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1、第第3 3讲生命活动的主要承担者讲生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质考情分析考情分析备考导航备考导航最新考最新考纲全国卷六年考全国卷六年考题统计全国卷六年考全国卷六年考题分分值统计蛋白蛋白质的的结构和构和功能功能()()20152015全国全国卷卷T5T5知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础1.1.组成蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸考点一蛋白质的结构与功能考点一蛋白质的结构与功能C C、H H、O O、N N 氨基氨基 羧基羧基 同一个碳原子上同一个碳原子上 氨基酸的种类氨基酸的种类 12 12 8 8 2.2.蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次3.3.蛋白质结构多样性的原因蛋白
2、质结构多样性的原因氨基酸氨基酸 盘曲折叠盘曲折叠 肽键肽键 盘曲、折叠方式及形盘曲、折叠方式及形成的空间结构成的空间结构 种类种类 排列顺序排列顺序 4.4.蛋白质的功能蛋白质的功能 连线连线 答案答案: : 【深挖教材】【深挖教材】(1)“(1)“组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基”,”,你对你对“至至少少”是怎样理解的是怎样理解的? ?提示提示: :R R基也可以含有氨基和羧基。基也可以含有氨基和羧基。(2)(2)蛋白质在核糖体上合成后就能行使正常的生理功能吗蛋白质在核糖体上合成后就能行使正常的生理功能吗? ?提示提示: :核糖体合
3、成的蛋白质不具有复杂的空间结构核糖体合成的蛋白质不具有复杂的空间结构, ,严格地说只是多肽严格地说只是多肽, ,只有经盘曲折叠形成空间结构后才能行使正常的生理功能。只有经盘曲折叠形成空间结构后才能行使正常的生理功能。(3)(3)蛋白质功能多样性的根本原因是什么蛋白质功能多样性的根本原因是什么? ?提示提示: :DNADNA分子具有多样性分子具有多样性( (即控制蛋白质合成的基因不同即控制蛋白质合成的基因不同) )。重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.涉及氨基酸分子式的推断涉及氨基酸分子式的推断(1)(1)依据依据: :氨基酸的结构通式可以简写为氨基酸的结构通式可以简写为
4、RCRC2 2H H4 4O O2 2N,N,氨基酸分子式中各原氨基酸分子式中各原子数等于子数等于R R基中各原子数分别加上结构通式中基中各原子数分别加上结构通式中C C、H H、O O、N N原子数。原子数。(2)(2)两种计算类型两种计算类型: :已知氨基酸分子式已知氨基酸分子式, ,推测推测R R基的组成基的组成: :如某氨基酸分子式为如某氨基酸分子式为C C6 6H H1414O O2 2N N2 2, ,则则R R基为基为CC4 4H H1010N N。已知已知R R基基, ,写出氨基酸的分子式写出氨基酸的分子式: :丙氨酸的丙氨酸的R R基为基为CHCH3 3, ,则丙氨酸的分子则
5、丙氨酸的分子式为式为C C3 3H H7 7O O2 2N N。2.2.蛋白质结构、功能多样性的原因及两者的关系蛋白质结构、功能多样性的原因及两者的关系【易错点拨】【易错点拨】 (1) (1)氨基、羧基和肽键的书写氨基、羧基和肽键的书写(2)(2)蛋白质变性的原因蛋白质变性的原因重金属盐、高温、强酸、强碱和紫外线等理化因素使蛋白质变性的原因重金属盐、高温、强酸、强碱和紫外线等理化因素使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键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而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。结构。(3)(3)同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量不完全相同同一
