第3讲　生命活动的主要承担者——蛋白质

第3讲生命活动的主要承担者蛋白质,一.考纲内容及能力要求,理论方面：1.蛋白质的结构和功能（II）,二.考向定位,1.考查难度：较低2.考查内容：蛋白质组成和特征元素；某些特殊蛋白质的特殊元素；蛋白质与代谢的关系；蛋白质与核酸的关系3.考查形式：常见于选择题、简答题4.命题趋势：蛋白质的相关计算常考；氨基酸脱水缩合的计算是热点,解题探究,知识梳理,考点一蛋白质的结构和功能,1.含量：占细胞鲜重的细胞干重中含量最多的物质是2.元素组成：3.基本单位：,考点一蛋白质的结构和功能,7%-8%,蛋白质,氨基酸,C、H、O、N（P、S）,A.氨基酸的种类：B.氨基酸的分类（8种）缬氨酸，甲硫氨酸，异亮氨酸，亮氨酸苏氨酸，赖氨酸，苯丙氨酸，色氨酸,人体细胞能够合成的,需从外界环境直接获取的,约20种,必需氨基酸,非必需氨基酸,C.氨基酸的结构,知识梳理,(1)写出图中结构的名称：a.；c.。,氨基,羧基,(2)通过比较图中两种氨基酸，写出氨基酸的结构通式：,每个氨基酸分子至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,(3)根据写出的氨基酸结构通式归纳其结构特点：。,(4)不同的氨基酸取决于R基的不同，图中两种氨基酸的R基分别是(填字母)。,b、d,4.蛋白质的结构及其多样性(1)氨基酸的脱水缩合过程：一个氨基酸分子的和另一个氨基酸分子的相连接，同时脱去。,氨基(NH2),羧基(COOH),一分子水,二肽形成示例,肽键：连接两个氨基酸分子的化学键可表示为。,CONH,(2)蛋白质的结构层次,肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为肽。,几,H2O中H与O的来源：每形成一个肽键脱去一分子水，其中的H分别来自，O来自。一条肽链上氨基数或羧基数的确定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；其余的氨基(或羧基)在上。,氨基和羧基,羧基,R基,两端,(3)蛋白质分子多样性的原因,排列顺序,数目,种类,多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的千差万别。,空间结构,5.蛋白质的功能(连线),(1)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合(2013江苏，20D)()(2)生物体内组成蛋白质的氨基酸中，不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(2012海南，1D)()(3)生物体内组成蛋白质的氨基酸中，有些氨基酸不能在人体细胞中合成(2012海南，1B)(),思维诊断,(4)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质()(5)细胞内以及细胞间传递信息的物质都是蛋白质()(6)蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的功能(),1.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,题组一氨基酸的种类及结构特点的分析,解题探究,答案B,2.下列物质分子中，不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是(),A.,B.,C.,D.,答案B,3.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(),题组二蛋白质的形成过程及结构分析,A.A代表的元素是C、H、O、N、PB.用2个不同的B可以合成2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,答案B,4.如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是(),A.胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C.沸水浴时肽键断裂导致了胰岛素的生物活性丧失D.理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能,答案D,5.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,题组三蛋白质功能多样性的分析,答案B,6.正常人体内的胰岛素、呼吸酶和抗体，这三类物质都是()A.在B细胞中合成B.通过胞吐的方式释放C.与特定的分子结合后发挥作用D.在细胞间进行信息交流,答案C,请画出载体、抗体、酶、激素、运载体以蛋白质为中心的集合模型,蛋白质,载体,抗体,酶,激素,运载体,以蛋白质为中心的集合模型,题组四蛋白质新情景信息的规范审答案例,7.GPCPs(G蛋白偶联受体)是一条往返穿膜七次的跨膜蛋白，右图是其结构模式图。下列有关G蛋白和G蛋白偶联受体的说法中，错误的是(),A.G蛋白偶联受体(GPCPs)可能是糖蛋白B.GPCPs只有一个游离的氨基和一个游离的羧基C.此多肽链中氨基酸的“R基”之间形成的“SS”，具有维持活性的作用D.G蛋白是在细胞质中的核糖体上合成的,【答案】B,考点二蛋白质的相关计算,1、肽键数的计算,肽键数=失去的水分子数=氨基酸的数目-肽链的条数,2、蛋白质相对分子量计算,蛋白质相对分子量=n表示氨基酸数目a表示氨基酸的平均分子量m表示肽链条数,18表示水的分子量,X表示因为特殊化学键所失去的质量,如一个二硫键的形成就会失去2个氢原子。,na-(n-m)18-X,氨基数=肽链的条数+R基团中氨基的数目羧基数=肽链的条数+R基团中羧基的数目（每条肽链至少含一个氨基和一个羧基，位于肽链的首尾）,3.氨基、羧基数目的计算,4.O、N的数目,O的数目=肽键的数目+肽链的条数2+R基团中羧基的数目2N的数目=肽键的数目+肽链的条数+R基团中氨基的数目,1.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、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是(),题组一多肽形成过程中的有关数量计算,答案C,2.如图为某蛋白质的结构示意图，其中“SS”为由两个“SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两个相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为()A.m,18mB.(m4)，18(m4)C.(m3)，18(m3)4D.(m2)，18(m2)4,答案D,题组二利用原子守恒法完成蛋白质的计算,3.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.nmB.n2mC.nmD.n2m,C,4.经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。经分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为(),半胱氨酸,丙氨酸,赖氨酸,苯丙氨酸,答案D,A.pqB.qpC.pq1D.qp1,归纳提升,利用原子守恒法计算肽链中的原子数在一个氨基酸中，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。