生命活动的主要承担者蛋白质学案.docx
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生命活动的主要承担者蛋白质学案
考点一 蛋白质的结构和功能
1．组成蛋白质的氨基酸及其种类
（1）组成元素：
______________，有的还含有________等。
（2）结构特点
①氨基和羧基的数量：
每个氨基酸至少有________氨基和________羧基。
②氨基和羧基的连接位置：
都有一个氨基和一个羧基连接在________________上。
③氨基酸不同的决定因素：
________的不同。
（3）种类：
约________种。
根据能否在人体内合成
2．蛋白质的结构及其多样性
（1）二肽的形成过程
①过程a名称：
____________，场所为__________。
②物质b名称：
________。
③结构c名称：
________，其结构简式为：
__________________________。
④H2O中各元素的来源：
H来自____________________，O来自__________。
⑤多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为________。
（2）蛋白质的结构层次
氨基酸
________
蛋白质
（3）蛋白质分子多样性的原因
①氨基酸
②多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的______________千差万别。
3．蛋白质的功能（连线）
[诊断与思考]
1．判断下列说法的正误
（1）具有氨基和羧基的化合物，不一定是构成蛋白质的氨基酸（ ）
（2）组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合（ ）
（3）脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽（ ）
（4）血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接（ ）
（5）蛋白质是生物体主要的能源物质（ ）
2．氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质吗？
为什么？
3．蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的生理功能吗？
4．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能是否发生改变，为什么？
题组一 组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断
1．（2015·西安模拟）关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是（ ）
A．氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成
B．组成蛋白质的氨基酸共有的结构是
C．每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
D．组成人体的氨基酸都在人体内合成
2．（2016·宜春模拟）下面是三种化合物的结构简式，下列有关三种化合物的叙述，错误的是（ ）
A．三种化合物可以用一个结构通式表示
B．三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基
C．三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D．三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
3．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是（ ）
A．C5H11O2NSB．C3H7S
C．C4H11O2SD．C5H10O2N
题组二 分析蛋白质的形成过程
4．朊病毒蛋白（PrP）有两种构象：
一种是PrPC，一种是PrPSC，其性质对比如下表：
项目
PrPC
PrPSC
空间结构
螺旋为主
折叠为主
溶解度
高
低
致病性
不致病
致病
肽链氨基酸排列顺序
相同
由此可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序以及它们表现出不同性质的原因分别是（ ）
A．不相同；溶解度不同
B．不相同；氨基酸组成的种类不同
C．相同；空间结构不同
D．相同；组成氨基酸的数量不同
5．（2015·福建六校联考）如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽（图中箭头表示切点）可转变成一分子的胰岛素（图中数字表示氨基酸序号）。
下列分析正确的是（ ）
A．胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水
B．胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
C．沸水浴时肽键断裂导致了胰岛素的生物活性丧失
D．理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能
题组三 蛋白质的功能判断
6．图示为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是（ ）
A．胃蛋白酶能使抗体失活
B．抗体的化学本质是蛋白质
C．木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质
D．胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶
7．下面的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种物质，下列有关Q的叙述，错误的是（ ）
A．Q可能位于细胞膜上 B．Q中可能含有硫元素
C．①不一定发生在细胞内 D．②必须依赖三磷酸腺苷
1．依据氨基酸的结构通式的两种计算
（1）依据：
氨基酸的结构通式可以简写为R—C2H4O2N，氨基酸分子式中各原子数等于R基中各原子数分别加上结构通式中C、H、O、N原子数。
（2）两种计算类型
①已知氨基酸分子式，推测R基的组成：
如某氨基酸分子式为C6H14O2N2，则R基为—C4H10N。
②已知R基，写出氨基酸的分子式：
丙氨酸的R基为—CH3，则丙氨酸的分子式为C3H7O2N。
2．蛋白质结构的4个易错点
（1）不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为COOH或COOH；也不要将肽键误写为CO—NH或CONH。
（2）煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。
（3）高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。
（4）酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。
考点二 蛋白质的相关计算
利用蛋白质结构图示完成相关计算
肽链
数目
氨基酸
数目
肽键
数目
脱去水
分子数
多肽的相对分子质量
氨基数目
羧基数目
1条
m
______
______
__________
至少个
至少个
n条
m
______
______
__________
至少个
至少个
注：
设氨基酸的平均相对分子质量为a。
题组一 多肽形成过程中的有关数量计算
1．下列有关图中所示多肽的叙述中，正确的是（ ）
A．由5个氨基酸缩合而成
B．有游离的氨基和羧基各1个
C．有4种不同的侧链基团
D．该多肽在形成过程中失去了3分子水
