一輪復(fù)習(xí) 生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)

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1、第3講生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)最 新 考 綱 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 和 功 能 ( )。 考 點 一 組 成 蛋 白 質(zhì) 的 氨 基 酸 及 其 種 類 （ 5年 6考 ）組 成 蛋 白 質(zhì) 的 氨 基 酸 的 結(jié) 構(gòu) 及 種 類觀 察 下 列 幾 種 氨 基 酸 的 結(jié) 構(gòu) (1)寫 出 圖 中 結(jié) 構(gòu) 的 名 稱a. ； b. 。(2)通 過 比 較 圖 中 三 種 氨 基 酸 ， 寫 出 氨 基 酸 的 結(jié) 構(gòu) 通 式 。 (3)氨 基 酸 的 不 同 取 決 于 的 不 同 ， 圖 中 三 種 氨 基 酸 的 R基 依 次 為 、 、 。氨 基 羧 基 R基 -CH 3 -H (4

2、)氨 基 酸 的 種 類 ： 約 種 一 個 “ NH 2”一 個 “ COOH ”連 接 在 同 一 個 碳 原 子 上20非 必 需 氨 基 酸必 需 氨 基 酸 巧 記 “8種 必 需 氨 基 酸 ”甲(甲硫氨酸)來(賴氨酸)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)注 ：評價蛋白質(zhì)食品營養(yǎng)價值主要依據(jù)其必需氨基酸的種類和含量。 助 學(xué) 巧 記 組 成 蛋 白 質(zhì) 的 氨 基 酸 的 種 類 與 結(jié) 構(gòu)1.(海 南 卷 )關(guān) 于 生 物 體 內(nèi) 組 成 蛋 白 質(zhì) 的 氨 基 酸 的 敘 述 ， 錯 誤 的 是 ( )A.分 子 量 最 大 的 氨 基

3、酸 是 甘 氨 酸B.有 些 氨 基 酸 不 能 在 人 體 細 胞 中 合 成C.氨 基 酸 分 子 之 間 通 過 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 的解 析甘氨酸應(yīng)是分子量最小的氨基酸，它的R基是最簡單的氫。答 案 A 2.下 圖 為 氨 基 酸 分 子 的 結(jié) 構(gòu) 通 式 ， 下 列 敘 述 正 確 的 是 ( )A.結(jié) 構(gòu) 在 生 物 體 內(nèi) 約 有 20種B.氨 基 酸 脫 水 縮 合 產(chǎn) 生 水 ， 水 中 的 氫 來 自 于 和 C.結(jié) 構(gòu) 中 含 有 的 氨 基 或 羧 基 全 部 都 參 與 脫 水 縮 合D.生

4、 物 體 內(nèi) n個 氨 基 酸 形 成 一 條 多 肽 鏈 需 要 n種 密 碼 子 解 析為氨基，為羧基，為側(cè)鏈基團(R基)。構(gòu)成人體氨基酸的種類約有20種，A正確；脫水縮合形成水，水中氫來自，B錯誤；R基中的氨基或羧基不參與脫水縮合，C錯誤；生物體內(nèi)n個氨基酸形成一條多肽鏈需要n個密碼子而不是需要n種密碼子，D錯誤。答 案 A 解答本類題目的關(guān)鍵是熟記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，如下圖所示找出氨基酸的共同體，即圖中“不變部分” (連接在同一碳原子上的NH 2、COOH和H )，剩下的部分即為R基。倘若找不到上述“不變部分”，則不屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。 考 點 二 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 和 功 能

5、 （ 5年 6考 ）1.蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 及 其 多 樣 性(1)氨 基 酸 的 脫 水 縮 合 過 程 ： 一 個 氨 基 酸 分 子 中 的 和 另 一 個 氨 基酸 分 子 中 的 相 連 接 ， 同 時 脫 去 。 二 肽 形 成 示 例 氨 基 （ NH 2）羧 基 （ COOH ） 一 分 子 水 核 糖 體 H 2O肽 鍵 肽 鍵 ： 連 接 兩 個 氨 基 酸 分 子 的 化 學(xué) 鍵 可 表 示 為 _。(2)蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 層 次 CONH 肽 的 名 稱 確 定 ： 一 條 多 肽 鏈 由 幾 個 氨 基 酸 分 子 構(gòu) 成 就 稱 為 _肽 。 H 2O中

