第3講　生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)

1、.走近細(xì)胞與細(xì)胞的分子組成第3講生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)考試說(shuō)明 蛋白質(zhì)的構(gòu)造和功能。􀎮考點(diǎn)一蛋白質(zhì)的構(gòu)造和功能􀎯1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸及其種類(lèi)圖1-3-12.多肽與蛋白質(zhì)的構(gòu)造及其多樣性圖1-3-21元素組成主要:a。 2根本單位:b。 3過(guò)程有水產(chǎn)生的原因是。 4肽鍵可表示為。直鏈多肽中b的數(shù)目與c的數(shù)目的關(guān)系是。 5d表示的是。 3.蛋白質(zhì)的功能將以下實(shí)例與相應(yīng)的蛋白質(zhì)功能連接起來(lái)連線。實(shí)例功能肌肉、毛發(fā)等a免疫功能血紅蛋白b調(diào)節(jié)作用抗體 c催化作用胰島素 d運(yùn)輸作用唾液淀粉酶 e細(xì)胞和生物體的構(gòu)造蛋

2、白理性思維1.歸納與概括 頭發(fā)和肌肉的主要成分均為蛋白質(zhì),但功能相差極大,從氨基酸角度分析,原因是什么?2.模型與建模 請(qǐng)用集合圖的形式表示蛋白質(zhì)、酶、激素、抗體、載體之間的關(guān)系。科學(xué)探究 在“探究添加皮革蛋白粉的飼料對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的影響的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)中選擇的大鼠假設(shè)干,隨機(jī)均分為A、B兩組,分籠飼養(yǎng);其中A組大鼠每天都飼喂適量普通飼料,B組大鼠每天飼喂。 1.蛋白質(zhì)的構(gòu)造層次及其多樣性圖1-3-31氨基酸的脫水縮合過(guò)程:一個(gè)氨基酸分子中的氨基NH2和另一個(gè)氨基酸分子中的羧基COOH相連接,同時(shí)脫去一分子水。二肽形成例如,如圖1-3-3所示。肽鍵:連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵可表示為CO

3、NH。2蛋白質(zhì)的構(gòu)造層次圖1-3-4肽的名稱(chēng)確定:一條多肽鏈由幾個(gè)氨基酸分子構(gòu)成就稱(chēng)為幾肽。H2O中各元素的來(lái)源:H來(lái)自COOH和NH2,O來(lái)自COOH。一條肽鏈上氨基數(shù)或羧基數(shù)確實(shí)定:一條肽鏈上至少有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基,分別位于肽鏈的兩端;其余的氨基或羧基在R基上。易錯(cuò)警示1煮熟的食物易被人體消化,是因?yàn)楦邷仄茐牧说鞍踪|(zhì)的空間構(gòu)造,肽鏈變得松散,易被蛋白酶分解。2高溫、過(guò)酸、過(guò)堿、重金屬鹽,都會(huì)使蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造發(fā)生不可逆的變化,但低溫不會(huì)。3酒精、加熱、紫外線方法消毒、殺菌的原理是使細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性。2.蛋白質(zhì)的構(gòu)造多樣性決定其功能多樣性圖1-3-5易錯(cuò)警示與蛋白質(zhì)有關(guān)問(wèn)

4、題的分析1導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)造多樣性的原因有四個(gè),并非同時(shí)具備才能確定兩個(gè)蛋白質(zhì)分子構(gòu)造不同,而是只要具備其中的一點(diǎn),這兩個(gè)蛋白質(zhì)分子的構(gòu)造就不同。2由于基因的選擇性表達(dá),同一生物的不同細(xì)胞中的蛋白質(zhì)種類(lèi)和數(shù)量會(huì)出現(xiàn)差異。3絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA;激素中,有些是蛋白質(zhì),例如胰島素,有些不是蛋白質(zhì),例如性激素。角度1考察氨基酸種類(lèi)及構(gòu)造特點(diǎn)1.圖1-3-6是三種組成蛋白質(zhì)的氨基酸的構(gòu)造式,據(jù)圖分析,以下表達(dá)不正確的選項(xiàng)是 甲 乙丙圖1-3-6A.圖中三種氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OHB.將這三種氨基酸足量置于適宜條件下,經(jīng)脫水縮合形成的三肽化合物最多有27種C.甲是最簡(jiǎn)單的氨基酸

