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1、必修必修1 2-2 1 2-2 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质氨基酸及其种类氨基酸及其种类 判断正误判断正误 1 1在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有2020种。种。 ( ) ( )2 2人体必需的氨基酸称为必需氨基酸，共人体必需的氨基酸称为必需氨基酸，共8 8种。种。 ( ) ( )3 3每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上在同一个碳原子上 ( ) ( )4 4各种氨基酸都共有的结构是各种氨基酸都共有的结构是 ( )( )5 5各种氨基酸理化性质不同的原因在于各种氨基酸
2、理化性质不同的原因在于R R基不同基不同 ( ) ( )1蛋白质的元素组成：蛋白质的元素组成： ，有的还含，有的还含 等，等，2蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位(1)氨基酸结构通式的不同表达形式：氨基酸结构通式的不同表达形式：H2NC、H、O、NS、P氨基酸氨基酸(2)组成蛋白质的氨基酸的结构特点组成蛋白质的氨基酸的结构特点特点分析特点分析举例例至少有一个至少有一个NH2和一和一个个COOH，R基中也可基中也可能含有能含有NH2和和COOH有一个有一个NH2和一个和一个COOH连在同一个碳原子在同一个碳原子上上R基中含基中含COOH：谷氨酸：谷氨酸R基中含基中含NH2：赖氨酸：赖氨酸反
3、例：反例：非生物体内氨基酸非生物体内氨基酸不同的氨基酸分子，具有不同的不同的氨基酸分子，具有不同的 ，这是是氨基酸分氨基酸分类的依据。的依据。CHCHH2NOHO甘氨酸CHCH2NOHOCH3CH3缬氨酸CHR基基因表达基因表达时，从信使，从信使RNA上的起始密上的起始密码子开始，两个起始密子开始，两个起始密码子分子分别对应甲硫氨酸和甲硫氨酸和缬氨酸，即蛋白氨酸，即蛋白质中第一个氨基酸定中第一个氨基酸定为两两种中其中之一，所以可以推种中其中之一，所以可以推测绝大多数蛋白大多数蛋白质含含“S”元素，但并元素，但并非所有的蛋白非所有的蛋白质都含都含“S”，基本元素，基本元素为C、H、O、N，特征元
4、素，特征元素为“S”。非必需氨基酸：共非必需氨基酸：共1212种，人体可自身种，人体可自身合成的氨基酸合成的氨基酸必需氨基酸：共必需氨基酸：共8 8种，人体不能自身合种，人体不能自身合 成，必须从外界摄入的成，必须从外界摄入的 赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）、缬氨酸（蛋氨酸）、缬氨酸（甲携来一本亮色书）（甲携来一本亮色书）在生物体内在生物体内组成蛋白质组成蛋白质的有的有2020种氨种氨基酸基酸3、 种类种类1判断组成蛋白质的氨基酸的方法判断组成蛋白质的氨基酸的方法(1)从数量上看：至少有一个从数
5、量上看：至少有一个NH2和一个和一个COOH，下列不，下列不属于构成蛋白质的氨基酸：属于构成蛋白质的氨基酸：NH2CH2CH2OH缺乏羧基缺乏羧基(COOH)(2)从位置上看，必须有一个从位置上看，必须有一个NH2和一个和一个COOH连在同一连在同一个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：氨基与羧基未连接在同一个碳原子上氨基与羧基未连接在同一个碳原子上1关于生物体内氨基酸的叙述正确的是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组成蛋白质的
6、氨基酸共有的结构是C每个氨基酸分子都只含有每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素四种元素D组成人体的氨基酸都能在人体内合成组成人体的氨基酸都能在人体内合成B解析：解析：氨基酸由氨基、羧基、氨基酸由氨基、羧基、R基等组成，有的氨基酸基等组成，有的氨基酸分子中还含有分子中还含有S、P等元素。必需氨基酸在人体内无法等元素。必需氨基酸在人体内无法合成。合成。1氨基酸的脱水缩合氨基酸的脱水缩合(1)场所：场所：(2)过程分析过程分析1、氨基酸的结合方式、氨基酸的结合方式CHCOOHR1CHNH2COOHR2NH2COHNHOH核糖体核糖体CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH氨基酸的结
7、合方式:CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二二肽肽肽键肽键脱水缩合脱水缩合氨基酸的结合方式:脱水缩合CCHR1NH2COCHR2HNO肽键肽键二肽二肽CHCOOHR2HNH2O肽键肽键三三肽肽以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（链状）。H2O注意：注意：脱水缩合产生的脱水缩合产生的H2O中的中的H来自于来自于COOH和和NH2，而氧则只来自于，而氧则只来自于COOH。一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。离的羧基，并分别位于肽链的两端。R基中的基中的NH2或或COOH不参与肽键的形不参
