27版53高中同步新教材生物必修1人教版疑难破第2章　蛋白质的结构及相关数量关系

第2章组成细胞的分子05蛋白质的结构及相关数量关系重难点1.氨基酸——蛋白质的基本组成单位(1)结构通式如图。(2)组成元素:C、H、O、N(S等)。(3)结构特点:至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。

2.蛋白质的结构层次

3.蛋白质结构多样性的直接原因:组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及肽链的盘

曲、折叠方式及其形成的空间结构多样。1.链状多肽中肽键、—COOH、—NH2、N、O的位置及数量

2.蛋白质相对分子质量及其水解产生的氨基酸中不同原子数的计算蛋白质的合成过程遵循原子守恒,具体分析如下(假设氨基酸的平均相对分子质量为x):

3.环状肽及肽链间有二硫键(—S—S—)的相关计算

(1)如图1所示,环状肽(aa表示氨基酸)由n个氨基酸构成,产生的肽键数=脱去水分子数=n,所含的游离氨

基(羧基)只存在于R基中。(2)如图2所示,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分子中含有二硫键

时,需考虑脱去H的质量,每形成1个二硫键,脱去2个H。勘破疑难1.“—CO—NH—”相当于两个氨基酸的“连接部位”,由一个氨基酸的—COOH和另一个氨基酸的

—NH2脱水而来;每形成一个肽键便脱去一分子水,即多肽中的肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数。2.每一条多肽链都是“头部”有氨基、“尾部”有羧基,即蛋白质中至少含有的游离氨基(羧基)数=肽

链数。特别提醒氨基酸脱水缩合后,O存在于合成的多肽链中和脱去的水中。勘破疑难1.环状肽的形成是由于肽链首尾两端的氨基酸也发生了脱水缩合。2.图2中通过二硫键连接的两条肽链不能称为环肽。二硫键是2个氨基酸中的R基反应形成的。具体反应为:2—SH→—S—S—+2H典例1某直链多肽的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生下列3种氨基酸,下列相关叙述正确的是

()

A.合成1分子该物质将产生6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.该多肽分子中含有1个游离的氨基和1个游离的羧基D.每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸

D

解析设该多肽水解后产生n个谷氨酸,利用该多肽合成的反应式及N、O原子守恒分析如下:

由分析可知,该多肽水解后可得到6个氨基酸,其中3个是谷氨酸(R基上有—COOH),故该直链多肽中含1

个游离的氨基(“头部”1个)和4个游离的羧基(“尾部”1个+R基上3个),B、C错误,D正确。信息解读题图中3种氨基酸均只含有1个氨基(1个N原子),甘氨酸和丙氨酸都只含有1个羧基(2个O原子),谷

氨酸含有2个羧基(4个O原子)。技巧总结求多肽水解产物的技巧1.未知数设定:对特殊氨基酸设未知数(R基上含有N或O的氨基酸,如本题的谷氨酸)。2.原子守恒的考虑顺序:特殊元素如S等→N原子→O原子。3.其他细节:反应式一定要配平;O原子守恒不能忽略水中的O。典例2蛋白水解酶可分为内切酶和外切酶,外切酶专门作用于肽链末端的肽键,内切酶则作用于肽链

内部特定区域。若蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11O2N)两侧的肽键,蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14O2N2)氨

基端的肽键。某多肽经酶1和酶2分别作用后的情况如图所示。下列叙述错误的是

()

A.若用蛋白外切酶处理该多肽,会得到49个氨基酸B.该四十九肽第49位是赖氨酸,第32位是苯丙氨酸C.短肽A、B、C比四十九肽少3个O、3个ND.该四十九肽经酶1、酶2作用分别需要消耗5个H2O和3个H2O

C

解析将酶作用切除的氨基酸补全,如下图:

由酶1、酶2作用后的结果可知,初始多肽为四十九肽,经蛋白外切酶作用可得到49个氨基酸,A正确。分析酶1催化的反应式如下:

据原子守恒可知,短肽A、B、C比四十九肽少1个O、3个N,C错误。解题思路蛋白质的合成与水解遵循原子守恒。解题时可先写出化学反应式,再利用原子守恒比较不同产物

与底物中的N、O原子数,如本题中:蛋白质(多肽)中的N原子总数=短肽中的N原子总数+游离氨基酸中的N原子总数