5、D.含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基的化合物都是組成蛋白質(zhì)的氨基酸技法提煉“兩看法判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸角度2考察蛋白質(zhì)構(gòu)造及多樣性 2.蛋白質(zhì)的構(gòu)造和功能是多種多樣的,以下有關(guān)表達(dá)中,不正確的選項(xiàng)是A.蛋白質(zhì)功能的多樣性是由蛋白質(zhì)構(gòu)造的多樣性決定的B.蛋白質(zhì)的構(gòu)造多樣性與組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目、種類(lèi)、排列順序的不同有關(guān)C.低溫和高溫都可能使蛋白質(zhì)功能發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變D.蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者3.2019·遼寧大連模擬 圖1-3-7是某一多肽鏈的分子構(gòu)造式,據(jù)圖分析,以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是圖1-3-7A.是氨基,是羧基 B.該肽鏈中只有一個(gè)肽鍵,是C.該肽鏈中的R基有 D.該多肽形成時(shí)失

6、去了兩分子水易錯(cuò)提醒蛋白質(zhì)構(gòu)造的3點(diǎn)提醒1不要將氨基寫(xiě)為NH2或NH3;不要將羧基寫(xiě)為或COOH;也不要將肽鍵寫(xiě)為CONH或。2氨基酸數(shù)目氨基酸種類(lèi):組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸數(shù)目可能成百上千,但構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸種類(lèi)約有20種。3多肽蛋白質(zhì):在核糖體上經(jīng)脫水縮合形成的多肽往往沒(méi)有生物活性,由一條或多條肽鏈通過(guò)一定化學(xué)鍵如二硫鍵等盤(pán)曲、折疊形成具有復(fù)雜空間構(gòu)造的蛋白質(zhì)才能行使特定功能。角度3結(jié)合生活理論綜合考察蛋白質(zhì)的功能4.2019·福建卷 人體內(nèi)含有多種多樣的蛋白質(zhì),每種蛋白質(zhì)A.都含有20種氨基酸B.都是在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用C.都具有一定的空間構(gòu)造D.都能催化生物化學(xué)反響5.20

7、19·成都七中模擬 HSP是機(jī)體細(xì)胞受高溫刺激后合成的一類(lèi)熱休克蛋白。該蛋白可發(fā)揮如圖1-3-8所示的作用,以保護(hù)機(jī)體細(xì)胞不受破壞。圖中HSP所起的作用是圖1-3-8A. 促進(jìn)肽鍵的形成 B. 抑制氨基酸脫水縮合C. 促使肽鏈形成空間構(gòu)造 D. 維持蛋白質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性題后歸納各類(lèi)蛋白質(zhì)的功能名稱(chēng)分布功能大多數(shù)酶細(xì)胞內(nèi)外催化作用載體蛋白細(xì)胞膜運(yùn)輸某些物質(zhì)如離子、氨基酸等通道蛋白細(xì)胞膜水、K+、Na+等的運(yùn)輸通道某些激素如生長(zhǎng)激素、胰島素內(nèi)環(huán)境中調(diào)節(jié)生命活動(dòng)抗體內(nèi)環(huán)境中免疫作用血紅蛋白紅細(xì)胞內(nèi)主要是運(yùn)輸O2和部分CO2糖蛋白細(xì)胞膜外表保護(hù)、光滑、識(shí)別等作用構(gòu)造蛋白細(xì)胞膜、肌細(xì)胞等構(gòu)成細(xì)胞和

8、生物體的成分􀎮考點(diǎn)二蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算􀎯1.蛋白質(zhì)中游離氨基數(shù)或羧基數(shù)的計(jì)算1至少含有的游離氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)。2游離氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)。2.蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和脫去的水分子數(shù)的關(guān)系1肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)。2蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量-脫去的水分子數(shù)×18。肽鏈數(shù)氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)脫去的水分子數(shù)多肽鏈相對(duì)分子質(zhì)量氨基數(shù)羧基數(shù)1條mm-1m-1ma-18m-1至少1個(gè)至少1個(gè)n條mm-nm-nma-18m-n至少n個(gè)至少n個(gè)注:氨基酸的平均

