蛋白质的结构和功能高中一轮复习

蛋白质的结构和功能高中一轮复习第1页/共26页第2讲蛋白质结构和功能第2页/共26页基础梳理一、蛋白质的基本单位——氨基酸2、种类：约

种能否在体内合成

(8种)非必需氨基酸（12种）20必需氨基酸3、结构通式：1、元素组成：

。C、H、O、N第3页/共26页4、结构特点：(1)每个氨基酸至少有一个

和一个羧基；

(2)都有一个氨基和羧基连接在

上；

(3)各种氨基酸之间的区别在于

的不同。氨基同一个碳原子R基巧记(1)8种必需氨基酸：甲(甲硫)携(缬)来(赖)一(异亮)本(苯丙)两(亮)色书(苏)。(2)氨基酸的结构通式：氨基酸中有个碳，伸出四手向外连，下面连着氢原子，上面顶着R基团，左手拽的是氨基，右手还把羧基牵。第4页/共26页二、蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸分子间的连接方式——脱水缩合(1)过程：一个氨基酸分子的

和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去

。羧基一分子水(2)二肽的形成示例第5页/共26页(3)肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，可示

，还可以表示为

。解惑①多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数，即2个氨基酸形成二肽，3个氨基酸形成三肽。

②氨基酸脱水缩合过程中失去的水中的H来源于氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。

③R基中的氨基和羧基一般不发生脱水缩合。一CO一NH一和一NH一CO一第6页/共26页数目排列顺序空间结构种类2.蛋白质的结构层次及其多样性脱水缩合：多肽折叠盘曲蛋白质结构多样性导致功能多样性组成蛋白质的氨基酸

不同氨基酸的

不同氨基酸的

不同蛋白质的

不同氨基酸第7页/共26页三、蛋白质的功能蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表结构蛋白催化作用载体、血红蛋白免疫作用胰岛素等蛋白质类激素功能实例羽毛、肌肉、头发、蛛丝绝大多数酶运输作用信息传递和调节抗体辨析：酶(a)、激素(b)与蛋白质(c)的关系：第8页/共26页要点探究考点一分析氨基酸及其种类观察下面的氨基酸结构图示，回答问题：1．写出图中结构名称：a.

，c.

。2．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

(用字母代号表示)。氨基羧基b、d说明：组成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基，并非只有一个氨基和一个羧基，R基中可能含有氨基和羧基。第9页/共26页命题设计1.下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述不正确的是(

)A．以上这三种氨基酸的R基依次分别是—H、—CH3、—CH2OHB．这三种氨基酸理化性质的不同取决于R基不同C．甲是最简单的氨基酸D．从上式可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸解析：根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可判断：甲、乙、丙三种氨基酸的R基分别是H、—CH3、—CH2OH，不同氨基酸R基的不同决定了其理化性质的不同；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。D第10页/共26页1.图示分析蛋白质的结构多样性和功能多样性考点二聚焦蛋白质的结构层次及其多样性第11页/共26页2.观察氨基酸、多肽、肽链、肽键和蛋白质的关系图示(1)多肽与蛋白质的最重要的区别是

。

(2)如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶，需要参与的细胞器

是

。

多肽无空间结构核糖体、内质网、高尔基体、线粒体说明：唾液淀粉酶是分泌蛋白，参与其合成和运输的结构除了上面的细胞器，还有细胞核、细胞膜。第12页/共26页易错警示蛋白质结构的2个误区(1)氨基、羧基和肽键的书写误区不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为

或COOH；也不要将肽键误写为CO—NH或

。(2)蛋白质变性的误区分析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。第13页/共26页命题设计1.如图所示，物质A是在胰岛B细胞中合成的，且与血糖调节有关。物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复制。物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。物质D由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法不正确的是(多选)(

)A．A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长素B．物质A、B、C、D结构多样性的直接原因是a的种类、数量和排列顺序不同C．与A、B、C、D四种物质的合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体D．高温和低温均能破坏物质A的空间结构，使其调节血糖的能力丧失生长激素多肽链的空间结构的不同分泌蛋白不破坏空间结构ABD第14页/共26页2．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(如图所示)。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—NH2和—COOH，故肽键被破坏时消耗的水分子中的氢用于形成—NH2和—COOH。B第15页/共26页拓展理解二硫键形成过程蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质分子量时除减去H2O的分子量外，还应考虑脱去H的分子量。上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。第16页/共26页要点探究考点三归纳蛋白质合成过程的有关计算1．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条肽链或m条肽链形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1

至少

个至少

个

mn－mn－m至少

个至少

个

n－1n－111na－18(n－1)mmna－18(n－m)补充：肽链中的氨基数＝肽链数+R基中的氨基数

肽链中的羧基数＝肽链数+R基中的羧基数第17页/共26页易错警示有关蛋白质计算的4个易错提示(1)计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加H2O中的O、H数值。(2)若形成的多肽是环状：氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。(3)在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含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。(4)关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。第18页/共26页现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOWS(Z>12，W>13)。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。下列叙述中，正确的

是(

)A．合成该多肽时，至少需36个密码子B．控制合成该多肽相应的基因至少有36个碱基C．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(Z－12)个赖氨酸D．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(W－13)个天冬氨酸命题设计12个密码子(不考虑终止密码子)12×6=72个碱基氮原子数＝肽键数＋1＋赖氨酸个数×1=11+1+X氧原子数＝肽键数＋2＋天冬氨酸个数×2=11+2+2Y(W－13)/2第19页/共26页技法提炼蛋白质合成中的相关计算1．氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数。2．羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。3．氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中N的总数。4．氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数。5．氢原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱去水分子数。第20页/共26页6.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系DNA（基因）mRNA蛋白质碱基数∶碱基数∶氨基酸数

6∶3∶1转录翻译说明：由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA（基因）上的6个碱基。第21页/共26页【例】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（）谷氨酸CHNH2HCOOH甘氨酸H3CCCOOHHNH2丙氨酸CHCOOHHCHHCHNH2COOHA.1个C22H34O13N6分子水解可以产生3个谷氨酸B.合成1个C22H34O13N6分子的同时将产生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第22页/共26页答案：C解析：分子式为C22H34O13N6的多肽化合物水解产生三种氨基酸，由于每种氨基酸只含有一个氨基，因此此化合物是六肽化合物，由6个氨基酸构成。由于谷氨酸含有两个羧基，根据氧原子数可推出此化合物含有3个谷氨酸，4个游离的羧基。第23页/共26页【知识链接】（1）氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、“至少”时，不应考虑计算过程中终止密码子的碱基数。（2）计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加H2O中O和H的数值。（3）环状多肽中肽