生物第2章 组成细胞的分子 第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质 必修1.ppt

第2节 生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质的结构与功能种类数目排列顺序空间结构运输催化免疫判断正误1判断下列有关氨基酸说法的正误：(1)组成蛋白质的氨基酸分子约有 20 种，有些氨基酸是人体细胞不能合成的。()(2)含有两个肽键的化合物称作二肽。(3)分子量最大的氨基酸是甘氨酸。()(4)所有氨基酸中一定含有 C、H、O、N 四种元素。()(5)并非所有氨基酸都是人体必需的，如甘氨酸等是非必需氨基酸。()答案：2判断有关蛋白质多样性说法的正误：(1)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质。()(2)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。()(3)蛋白质是生物体主要的能源物质。(4)有些蛋白质是染色体的组成成分。()(5)有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，蛋白质肽链的)盘曲和折叠被解开时，其特定功能会发生改变。(答案：考点一氨基酸的结构考点梳理高考探究考向氨基酸的结构典例1在氨基酸脱水缩合的过程中，氨基酸分子之间形成的化学键叫肽键。下列各项中的结构式能正确表示肽键的是()ANHCOBNOCHCNH2CHDNHCH2解析由脱水缩合反应可知羧基(COOH)与氨基(NH2)脱去 1 分子水后形成的部分是NHCO，是连接两个氨基酸分子的化学键，即肽键。答案A考向预测1(2016 年黑龙江哈尔滨月考)下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是()A氨基酸的不同就是 R 基的不同B每种蛋白质均含 20 种氨基酸C细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质D氨基酸作为基本的组成物质，人体都可以自己合成答案：A2(2016 年河北邯郸模拟)层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链()和两条轻链(1、2)经二硫键交联而成，外形呈十字形。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是()BDA.答案：DC考点二蛋白质的合成过程及相关计算考点梳理1蛋白质的合成(1)合成过程说明：一条肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端，其余的氨基和羧基位于 R 基中。多肽与蛋白质的最重要的区别是蛋白质具有更复杂的空间结构。如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶等分泌蛋白，参与合成该蛋白质的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(2)肽键的形成说明：H2O 中的 H 来自COOH 中的 H 和NH2 中的 H，而 O 则只来自COOH 中的 O。(3)二硫键的形成说明：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(“SS”)是由 2 个“SH”形成的，形成过程中要脱去 2 个氢。故计算蛋白质相对分子质量时除减去 H2O 的相对分子质量外，若已知含二硫键，还应考虑减去合成二硫键时脱去的 H 的相对分子质量。上图为胰岛素分子形成3 个二硫键的情况。2蛋白质合成过程中的相关计算(1)蛋白质中氨基酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键数、脱水数及蛋白质的相对分子质量的计算：可将肽链看作“C”与“CONH”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着R基 和 H，在 肽 链 的 两 端 分 别 是 游 离 的“NH2”和“COOH”，如下图所示结合上面的示意图，可以得出如下规律缩合时脱去的水分子数肽键数氨基酸数肽链数。蛋白质中游离的氨(羧)基数肽链数R 基上的氨(羧)基数各氨基酸中氨(羧)基的总数肽键数。蛋白质的相对分子质量氨基酸总相对分子质量(氨基酸个数氨基酸平均相对分子质量)失去水的相对分子质量(18脱去的水分子数)。(2)多肽中各原子数的计算：氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。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。而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。碳原子数氨基酸的分子数2R 基上的碳原子数。氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2。氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。氮原子数肽链数肽键数R 基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总数。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的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。(3)DNA(基因)、mRNA 上碱基数目与氨基酸数目之间的关系由此可见，蛋白质中氨基酸数目1/3 mRNA 碱基数目1/6 DNA(或基因)碱基数目(不考虑终止密码子等)。利用N、O 原子数目解决蛋白质的相关计算(1)当氨基酸的R 基中不含有NH2 时，N 原子的数量就代表着氨基酸的数量。