6、生物的不同细胞中蛋白质种类和数量不完全相同由于基因的选择性表达由于基因的选择性表达, ,同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。现差异。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 组成蛋白质的氨基酸的判断与分析组成蛋白质的氨基酸的判断与分析1.(1.(20162016海南万宁一模海南万宁一模) )关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述, ,错错误的是误的是( ( ) )A.A.相对分子质量最小的氨基酸是甘氨酸相对分子质量最小的氨基酸是甘氨酸B.B.氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键氨基酸分子
7、之间通过脱水缩合形成肽键C.C.酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因D.D.不同氨基酸之间的差异是由不同氨基酸之间的差异是由R R基引起的基引起的解析解析: :甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸, ,它的它的R R基是最简单的基是最简单的H;H;白白化病的根本原因是基因突变化病的根本原因是基因突变;R;R基的不同决定了氨基酸之间的差异。基的不同决定了氨基酸之间的差异。C C 2.2.下列物质分子中下列物质分子中, ,不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是( ( ) )解析解析: :构成生物体蛋白质的氨基酸必
8、须是一个氨基和一个羧基连在同构成生物体蛋白质的氨基酸必须是一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上一个碳原子上, ,不管如何书写不管如何书写, ,只要具备只要具备 就可以认定是构就可以认定是构成生物体蛋白质的氨基酸成生物体蛋白质的氨基酸, ,而而B B项中的物质不具有此结构项中的物质不具有此结构, ,因此其不属因此其不属于构成生物体蛋白质的氨基酸。于构成生物体蛋白质的氨基酸。B B 3.3.已知一种构成蛋白质的氨基酸的已知一种构成蛋白质的氨基酸的R R基是基是CH2OH,CH2OH,在这种氨基酸分子在这种氨基酸分子中中, ,含有含有C C、H H、O O的原子数分别是的原子数分别是( ( ) )A
9、.3A.3、4 4、7 7B.3B.3、7 7、3 3C.7C.7、1 1、4 4D.4D.4、3 3、7 7解析解析: :每种构成蛋白质的氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基每种构成蛋白质的氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基, ,并并且连接在同一个碳原子上。且连接在同一个碳原子上。R R基也连在该碳原子上基也连在该碳原子上, ,它决定了氨基酸它决定了氨基酸的种类的种类, ,这种氨基酸结构式为这种氨基酸结构式为 。B B 方法突破方法突破 “二看法二看法”判断组成生物体蛋白质的氨基酸判断组成生物体蛋白质的氨基酸(1)“(1)“一看一看”氨基和羧基的数量氨基和羧基的数量, ,至少一个氨基和一个羧基
10、。至少一个氨基和一个羧基。(2)“(2)“二看二看”氨基和羧基的位置氨基和羧基的位置, ,氨基和羧基连在同一个碳原子上。氨基和羧基连在同一个碳原子上。题组二题组二 蛋白质结构与功能的分析蛋白质结构与功能的分析4.(4.(20162016陕西咸阳二模陕西咸阳二模) )蛋白质功能的多样性取决于蛋白质结构的多样蛋白质功能的多样性取决于蛋白质结构的多样性性, ,以下关于蛋白质结构的说法中正确的是以下关于蛋白质结构的说法中正确的是( ( ) )A.A.每种蛋白质分子都是由每种蛋白质分子都是由2020种氨基酸组成种氨基酸组成B.B.一个蛋白质分子只能由一条肽链构成一个蛋白质分子只能由一条肽链构成C.C.蛋