8、与肽键的形成，故多余的成，故多余的NH2或或COOH位于位于R基中。基中。2甘氨酸甘氨酸(C2H5O2N)和和X氨基酸反应生成二肽的分子式为氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则，则X氨基酸是氨基酸是 ()A2 2 2 2、蛋、蛋、蛋、蛋白白白白质的结质的结质的结质的结构构构构层次层次层次层次 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 二肽二肽二肽二肽 三肽三肽三肽三肽 ：多肽多肽多肽多肽一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质多多多多条多肽链盘曲条多肽链盘曲条多肽链盘曲条多肽链盘曲折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折叠形成蛋白质折
9、叠形成蛋白质3、蛋白质分子结构多样性原因、蛋白质分子结构多样性原因- 2 氨基酸数目不同氨基酸数目不同- 3 氨基酸排列顺序不同氨基酸排列顺序不同 - 4 肽肽链空间结构不同，蛋白质种类不同链空间结构不同，蛋白质种类不同 1 氨基酸种类不同氨基酸种类不同两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种蛋白质。但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质。但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一点，蛋白质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。这两个蛋白质的分子结构就不同。【特别
10、提示特别提示】(1)DNA(1)DNA多样性多样性 蛋蛋白质多样性白质多样性 生物多样性。生物多样性。(2)(2)由于基因的选择性表达，不同细胞中蛋由于基因的选择性表达，不同细胞中蛋白质种类、结构不同。白质种类、结构不同。多肽和蛋白质的区别(1)结构上有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，无空间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。因此，多肽往往是因此，多肽往往是无生物活性的，而蛋白质是有生物活性的。无生物活性的，而蛋白质是有生物活性的。(2)蛋白质多样性有四个方面原因，但多肽多样性只有三个方面的原因，这一点在组织答案时应特别注意。 (3)一条刚刚从核糖体这一车间下线的多肽链可以叫多肽，但不能称
11、为蛋白质。蛋白质往往是由一条或几条多肽链和其他物质结合而成的。即基因控制蛋白质合成时，翻译的直接产物应为多肽，不能写蛋白质。结构蛋白结构蛋白 肌球蛋白肌球蛋白 肌动蛋白肌动蛋白催化作用催化作用 酶酶运输作用运输作用 血红蛋白血红蛋白 载体载体调节作用调节作用 胰岛素胰岛素 生长激素生长激素免疫作用免疫作用 抗体抗体4、蛋白质的功能 一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质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，是生命活动的体是生命活动的主要承担者，是生命活动的体现者。现者。蛋白质结构多样性和功能多样性的关系蛋白质结构多样性和功能多样性的关系5、蛋白质的变性、蛋白质的变性 蛋白质在蛋
12、白质在重金属盐（汞盐，银盐，铜盐）、酸、碱、重金属盐（汞盐，银盐，铜盐）、酸、碱、乙醇等存在下或加热至乙醇等存在下或加热至70-1000C或在或在X射线、紫外线射线、紫外线的作用下其空间结构发生改变和破坏，从而失去生物活的作用下其空间结构发生改变和破坏，从而失去生物活性。性。 变性过程是不可逆的。此过程并变性过程是不可逆的。此过程并不会导致肽键和二不会导致肽键和二硫键破坏硫键破坏，主要是氢键、疏水作用的破坏，使肽链有序，主要是氢键、疏水作用的破坏，使肽链有序的卷曲、折叠变为松散无序。蛋白质变性后溶解度降低，的卷曲、折叠变为松散无序。蛋白质变性后溶解度降低，失去结晶能力，并形成沉淀。所以在临床中
13、用酒精、加失去结晶能力，并形成沉淀。所以在临床中用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒杀菌，就是利用这些手段使热、紫外线等方法进行消毒杀菌，就是利用这些手段使菌体和病毒的蛋白质变性而失去致病性和繁殖能力。菌体和病毒的蛋白质变性而失去致病性和繁殖能力。3(2011广州模拟广州模拟)蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列有关蛋白质类物质与其功能对应正确的是有关蛋白质类物质与其功能对应正确的是 ()A胰岛素与调节胰岛素与调节B干扰素与催化干扰素与催化CDNA连接酶与连接酶与D