(2)当氨基酸的R 基中不含有COOH 时，O 原子的数量减1 代表的就是氨基酸的数量。(3)当氨基酸的R 基中含有NH2 时，则N 原子数减去R基中氨基个数即为氨基酸的数量。(4)当氨基酸的R 基中含有COOH 时，则O 原子数减去R基上羧基中的氧原子数再减1，即为氨基酸的个数。高考探究考向蛋白质的合成过程及相关计算典例 2(2017 年江苏卷)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是()A-鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有 8 个肽键B蛋白质是由 2 条或 2 条以上多肽链构成的C蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的D变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应解析环状八肽由 8 个氨基酸脱水缩合形成，肽键数与氨基酸数相等，都是 8 个，A 正确；蛋白质具有多样性，可能由1 条多肽链构成，也可能由 2 条或 2 条以上多肽链构成，B 错误；蛋白质变性是指蛋白质的空间结构被破坏，肽键没有断裂，C 错误；变性蛋白质含有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，D 错误。答案A考向预测3某多肽链为一百九十九肽，其分子式为 CxHyNaObS2(a199、b200)，并且由下列 5 种氨基酸组成。那么该多肽链彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数为()Aa199、(b200)/2Ca199、(b199)/2Ba200、b200Da200、(b200)/2解析：从题意知该多肽为一百九十九肽，含有 198 个肽键；又知该多肽分子式为 CxHyNaObS2，其中 N 有 a 个，O 有 b 个；1 个赖氨酸中有 2 个氨基，则赖氨酸的个数为 a199；同时 1个天冬氨酸中有 2 个羧基，设该肽链中天冬氨酸数目为 z，则4z2(199z)198b，解得 z(b200)/2。答案：A4(2017 年浙江温州十校联合体质检)如图甲、乙为组成生物体的相关化合物，乙为一个由、三条多肽链形成的蛋白质分子，共含 271 个氨基酸，图中每条虚线表示由两个巯基(SH)脱氢形成一个二硫键(SS)。下列相关叙述错误的是()甲乙A甲为组成乙的基本单位，且乙中含有 20 种不同的甲B由不同的甲形成乙后，相对分子质量比原来少了 4832C甲形成乙的场所在细胞质、线粒体、叶绿体中均存在D如果甲中的 R 为 C3H5O2，则由两分子甲形成的化合物中含有 16 个 H 原子解析：甲为氨基酸，乙为蛋白质，构成蛋白质的氨基酸约有 20 种，但具体到某一种蛋白质可能会出现少于 20 种的情况，A 错误；依题可知，该蛋白质在形成时，共脱去(2713)个水分子，形成的 4 个二硫键共脱去 8 个氢，因此减少的相对分子质量为 18(2713)244 832，B 正确；核糖体在细胞质、线粒体、叶绿体中均存在，C 正确；如果甲中的 R 为 C3H5O2，则甲的分子式为 C5H9O4N，两分子甲脱水缩合形成的二肽共有H 原子个数为 921216，D 正确。答案：A5(2017 年陕西西安一模)某五十肽共有天冬氨酸(R 基团为CH2COOH)5 个，现去掉其中的天冬氨酸得到 4 条长短不)等的多肽(如图)。下列有关该过程的叙述中，错误的是(AO 原子数目减少 10 个BC 原子数目减少 20 个C氨基数目增加 3 个，羧基数目减少 2 个D肽键数目减少 8 个解析：根据图可知，天冬氨酸的位置是第 1、9、20、40,50，要水解这 5 个氨基酸，需要破坏 8 个肽健，所以肽键数目减少8 个，同时水解 8 个肽键，需要 8 个水分子，同时脱去了 5 个天冬氨酸，1 个天冬氨酸含有 4 个 O，所以 O 原子数目减少 20812(个)，A 错误，D 正确；天冬氨酸的位置是第 1、9、20、40,50,1 个天冬氨酸含有 4 个 C，去除 5 个天冬氨酸后，形成短肽后 C 原子减少 20 个，B 正确；天冬氨酸 R 基含有 1 个羧基，水解后，1 条肽链变为 4 条肽链，每条肽链两端各增加 1 个氨基和羧基，因此形成的短肽至少有 4 个氨基和 4 个羧基，所以氨基增加 3 个，而羧基数目减少 532(个)，C 正确。答案：A6下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图 1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽键放大图(图 2)，请据图判断下列叙述中，不正确的是()A该蛋白质中含有 2 条肽链，49 个肽键B图 2 中含有的 R 基是C从图 2 可推知该蛋白质至少含有 4 个游离的羧基D该蛋白质合成时质量减少了 882解析：根据图 1 我们可以看到该蛋白质有 2 条链，一条链有 21 个氨基酸，其中肽键数有 21120(个)，另外一条链上有 30 个氨基酸，其中肽键数有 30129(个)，那么总共有的肽键数是 202949(个)，A 正确；图 2 中的是肽键，R 基是，B 正确；根据图 2 我们可以看到该部分肽链上 R 基中含有 2 个羧基，再加上每条链的两端之一有 1 个羧基，所以合在一起有 4 个游离的羧基，C 正确；减少的是脱去的水分子的总质量和形成二硫键脱去的氢的质量，(21302)1832888，D 错误。答案：D7回答下列有关蛋白质的问题：(1)下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：脑啡肽是由 5 个氨基酸失去 4 分子的水形成的，这样的反应叫_。该化合物中有_个羧基。脑啡肽分子是由_种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是_。