11、白质的氨基酸排列顺序及空间结构都是基因控制的结果蛋白质的氨基酸排列顺序及空间结构都是基因控制的结果D.D.相同种类和数量的氨基酸只能构成同一种类的蛋白质相同种类和数量的氨基酸只能构成同一种类的蛋白质解解析析: :组组成成蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸约约有有2020种种, ,但但不不是是所所有有蛋蛋白白质质都都由由2020种种氨氨基基酸酸组组成成; ;一一个个蛋蛋白白质质分分子子由由一一条条或或多多条条肽肽链链构构成成; ;基基因因控控制制蛋蛋白白质质的的合合成成, ,蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸排排列列顺顺序序及及空空间间结结构构都都是是基基因因控控制制的的结结果果; ;蛋白质多样性还与氨基酸
12、排列顺序以及肽链的空间结构有关。蛋白质多样性还与氨基酸排列顺序以及肽链的空间结构有关。C C 5.5.常常言言道道“马马无无夜夜草草不不肥肥”,”,是是有有其其科科学学依依据据的的, ,生生物物体体内内有有一一种种被被称称为为“BMALI”“BMALI”的的蛋蛋白白质质, ,能能促促进进脂脂肪肪堆堆积积, ,这这种种蛋蛋白白质质在在白白天天减减少少, ,夜夜间间增增多多。下列哪类蛋白质在生物体内的功能与下列哪类蛋白质在生物体内的功能与“BMALI”“BMALI”最相似最相似( ( ) )A.A.血红蛋白血红蛋白B.B.抗体抗体C.C.胰岛素胰岛素D.D.胃蛋白酶胃蛋白酶解析解析: :由由“BM
13、ALI”“BMALI”能促进脂肪堆积能促进脂肪堆积, ,可知可知“BMALI”“BMALI”具有调节作用。具有调节作用。血红蛋白具有运输功能血红蛋白具有运输功能, ,抗体具有免疫作用抗体具有免疫作用, ,胰岛素具有调节作用胰岛素具有调节作用, ,胃胃蛋白酶具有催化能力。蛋白酶具有催化能力。C C 知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础多肽的形成过程多肽的形成过程( (以二肽为例以二肽为例) )考点二蛋白质的合成及相关数量关系考点二蛋白质的合成及相关数量关系(1)(1)过程过程名称名称: : , ,场所为场所为 。(2)(2)物质物质名称名称: : 。(3)(3)结构结构名称名称:
14、 : , ,其结构简式为其结构简式为: : 。(4)H(4)H2 2O O中各元素的来源中各元素的来源:H:H来自来自 ,O,O来自来自 。(5)(5)多个氨基酸发生脱水缩合多个氨基酸发生脱水缩合, ,产物名称为产物名称为 。脱水缩合脱水缩合核糖体核糖体二肽二肽肽键肽键氨基和羧基氨基和羧基羧基羧基多肽多肽【深挖教材】【深挖教材】(1)(1)肽链的形成过程中碳原子、氮原子的数目如何变化肽链的形成过程中碳原子、氮原子的数目如何变化? ?提示提示: :氨基酸在脱水缩合形成多肽时氨基酸在脱水缩合形成多肽时, ,要失去水分子要失去水分子, ,即氢原子、氧原子的即氢原子、氧原子的数目会减少数目会减少, ,
15、而碳原子、氮原子的数目不会减少。而碳原子、氮原子的数目不会减少。(2)(2)蛋白质变性后蛋白质变性后, ,其所含肽键是否断裂其所含肽键是否断裂? ?提示提示: :蛋白质变性后蛋白质变性后, ,其空间结构破坏但肽键并未断裂。其空间结构破坏但肽键并未断裂。重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.肽键数、脱去水分子数、蛋白质的相对分子质量的计算肽键数、脱去水分子数、蛋白质的相对分子质量的计算肽链数目数目氨基酸数目氨基酸数目肽键数目数目脱去水脱去水分子数分子数蛋白蛋白质的相的相对分子分子质量量1 1条条m mm-1m-1m-1m-1ma-18(m-1)ma-18(m-1)n n条条