14、NA复制复制D载体蛋白与免疫载体蛋白与免疫A解析：解析：胰岛素是激素，对生命活动起调节作用；干扰素属胰岛素是激素，对生命活动起调节作用；干扰素属于淋巴因子，有免疫作用；于淋巴因子，有免疫作用；DNA连接酶是基因工程的工具连接酶是基因工程的工具酶之一，把酶之一，把DNA的长链连接起来，而的长链连接起来，而DNA复制用到的是复制用到的是DNA聚合酶，把脱氧核苷酸连接成长链；载体蛋白起运输聚合酶，把脱氧核苷酸连接成长链；载体蛋白起运输作用。作用。4(2009天津高考天津高考)下列过程中，涉及肽键数量变化的是下列过程中，涉及肽键数量变化的是()A洋葱根尖细胞染色体的复制洋葱根尖细胞染色体的复制B用纤维
15、素酶处理植物细胞用纤维素酶处理植物细胞C小肠上皮细胞吸收氨基酸小肠上皮细胞吸收氨基酸D蛋清中加入蛋清中加入NaCl使蛋白质析出使蛋白质析出A解析：解析：在蛋白质形成过程中氨基酸的脱水缩合形成肽键，在蛋白质形成过程中氨基酸的脱水缩合形成肽键，所以涉及蛋白质的合成就应涉及肽键数量变化。洋葱根尖所以涉及蛋白质的合成就应涉及肽键数量变化。洋葱根尖细胞染色体复制时包含细胞染色体复制时包含DNA复制和有关蛋白质的合成。纤维复制和有关蛋白质的合成。纤维素酶处理植物细胞的目的是分解细胞壁；小肠仅是吸收氨素酶处理植物细胞的目的是分解细胞壁；小肠仅是吸收氨基酸并没有发生氨基酸缩合；蛋白质溶液中加入基酸并没有发生氨
16、基酸缩合；蛋白质溶液中加入NaCl析出析出蛋白质，仅是析出并没有发生重新合成。蛋白质，仅是析出并没有发生重新合成。 氨基酸形成蛋白质的相关计算问题氨基酸形成蛋白质的相关计算问题1蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算 由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同时失去一分子水，即。形成一个肽键，同时失去一分子水，即。 在一条在一条肽链的两端一定分的两端一定分别是是COOH和和NH2。一。一条条肽链所含所含COOH和和NH2数量数量 个；个；m条条肽链所含所含COOH和和NH2数量至少都是数量至
17、少都是 个。个。形成的肽键数失去水分子数形成的肽键数失去水分子数m至少都是一至少都是一提醒提醒多肽中具体有几个氨基或羧基，应关多肽中具体有几个氨基或羧基，应关注注R基中是否有氨基或羧基。基中是否有氨基或羧基。 脱水缩合过程的相关计算脱水缩合过程的相关计算假设氨基酸的平均相对分子质量为假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由，由n个氨基酸分别形个氨基酸分别形成成1条肽链或条肽链或m条肽链：条肽链：形成形成肽链数数形成形成肽键数数脱去水脱去水分子数分子数氨基氨基数目数目羧基基数目数目多多肽相相对分子分子质量量1mn1n1至少至少1个个至少至少1个个na18(n1)nmnm至少至少m个个至少至少m个个n
18、a18(nm)特别提醒特别提醒若若n个氨基酸形成一环状多肽，则：个氨基酸形成一环状多肽，则：肽键数脱去水分子数氨基酸数肽键数脱去水分子数氨基酸数(n)在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变化在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键过程，如二硫键(SS)的形成，每形成一个二硫键，脱的形成，每形成一个二硫键，脱去去2个个H，故相对分子质量减少，故相对分子质量减少2。2多肽多肽(蛋白质蛋白质)的结构分析的结构分析(1)氨基数肽链数氨基数肽链数R基上的氨基数基上的氨基数(2)羧基数肽链数羧基数肽链数R基上的羧基数基上的羧基数(3)肽键数脱水数氨基酸数肽链数水解需水数肽
19、键数脱水数氨基酸数肽链数水解需水数 (4) N原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中N的总数肽键数肽链数的总数肽键数肽链数R基基上的上的N原子数原子数(5)O原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数肽键数的总数脱去水分子数肽键数 2肽链数肽链数R基上的基上的O原子数原子数4.氨基酸的排列与多肽的种类氨基酸的排列与多肽的种类假若有假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情形分析：多肽的情况可分如下两种情形分析：(1)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类。情况下，可形
20、成肽类化合物的种类。4(2011南京二模南京二模)一条肽链的分子式为一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水，其水解后共产生了下列解后共产生了下列3种氨基酸：种氨基酸：据此判断，下列有关叙述错误的是据此判断，下列有关叙述错误的是 ()A1个个C22H34O13N6分子水解后可以产生分子水解后可以产生3个谷氨酸个谷氨酸B合成合成1个个C22H34O13N6分子同时将产生分子同时将产生5个水分子个水分子C1个个C22H34O13N6分子中存在分子中存在1个游离的氨基和个游离的氨基和3个游离的个游离的 羧基羧基D在细胞中合成在细胞中合成1个个C22H34O13N6分子至少需要基因中分子至少需要