(2)一些大分子蛋白质的结构非常复杂，高温、X 射线、强酸、强碱、重金属盐等会引起蛋白质变性，其原因主要是蛋白质的_遭到破坏。(3)现有 800 个氨基酸，其中氨基总数为 810 个，羧基总数为 808 个，由这些氨基酸合成的含有 2 条肽链的蛋白质，共有_ 个 肽 键 和 _ 个 氨 基，至少含有的O个数是_。解析：(1)该多肽化合物仅在最右端有一个羧基，肽键中的“CO”不能算作羧基。氨基酸种类的区分应该以 R 基的确认、区分为突破口，左数第 2、3 个氨基酸的 R 基均为“H”，应属于同一种氨基酸，另有 3 种不同的 R 基，故共有 4 种氨基酸。(2)一般情况下，高温等破坏的是蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，而不是肽键受到破坏。(3)800 个氨基酸中有 810 个氨基、808 个羧基，说明 R 基上有 10 个氨基、8 个羧基。800个氨基酸合成 2 条肽链，共形成 798 个肽键，每条肽链上一端游离 1 个氨基，一端游离 1 个羧基。两条肽链上共有 2 个游离的氨基，再加上 R 基上的 10 个氨基，共计 12 个氨基。同样可计算出游离着 10 个羧基，每个羧基中有 2 个 O，798 个肽键中共有 798 个 O，因此，该蛋白质中共有 818 个 O。答案：(1)脱水缩合 1 4 R 基不同(2)空间结构(3)798 12 818分析角度具体解释蛋白质本身氨基酸的数量、种类、排列顺序及肽链空间结构结构多样性功能多样性遗传物质千变万化的碱基对排列顺序遗传信息的多样性蛋白质的多样性生物进化千变万化的环境条件通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质个体的多样性和蛋白质的多样性考点三蛋白质结构和功能多样性的原因分析考点梳理分析角度具体解释图示（续表）高考探究考向蛋白质结构和功能的多样性典例 3(2017 年海南卷)下列有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是()A蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B数量相同的 5 种氨基酸可以组成不同的多肽链C将抗体溶于 NaCl 溶液中会造成其生物活性的丧失D氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构解析蛋白质的功能主要取决于组成其的氨基酸数目、种类、排列顺序及形成其的空间结构，A 正确。数量相同的 5 种氨基酸可以有多种组合方式且形成长度不同的多肽链，B 正确。在质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液(生理盐水)中，抗体将保持其活性，C 错误。氨基酸序列相同的多肽链折叠方式可不同，形成的蛋白质空间结构不同，D 正确。答案C考向预测8下列关于蛋白质结构和功能的叙述中，错误的是()A不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺序不同，而且各自具有独特的空间结构B蛋白质之所以具有多种生理功能，是因为它具有多种多样的结构C蛋白质的多样性也是长期进化的结果D开水煮沸鸡蛋清，不仅破坏了其中蛋白质的空间结构，而且破坏了氨基酸之间的肽键解析：开水煮沸鸡蛋清，只破坏了其中蛋白质的空间结构，D 错误。答案：D9(2017 年湖南衡阳模拟)下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法，正确的是()A蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质C有些蛋白质具有防御功能，如抗体；有些蛋白质具有传递信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性D蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性解析：蛋白质的多样性与肽链折叠形成的空间结构有关，而不是氨基酸的空间结构；具有催化功能的是酶，绝大多数酶是蛋白质，少数是 RNA；蛋白质具有防御、信息传递等功能，而抗体只能与特异性抗原相结合，受体只能与特定的信号分子结合，它们都具有专一性；蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。答案：C10催产素、血管舒张素都是含有 9 个氨基酸的多肽分子，但生理功能不同。其主要原因可能是多肽的()氨基酸种类不同氨基酸排列顺序不同氨基酸缩合方式不同在细胞内合成的场所不同ABCD解析：催产素、血管舒张素都是含有 9 个氨基酸的多肽分子，但生理功能不同，这是由二者结构不同造成的。催产素、血管舒张素虽然都含有 9 个氨基酸，但是氨基酸的种类和排列顺序可能不同；氨基酸形成蛋白质的脱水缩合方式和合成场所是相同的。答案：A11(2017 年广东惠州模拟)下列关于蛋白质的叙述，错误的是()A细胞凋亡过程中只有蛋白质的分解没有蛋白质的合成B某些基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状C高温处理后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应D生物膜的功能取决于膜蛋白的种类和数量解析：细胞凋亡过程中既有蛋白质的分解，也有蛋白质的合成，A 错误；基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，也可以通过控制酶的合成控制代谢，从而控制生物的性状，B 正确；高温处理后的蛋白质，空间结构发生了改变，但是肽键没有被破坏，所以仍然可以与双缩脲试剂产生紫色反应，C 正确；生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其中蛋白质的种类和数量决定其功能的复杂程度，D 正确。答案：A