6、各 元 素 的 來 源 ： H 來 自 ， O來自 。 一 條 肽 鏈 上 氨 基 數(shù) 或 羧 基 數(shù) 的 確 定 ： 一 條 肽 鏈 上 至 少 有 一 個 游離 的 氨 基 和 一 個 游 離 的 羧 基 ， 分 別 位 于 肽 鏈 的 ； 其 余 的氨 基 (或 羧 基 )在 上 。 幾COOH 和 NH 2COOH 兩 端R基 (3)蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 多 樣 性 與 功 能 多 樣 性種 類 數(shù) 目 排列 順 序 調(diào) 節(jié) 催 化 運 輸 免 疫 巧 用 “一 、 二 、 三 、 四 、 五 ” 助 記 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 與 功 能 2.氨 基 酸 脫 水 縮 合 與 相 關(guān)

7、 計 算(1)蛋 白 質(zhì) 相 對 分 子 質(zhì) 量 、 氨 基 酸 數(shù) 、 肽 鏈 數(shù) 、 肽 鍵 數(shù) 和 失 去 水分 子 數(shù) 的 關(guān) 系 肽 鍵 數(shù) 失 去 水 分 子 數(shù) 氨 基 酸 數(shù) ； 蛋 白 質(zhì) 相 對 分 子 質(zhì) 量 氨 基 酸 數(shù) 目 氨 基 酸 平 均 相 對 分 子 質(zhì)量 。 (不 考 慮 形 成 二 硫 鍵 )肽 鏈數(shù) 目 氨 基酸 數(shù) 肽 鍵數(shù) 目 脫 去 水分 子 數(shù) 多 肽 鏈 相對 分 子 量 氨 基數(shù) 目 羧 基數(shù) 目1條 m m 1 m 1 am 18(m 1) 至 少 1個 至 少 1個 n條 m _ _ _ 至 少 _個 至 少 _個注 ：氨基酸平均分子質(zhì)

8、量為a。肽 鏈 數(shù)脫 去 水 分 子 數(shù) 18m n m n am 18(m-n) n n (2)蛋 白 質(zhì) 中 游 離 氨 基 或 羧 基 數(shù) 目 的 計 算 至 少 含 有 的 游 離 氨 基 或 羧 基 數(shù) 肽 鏈 數(shù) 1。 游 離 氨 基 或 羧 基 數(shù) 目 肽 鏈 數(shù) 1 。(3)利 用 原 子 守 恒 法 計 算 肽 鏈 中 的 原 子 數(shù) N原 子 數(shù) 肽 鍵 數(shù) 肽 鏈 數(shù) 各 氨 基 酸中 N原 子 總 數(shù) 。 O原 子 數(shù) 肽 鍵 數(shù) 2 肽 鏈 數(shù) 各 氨 基酸 中 O原 子 總 數(shù) 脫 去 水 分 子 數(shù) 。 R基 中 含 有 的 氨 基 或 羧基 數(shù) R基 上 的 N

9、原 子 數(shù)R基 上 的 O原 子 數(shù) 1.在 分 泌 蛋 白 的 合 成 、 加 工 、 運 輸 和 分 泌 的 過 程 中 ， 用 含 35S標 記的 氨 基 酸 作 為 原 料 ， 則 35S存 在 于 圖 示 中 的 哪 個 部 位 ？提 示35S存在于氨基酸的R基上，題圖中處是R基，處是肽鍵，處連接的是肽鍵或羧基，處連接的是碳原子，故35S存在于部位。 2.蛋 白 質(zhì) 是 生 命 活 動 的 主 要 承 擔(dān) 者 ， 在 組 成 細 胞 的 有 機 物 中 含 量最 多 。 下 圖 為 有 關(guān) 蛋 白 質(zhì) 分 子 的 簡 要 概 念 圖 ， 請 思 考 ：(1)圖 示 a中 一 定 具

