学年高中生物第一单元第3讲生命活动的主要承担者蛋白质 对点讲义8 Word版含答案Word文档格式.docx

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不要将氨基错写为NH2或—NH3；

不要将羧基误写为

或—C—O—OH；

也不要将肽键误写为CO—NH或CONH。

（4）氨基酸数目≠氨基酸种类：

组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千，但构成生物体蛋白质的氨基酸种类约有20种。

（5）多肽≠蛋白质：

在核糖体上经脱水缩合形成的多肽往往没有生物活性，由一条或多条肽链通过一定化学键（如二硫键等）盘曲、折叠形成具有复杂空间结构的蛋白质才能行使特定功能。

考点一　蛋白质的结构和功能

核心考点通关]

一、蛋白质的组成结构和功能

二、注意的四个问题

1．判断组成蛋白质的氨基酸的方法

（1）判断依据：

氨基酸中氨基、羧基数目和连接位置。

（2）判断方法

①从数量上看，至少有一个—NH2和一个—COOH，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：

a．H2N—CH2—CH2OH⇒缺乏羧基（—COOH）。

b．

⇒缺乏氨基。

②从位置上看，必须有一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：

⇒氨基和羧基不连在同一个碳原子上。

2．蛋白质形成过程分析

从以上图示过程明确：

（1）脱水缩合反应：

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，形成—CO—NH—，这种结合方式叫作脱水缩合反应。

脱水缩合还存在于多糖、核酸的形成过程中。

（2）肽键的结构式可表示如下

或—CO—NH—或—NH—CO—

（3）一条肽链上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（或羧基）在R基上。

（4）H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。

3．由肽链到具有一定空间结构的蛋白质是一个复杂的过程。

蛋白质分子中除肽键外还含有其他的化学键，如氢键、二硫键。

4．蛋白质的变性及其原因

在重金属盐、高温、强酸、强碱和紫外线等理化因素的影响下，蛋白质的空间结构发生改变，其生物活性丧失。

如高温杀菌、消毒。

易混易错]

与蛋白质有关的4个易误问题分析

（1）导致蛋白质结构多样性的原因有四个，并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中的一点，这两个蛋白质分子的结构就不同。

（2）由于基因的选择性表达，因此同一生物的不同细胞中的蛋白质种类和数量会出现差异。

（3）在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽要经过加工后才能形成有一定结构和功能的蛋白质。

（4）高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。

题组突破演练]

题组一　构成蛋白质的氨基酸种类及特点判断

1．（2017·

山西四校联考）下列关于人体氨基酸的叙述，正确的是（　　）

A．氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位

B．不同氨基酸的R基一定不同

C．酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因

D．非必需氨基酸的合成与基因的功能无关

解析：

A错误，氨基酸是胰岛素等蛋白质或多肽类激素分子的基本单位；

B正确，氨基酸的种类取决于R基的种类；

C错误，人患白化病的根本原因是体内控制酪氨酸酶的基因异常，不能把酪氨酸转变为黑色素；

D错误，非必需氨基酸在体内的合成需要酶的催化，这些酶的化学本质是蛋白质，而基因能控制蛋白质的合成。

答案：

B

2．（2017·

河北廊坊质量监测）如图为人体内两种重要化合物A和B的化学组成关系，相关叙述中正确的是（　　）

A．a的种类约有20种，因R基的不同而不同，b的种类有8种

B．线粒体和植物细胞叶绿体中也有大量B物质

C．人的遗传物质是B

D．A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则不同

染色体的主要成分是DNA和蛋白质，DNA中含C、H、O、N、P元素，蛋白质含C、H、O、N元素，所以B是DNA，A是蛋白质，a是氨基酸，b是脱氧核苷酸。

组成蛋白质的氨基酸约有20种，脱氧核苷酸有4种，A项错误。

线粒体和植物细胞的叶绿体中有少量的DNA，B项错误。

人的遗传物质是DNA，C项正确。

人体不同细胞中DNA是相同的，但由于细胞的分化，不同细胞中蛋白质种类不同，D项错误。

C

题组二　蛋白质的结构、功能判断

3．（2017·

山东19所名校调研）下面关于蛋白质分子结构和功能的叙述，正确的是（　　）

A．氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质功能可能不同

B．由n条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各n个

C．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式脱水缩合

D．高温会使蛋白质变性，因此煮熟的食物不易被人体消化

氨基酸种类、数量和排列顺序相同，但肽链的空间结构不同，则功能也不同，A项正确。

由于R基中可能含有氨基或羧基，且不参与脱水缩合，因此蛋白质中氨基数或羧基数＝n（肽链数）＋R基中的氨基或羧基数，B项错误。

所有氨基酸脱水缩合的方式都是氨基脱去氢原子，羧基脱去羟基后形成肽键，故方式相同，C项错误。

高温使蛋白质空间结构发生改变，易于被消化，D项错误。

A

4．下列对生物大分子的结构和功能的描述，不正确的是（　　）

A．氨基酸的排列顺序与蛋白质的功能有关

B．肽链盘曲、折叠与蛋白质的结构无关

C．RNA分子中与磷酸相连的只有核糖

D．生物大分子的单体具有相似的基本骨架

蛋白质的功能与组成蛋白质分子的氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的空间结构等均有关，A正确、B错误；

