第一單元學案3生命活動的主要承擔者——蛋白質

1、學案3生命活動的主要承擔者蛋白質考綱要求 蛋白質的結構和功能()。一、基本組成單位氨基酸1種類：在生物體內約有20種。其種類是由R基決定的。2分類：必需氨基酸：人體細胞不能合成，必須從外界直接獲取，8種(嬰兒9種)。非必需氨基酸：人體細胞能夠合成的，12種。3結構通式 4氨基酸的結構特點：每個氨基酸分子至少有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。趣味思考如果狼的體內有m種氨基酸，兔的體內有n種氨基酸，那么狼吃掉兔后，體內氨基酸種類最多有多少種？(m、n、mn、20)答案20二、多肽1氨基酸形成多肽的方式為：脫水縮合。2場所：核糖體。3形成二肽的過程4肽鍵的結構表示為：

2、NHCO。你想到了嗎如果有甲、乙、丙三種氨基酸，則它們能形成的二肽種類最多有幾種？(3種、6種、9種)答案9三、蛋白質結構和功能1結構層次：氨基酸排列順序、多肽鏈折疊和盤繞、蛋白質分子天然折疊、蛋白質分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用。2蛋白質結構的多樣性蛋白質分子結構多樣性可以從以下四個層次加以理解(1)氨基酸的種類不同，構成的肽鏈不同。(2)氨基酸的數(shù)目不同，構成的肽鏈不同。(3)氨基酸的排列次序不同，構成的肽鏈不同。(4)空間結構不同，構成的蛋白質不同。3蛋白質功能的多樣性(1)構成細胞和生物體結構的重要物質，稱為結構蛋白，如羽毛、蛛絲等。(2)對細胞內的化學反應有催化

3、作用，如酶。(3)具有運輸載體功能，如血紅蛋白。(4)起信息傳遞作用，能夠調節(jié)機體的生命活動，如胰島素。(5)具有免疫作用，如抗體。4蛋白質在生命活動中的意義：一切生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者。5蛋白質鑒定：蛋白質與雙縮脲試劑呈現(xiàn)紫色。你知道嗎人體肌肉、毛發(fā)的成分主要是蛋白質嗎？答案是探究點一組成蛋白質的氨基酸分析下列幾種化合物，回答有關問題：(1)這些化合物是否皆為組成蛋白質的氨基酸？為什么？答案不是，結構中氨基與羧基沒有連在同一個碳原子上。(2)不同氨基酸分子的區(qū)別在哪兒？答案R基。(3)天冬氨酸的R基為C2H4ON，請確定一個天冬氨酸分子中含有的C、H、O、N的原

4、子數(shù)并說明理由。答案天冬氨酸的R基為C2H4ON，加上氨基酸共有結構H2NCHCOOH中的C、H、O、N的原子數(shù)，所以一個天冬氨酸分子中含有的C224、H42118、O123、N112。思維拓展1八種必需氨基酸的巧記方法：來(賴氨酸)家(甲硫氨酸)寫(纈氨酸)一(異亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)書(蘇氨酸)。2食品的營養(yǎng)價值的高低主要看其必需氨基酸的含量及種類。3氨基酸的“必需”和“非必需”是根據(jù)動物機體內能否合成來區(qū)分的，它們都是動物體內蛋白質合成“必需”的。探究示例1 如圖是四種構成蛋白質的氨基酸的結構式，下列敘述錯誤的是()A構成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB

5、上述四種氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH、CH2COOHCR基中可以有氨基或羧基D只要含有氨基和羧基的化合物就是構成蛋白質的氨基酸思路導引正確解答該題可圍繞以下問題展開思考：氨基酸有哪些共有元素？是怎樣確定的？如何確定四種氨基酸的R基？如何理解氨基酸結構特點中的“至少”？答案D解析氨基酸結構中至少有一個氨基與一個羧基連接在同一個碳原子上，而D選項只說明化合物含有氨基和羧基，但它們不一定連接在同一個碳原子上。探究點二蛋白質結構和功能多樣性1觀察蛋白質形成示意圖，回答下列有關問題：(1)食物中的蛋白質經過哪些過程才能轉變?yōu)槿梭w的蛋白質？人體的蛋白質和食物中的蛋白質一樣嗎？如果不同，兩種蛋白