16、m mm-nm-nm-nm-nma-18(m-n)ma-18(m-n)注注: :设氨基酸的平均相对分子质量为设氨基酸的平均相对分子质量为a a。2.2.蛋白质中游离氨基和羧基数目的计算蛋白质中游离氨基和羧基数目的计算(1)(1)氨基数氨基数= =肽链数肽链数+R+R基上的氨基数基上的氨基数= =各氨基酸中氨基总数各氨基酸中氨基总数- -肽键数肽键数; ;(2)(2)羧基数羧基数= =肽链数肽链数+R+R基上的羧基数基上的羧基数= =各氨基酸中羧基总数各氨基酸中羧基总数- -肽键数。肽键数。(3)(3)蛋白质中含有蛋白质中含有N N、O O原子数的计算原子数的计算NN原子数原子数= =肽键数肽键
17、数+ +肽链数肽链数+R+R基上的基上的N N原子数原子数= =各氨基酸中各氨基酸中N N原子总数。原子总数。OO原子数原子数= =肽键数肽键数+2+2肽链数肽链数+R+R基上的基上的O O原子数原子数= =各氨基酸中各氨基酸中O O原子总数原子总数- -脱脱去水分子数。去水分子数。【易错点拨】【易错点拨】 (1) (1)蛋白质形成过程中蛋白质形成过程中, ,减少的氢原子不止来自羧基和减少的氢原子不止来自羧基和氨基氨基(2)(2)多肽形成过程中形成的肽键数不一定等于氨基酸数减多肽形成过程中形成的肽键数不一定等于氨基酸数减n(n(肽链数肽链数) )若形成环状多肽若形成环状多肽, ,则其形成的肽键
18、数等于氨基酸数则其形成的肽键数等于氨基酸数( (由于环状多肽首尾氨由于环状多肽首尾氨基酸彼此相连基酸彼此相连, ,故形成一个环肽时故形成一个环肽时, ,比形成一条直链肽要多生成一个水分比形成一条直链肽要多生成一个水分子子, ,多形成一个肽键多形成一个肽键) )。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组题组 蛋白质的相关数量关系分析蛋白质的相关数量关系分析1.1.人的血红蛋白由四条人的血红蛋白由四条(、)多肽链组成多肽链组成, ,其中每条其中每条链含链含氨基酸氨基酸141141个个, ,每条每条链含氨基酸链含氨基酸146146个个, ,则血红蛋白含肽键数则血红蛋白含肽键数( (
19、) )A.283A.283个个 B.285 B.285个个C.286C.286个个 D.570 D.570个个解析解析: :根据公式蛋白质分子中的肽键数根据公式蛋白质分子中的肽键数= =氨基酸数氨基酸数- -肽链的条数进行相肽链的条数进行相关的计算关的计算, ,所以血红蛋白含肽键数所以血红蛋白含肽键数=(141+141+146+146)-4=570(=(141+141+146+146)-4=570(个个) )。D D 2.2.如如图图为为某某蛋蛋白白质质的的结结构构示示意意图图, ,其其中中“SS”“SS”为为由由两两个个“SH”“SH”( (巯巯基基) )构构成成的的二二硫硫键键, ,其其作
20、作用用是是连连接接两两条条相相邻邻肽肽链链。若若该该蛋蛋白白质质分分子子共共由由m m个个氨氨基基酸酸组组成成, ,则则形形成成一一个个该该蛋蛋白白质质分分子子时时生生成成的的水水分分子子数数和和减减少少的的相对分子质量分别为相对分子质量分别为( ( ) )A.m,18mA.m,18m B.(m-4),18(m-4) B.(m-4),18(m-4)C.(m-3),18(m-3)+4C.(m-3),18(m-3)+4D.(m-2),18(m-2)+4D.(m-2),18(m-2)+4解析解析: :由题意知由题意知, ,该蛋白质中含有两条肽链和一个环肽该蛋白质中含有两条肽链和一个环肽, ,且含有且
21、含有2 2个二个二硫键硫键, ,因此失去的水分子数是因此失去的水分子数是(m-2)(m-2)个个, ,减少的相对分子质量为减少的相对分子质量为18(m-18(m-2)+42)+4。D D 3.(3.(20172017湖南岳阳一中月考湖南岳阳一中月考) )某三十九肽中共有丙氨酸某三十九肽中共有丙氨酸4 4个个, ,现去掉其中现去掉其中的丙氨酸得到的丙氨酸得到4 4条长短不等的肽链条长短不等的肽链, ,如图所示。则下列有关该过程的叙述如图所示。则下列有关该过程的叙述, ,错误的是错误的是( ( ) )A.A.氧原子数目减少氧原子数目减少1 1B.B.氨基和羧基分别增加氨基和羧基分别增加3 3个个C