2．已知氨基酸的平均相对分子质量为128，测得某蛋白质的相对分子质量为5646，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数及其至少含有的游离的氨基数分别为（ ）
A．51个、1个、51个B．51个、2个、2个
C．51个、2个、51个D．44个、2个、2个
3．（2015·赣州期中联考）如图表示一个由153个氨基酸残基构成的蛋白质分子。
下列叙述正确的是（ ）
A．该分子中含有152个肽键
B．参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基，1个氨基酸含2个氨基
C．该分子中有1个氨基酸残基含硫
D．该分子彻底水解将产生153种氨基酸
4．如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”（巯基）构成的二硫键，其作用是连接两个相邻肽链。
若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（ ）
A．m,18m
B．（m－4），18（m－4）
C．（m－3），18（m－3）＋4
D．（m－2），18（m－2）＋4
题组二 利用原子守恒法完成蛋白质的计算
5．某蛋白质由m条肽链，n个氨基酸组成。
该蛋白质至少含氧原子的个数是（ ）
A．n－mB．n－2m
C．n＋mD．n＋2m
6．（2015·郑州质量预测）某50肽中有丙氨酸（R基为—CH3）4个，现脱掉其中的丙氨酸（相应位置如图所示），得到4条多肽链和5个氨基酸（脱下的氨基酸均以游离态正常存在）。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子
B．若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列
C．若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2O
D．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
7．（2014·湖南十二校一模）经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。
分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为（ ）
A．p－qB．q－p
C．p－q＋1D．q－p＋1
1．有关蛋白质分子计算的2点提醒
（1）若形成的多肽是环状：
氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。
（2）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。
2．利用原子守恒法计算肽链中的原子数
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。
氨基酸在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。
（1）碳原子数＝氨基酸分子数×2＋R基上的碳原子数。
（2）氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。
（3）氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
（4）氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
（5）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为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
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要语强记
1．组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2．脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子水的过程。
3．氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
4．组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别是蛋白质结构多样性的直接原因。
5．蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，具有催化、运输、免疫、信息传递等许多功能。
一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。
探究高考 明确考向
1．（2012·海南，1）关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是（ ）
A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸
B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成
C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键
D．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
2．（2015·福建，1）人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质（ ）
A．都含有20种氨基酸
B．都是在细胞内发挥作用
C．都具有一定的空间结构
D．都能催化生物化学反应
3．（2015·海南，11）关于蛋白质的叙述，错误的是（ ）
A．rRNA能参与蛋白质的生物合成
B．DNA和蛋白质是染色体的组成成分
C．人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质
D．核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用
4．（2011·北京，4）胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。
下列有关胰岛素的叙述，正确的是（ ）
A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关
D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素
5．（2012·上海，6）生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致（ ）
A．蛋白质分解为多肽链
B．多肽链分解为若干短肽
C．多肽链分解为氨基酸
D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物
6．（2013·上海，16）
某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成空间结构（如图）时，生成4个二硫键（—S—S—），若氨基酸平均分子量为125，则该蛋白质的分子量约为（ ）
A．13278B．13286C．13294D．15500
提醒：
完成作业 第3讲
答案解析
考点一 知识梳理
1．
（1）C、H、O、N P、S
（2）①一个 一个 ②同一个碳原子③R基
（3）20 必需 非必需
2．
（1）①脱水缩合 核糖体 ②二肽 ③肽键 —NH—CO—（或—CO—NH—） ④—COOH和—NH2 —COOH ⑤多肽
（2）多肽 （3）①a.种类 b．数目 c．排列顺序 ②空间结构
3．①—e ②—c ③—d ④—b ⑤—a
诊断与思考
1．
（1）√
（2）× （3）× （4）× （5）×
2．提示 不是；还决定于多肽链中氨基酸的排列顺序和多肽链形成的空间结构。
3．提示 对分泌蛋白来说不具有，还需内质网、高尔基体的加工和修饰。