6、質不同的直接原因和根本原因各是什么？答案食物中的蛋白質必需經過蛋白質消化、氨基酸吸收、氨基酸的脫水縮合過程才能轉變?yōu)槿梭w的蛋白質。人體的蛋白質和食物中的蛋白質不一樣。兩種蛋白質不同的直接原因是氨基酸種類不同、氨基酸數(shù)量不同、氨基酸排列順序不同、多肽鏈的空間結構不同。根本原因是控制合成人體蛋白質和食物中蛋白質的遺傳信息不同。(2)假設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條和m條肽鏈時，肽鍵數(shù)、脫水數(shù)、氨基數(shù)、羧基數(shù)、肽鏈的相對分子質量至少各是多少？答案n個氨基酸形成1條肽鏈時，肽鍵數(shù)n1、脫水數(shù)n1、氨基數(shù)1、羧基數(shù)1、肽鏈的相對分子質量na18(n1)；n個氨基酸形成m條肽鏈時

7、，肽鍵數(shù)nm、脫水數(shù)nm、氨基數(shù)m、羧基數(shù)m、肽鏈的相對分子質量na18(nm)。(3)若脫水縮合形成環(huán)狀肽，怎樣計算脫水數(shù)、肽鍵數(shù)、游離的氨基數(shù)、羧基數(shù)？答案脫水數(shù)n、肽鍵數(shù)n、游離的氨基數(shù)0、游離羧基數(shù)0。思維拓展1當n種氨基酸縮合成m肽時，排列方式的計算(1)若允許重復，則排列方式為nm種。(2)若不允許重復，若nm，則排列方式為n！種，若nm，則排列方式為A種。2氨基酸、多肽、肽鍵、肽鏈和蛋白質的關系可歸納如下(1)關于組成蛋白質的肽鏈、氨基酸、肽鍵、脫去水分子的數(shù)目對應關系表如下：氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)游離的氨基游離的羧基一條肽鏈nn1n1至少1個至少1個m條肽鏈nnmnm至少m

8、個至少m個 (2)相關計算公式脫水數(shù)肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)氨基數(shù)肽鏈數(shù)R基上的氨基數(shù)各氨基酸中氨基的總數(shù)肽鍵數(shù)羧基數(shù)肽鏈數(shù)R基上的羧基數(shù)各氨基酸中羧基的總數(shù)肽鍵數(shù)蛋白質相對分子質量各氨基酸平均相對分子質量×氨基酸數(shù)18×脫水數(shù)N原子數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)R基上的N原子數(shù)各氨基酸中N的總數(shù)O原子數(shù)肽鍵數(shù)2×肽鏈數(shù)R基上的O原子數(shù)各氨基酸中O的總數(shù)脫水數(shù)H原子數(shù)各氨基酸中H的總數(shù)2×脫水數(shù)探究示例2 下面是某蛋白質的肽鏈結構示意圖(圖1，其中數(shù)字為氨基酸序號)及部分肽鍵放大圖(圖2)，請據(jù)圖判斷下列敘述中不正確的是()A該蛋白質中含有兩條肽鏈，49個肽鍵B圖2中含有的