RNA分子中与磷酸相连的只有核糖，C正确；

组成一些重要生物大分子的单体如单糖、氨基酸和核苷酸的结构分别有相似之处，D正确。

蛋白质和多肽的比较

蛋白质与多肽（肽链）不是一回事。

一个蛋白质分子是由一条或多条肽链通过盘曲、折叠形成的，具有非常复杂的空间结构。

具体比较如下：

项目

蛋白质

多肽

复杂空间结构

有

无

多样性原因

四个方面

只有三个方面，无空间结构差异

联系

蛋白质可由一条或几条肽链形成

提醒

翻译的直接产物是多肽，一般经内质网初步加工和高尔基体再加工后，形成具有一定空间结构的蛋白质

考点二　多肽形成过程中的相关数量计算方法

一、方法诠释

掌握氨基酸的结构通式及肽链的基本结构是解答蛋白质类计算题的基础。

我们可以认为“C”与“—CO—NH—”交替连接构成肽链的“基本骨架”，在“C”上连接着“R基”和“H”，在肽链的两端是游离的“—NH2”和“—COOH”，如图所示。

二、相关问题计算方法

1．借助基本骨架示意图计算蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水数

结合示意图，可以得出如下规律：

（1）脱水缩合时脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数。

（2）蛋白质中游离氨（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。

（3）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×

氨基酸的平均相对分子质量）－失水量（18×

脱去的水分子数）。

特别提醒]

有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键（—S—S—）时，要再减去脱去的氢原子数，若无特殊说明，不考虑二硫键。

　（4）若为环状多肽，则可将下表公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。

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

游离氨基数目

游离羧基数目

1

m

m－1

m－1

ma－18（m－1）

至少1个

n

m－n

ma－18（m－n）

至少n个

注：

设氨基酸的平均相对分子质量为a。

2．利用原子守恒法计算多肽中的原子数

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，要失去部分氧原子和氢原子，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。

3．找出“碳骨架”，确定氨基酸的种类和数目

当题目中给出肽链的结构简式时，首先要找出“中心碳原子”和“—CO—NH—”交替连接构成的“基本骨架”，然后在肽键中间“断开”，即可数出氨基酸的个数，通过比较R基的种类数可得出氨基酸的种类数。