4．提示 改变，蛋白质的结构决定其功能。
解题探究
1．B[氨基酸的结构通式为
，不同的氨基酸R基不同，因此共有的结构为
；甲硫氨酸中含有C、H、O、N、S五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成。
]
2．B [A正确，三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示；B错误，图中三种氨基酸共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”；C正确，双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键，氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应；D正确，三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1。
]
3．A [氨基酸分子通式为C2H4O2N—R，氨基酸分子式中各原子数等于R基上的各原子数加上结构通式中的相应原子数。
]
4．C[蛋白质结构不同是由于氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同所决定的，从表可知，这两种蛋白质的氨基酸排列顺序相同，故可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序是相同的；PrPC与PrPSC表现出不同的性质，如溶解度、致病性等，与蛋白质的空间结构不同有关。
]
5．D [从图中可以看出，保留的肽链中含有51（即30＋21）个氨基酸，所以肽键的数目＝51－2＝49（个），A项错误；胰岛素分子至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基，也可能含有更多的氨基和羧基（存在于R基上），B项错误；沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键，C项错误；因为合成一个胰岛素分子就要切去一段C肽，所以可以通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能，D项正确。
]
6．C[经木瓜蛋白酶或胃蛋白酶处理后，抗体中的部分化学键断裂，进而导致抗体失活；根据酶的专一性可知，抗体的化学本质为蛋白质；本实验不能得出两种酶的化学本质是蛋白质的结论；从图中信息可知，胃蛋白酶催化抗体水解时断裂的肽键数较多。
]
7．D [根据过程①知Q可能是酶，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，可能含有S元素；过程②说明Q可能是细胞膜上的载体蛋白；过程③说明Q可能是抗体。
酶促反应在细胞内外均可发生，如唾液淀粉酶；物质跨膜运输不一定依赖ATP，如协助扩散，故选D。
]
考点二 知识梳理
m－1 m－1 ma－18（m－1） 1 1 m－n m－nma－18（m－n） n n
解题探究
1．D [图示多肽中共有3个肽键，形成过程中失去3分子水；由4个氨基酸缩合而成，但R基只有3种，游离的氨基为1个、羧基为2个。
]
2．B [解题时可采用“列方程求解”的方法。
设氨基酸数为n，肽链数为x，则n×128＝5646＋（n－x）×18，化简得110n＋18x＝5646。
当x＝1时，n≈51.16（舍去）；当x＝2时，n＝51。
因此只有B、C项的数值符合。
又知两条肽链上至少含有2个游离的氨基，故B项正确。
]
3．B[图示蛋白质分子由1条肽链构成，多肽链的两个氨基酸R基上的—NH2和—COOH脱水缩合形成一个肽键，故该蛋白质共153个肽键，A错误；参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基，1个氨基酸含2个氨基，B正确；该蛋白质含有的1个二硫键，是2个—SH脱氢形成的，故该分子中有2个氨基酸残基含硫，C错误；该分子彻底水解最多产生20种氨基酸，D错误。
]
4．D [图中有三条肽链，中间一条为环状，故失去水分子数为（m－2）；由于有2个二硫键，而形成一个二硫键失去2个“H”，故减少的相对分子质量为18（m－2）＋4。
]
5．C [每条肽链的C端都保留一个完整的羧基，m条肽链的C端共含有2m个氧原子；另外每个肽键有1个氧原子，一共有（n－m）个肽键，所以共含（n－m）个氧原子，所以该蛋白质至少含有2m＋（n－m）＝n＋m个氧原子。
]
6．C[据图分析可知，每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键，脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键，即有8分子水参与，故该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子，A项正确；得到的5个氨基酸，其中有4个是丙氨酸，故这5个氨基酸缩合成5肽，可有5种不同的氨基酸序列，B项正确；若这4条多肽链重新连接成一条长链，则需要形成3个肽键，脱去3分子水，C项错误；每条肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基，D项正确。
]
7．D [首先根据题干信息“某条多肽链中有O原子p个，N原子q个”观察四种氨基酸中的R基中是否含有这两种原子；然后分析O原子数和N原子数与氨基酸总数的关系，看看根据谁来计算氨基酸数更简便。
根据观察可知，四种氨基酸的R基中都不含O原子，只有赖氨酸的R基中含有1个N原子。
O原子数＝各氨基酸中的O原子总数－脱去水分子数，由于R基中都不含O原子，所以O原子数＝氨基酸数＋1，N原子数＝各氨基酸中N原子数＝氨基酸数＋R基中N原子数，故根据O原子数计算出肽链中的氨基酸数为p－1，因此多肽中含有的赖氨酸数＝N原子数－氨基酸数＝q－（p－1）＝q－p＋1。
]
探究高考 明确考向
1．A[甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸，A项错误；氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，由于必需氨基酸缺乏中间产物，故只能从食物中获取，人体内不能合成，B项正确；氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键，C项正确；R基的特异性决定了氨基酸的特异性，D项正确。
]
2．C [组成蛋白质的氨基酸约有20种，但并不是每种蛋白质都含有20种氨基酸，A项错误；有的蛋白质在细胞外发挥作用，例如人体内的消化酶等，B项错误；每种蛋白质都具有一定的空间结构，C项正确；酶能催化生物化学反应，绝大多数酶是蛋白质，但是蛋白质不一定是酶，例如某些激素、抗体等，D项错误。
]
3．D [rRNA是核糖体的组成成分，核糖体是蛋白质合成的场所，A项正确；DNA和蛋白质是染色体的组成成分，B项正确；人体血浆中含有浆细胞分泌的抗体，抗体属于蛋白质，C项正确；核糖体上合成的蛋白质可通过核孔进入细胞核，在细胞核中发挥作用，D项错误。
]
4．D [胰岛素基因中，只有一条DNA链具有转录意义，A项错误；高温仅破坏蛋白质的空间结构，不能破坏肽键而使肽链断裂，B项错误；胰岛素的功能不仅取决于氨基酸的序列，还与其空间结构有关，C项错误；核糖体上合成的两条多肽链在蛋白酶的作用下，去掉部分肽段后形成具有特定空间结构的蛋白质，D项正确。
]
5．C [根据题干信息可知，某种肽酶使末端的肽键水解，这样会得到一个氨基酸和一条肽链，这时多肽链又出现新的末端肽键，继续水解，直到把多肽全部水解为氨基酸。
]
6．A [由题干信息可知，该蛋白质形成过程中，脱去123个水分子和8个氢原子（每形成1个二硫键，脱掉2个氢原子），则该蛋白质的相对分子质量为125×124－123×18－8×1＝13278。
]
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