9、相對(duì)分子質(zhì)量為a。3.與蛋白質(zhì)中的氮原子數(shù)、氧原子數(shù)相關(guān)的計(jì)算1由于R基上的碳原子數(shù)不好確定,且氫原子數(shù)較多,因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)為打破口,計(jì)算氨基酸的分子式或氨基酸個(gè)數(shù)最為簡(jiǎn)便。2氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)。3氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)-脫去的水分子數(shù)。角度1直鏈肽的相關(guān)計(jì)算1.2019·浙江溫州質(zhì)檢 圖1-3-9如圖1-3-9所示,甲、乙為組成生物體的相關(guān)化合物,乙為一個(gè)由、三條多肽鏈形成的蛋白質(zhì)分子,共含271個(gè)氨基酸,圖中每條虛線表示由兩個(gè)巰基SH脫氫形成一個(gè)二硫鍵SS。以下相關(guān)表達(dá)

10、錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.甲為組成乙的根本單位,且乙中含有20種不同的甲B.由不同的甲形成乙后,相對(duì)分子質(zhì)量比原來(lái)少了4832C.甲形成乙的場(chǎng)所在細(xì)胞質(zhì)、線粒體、葉綠體中均存在D.假如甲中的R為C3H5O2,那么由兩分子甲形成的化合物中含有16個(gè)H歸納提煉分析“碳骨架,確定氨基酸的種類(lèi)和數(shù)目的策略當(dāng)題目中給出肽鏈的構(gòu)造簡(jiǎn)式時(shí),首先找出“中心碳原子和“CONH交替連接構(gòu)成的“根本骨架,然后在肽鍵中間“斷開(kāi),即可數(shù)出氨基酸的個(gè)數(shù),通過(guò)比較R基的種類(lèi)數(shù)可得出氨基酸的種類(lèi)數(shù)。角度2環(huán)狀肽的相關(guān)計(jì)算2.2019·江蘇卷 以下關(guān)于肽和蛋白質(zhì)的表達(dá),正確的選項(xiàng)是A.-鵝膏蕈堿是一種環(huán)狀八肽,分子中含有8 個(gè)

11、肽鍵B.蛋白質(zhì)是由2 條或2 條以上多肽鏈構(gòu)成的C.蛋白質(zhì)變性是由于肽鍵的斷裂造成的D.變性蛋白質(zhì)不能與雙縮脲試劑發(fā)生反響題后拓展1環(huán)狀肽的構(gòu)造與計(jì)算環(huán)狀肽如圖1-3-10所示:圖1-3-10根據(jù)圖示可知,肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)由于環(huán)狀肽首尾氨基酸彼此相連,故形成一個(gè)環(huán)狀肽時(shí),比形成一條直鏈肽要多脫去一個(gè)水分子。2在蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算中,假設(shè)通過(guò)圖示或其他形式告知蛋白質(zhì)中含有二硫鍵時(shí),要考慮脫去的氫的質(zhì)量,每形成一個(gè)二硫鍵,脫去2個(gè)H。角度3利用原子守恒法進(jìn)展蛋白質(zhì)的計(jì)算3.有一條多肽鏈,分子式為CxHyOpNqS,將它徹底水解后,只得到如圖1-3-11所示的四種氨基酸。分析推

12、算可知,水解得到的氨基酸個(gè)數(shù)為半胱氨酸丙氨酸賴(lài)氨酸 苯丙氨酸圖1-3-11A.q+1 B.p-1C.q-2 D.p+1􀎮歷年真題明考向􀎯1.2019·海南卷 有關(guān)蛋白質(zhì)構(gòu)造與功能的表達(dá),錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造有關(guān)B.數(shù)量一樣的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈C.將抗體溶于NaCl溶液中會(huì)造成其生物活性的喪失D.氨基酸序列一樣的多肽鏈可折疊成不同的空間構(gòu)造2.2019·江蘇卷 蛋白質(zhì)是決定生物體構(gòu)造和功能的重要物質(zhì)。以下相關(guān)表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的載體都是蛋白質(zhì)B.氨基酸之間脫水縮合