9、R基是C從圖2可推知該蛋白質至少含有4個游離的羧基D該蛋白質分子量比參與縮合的氨基酸總量減少888思路導引解答本題時，首先結合圖1、圖2寫出肽鏈數(shù)、R基等，然后根據(jù)他們之間的相互關系進行相應選擇。答案B解析由圖1知，該蛋白質由51個氨基酸形成，肽鏈有2條，應為49個肽鍵。圖2中是氨基，是R基，B錯誤。每條肽鏈至少含有1個游離的羧基，再加上圖2中的上的羧基，故該蛋白質至少含有4個游離的羧基。由圖1知，氨基酸脫水縮合形成該蛋白質共失去51249個水分子，形成3個SS鏈失去3×26個氫原子，故相對分子質量減少49×186888。變式訓練 如圖表示一個由153個氨基酸殘基構成的蛋白

10、質分子。下列敘述正確的是()A該分子中含有152個肽鍵B參與構成該分子的氨基酸中至少有1個氨基酸的R基有氨基和1個氨基酸的R基有羧基C該分子中有1個氨基酸殘基含硫D該分子徹底水解將產生153種氨基酸答案B解析153個氨基酸脫水縮合形成一條肽鏈，加上支鏈形成的肽鍵，共有肽鍵15311153個，A錯。支鏈形成一個肽鍵，表明參與構成該分子的氨基酸中至少有1個氨基酸的R基有氨基和1個氨基酸的R基有羧基，B對。該分子中有1個二硫鏈，表明該分子中有2個氨基酸殘基含硫，C錯。構成蛋白質的氨基酸最多有20種，D錯。題組一氨基酸結構辨析1下面是三種組成蛋白質的氨基酸的結構式，據(jù)圖分析下列敘述正確的是(多選)()

11、A以上這三種氨基酸的R基依次分別是H、CH3、CH2OHB將這三種氨基酸(足量)置于適宜條件下，經脫水縮合可形成的三肽化合物最多有27種C甲是最簡單的氨基酸D從上式可看出，只要含有一個氨基和一個羧基的化合物就是組成蛋白質的氨基酸答案ABC解析每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。2(2011·煙臺學段測試)2008年8月底，在市場上出售的某些品牌的嬰幼兒奶粉及液態(tài)奶中被檢測出三聚氰胺，這是一些不法商家為了提高奶粉及液態(tài)奶中的含氮量而添加的，一般說來，每100克蛋白質平均含氮為16克，這些氮主要存在于蛋白質的()ACONH B游離的

12、氨基C游離的羧基 DR基答案A解析每個肽鍵都含有一個N原子，故蛋白質的N主要分布在肽鍵中。另外，每條肽鏈至少含有一個游離的氨基，少數(shù)氨基酸的R基上也含有N原子。拓展提升基因表達時，從信使RNA起始密碼子開始，兩個起始密碼子分別對應甲硫氨酸和纈氨酸，即蛋白質中的第一個氨基酸是這兩種中的一個，所以可以推測絕大多數(shù)蛋白質含“S”元素，但并非所有的蛋白質都含“S”。所以基本元素為C、H、O、N，特征元素為“S”，且S一定存在于R基上。題組二蛋白質的相關計算3(2010·安慶模擬)某蛋白質由3條多肽鏈、N個氨基酸組成，下列關于該蛋白質說法正確的是()A形成該蛋白質時產生了N個水分子B該蛋白質中

13、至少含有N個肽鍵C該蛋白質中至少含有3個游離的羧基D合成該蛋白質至少需要20種氨基酸答案C解析形成該蛋白質時，產生水分子數(shù)為N3，含有N3個肽鍵。至少含有的游離的羧基數(shù)肽鏈條數(shù)3。4(2011·連云港月考)下列關于氨基酸和蛋白質的敘述，錯誤的是()A甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，則它的分子式是C5H11O2NSB酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異是由R基的不同引起的Cn個氨基酸共有m個氨基，則這些氨基酸縮合成的一個多肽中的氨基數(shù)必為mnD甜味肽的分子式為C13H16O5N2，則甜味肽一定是一種二肽答案C解析A正確，根據(jù)氨基酸的結構通式，畫出甲硫氨酸的結構式，不難得