22、.C.如果新生的如果新生的4 4条肽链总共有条肽链总共有5 5个羧基个羧基, ,那么其中必有那么其中必有1 1个羧基在个羧基在R R上上D.D.肽键数目减少了肽键数目减少了8 8个个D D 解解析析: :在在该该过过程程中中, ,脱脱去去4 4个个丙丙氨氨酸酸, ,需需要要断断裂裂7 7个个肽肽键键, ,需需要要7 7分分子子水水, ,增增加加7 7个个氧氧原原子子, ,而而每每个个丙丙氨氨酸酸含含2 2个个氧氧原原子子, ,共共去去掉掉8 8个个氧氧原原子子, ,因因此此O O原原子子数数目目减减少少1 1个个; ;一一条条肽肽链链至至少少含含有有一一个个氨氨基基和和一一个个羧羧基基, ,脱
23、脱去去4 4个个氨氨基基酸酸形形成成4 4条条短短肽肽链链后后, ,至至少少含含有有4 4个个氨氨基基和和4 4个个羧羧基基, ,因因此此氨氨基基和和羧羧基基数数目目分分别别增增加加3 3个个; ;一一条条肽肽链链至至少少含含有有一一个个羧羧基基, ,如如果果新新生生的的4 4条条肽肽链链总总共共有有5 5个个羧羧基基, ,那那么么其其中中必必有有1 1个个羧羧基基在在R R基基上上; ;在在该该过过程程中中, ,脱脱去去8 8号号、1818号号、2727号号氨氨基基酸酸时时每每脱脱去去一一个个氨氨基基酸酸需需要要水水解解2 2个个肽肽键键, ,脱脱去去3939号号氨氨基基酸酸时时只只脱脱去去
24、一一个个肽键肽键, ,因此脱去因此脱去4 4个丙氨酸需要水解个丙氨酸需要水解7 7个肽键。个肽键。构建知识网络强化答题语句构建知识网络强化答题语句知识网络知识网络 填充填充: . . . .C C、H H、O O、N N肽键肽键功能功能免疫免疫种类种类排列顺序排列顺序盘曲折叠形成的空间结构盘曲折叠形成的空间结构要语强记要语强记 1.1.一个特点一个特点: :组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(NH(NH2 2) )和一和一个羧基个羧基(COOH),(COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。并且都有一个氨基和一个羧基连
25、接在同一个碳原子上。2.2.一个概念一个概念: :脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(COOH)(COOH)和另一个氨基酸分子的和另一个氨基酸分子的氨基氨基(NH(NH2 2) )相连接相连接, ,同时脱去一分子水形成一个肽键的过程。同时脱去一分子水形成一个肽键的过程。3.3.一个过程一个过程: :氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽链氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽链, ,由肽键连接氨基酸分子形由肽键连接氨基酸分子形成肽链成肽链, ,肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。4.4.一个功能一个功能: :蛋白质是构成
26、细胞和生物体结构的重要物质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、免具有催化、运输、免疫、调节等多种功能。一切生命活动都离不开蛋白质疫、调节等多种功能。一切生命活动都离不开蛋白质, ,蛋白质是生命活动的主要蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。承担者和体现者。5.5.两个原因两个原因: :(1)(1)蛋白质结构多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺蛋白质结构多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同序不同, ,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。(2)(2)高温使蛋白质发生变性的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松高温使蛋白质发生变性的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散散, ,易被蛋白酶水解。易被蛋白酶水解。