10、有 S嗎 ？(2)圖 示 為 何 種 過 程 ？ 該 過 程 除 產(chǎn) 生 多 肽 外 ， 還 會 產(chǎn) 生 何 類 產(chǎn)物 ？(3)圖 中 b、 c、 d內(nèi) 容 是 什 么 ？ 請 寫 出 b、 c的 化 學(xué) 表 達 式 。(4)甲 硫 氨 酸 的 R基 是 CH 2CH 2SCH 3， 則 它 的 分 子 式 是_？ 提 示(1)不一定。(2)為“脫水縮合”過程，該過程還可產(chǎn)生H 2O。(3)b、c、d依次為“氨基酸”、“肽鍵”、“蛋白質(zhì)功能多樣性” ；b的化學(xué)表達式為 ; c的化學(xué)表達式為CONH 。(4)氨基酸共性部分為C 2H 4O2N，則甲硫氨酸分子式為C23H 47O2NS即C5H 1

11、1O2NS。 1.真 題 重 組 判 斷 正 誤(1)植 物 根 細 胞 膜 上 存 在 運 輸 離 子 的 蛋 白 質(zhì) (2016海 南 卷 ，3A)( )(2)植 物 葉 肉 細 胞 中 液 泡 膜 與 類 囊 體 膜 上 的 蛋 白 質(zhì) 不 同(2016海 南 卷 ， 3B)( )(3)血 紅 蛋 白 中 不 同 肽 鏈 之 間 通 過 肽 鍵 連 接 (2014江 蘇 卷 ，1C)( )(4)高 爾 基 體 是 肽 鏈 合 成 和 加 工 的 場 所 (2013安 徽 ， 1B)( )(5)細 胞 中 氨 基 酸 種 類 和 數(shù) 量 相 同 的 蛋 白 質(zhì) 不 一 定 是 同 一 種

12、蛋白 質(zhì) (2013天 津 ， 1C)( ) 以上內(nèi)容主要源于教材必修1P2024關(guān)于蛋白質(zhì)的合成、多樣性及功能的內(nèi)容，把握氨基酸的種類、特性；氨基酸如何形成蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)重要功能舉例并能進行相關(guān)計算是解答本類題目的關(guān)鍵。 2.(教 材 必 修 1P24 T3改 編 )下 圖 為 牛 胰 島 素 結(jié) 構(gòu) 圖 ， 該 物 質(zhì)中 SS是 由 兩 個 SH 脫 去 兩 個 H 形 成 的 。 下 列 說 法 正 確 的是 ( )A.牛 胰 島 素 為 51肽 ， 其 中 含 有 50個 肽 鍵B.牛 胰 島 素 中 至 少 含 有 2個 NH 2和 2個 COOHC.牛 胰 島 素 水 解 產(chǎn) 物

13、含 有 20種 不 同 的 氨 基 酸D.牛 胰 島 素 形 成 時 ， 減 少 的 分 子 質(zhì) 量 為 882 解 析由圖可知，牛胰島素是由兩條肽鏈形成的蛋白質(zhì)，不是多肽，含有的肽鍵數(shù)氨基酸的分子數(shù)肽鏈數(shù)51249，A錯誤；牛胰島素含有兩條肽鏈，每條肽鏈至少含有一個NH 2和一個COOH，因此至少含有2個NH 2和2個COOH，B正確；牛胰島素水解產(chǎn)物最多含有20種不同的氨基酸，C錯誤；牛胰島素形成的過程中，形成了49個肽鍵，還形成了3個二硫鍵，所以減少的相對分子質(zhì)量為49 186888，D錯誤。答 案 B 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 和 功 能1.(2016江 蘇 卷 ， 4)蛋 白 質(zhì) 是