(1)碳原子数氨基酸分子数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)氮原子数肽键数肽链数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。,网络构建,要语强记1.组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2.脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。,3.氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。4.组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别是蛋白质结构多样性的直接原因。5.蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，具有催化、运输、免疫、信息传递等许多功能。一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。,5,4,3,2,1,1.(2012上海，6)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致()A.蛋白质分解为多肽链B.多肽链分解为若干短肽C.多肽链分解为氨基酸D.氨基酸分解为氨基和碳链化合物,5,4,3,2,1,解析根据题干信息可知，某种肽酶使末端的肽键水解，这样会得到一个氨基酸和一条肽链，这时多肽链又出现新的末端肽键，继续水解，直到多肽全部水解为氨基酸。答案C,5,4,3,2,1,2.(2012海南，2)下列关于蛋白质的叙述，错误的是()A.有些蛋白质是染色体的组成成分B.酶在催化反应前后，其分子结构不变C.食盐作用下析出的蛋白质发生了变性D.蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应,5,4,3,2,1,解析染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA；酶是生物催化剂，反应前后其分子结构不变；蛋白质遇高温、重金属盐变性，盐析出的蛋白质没有变性；双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合物。答案C,5,4,3,2,1,3.(2013上海，16)某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个SH，在肽链形成空间结构(如图)时，生成4个二硫键(SS)，若氨基酸平均分子量为125，则该蛋白质的分子量约为()A.13278B.13286C.13294D.15500,5,4,3,2,1,解析由题干信息可知，该蛋白质形成过程中，脱去123个水分子和8个氢原子(每形成1个二硫键，脱掉2个氢原子)，则该蛋白质的相对分子质量为125124123188113278。答案A,5,4,3,2,1,4.(2013江苏卷，20)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,5,4,3,2,1,解析各种酶的结构不同，但其功能都是具有催化作用，B正确；任意两个氨基酸之间的脱水缩合方式是相同的，都是氨基中的氢与羧基中的羟基结合成水，D错误。答案D,5,4,3,2,1,5.(2011北京，4)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,5,4,3,2,1,解析胰岛素分子是由A、B两条肽链组成的，本质是蛋白质，由基因决定。一个基因中的两条DNA单链中只有一条是编码链，编码出两条肽链，A项错误；加热导致蛋白质变性，而蛋白质变性是空间构象的改变，即高温使蛋白质分子从原来有序的、卷曲的紧密结构变为无序的、松散的伸展状结构，肽链不一定会充分伸展，但一定不会断裂，B项错误；,5,4,3,2,1,蛋白质的功能既与氨基酸的序列有关，也与空间结构有关，C项错误；多肽链在核糖体上合成后，需要在内质网上进行加工，要通过蛋白酶处理，打开肽键，切掉部分肽段，然后进入高尔基体中进行加工，D项正确。答案D,5,4,3,2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,1.有关蛋白质中肽键的叙述，错误的是()A.核糖体是合成肽键的场所B.蛋白质中N元素主要存在于肽键中C.肽键的结构式可表示为NHCOD.双缩脲试剂可与肽键作用生成紫色物质解析肽键的结构式正确的写法为“NHCO”。,C,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,2.亮氨酸的R基为C4H9，缬氨酸的R基为C3H7，它们缩合形成的二肽分子中，C、H原子个数的比为()A.1124B.918C.1122D.1022解析氨基酸通式可以用C2H4O2NR表示，而脱水缩合过程中，失去了一分子的水，所以C原子的个数是11，H原子的个数是22，所以C项正确。,C,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,3.下列过程中，涉及肽键数量变化的是()A.洋葱根尖细胞染色体的复制B.用纤维素酶处理植物细胞C.小肠上皮细胞吸收氨基酸D.蛋清中加入NaCl使蛋白质析出解析洋葱根尖细胞有丝分裂间期染色体复制，包括组成染色体的DNA分子的复制和有关蛋白质的生物合成；纤维素酶在催化反应前后没有发生化学本质的变化。,A,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,4.当改变条件后，蛋白质生理活性不受影响的是()A.胰岛素与靶细胞上受体结合后B.将唾液淀粉酶置于0下进行保存C.血红蛋白氨基酸序列中第6位谷氨酸被缬氨酸替换D.将进入肠腔中的胃蛋白酶再移入胃内,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,解析胰岛素与靶细胞上的受体结合后即被灭活，A错误；唾液淀粉酶在0条件下活性受到明显限制，B错误；血红蛋白氨基酸序列第6位谷氨酸被缬氨酸替换后，氨基酸序列发生变化，生理活性很可能改变，C错误。答案D,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,5.下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有(),A.2种B.3种C.4种D.5种,解析该多肽片段中有四个NHCO，故有5个氨基酸。但氨基酸中共有CH3、H和CH2CH3三种R基，因此该多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有3种。,B,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,6.