第3课生命活动的主要承担者 蛋白质 考点一蛋白质的结构和功能 重点探究型 核心知识回顾1 氨基酸及其种类 分析以下四种氨基酸 回答下列问题 1 组成元素 有的还含有P S等 2 结构特点 氨基和羧基的数量 每个氨基酸至少有 氨基和 羧基 氨基和羧基的连接位置 都有一个氨基和一个羧基连接在 上 氨基酸不同的决定因素 的不同 C H O N 一个 一个 同一个碳原子 R基 3 氨基酸的结构通式 4 种类 生物体中组成蛋白质的氨基酸约 种 根据能否在人体内合成 分为 20 氨基酸 8种 婴儿9种 氨基酸 12种 必需 非必需 2 多肽的形成过程 1 过程 名称为 场所为 2 物质 名称为 脱水缩合 核糖体 二肽 3 结构 名称为 其结构简式为 4 H2O中各元素的来源 H来自相邻氨基酸的 O来自 5 多个氨基酸发生脱水缩合 产物名称为 NH CO 或 CO NH COOH 和 NH2 COOH 多肽 肽键 6 一条肽链上氨基数或羧基数的确定 一条肽链上至少有 个游离的氨基和 个游离的羧基 分别位于肽链的 其余的氨基 或羧基 在 上 一 一 R基 两端 3 蛋白质的结构层次 氨基酸脱水缩合 盘曲 折叠蛋白质 多肽 4 蛋白质分子多样性的原因 1 氨基酸 2 肽链的数目 盘曲 折叠方式及其形成的 千差万别 不同 成百上千 千变万化 种类 数目 排列顺序 空间 结构 5 蛋白质的功能 教材易漏边角知识 必修1P23 与生活的联系 在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物 高温加热后鸡蛋清会呈现白色固态状 导致蛋白质出现这两种情况的原理相同吗 说明理由 不同 在食盐作用下析出蛋白质 蛋白质本身的结构 没有改变 仍维持原有的生物活性 高温加热后蛋白 质的空间结构发生了改变 丧失了原有的生物活性 高考探究归纳 高考典题示例 2016 江苏高考 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 世纪金榜导学号77982008 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 解题指南 解答本题需要注意两点 1 氨基酸脱水缩合的结果与蛋白质水解的条件 2 蛋白质的结构决定蛋白质的功能 解析 选A 本题主要考查氨基酸的运输与脱水缩合 蛋白质的水解与性质 细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质 细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA A项错误 氨基酸之间脱水缩合生成的水分子中的氢来自氨基和羧基 氧来自羧基 B项正确 细胞内蛋白质水解时需要蛋白酶催化 蛋白酶属于蛋白质 C项正确 蛋白质的基本性质与碳骨架有关 也与功能基团相关 D项正确 高考母题变式 变式1蛋白质的结构构成蛋白质的单体是 单体之间通过脱水缩合形成多肽 蛋白质的基本骨架是 氨基酸 碳链 变式2蛋白质的功能研究发现某些蛋白质的氨基酸种类 数目 排列顺序相差很大 但功能有类似之处 这可能是由 决定的 蛋白质的 空间结构 备考方法规律 巧用 一 二 三 四 五 助记蛋白质的结构与功能 数量 氨基酸数 空间结构 免疫 高考角度全练角度1氨基酸的结构1 2017 西安模拟 下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构简式 据图分析下列叙述不正确的是 世纪金榜导学号77982009 A 以上这三种氨基酸的R基依次是 H CH3 CH2OHB 将这三种氨基酸 足量 置于适宜条件下 经脱水缩合可形成的三肽化合物最多有27种C 甲是最简单的氨基酸D 从结构简式可看出 只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸 解析 选D 根据氨基酸的结构通式可知 这三种氨基酸的R基依次是 H CH3 CH2OH A正确 将这三种氨基酸 足量 置于适宜条件下 经脱水缩合可形成的三肽化合物最多有33 27种 B正确 甲的R基是 H 最简单 该氨基酸是最简单的氨基酸 C正确 