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1、1第第 3 3 讲讲 细胞中的蛋白质细胞中的蛋白质最新考纲 1.蛋白质的结构和功能()。2.生物膜系统的结构和功能()侧重内膜系统对分泌蛋白的合成和运输。考点一 蛋白质的结构与功能(5 年 6 考)1.组成蛋白质的氨基酸的结构及种类观察下列几种氨基酸的结构(1)写出图中结构的名称a.氨基；b.羧基。(2)通过比较图中三种氨基酸，写出氨基酸的结构通式。(3)氨基酸的不同取决于 R 基的不同，图中三种氨基酸的 R 基依次为、CH3和H。(4)氨基酸的种类：约 20 种助学巧记巧记“8 种必需氨基酸”2甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨
2、酸)注：评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。2.蛋白质的结构及其多样性(1)氨基酸的脱水缩合过程：一个氨基酸分子中的氨基(NH2)和另一个氨基酸分子中的羧基(COOH)相连接，同时脱去一分子水。二肽形成示例肽键：连接两个氨基酸分子的化学键可表示为CONH。(2)蛋白质的结构层次肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。H2O 中各元素的来源：H 来自COOH 和NH2，O 来自COOH。一条肽链上氨基数或羧基数的确定：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。(3)蛋白质的结构多样性与功能多样性3助学
3、巧记巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能1.如图为酶、激素、抗体、载体蛋白等与蛋白质、脂质的关系概念图(1)请依次写出 af 对应的物质_。(2)图示 f 中位于“蛋白质”圈外的物质是什么？提示 (1)af 依次为脂质、激素、抗体、蛋白质、载体蛋白、酶。(2)有极少数的酶为 RNA。2.蛋白质是生命活动的主要承担者，在组成细胞的有机物中含量最多。下图为有关蛋白质分子的简要概念图，请思考：4(1)图示 a 中一定具有 S 吗？(2)图示为何种过程？该过程除产生多肽外，还会产生何类产物？(3)图中 b、c、d 内容是什么？请写出 b、c 的化学表达式。(4)甲硫氨酸的 R 基是CH2C
4、H2SCH3，则它的分子式是_？提示 (1)不一定。(2)为“脱水缩合”过程，该过程还可产生 H2O。(3)b、c、d 依次为“氨基酸” 、 “肽键” 、 “蛋白质功能多样性” ；b 的化学表达式为；c 的化学表达式为CONH。(4)氨基酸共性部分为 C2H4O2N，则甲硫氨酸分子式为 C23H47O2NS 即 C5H11O2NS。3.氨基酸脱水缩合与相关计算(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系肽键数失去水分子数氨基酸数肽链数；蛋白质相对分子质量氨基酸数目氨基酸平均相对分子质量脱去水分子数18。(不考虑形成二硫键)肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对
5、分子量氨基数目羧基数目1 条mm1m1am18(m1)至少 1 个至少 1 个n条mmnmnam18(mn)至少n个至少n个注：氨基酸平均分子质量为a。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算至少含有的游离氨基或羧基数肽链数。游离氨基或羧基数目肽链数1R 基中含有的氨基或羧基数。(3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数N 原子数肽键数肽链数R 基上的 N 原子数各氨基酸中 N 原子总数。O 原子数肽键数2肽链数R 基上的 O 原子数各氨基酸中 O 原子总数脱去水分子数。5在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程中，用含35S 标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图示中的哪个部位？提示 35S 存在
6、于氨基酸的 R 基上，题图中处是 R 基，处是肽键，处连接的是肽键或羧基，处连接的是碳原子，故35S 存在于部位。1.真题重组 判断正误(1)从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法(2017全国卷，3C)()(2)植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质(2016海南卷，3A)()(3)植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同(2016海南卷，3B)()(4)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应(2012海南卷，2D)()以上内容源于教材必修一 P27P30 关于蛋白质的多样性及功能的内容。2.下图为牛胰岛素结构图，该物质中SS是由两个SH 脱去两个 H 形成的。下列说法正确的是( )A.牛胰岛
7、素为 51 肽，其中含有 50 个肽键B.牛胰岛素中至少含有 2 个NH2和 2 个COOHC.牛胰岛素水解产物含有 20 种不同的氨基酸D.牛胰岛素形成时，减少的分子质量为 882解析 由图可知，牛胰岛素是由两条肽链形成的蛋白质，不是多肽，含有的肽键数氨基酸的分子数肽链数51249，A 错误；牛胰岛素含有两条肽链，每条肽链至少含有一个NH2和一个COOH，因此至少含有 2 个NH2和 2 个COOH，B 正确；牛胰岛素水解产物最多含有 20 种不同的氨基酸，C 错误；牛胰岛素形成的过程中，形成了 49 个肽键，还形成了3 个二硫键，所以减少的相对分子质量为 49186888，D 错误。答案
8、B组成蛋白质的氨基酸的种类与结构61.(海南卷)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 基引起的解析 甘氨酸应是分子量最小的氨基酸，它的 R 基是最简单的氢。答案 A2.下图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是( )A.结构在生物体内约有 20 种B.氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自于和C.结构中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合D.生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n种密码子解析 为氨基，为羧基，为侧链基团(R 基)。构成人体氨基酸的种类