21、基因中36个个 碱基碱基C解析：解析：构成该多肽的构成该多肽的3种氨基酸都只含有种氨基酸都只含有1个氨基，从其分个氨基，从其分子式中共有子式中共有6个个N原子可知，该多肽是原子可知，该多肽是6个氨基酸脱水缩合个氨基酸脱水缩合产生产生5个水分子后形成的。个水分子后形成的。6个氨基酸羧基的氧原子有个氨基酸羧基的氧原子有12个，个，脱水后剩脱水后剩7个，而该多肽分子中共有个，而该多肽分子中共有13个氧原子，则其余个氧原子，则其余6个氧原子来自个氧原子来自3个谷氨酸个谷氨酸R基中的基中的3个羧基。由于该多肽有个羧基。由于该多肽有6个氨基酸，其中个氨基酸，其中3个是谷氨酸，故个是谷氨酸，故1个个C22H
22、34O13N6分子中存分子中存在在1个游离的氨基和个游离的氨基和4个游离的羧基。该多肽为六肽，合成个游离的羧基。该多肽为六肽，合成中至少需要基因中中至少需要基因中36个碱基。个碱基。答案：答案： 如图所示，物质如图所示，物质A是在胰岛是在胰岛B细胞中合成的，且与血细胞中合成的，且与血糖调节有关。物质糖调节有关。物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿在宿主细胞中的复制。物质主细胞中的复制。物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。物质作用。物质D由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关
23、说法正确的是下列有关说法正确的是 ()A物质物质A、B、C、D的结构多样性只与的结构多样性只与a有关有关B与与A、B、C、D四种物质合成、分泌有关的细胞器是核四种物质合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体糖体、内质网、高尔基体、线粒体CA、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、抗利尿激素抗利尿激素D物质物质A与胰高血糖素具有协同作用，物质与胰高血糖素具有协同作用，物质B、C均在特异均在特异性免疫中发挥作用，物质性免疫中发挥作用，物质D的分泌体现了生物膜的流动性的分泌体现了生物膜的流动性解析解析蛋白质结构多样性不仅与氨基酸的种类、数目
24、、蛋白质结构多样性不仅与氨基酸的种类、数目、排列顺序有关，也与蛋白质的空间结构有关。物质排列顺序有关，也与蛋白质的空间结构有关。物质A、B、C、D分别是胰岛素、淋巴因子、抗体和生长激素。物质分别是胰岛素、淋巴因子、抗体和生长激素。物质A与胰高血糖素之间具有拮抗作用。与胰高血糖素之间具有拮抗作用。答案答案B1(2010宁夏高考宁夏高考)水中氧含量随水水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带温的升高而下降。生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。红蛋白含量与其生活的水温有关。右图中能正确表示一定温度范围右图中能正确表示一定温度范围内该动物
25、血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是()A甲甲B乙乙C丙丙 D丁丁解析：解析：血红蛋白的功能是运输氧气，随着水温的升高，血红蛋白的功能是运输氧气，随着水温的升高，水中氧的含量下降，机体会通过反馈调节增加血红蛋白水中氧的含量下降，机体会通过反馈调节增加血红蛋白的含量，来满足机体对氧的需求。的含量，来满足机体对氧的需求。答案：答案：A2(2010江苏高考改编江苏高考改编)某种蛋白酶是由某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，下列叙述正确的是合形成的蛋白质，下列叙述正确的是 ()A该蛋白酶分子结构中至少含有该蛋白酶分子结构中
26、至少含有129个氨基和个氨基和129个羧基个羧基B该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应C该蛋白酶中含有该蛋白酶中含有128个肽键个肽键D用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好洗衣粉好解析：解析：该蛋白酶分子含有几条肽链，就至少有几个羧基该蛋白酶分子含有几条肽链，就至少有几个羧基和几个氨基；蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应；酶和几个氨基；蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应；酶具有专一性，蛋白酶催化水解蛋白质，水解油渍应用脂具有专一性，蛋白酶催化水解蛋白质，水解油渍应用脂肪酶。由于不确定该蛋白酶中含有多少条肽链，故不能肪酶。由于不确定该蛋白酶中含有多少条肽链，故不能确定含有确定含有128个肽键。个肽键。答案：答案：B