14、決 定 生 物 體 結(jié) 構(gòu) 和 功 能 的 重 要 物 質(zhì) 。下 列 相 關(guān) 敘 述 錯 誤 的 是 ( )A.細 胞 膜 、 細 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 中 負 責(zé) 轉(zhuǎn) 運 氨 基 酸 的 載 體 都 是 蛋 白 質(zhì)B.氨 基 酸 之 間 脫 水 縮 合 生 成 的 H 2O中 ， 氫 來 自 于 氨 基 和 羧 基C.細 胞 內(nèi) 蛋 白 質(zhì) 發(fā) 生 水 解 時 ， 通 常 需 要 另 一 種 蛋 白 質(zhì) 的 參 與D.蛋 白 質(zhì) 的 基 本 性 質(zhì) 不 僅 與 碳 骨 架 有 關(guān) ， 而 且 也 與 功 能 基 團 有關(guān) 解 析 細胞膜上負責(zé)轉(zhuǎn)運氨基酸的載體是蛋白質(zhì)，細胞質(zhì)基質(zhì)中負責(zé)轉(zhuǎn)運氨基酸的載

15、體是tRNA，A錯誤；氨基酸之間脫去的水分子中氫來自氨基和羧基，B正確；細胞內(nèi)蛋白質(zhì)水解時需蛋白酶催化，蛋白酶屬于蛋白質(zhì)，C正確；蛋白質(zhì)的基本性質(zhì)與碳骨架有關(guān)，也與功能基團有關(guān)，D正確。答 案 A 2.(2017中 原 各 校 聯(lián) 考 )下 列 各 種 蛋 白 質(zhì) 的 功 能 ， 錯 誤 的 組 合 ( )A.抗 體 免 疫 B.唾 液 淀 粉 酶 催 化C.載 體 蛋 白 運 輸 D.血 紅 蛋 白 調(diào) 節(jié)解 析抗體是具有免疫功能的蛋白質(zhì)；酶是起催化作用的物質(zhì)；載體蛋白具有運輸物質(zhì)的功能；血紅蛋白是運輸氧氣的載體。答 案 D 幾 種 常 考 蛋 白 質(zhì) 的 分 布 和 功 能此部分經(jīng)常借助某

16、些具體的蛋白質(zhì)從不同角度進行命題，現(xiàn)舉例如下：名 稱 分 布 功 能絕大多數(shù)酶細胞內(nèi)或細胞外催化作用載體蛋白細胞膜運輸某些物質(zhì)如離子、氨基酸等 某些激素(如生長激素、胰島素)內(nèi)環(huán)境中調(diào)節(jié)生命活動抗體、淋巴因子內(nèi)環(huán)境中免疫作用血紅蛋白紅細胞內(nèi)主要運輸O2和部分CO2糖蛋白(受體蛋白)等細胞膜表面保護、潤滑、識別等作用結(jié)構(gòu)蛋白細胞膜、肌細胞等構(gòu)成細胞和生物體的成分 蛋 白 質(zhì) 的 相 關(guān) 計 算1.某 蛋 白 質(zhì) 由 m條 肽 鏈 、 n個 氨 基 酸 組 成 。 該 蛋 白 質(zhì) 至 少 含有 COOH 、 NH 2、 氧 原 子 的 個 數(shù) 分 別 為 ( )A.m、 m、 n m B.m、 n

17、、 n 2mC.m、 m、 n m D.m、 m、 n 2m解 析因每條肽鏈至少含有1個游離的COOH和1個游離的NH 2，故該蛋白質(zhì)至少含有m個COOH、m個NH 2；因該蛋白質(zhì)由m條肽鏈、n個氨基酸組成，故其至少含有(nm)個肽鍵；因1個肽鍵中含有一個氧原子，且該蛋白質(zhì)中至少含有m個游離的COOH，故該蛋白質(zhì)至少含有(nm) 12 mnm2mnm個氧原子。 答 案 C 2.(2016河 南 鄭 州 預(yù) 測 )如 圖 表 示 的 是 一 個 由 200個 氨 基 酸 構(gòu) 成 的蛋 白 質(zhì) 分 子 。 下 列 敘 述 正 確 的 是 ( )A.該 分 子 中 含 有 198個 肽 鍵B.這 2