9、约有 20 种，A 正确；脱水缩合形成水，水中氢来自，B 错误；R 基中的氨基或羧基不参与脱水缩合，C错误；生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n个密码子而不是需要n种密码子，D 错误。答案 A解答本类题目的关键是熟记氨基酸的结构通式，如下图所示找出氨基酸的共同体，即图中“不变部分”(连接在同一碳原子上的NH2、COOH 和H)，剩下的部分即为 R 基。倘若找不到上述“不变部分” ，则不属于构成蛋白质的氨基酸。 蛋白质的结构和功能71.(2017海南卷，1)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
10、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 蛋白质的空间结构决定蛋白质有相应的生物活性，A 正确；多肽链的多样性由组成多肽链的氨基酸的种类、数量和排列顺序决定，B 正确；抗体在 NaCl 溶液中会发生盐析，但抗体的空间结构没有被破坏，所以其活性没有丧失，C 错误；多肽链的氨基酸序列虽然相同，但可以折叠成不同的空间结构，如朊病毒，D 正确。答案 C2.(2017河南郑州二检)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致酶去折叠的尿素和巯基乙醇，再将没有
11、活性的酶转移到生理缓冲溶液中，一段时间后，发现核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是( )A.由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键，故该酶失去了活性B.该蛋白质的氨基酸序列可以决定蛋白质的空间结构C.这个实验证明结构并不一定决定功能D.这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的解析 用巯基乙醇和尿素处理，可以将牛胰核糖核酸酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构，说明因破坏了蛋白质的空间结构而导致该酶失活，而不是破坏了蛋白质中的肽键使该酶失活，A 错误；这个实验证明了蛋白质的结构决定其功能，C 错误；这个实验说明外界环境可以影响蛋白质的结构，D 错误。答案 B几种常考蛋白质的
12、分布和功能此部分经常借助某些具体的蛋白质从不同角度进行命题，现举例如下：名称分布功能绝大多数酶细胞内或细胞外催化作用载体蛋白细胞膜运输某些物质如离子、氨基酸等某些激素(如生长激素、胰岛素)内环境中调节生命活动抗体、细胞因子内环境中免疫作用8血红蛋白红细胞内主要运输 O2和部分 CO2糖蛋白(受体蛋白)等细胞膜表面保护、润滑、识别等作用结构蛋白细胞膜、肌细胞等构成细胞和生物体的成分蛋白质的相关计算 1.(2017经典高考题)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
13、D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应解析 环状肽有几个氨基酸就会形成几个肽键，所以环状八肽含有 8 个肽键，A 正确；肽链盘曲折叠形成的具有一定空间结构的蛋白质，蛋白质也可含有一条肽链，B 错误；蛋白质变性是空间结构被破坏，主要破坏的是氢键等化学键，氨基酸之间形成的肽键不被破坏，C 错误；含有肽键的化合物都能与双缩脲试剂产生紫色反应，变性蛋白质仍然含有肽键，仍可发生反应，D 错误。答案 A2.(2017山东师大附中一模，12)某五十肽中有丙氨酸(R 基为CH3)2 个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在，下列有关该过程产生的全部有机物
14、中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是( )A.肽键数目减少 4 个B.氨基和羧基分别增加 4 个C.氢原子数目增加 8 个D.氧原子数目增加 2 个解析 题述五十肽脱掉其中的 2 个丙氨酸，在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键，因此肽键数目减少 4 个，A 正确；断裂四个肽键，即水解形成 4 个氨基和 4 个羧基，B 正确；脱掉丙氨酸的过程需要 4 个水分子参与水解，所以氢原子数目增加 8 个，氧原子数目增加 4 个，C 正确，D 错误。答案 D1.蛋白质变性(1)强酸、强碱、高温等剧烈条件引起的蛋白质变性不可逆，蛋白质空间结构遭到破坏，即使恢复到适宜条件其理化性质和生物活性也不会恢复。(2)蛋
15、清中加入食盐会使蛋白质析出，兑水后析出的蛋白质溶解，此过程被称为盐析。盐析、9低温均不会破坏蛋白质的空间结构，条件改变(适宜)后，蛋白质的理化性质和生物活性即可恢复，这也是蛋白质类疫苗、抗体、酶等往往低温保存的原因。2.判断某些功能物质是否为蛋白质一些功能物质的化学本质如下：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA；激素中，有些是蛋白质，有些不是蛋白质。抗体和载体的本质都是蛋白质，但结构各不相同。蛋白质与酶、激素、抗体、载体的关系如下图所示：考点二 生物膜系统的结构及功能(5 年 5 考)1.蛋白质的合成、运输与分泌(1)细胞核：基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质；(2)核糖体：利用氨基酸
16、合成多肽；(3)内质网：对多肽进行初步加工(如折叠、糖基化等)，再以小泡的方式运送至高尔基体；(4)高尔基体：再加工成为成熟的蛋白质，并以小泡的方式运输到细胞膜与之融合；(5)细胞膜：外排作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白；(6)线粒体：为各项过程提供能量。2.蛋白质分选(1)含义：蛋白质合成后的去向和最终定位。(2)影响因素：分选信号，核糖体的存在部位。内质网上的核糖体合成膜蛋白和分泌蛋白；游离的核糖体主要合成细胞内蛋白。3.真核生物的内膜系统内膜系统是指在功能上连续统一的细胞内膜结构，其中包括核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、微体以及一些小泡等。这种内膜之间可通过出芽和融合的方式进行交流。内膜间的联系如下：(1)成分上的联系各种生物膜组成成分基本相似，均由脂质、蛋白质