14、出答案；B正確，R基不同決定了不同氨基酸的結構和功能特性的不同；C錯誤，多肽中的氨基數(shù)R基中的氨基數(shù)肽鏈數(shù)；D正確，含有2個N原子的肽鏈，只能是二肽。5分析多肽E和多肽F得到以下結果(單位：個)元素或基團CHON氨基羧基多肽E201348625332多肽F182294555461形成這兩種多肽的氨基酸的數(shù)目最可能是()選項ABCD多肽E1993405851多肽F1812815349答案D6(2011·泰州質檢)某蛋白質由n條肽鏈組成，氨基酸的平均分子量為a，控制該蛋白質合成的基因含b個堿基對，則該蛋白質的分子量約為()A.ab6b18n B.ab6bC(ba)×18 D.a

15、b(bn)×18答案D解析基因控制蛋白質的合成過程中，基因中堿基的數(shù)量與氨基酸的數(shù)量關系為61，即2b個堿基、b個氨基酸，組成蛋白質的氨基酸有b個，由n條多肽鏈組成，那么，此蛋白質中有(bn)個肽鍵及脫去的水分子數(shù)。此蛋白質的分子量為：b×a(bn)×18。方法技巧解答這種類型題目的常見方法技巧(1)明確氨基酸總數(shù)和肽鏈的條數(shù)。(2)計算肽鍵數(shù)。(3)根據(jù)失去的水分子數(shù)肽鍵數(shù)，算出失去水分子的相對分子質量。(4)相對分子質量的減少量必須考慮有沒有除水以外的其他分子的減少。題 號123456答 案題組三應用提升7狼體內有a種蛋白質，20種氨基酸；兔體內有b種蛋白質，

16、20種氨基酸。狼捕食兔后，狼體內的一個細胞中含有的蛋白質和氨基酸種類最可能是()Aab,40 Ba,20 C大于a,20n D小于a,20答案D解析狼捕食兔后，經過消化吸收，蛋白質以氨基酸的形式進入狼體內，所以狼體內的蛋白質并不會增加。由于細胞分化，基因選擇性地表達，每個細胞內含的蛋白質種類一定少于狼體內蛋白質種類的總數(shù)a。每個細胞中有多種蛋白質，需要多種氨基酸，由于狼體內共有20種氨基酸，因此，每個細胞中最多含有20種氨基酸。8(2011·揚州模擬)下列關于蛋白質和氨基酸的敘述，正確的是()A具有生物催化作用的酶都是由氨基酸組成的B高等動物能合成生命活動所需的20種氨基酸C細胞中氨

17、基酸種類和數(shù)量相同的蛋白質是同一種蛋白質D在胚胎發(fā)育過程中，基因選擇性表達，細胞會產生相應的蛋白質答案D解析生物酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸；20種氨基酸中的必需氨基酸，生物體不能合成；蛋白質的種類還與氨基酸的排列順序有關，所以A、B、C都不正確。9如圖所示，是在胰島B細胞中合成的，且與血糖調節(jié)有關；是一種淋巴因子，可干擾破壞病毒DNA在宿主細胞中的復制；由漿細胞合成分泌，且具有免疫作用；由垂體分泌，可促進蛋白質的合成和骨的生長。下列有關說法中正確的是()A結構的多樣性只與a有關B與四種物質合成、分泌有關的細胞器是核糖體、內質網、高爾基體和線粒體C四種物質分別為胰島素、干擾素、抗體、抗