13、生成的H2O中,氫來(lái)自于氨基和羧基C.細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時(shí),通常需要另一種蛋白質(zhì)的參與D.蛋白質(zhì)的根本性質(zhì)不僅與碳骨架有關(guān),而且也與功能基團(tuán)相關(guān)3.2019·上海卷 一條由39個(gè)氨基酸形成的環(huán)狀多肽,其中有4個(gè)谷氨酸R基為CH2CH2COOH,那么該多肽A.有38個(gè)肽鍵B.可能沒(méi)有游離氨基C.至少有5個(gè)游離羧基D.至多有36種氨基酸4.2019·海南卷 關(guān)于生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的表達(dá),錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸B.有些氨基酸不能在人體細(xì)胞中合成 C.氨基酸分子之間通過(guò)脫水縮合形成肽鍵D.不同氨基酸之間的差異是由R基引起的 5.2019·上海

14、卷 生物體中的某種肽酶可水解肽鏈末端的肽鍵,導(dǎo)致A.蛋白質(zhì)分解為多肽鏈B.多肽鏈分解為假設(shè)干短肽C.多肽鏈分解為氨基酸D.氨基酸分解為氨基和碳鏈化合物第3講生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)考點(diǎn)一【知識(shí)梳理】1.C、H、O、N氨基羧基同一個(gè)碳原子上非必需必需2.1C、H、O、N2氨基酸3氨基酸脫水縮合形成多肽4NHCO直鏈多肽中肽鍵的數(shù)目=氨基酸的數(shù)目-肽鏈的數(shù)目5功能多樣性3.-e-d-a-b-c理性思維1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序不同。2. 科學(xué)探究身體安康、發(fā)育正常、體重一樣等量的添加皮革蛋白粉的飼料【命題角度】1.D解析 構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,并且都有一個(gè)

15、氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。氨基酸的不同取決于R基的不同,甲、乙、丙的R基依次為H、CH3、CH2OH,所以甲是最簡(jiǎn)單的氨基酸,這三種氨基酸足量脫水縮合形成的三肽有33=27種。2.C解析 蛋白質(zhì)構(gòu)造多樣性決定其功能多樣性,A正確;蛋白質(zhì)的構(gòu)造多樣性與構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類(lèi)、數(shù)目、排列順序和肽鏈形成的空間構(gòu)造有關(guān),B正確;高溫會(huì)改變蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變,但是在低溫下蛋白質(zhì)功能受到抑制,其空間構(gòu)造沒(méi)有發(fā)生改變,可以逆轉(zhuǎn),C錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者和表達(dá)者,D正確。3.B解析 分析題圖可知,為氨基,為羧基,A正確;該多肽鏈中共有2個(gè)肽鍵,B錯(cuò)誤;該肽鏈

16、中的R基有3個(gè),為題圖中,C正確;該多肽鏈中有2個(gè)肽鍵,形成時(shí)失去兩分子水,D正確。4.C解析 此題考察蛋白質(zhì)的組成、構(gòu)造及功能的相關(guān)知識(shí)。分析題意可知,組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種,但并不是每種蛋白質(zhì)都含有20種氨基酸,A項(xiàng)錯(cuò)誤。蛋白質(zhì)并不是都在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用,如唾液淀粉酶在細(xì)胞外可以發(fā)揮作用,B項(xiàng)錯(cuò)誤。蛋白質(zhì)都具有一定的空間構(gòu)造,C項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)并不都能催化生物化學(xué)反響,蛋白質(zhì)中的酶如唾液淀粉酶有催化生物化學(xué)反響的功能,而蛋白質(zhì)中的激素如胰島素只具有調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的功能,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.C解析 分析題圖可知,HSP能促進(jìn)多肽鏈轉(zhuǎn)變成蛋白質(zhì),即促使肽鏈形成空間構(gòu)造,C項(xiàng)正確,A、B、D三項(xiàng)均錯(cuò)誤。