当清楚氨基酸个数后，即可根据方法1进行相关计算。

4．利用想象法解答有关氨基酸的计算问题

当题目仅仅给出肽链示意图时，需要将示意图看成“基本骨架”进行分析。

命题者有时候将肽链简化为一条曲线或直线，然后借助这种示意图进行计算推导，我们可以将其视为简化了的“基本骨架”进行分析。

与蛋白质计算相关的3个易混易错点

（1）只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键，R基上的氨基或羧基不参与肽键的形成。

（2）由n个氨基酸构成一环状肽，则形成肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数。

（3）若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类为nm种。

若有n种氨基酸形成一个n肽，且每种氨基酸只有一个，则形成n肽的种类为n×

（n－1）×

（n－2）×

…×

1＝n！

。

题组　多肽形成过程中相关计算

5．一条由39个氨基酸形成的环状多肽，其中有4个谷氨酸（R基为—CH2—CH2—COOH），则该多肽（　　）

A．有38个肽键

B．可能没有游离氨基

C．至少有5个游离羧基

D．至多有36种氨基酸

一条由39个氨基酸形成的环状多肽有39个肽键，A错误；

因为谷氨酸的R基上没有游离氨基，又不知其他的R基的情况，则可能没有游离氨基，B正确；

由于谷氨酸的R基上有1个游离羧基，且该多肽为环状，则至少有4个游离羧基，C错误；

组成蛋白质的氨基酸一般为20种，D错误。

6．（2017·

江苏盐城测试）下图表示胰岛素分子中一条多肽链，其中有3个甘氨酸（R基：

—H）分别位于第8、20、23位。

下列叙述正确的是（　　）

A．该多肽含有一个游离的羧基，位于第1位

B．用特殊水解酶除去3个甘氨酸，形成的产物比原多肽多5个氧原子

C．用特殊水解酶除去3个甘氨酸，形成的产物中有4条多肽

D．该多肽释放到细胞外需要经过两种细胞器的加工

该多肽至少含有一个游离的羧基（第30位）和一个氨基（位于第1位）；

除去3个甘氨酸要断裂6个肽键，需6个水分子，因此形成的产物比原多肽多6个氧原子；

除去3个甘氨酸后，形成的肽有4种，分别是一分子二肽、两分子七肽、一分子十一肽，七肽和十一肽是多肽，二肽不是多肽；

多肽释放到细胞外之前，需要通过内质网和高尔基体的加工。

D

练全国高考真题——知考查重点

1．（·

高考全国卷Ⅰ）人或动物PrP基因编码一种蛋白（PrPC），该蛋白无致病性，PrPC的空间结构改变后成为PrPSC（朊粒），就具有了致病性。

PrPSC可以诱导更多的PrPC转变为PrPSC，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。

据此判断，下列叙述正确的是（　　）

A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中

B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同

C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化

D．PrPC转变为PrPSC的过程属于遗传信息的翻译过程

根据题意可知朊粒的本质是蛋白质，其致病原理是诱导宿主细胞中的PrPC空间结构发生改变，并不是整合到DNA分子中，A项错误；

朊粒无细胞结构，而肺炎双球菌具细胞结构，有细胞结构的生物通过细胞分裂完成增殖，B项错误；

蛋白质结构的多样性决定其功能的多样性，当结构发生变化后功能也发生变化，C项正确；

遗传信息翻译过程是指在核糖体上以mRNA为模板，利用氨基酸合成肽链的过程，PrPC和PrPSC仅是蛋白质空间结构的改变，D项错误。

2．（2016·

高考江苏卷）蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质

B．氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中，氢来自于氨基和羧基

C．细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与

D．蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，而且也与功能基团相关

细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，不是蛋白质，A项错误；

氨基酸脱水缩合生成的H2O中的氢来自于氨基和羧基，B项正确；

细胞内蛋白质水解时，需要蛋白酶（本质为蛋白质）的催化，C项正确；

蛋白质的基本性质与碳骨架和功能基团均相关，D项正确。

3．（·

高考福建卷）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

组成蛋白质的氨基酸约有20种，但并非每种蛋白质都含有20种氨基酸，A项错误；

有些分泌蛋白（如抗体）可以在细胞外发挥作用，B项错误；

每种蛋白质都具有一定的空间结构，C项正确；

蛋白质承担的功能多种多样，并非所有的蛋白质都能催化生物化学反应，D项错误。

练各地市模拟——知命题热点

4．（2017·

山东实验中学诊断）如图所示，物质甲是在胰岛B细胞中合成的；

物质乙是一种淋巴因子；

物质丙由浆细胞合成分泌；

物质丁由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。

则下列说法正确的是（　　）

A．物质甲、乙、丙、丁的结构多样性只与a有关

B．控制甲、乙、丙、丁合成的物质是脱氧核苷酸

C．甲、乙、丙、丁均能与双缩脲试剂反应呈紫色

D．物质乙和丙分别在非特异性免疫和特异性免疫中发挥作用

根据题意，物质甲是胰岛素，乙是淋巴因子，丙是抗体，丁是生长激素，它们的本质都是蛋白质，蛋白质的多样性与氨基酸种类、数量、排列顺序有关，还与蛋白质的空间结构有关；

控制蛋白质合成的物质是DNA；

淋巴因子也是在特异性免疫中发挥作用。

5．（2017·

山西山大附中期中）OMP是人体自己能够分泌的具有促进骨形成和蛋白质合成等生物学效应的一种含有70个氨基酸的蛋白质——胰岛素样生长因子1（简称IGF1）。

有研究表明奶粉中过量添加OMP能增加患多种癌症的风险。

一些奶粉生产商在奶粉中添加“OMP”并夸大其功能，下列叙述正确的是（　　）

A．OMP可以在人体所有体细胞的核糖体上合成

B．和胰岛素一样，OMP通过注射和口服都能发挥作用

C．OMP具有调节代谢的功能

D．OMP使原癌基因突变，属于生物致癌因子

由于细胞分化，基因发生了选择性表达，OMP只能在人体特定体细胞的核糖体上合成，A错误；

OMP是蛋白质，若口服会被蛋白酶水解而不能发挥作用，只能注射，B错误；

OMP是一种生长因子，具有促进骨形成和蛋白质合成等生物学效应，对机体的代谢具有调节功能，C正确；

OMP是化学物质，属于化学致癌因子，D错误。

湖南长沙月考）血红蛋白分子有四条多肽链（即两条α链，两条β链）；

α肽链和β肽链分别受α基因、β基因控制合成。

下列有关人体血红蛋白的叙述，正确的是（　　）

A．α基因的两条DNA单链分别编码两条α肽链，β基因的两条DNA单链分别编码两条β肽链

B．沸水浴加热之后，构成血红蛋白的肽链充分伸展并断裂

C．血红蛋白的功能取决于氨基酸的序列和肽链形成的空间结构

D．可从成年人的胰岛B细胞中分离到控制合成血红蛋白的mRNA

血红蛋白基因表达时只以其中一条链为模板编码氨基酸形成肽链，胰岛素α、β两条肽链的形成是因为蛋白酶对肽链的再加工，A错误；

沸水浴加热之后，构成血红蛋白的肽链形成的空间结构发生改变，可能会充分伸展，但肽键不会打开，因此不会断裂，B错误；

血红蛋白功能取决于其结构，蛋白质结构的多样性与组成它的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠及其形成的空间结构千差万别有关，C正确；

胰岛B细胞含有α基因、β基因，但是不会表达产生控制合成血红蛋白的mRNA，D错误。