胰腺合成的胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶，该激活过程如图所示(图中数据表示氨基酸位置)，下列分析不正确的是(),2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,解析胰蛋白酶原含有229个氨基酸，共228个肽键，胰蛋白酶含有223个氨基酸，222个肽键，因此胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了6个肽键。该激活过程是在小肠腔内进行的，不需要内质网和高尔基体的参与，D项错误。,A.胰蛋白酶原是一条由229个氨基酸组成的多肽B.胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了6个肽键C.肠激酶激活胰蛋白酶的过程可避免胰蛋白酶破坏自身细胞D.激活过程是在内质网和高尔基体中进行,答案D,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,7.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.该多肽在形成过程中失去了3分子水,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,解析图示多肽中共有3个肽键，形成过程中失去3分子水。由4个氨基酸缩合而成，但R基只有3种，游离的氨基为1个、羧基为2个。答案D,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,8.在胰岛B细胞中先合成胰岛素原，胰岛素原再通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素(如图)，胰岛素原水解所需的水分子中的氢用于()A.形成COOH和SHB.形成NH2和COOHC.形成SH和OHD.形成COOH和连接碳的H,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,解析比较胰岛素原与胰岛素的结构，可见胰岛素原通过蛋白酶的水解作用破坏的是氨基酸之间的肽键。肽键形成时水分子中的氢来自氨基和羧基，故肽键被破坏时消耗的水分子中的氢用于形成氨基和羧基。答案B,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,9.已知氨基酸的平均相对分子质量为128，测得某蛋白质的相对分子质量为5646，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数及其至少含有的游离的氨基数分别为()A.51个、1个、51个B.51个、2个、2个C.51个、2个、51个D.44个、2个、2个,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,解析解题时可采用“列方程求解”的方法。设氨基酸数为n，肽链数为x，则n1285646(nx)18，化简得110n18x5646。当x1时，n51.16(舍去)；当x2时，n51。因此只有B、C项的数值符合。又知两条肽链上至少含有2个游离的氨基，故B项正确。答案B,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,10.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类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,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,解析若3种氨基酸形成三肽，每种氨基酸的数目不限，则构成的三肽有3327(种)；若包含3种氨基酸的三肽，第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从剩余2种氨基酸中任选一种，第三个位置只能安放剩余的1种，共有3216(种)。答案D,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,11.某五十肽中有丙氨酸(R基为CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)。脱下的氨基酸均以游离态正常存在，且没有肽键形成，下列有关叙述错误的是()A.将得到4条多肽链B.将得到5个氨基酸C.比原来增加了3个羧基D.需消耗8分子水,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,解析由题意知，某多肽共有50个氨基酸，去掉21、27、35、49位的丙氨酸后，得到的是120、2226、2834、3648号氨基酸形成的肽链，4个丙氨酸以及游离的50号氨基酸，故将得到4条多肽链和5个氨基酸，A、B项正确；每脱掉一个丙氨酸需消耗2个水分子，增加2个羧基，故去掉4个丙氨酸需消耗8分子水，比原来增加了8个羧基，C项错误、D项正确。答案C,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,12.某十九肽含4个天门冬氨酸(C4H7O4N)，分别位于第7、8、14、19位(见下图)。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是(),A.该十九肽含有的肽键数目为19个B.该十九肽至少含有6个游离的羧基C.肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽D.肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,解析十九肽含有的肽键数目为18个；根据天门冬氨酸的分子式(C4H7O4N)，天门冬氨酸的R基中含有一个羧基，因此十九肽至少含有5个游离的羧基；肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、五肽；,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，肽酶E2完全作用后产生的多肽中需要4个H2O，脱掉2个天门冬氨酸，因此多肽中氧原子数目比十九肽少了4个。答案D,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,13.某蛋白质分子由2条肽链组成，共657个氨基酸，如图所示。请回答下列问题：,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,(1)该蛋白质分子中至少含有游离的氨基_个，游离的羧基_个。解析蛋白质中至少含有游离的氨基数游离的羧基数肽链数。,2,2,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,(2)该蛋白质分子中，共有_个肽键；在该蛋白质分子形成过程中，相对分子质量减少了_。解析肽键数氨基酸数肽链条数脱去水分子数655。减少的相对分子质量为脱去水分子的相对分子质量和脱去6个H的相对分子质量之和。,655,11796,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,14,(3)假设该蛋白质分子中的一条肽链为178肽，其分子式为CxHyNzOwS(z178，w17