18、利尿激素D與腎上腺素具有協(xié)同作用，均在特異性免疫中發(fā)揮作用，的分泌體現(xiàn)了生物膜的流動性答案B解析是胰島素，是干擾素，是抗體，是生長激素，故C錯；都是蛋白質，其結構多樣性與氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及多肽形成的空間結構有關，故A錯；腎上腺素升高血糖濃度，胰島素降低血糖濃度，故D錯。102007年7月25日，加拿大食品檢疫局公布第10例瘋牛病調查報告。報告認為，這起病例是由于使用受污染飼料所致。瘋牛病病毒(朊病毒)是不同于細菌和病毒的生物形式，只含畸形蛋白質，沒有(不利用)DNA或RNA進行復制，而是利用正常細胞中與其氨基酸排列順序一致的蛋白質進行復制。下列方法中可以用來檢測飼料中是否含有朊病毒

19、的是()A用雙縮脲試劑檢測牛飼料中的提取液B用DNA探針檢測牛飼料的提取液C提取牛飼料中的蛋白質，然后進行氨基酸測序，看是否與朊病毒的氨基酸序列相同D以上方法均不可取答案D解析從題干中知：“只含畸形蛋白質，沒有(不利用)DNA或RNA進行復制”可排除B；由“利用正常細胞中與其氨基酸排列順序一致的蛋白質進行復制”可排除C；朊病毒和飼料中均含蛋白質，排除A。11(2011·南京模擬)已知某種動物激素是一種鏈狀“十九肽”，其分子式可表示為CxHyOzNwS(z22，w20)，經測定，其徹底水解的產物只有以下五種氨基酸：請回答下列問題：(1)一個該“十九肽”分子徹底水解后可產生_個賴氨酸，_

20、個天冬氨酸。(2)寫出由天冬氨酸和賴氨酸形成的二肽的化學式：_(由天冬氨酸提供羧基)。(3)該激素從合成到發(fā)揮作用，需要_等細胞器參與。(4)控制該激素合成的基因上至少有_個嘧啶堿基。答案(1)w19(z20)/2(2) (3)核糖體、內質網、高爾基體和線粒體(4)57解析(1)分析組成此“十九肽”的氨基酸結構，發(fā)現(xiàn)只有賴氨酸含有兩個氨基，其余的氨基酸都只含有一個氨基，因此分子式中所有的N原子個數(shù)減去氨基酸的個數(shù)就是賴氨酸的個數(shù)；五種氨基酸中只有天冬氨酸的R基中含有一個羧基，除R基外，多肽鏈中含有20個氧原子，R基中含有(z20)個氧原子，天冬氨酸的一個R基中含2個氧原子，因此(z20)/2即

21、為天冬氨酸的個數(shù)。(2)寫二肽的化學式時要注意R基中的NH2和COOH不參與肽鍵形成。(3)對于蛋白質來說，核糖體是合成場所，內質網是加工場所，高爾基體與加工分泌有關，線粒體提供能量。(4)轉錄翻譯過程中，基因中堿基個數(shù)mRNA堿基個數(shù)氨基酸個數(shù)631，十九肽共十九個氨基酸，基因中至少有堿基114個，嘧啶個數(shù)是堿基數(shù)的一半，為57個。12(2010·濟南一模)材料一2008年9月11日，三鹿公司承認三鹿奶粉受三聚氰胺污染，并發(fā)布召回三鹿問題奶粉的聲明。三聚氰胺，分子式為C3H6N6，是一種重要的氮雜環(huán)有機化工原料，低毒。動物長期攝入三聚氰胺會對生殖、泌尿系統(tǒng)造成損害，膀胱、腎部結石，并可進一步誘發(fā)膀胱癌。材料二食品工業(yè)中常常需要檢測蛋白質的含量，但是直接測量蛋白質的含量在技術上比較復雜，成本較高，不適合大范圍推廣，所以業(yè)界常常使用一種叫做“凱氏定氮法”的方法，即通過測定食品中氮原子的含量來間接推算蛋白質的含量。根據(jù)上述材料，回答下列問題：(1)從化學組成上看，三聚氰胺與蛋白質含有的共同元素有_，后者的基本組成單位的結構通式為_。(2)材料二中所述的檢測辦法有個弱點，即只要在