为128 则鹅膏蕈碱的相对分子质量约是 A 1024B 898C 880D 862 C 解析 该环状八肽中含有8个氨基酸 但因是构成环状 故脱去8个水分子 则相对分子质量为128 8 18 8 880 17 下列关于氨基酸和蛋白质的叙述 错误的是 A 某蛋白质由m条肽链 n个氨基酸组成 该蛋白质至少有氧原子的个数是n mB 组织蛋白等自身蛋白质每时每刻都在 降解更新 因此人体每天必须摄入一定量的蛋白质C 洋葱根尖细胞染色体的复制 用蛋白酶处理淀粉酶 小肠上皮细胞吸收氨基酸都涉及肽键数量的变化D 奶粉中添加三聚氰胺后并没有提高蛋白质的含量 C 解析 n个氨基酸至少有2n个氧原子 形成m条肽链则脱去n m个氧 所以蛋白质至少有2n n m n m 生物生长发育 有细胞衰老死亡也有新生细胞 自身蛋白质需不断更新 洋葱根尖细胞染色体的复制过程有蛋白质的形成 蛋白酶水解淀粉酶 蛋白质 有肽键的增加和减少 而小肠上皮细胞吸收氨基酸为主动运输 依靠蛋白载体和ATP的参与 无肽键变化 三聚氰胺不是蛋白质只是含氮量高 二 非选择题18 下图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系 其中a b表示有机小分子物质 A B X代表有机高分子物质 虚线表示遗传信息的流动方向 请据图分析回答 1 图中催化 过程的酶主要是 完成 的场所是 RNA聚合酶 核糖体 2 B可分为B1 B2 B3等 其原因是 从b分析是由于 从B分析是由于 3 与合成B3有关的A片段在人体的肝细胞中是否存在 原因是每一个体细胞中 4 图中Y是指 图中Y A 5 A的基本骨架是 若B水解成b有m个 则控制B形成的A中a至少有个 氨基酸的种类 数量和排列次序的不同 蛋