构成蛋白质的氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基 并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 D错误 角度2蛋白质的结构2 2017 石家庄模拟 蜂毒素是由26个氨基酸组成的一条肽链 则蜂毒素分子 A 至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基B 水解后一定能得到20种氨基酸C 能与双缩脲试剂产生蓝色反应D 氮元素只能存在于氨基中 解析 选A 蜂毒素是由26个氨基酸组成的一条肽链 至少含有游离的氨基和羧基各1个 A正确 由于组成生物体蛋白质的氨基酸约为20种 蜂毒素经水解可能得到20种氨基酸 也可能少于20种 B错误 蜂毒素能与双缩脲试剂产生紫色反应 C错误 氮元素可存在于氨基 R基和肽键中 D错误 易错提醒 双缩脲试剂不能鉴定氨基酸 但能鉴定蛋白质 包含变性的蛋白质 和多肽 这是由于氨基酸中没有肽键 而蛋白质 多肽中有肽键 角度3蛋白质的功能3 2017 汕头模拟 伴侣蛋白的作用是确保蛋白质正确折叠 下列叙述正确的是 A 蛋白质的功能与其空间结构无关B 无伴侣蛋白时 产生的错误蛋白可能被蛋白酶水解C 伴侣蛋白是蛋白质合成的直接模板D 伴侣蛋白的基本单位是核糖核苷酸 解析 选B 蛋白质的结构决定蛋白质的功能 所以蛋白质的功能与其空间结构有关 A错误 蛋白酶能催化蛋白质的水解 无伴侣蛋白时 产生的错误蛋白可能被蛋白酶水解 B正确 蛋白质合成的直接模板是mRNA C错误 伴侣蛋白的化学本质是蛋白质 蛋白质的基本单位是氨基酸 D错误 加固训练 1 下面是三种化合物的结构简式 有关三种化合物的叙述中错误的是 A 三种化合物可以用一个结构通式表示B 三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基 一个羧基C 三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D 三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同 羧基数不同 解析 选B A正确 三种物质都是构成蛋白质的氨基酸 都可用氨基酸的结构通式表示 B错误 三种氨基酸共同点应为 至少都含有一个氨基 一个羧基 C正确 双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应 是由于蛋白质中有肽键 氨基酸中无肽键 故不能与双缩脲试剂发生紫色反应 D正确 三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1 1 1 羧基数分别是2 1 2 2 2015 福建高考 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 解题指南 1 题干 选项关键词 每种蛋白质 都含有 都是 等 2 关键知识 蛋白质结构与氨基酸的关系 蛋白质功能多样性 人体内蛋白质的结构与功能 解析 选C 本题主要考查蛋白质的结构与功能 A项中 细胞中合成蛋白质的基本结构单位 氨基酸约有20种 但是人体内不一定每种蛋白质都含有20种氨基酸 故错误 B项中 人体内的蛋白质有结构蛋白与分泌蛋白之分 分泌蛋白是在细胞内合成的 需要分泌到细胞外发挥作用 故错误 C项中 人体内的每种蛋白质都是由一条或多条多肽链经盘曲 折叠形成 的 具有一定的空间结构 故正确 D项中 人体内蛋白质的功能具有多样性 如抗体具有免疫作用 胰岛素具有信息传递作用 血红蛋白具有运输作用等 故错误 考点二有关蛋白质的计算 难点突破型 核心知识回顾1 氨基酸分子式的推算方法 1 依据 氨基酸的结构通式可以简写为 氨基酸分子式中各原子数等于R基中各原子数分别加上结构通式中C H O N原子数 R C2H4O2N 2 两种计算类型 已知氨基酸分子式 推测R基的组成 如某氨基酸分子式为C6H14O2N2 则R基为 已知R基 写出氨基酸的分子式 丙氨酸的R基为 CH3 则丙氨酸的分子式为 C4H10N C3H7O2N 2 利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律 1 