18、00個 氨 基 酸 中 至 少 有 200個 氨 基C.合 成 該 蛋 白 質(zhì) 時 相 對 分 子 質(zhì) 量 減 少 了 3 600D.該 蛋 白 質(zhì) 中 至 少 含 有 4個 游 離 的 羧 基 解 析該蛋白質(zhì)分子含有2條肽鏈，且2條肽鏈之間由2個肽鍵連接，故該分子一共含有200個肽鍵；由圖可知，第70位、120位的氨基酸的R基上有氨基，故組成該蛋白質(zhì)分子的200個氨基酸中至少含有202個氨基；合成該蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)與形成的肽鍵數(shù)相等，故合成該蛋白質(zhì)時相對分子質(zhì)量減少了18 2003 600；該蛋白質(zhì)分子含有2條肽鏈，至少含有2個游離的羧基。答 案 C 易 錯 防 范 清 零易 錯 清

19、零 易 錯 點 1 誤 認 為 核 糖 體 中 合 成 的 物 質(zhì) 即 具 “ 蛋 白 質(zhì) ” 活 性點 撥核糖體是各種蛋白質(zhì)的“合成場所”，然而，核糖體中合成的僅為“多肽鏈”，此肽鏈初步形成后并無生物學(xué)活性它必須經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工(盤曲折疊、有的加糖基團)，形成特定的空間結(jié)構(gòu)(有的需再繼續(xù)經(jīng)高爾基體加工成熟)后才能具備生物學(xué)活性，例如剛從核糖體中合成出的唾液淀粉酶并不具催化功能，只有經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及高爾基體加工后才具有催化功能。 易 錯 點 2 進 行 蛋 白 質(zhì) 分 子 量 計 算 時 ， 僅 關(guān) 注 脫 去 的 H 2O分 子 數(shù) ，忽 視 主 鏈 肽 鍵 外 的 其 他 “ 鍵 ” 形 成 時

20、 而 脫 去 的 原 子 數(shù)點 撥由于蛋白質(zhì)形成時，常涉及肽鏈間不同基團的“連接”問題，故可形成許多“其他化學(xué)鍵”。此時必將涉及原子數(shù)量的改變，計算時務(wù)必關(guān)注：如圖，合成時，2條肽鏈間又形成了一個“多余”的“ CONH ”，而圖所示蛋白質(zhì)合成時，涉及3個“多余”的二硫鍵，因此，計算相關(guān)分子量時，圖中應(yīng)再減一個“H 2O”即18，圖中應(yīng)再減2 36。 易 錯 點 3 忽 視 環(huán) 肽 的 “ 首 尾 相 接 ” 問 題點 撥若為環(huán)狀多肽，則可將公式中的肽鏈數(shù)視為零，再進行相關(guān)計算。環(huán)狀多肽主鏈中無游離氨基和羧基，環(huán)狀肽中氨基和羧基數(shù)目取決于構(gòu)成環(huán)狀肽氨基酸R基團中的氨基和羧基的數(shù)目，由圖示可知：肽

21、鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基酸數(shù)。 易 錯 點 4 混 淆 氨 基 酸 “ 種 類 ” 與 “ 數(shù) 目 ”點 撥氨基酸數(shù)目氨基酸種類：蛋白質(zhì)分子含有多個氨基酸，構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸種類約有20種；確認氨基酸種類必須依據(jù)R基，凡R基相同時無論數(shù)目多少，均應(yīng)視作“同一種”氨基酸。 糾 錯 小 練 1.如 圖 甲 、 乙 為 組 成 生 物 體 的 相 關(guān) 化 合 物 ， 乙 為 一 個 由 、 、 三 條 多 肽 鏈 形 成 的 蛋 白 質(zhì) 分 子 ， 共 含 271個 氨 基 酸 ， 圖 中 每 條虛 線 表 示 由 兩 個 巰 基 (SH )脫 氫 形 成 一 個 二 硫 鍵 (SS)。下 列 相