17、 考點(diǎn)二【命題角度】1.A解析 題圖中甲為氨基酸通式,乙為蛋白質(zhì),構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種,但詳細(xì)到某一種蛋白質(zhì)可能會(huì)出現(xiàn)少于20種的情況,A錯(cuò)誤;依題意可知,該蛋白質(zhì)在形成時(shí),共脫去271-3個(gè)水分子,形成4個(gè)二硫鍵共脫去8個(gè)氫,因此減少的相對(duì)分子質(zhì)量為18×271-3+2×4=4832,B正確;核糖體在細(xì)胞質(zhì)、線粒體、葉綠體中均存在,C正確;假如甲中的R為C3H5O2,那么甲的分子式為C5H9O4N,兩分子甲脫水縮合形成的二肽共有H個(gè)數(shù)為9×2-1×2=16,D正確。2.A解析 環(huán)狀肽分子中肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)一致,A項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)可由1條多肽鏈構(gòu)成

18、,B項(xiàng)錯(cuò)誤。蛋白質(zhì)變性是其特定的空間構(gòu)象改變,肽鍵沒(méi)有斷裂,仍能與雙縮脲試劑發(fā)生反響,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.B解析 由題意可知,只有賴(lài)氨酸的R基上有氨基,多肽鏈分子式中的氮原子應(yīng)是肽鍵中的氮原子數(shù)+游離的氨基中的氮原子數(shù),因不知道賴(lài)氨酸有幾個(gè),故無(wú)法利用氮原子數(shù)來(lái)計(jì)算,氧原子數(shù)是肽鍵中的氧原子數(shù)+游離羧基中的氧原子數(shù),而題圖中的氨基酸R基都沒(méi)有羧基,故肽鍵數(shù)是p-2,氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)=p-2+1=p-1。歷年真題明考向1.C解析 蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造決定了它的理化性質(zhì)以及生物活性,A項(xiàng)正確。數(shù)量、種類(lèi)一樣的氨基酸排列順序不同,形成的肽鏈不同,B項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)在NaCl溶液中構(gòu)造不變,生物活性不

19、變,C項(xiàng)錯(cuò)誤。氨基酸序列一樣的多肽鏈折疊方式不同,會(huì)形成不同的空間構(gòu)造, D項(xiàng)正確。2.A解析 此題考察蛋白質(zhì)的構(gòu)造、種類(lèi)和功能。細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的載體是蛋白質(zhì),但細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的是tRNA,A項(xiàng)錯(cuò)誤。氨基酸之間脫水縮合形成的H2O中,氧都來(lái)自羧基,但氫一個(gè)來(lái)自氨基,一個(gè)來(lái)自羧基,B項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)水解需要水解酶,水解酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),C項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)的功能取決于它的構(gòu)造及成分,尤其是功能基團(tuán),D項(xiàng)正確。3.B解析 一條由39個(gè)氨基酸形成的環(huán)狀多肽,應(yīng)有39個(gè)肽鍵。因?yàn)楣劝彼岬腞基上沒(méi)有游離氨基,又不知其他的氨基酸上R基的情況,故該多肽可能沒(méi)有游離氨基。由于該多肽中含有4個(gè)谷氨酸,

20、故至少有4個(gè)游離羧基。組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸共有20種,故該多肽至多有20種氨基酸。4.A解析 甘氨酸是分子量最小的氨基酸,A錯(cuò)誤;氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸,必需氨基酸只能從食物中獲取,人體內(nèi)不能合成,B正確;氨基酸分子之間通過(guò)脫水縮合形成肽鍵,C正確;R基的不同決定了氨基酸之間的差異,D正確。5.C解析 酶具有專(zhuān)一性,蛋白酶將蛋白質(zhì)水解成多肽,根據(jù)題干信息,可知某種肽酶使肽鏈末端的肽鍵水解,這樣會(huì)得到一個(gè)氨基酸和一條肽鏈,這時(shí)肽鏈又出現(xiàn)新的末端肽鍵,再被水解,直到把多肽鏈全水解為氨基酸。1.2019·云南昆明一中模擬 蛋白質(zhì)是由氨基酸脫水縮合形成的大分子化合物,是細(xì)胞生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。以下有關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是A. 亮氨酸是相對(duì)分子質(zhì)