22、 關(guān) 敘 述 錯 誤 的 是 ( ) A.甲 為 組 成 乙 的 基 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 分 子 質(zhì) 量 比 原 來 少 了 4 832， 剛 形成 的 乙 并 無 催 化 、 調(diào) 節(jié) 等 生 物 活 性C.甲 形 成 乙 的 場 所 在 細 胞 質(zhì) 、 線 粒 體 、 葉 綠 體 中 均 存 在D.如 果 甲 中 的 R為 C3H 5O2， 則 由 兩 分 子 甲 形 成 的 化 合 物 中 含 有 16個 H 原 子解 析甲為氨基酸，乙為蛋白質(zhì)，構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，但具體到某一種蛋白質(zhì)可能會

23、出現(xiàn)少于20種的情況，A錯誤。答 案 A 2.某 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示 ， 其 中 SS表 示 連 接 兩 條 相 鄰 肽鏈 的 二 硫 鍵 ， 若 該 蛋 白 質(zhì) 由 m個 氨 基 酸 構(gòu) 成 ， 則 每 摩 爾 蛋 白 質(zhì)在 形 成 時 生 成 的 水 分 子 數(shù) 和 減 少 的 相 對 分 子 質(zhì) 量 分 別 為 ( )A.m個 、 18mB.(m 4)個 、 18(m 4)C.(m 3)個 、 18(m 3) 4D.(m 2)個 、 18(m 2) 4 解 析該蛋白質(zhì)由一條環(huán)肽和兩條直鏈肽構(gòu)成，所以脫去的水分子數(shù)就等于肽鍵數(shù)，即(m2)個。減少的相對分子質(zhì)量應(yīng)為：18

24、(m2)4，其中4是因為有兩個二硫鍵，每形成一個二硫鍵，就要脫去2個H，所以共脫去4個H。答 案 D 3.(2016河 北 衡 水 期 中 )經(jīng) 測 定 ， 某 多 肽 分 子 式 是 C21H xOyN4S2。已 知 該 多 肽 是 由 下 列 氨 基 酸 中 的 幾 種 為 原 料 合 成 的 ， 苯 丙 氨 酸(C9H 11O2N)、 天 冬 氨 酸 (C4H 7O4N)、 丙 氨 酸 (C3H 7O2N)、 亮 氨 酸(C6H 13O2N)、 半 胱 氨 酸 (C3H 7O2NS)。 下 列 有 關(guān) 該 多 肽 鏈 的 敘 述錯 誤 的 是 ( )A.該 肽 鏈 是 三 肽 化 合 物

25、B.水 解 后 能 產(chǎn) 生 3種 氨 基 酸C.氫 原 子 數(shù) 和 氧 原 子 數(shù) 分 別 是 32和 5D.在 核 糖 體 上 形 成 時 相 對 分 子 質(zhì) 量 減 少 了 54 解 析分析題干信息可知，題干中給出的幾種氨基酸都只含有一個氮原子，因此分子式C21H xOyN4S2的多肽是由4個氨基酸脫水縮合形成的四肽，A錯誤；該化合物中含有2個硫原子，因此分子式是C21H xOyN4S2的多肽中含有2個半胱氨酸(C3H 7O2NS)，由碳原子數(shù)可推知除了兩個半胱氨酸，還有兩個氨基酸參與該多肽的形成，分別是苯丙氨酸和亮氨酸。所以該四肽化合物水解產(chǎn)生的氨基酸是3種，多肽中氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5，B、C正確；4個氨基酸脫水縮合形成了3分子水，相對分子質(zhì)量減少了54，D正確。答 案 A