氨基数和羧基数 氨基数 R基中的氨基数 氨基酸中所有的氨基数 肽键数 羧基数 R基中的羧基数 氨基酸中所有的羧基数 肽键数 肽链数 肽链数 2 肽键数 脱去水分子数和蛋白质相对分子质量 假设氨基酸的平均相对分子质量为a 由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽 n 1 1 1 n m m m 多肽种类的计算 多肽的不同取决于氨基酸的数目 种类和排列顺序 对于氨基酸数目相同的多肽来说 则取决于氨基酸的种类和排列顺序 可以借助下面的示意图来理解 代表要安放的氨基酸的位置 1 假若有n种氨基酸形成一个三肽 那么形成三肽的种类 即n3种 2 假若n种氨基酸形成一个m肽 则形成的多肽种类 nm种 3 假若有n种氨基酸形成一个三肽 且每种氨基酸只有一个 则形成三肽的种类 即n n 1 n 2 种 特别提醒 1 计算多肽的相对分子质量时 除了考虑水分的减少外 还要考虑其他化学变化过程 如肽链上出现一个二硫键 S S 时 要再减去2 即两个氢原子 若无特殊说明 不考虑二硫键 2 若为环状多肽 则可将相对分子质量计算公式na 18 n m 中的肽链数 m 视为零 再进行相关计算 思维诊断 1 组成环状肽的氨基酸有n个 脱水缩合时至少去掉n 1个水分子 分析 环状肽形成时 脱掉的水分子数至少与氨基酸分子的数目相同 即至少是n个 2 细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质 分析 构成蛋白质的氨基酸种类和数目相同 而氨基酸的排列顺序不同 所形成的蛋白质也不相同 3 蛋白质都是由20种氨基酸经脱水缩合而成的链状结构 分析 组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种 故蛋白质最多是由20种氨基酸构成的 4 洋葱根尖细胞染色体的复制过程涉及肽键数量的变化 分析 染色体复制过程的实质是DNA的复制和有关蛋白质的合成 蛋白质的合成过程中涉及肽键数量的变化 5 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 分析 氨基酸在脱水缩合形成肽链时 相邻氨基酸的氨基和羧基之间脱水缩合形成肽键 不考虑R基上的氨基或羧基 位于肽链两端的氨基和羧基各有一个 并保持游离状态 高考角度全练角度1氨基酸分子的推断1 2017 合肥模拟 已知某种氨基酸的R基是 CH2 CH2 NH2 在一个该氨基酸分子中 含有的C和N的原子数之比为世纪金榜导学号77982010 A 2 2B 4 2C 3 2D 3 1 解析 选B 氨基酸的结构通式为C2H4O2NR 题中所述氨基酸的R基为 CH2 CH2 NH2 所以该氨基酸的分子式为C4H10O2N2 故C和N的原子数之比为4 2 方法技巧 巧用 原子守恒 计算多肽中各原子数 1 依据 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 在脱水缩合形成多肽时 要失去部分H O原子 但是碳原子 氮原子的数目不会变化 2 相关数量关系 碳原子数 氨基酸的分子数 2 R基上的碳原子数 氢原子数 各氨基酸中氢原子的总数 脱去的水分子数 2 氧原子数 各氨基酸中氧原子的总数 脱去的水分子数 2 肽链数 肽键数 R基上的氧原子数 氮原子数 肽链数 肽键数 R基上的氮原子数 角度2蛋白质形成过程中相关数量关系2 2017 冀鲁豫百校联考 下面为牛胰岛素结构图 该物质中 S S 是由两个 SH脱去两个H形成的 下列说法正确的是世纪金榜导学号77982011 A 牛胰岛素为五十一肽 其中含有50个肽键B 牛胰岛素中至少有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 减少的相对分子质量为882 解析 选B 该牛胰岛素含51个氨基酸 其中含有肽键数为51 2 49个 牛胰岛素含两条肽链 至少含2个 NH2和2个 COOH 牛胰岛素水解可得到51个氨基酸 最多有20种氨基酸 但并非一定是20种 牛胰岛素形成时 51个氨基酸脱水的同时还减少了6个H 故减少的相对分子质量为49 18 6 888 加固训练 1 某多肽链为一百九十九肽 其分子式为CxHyNaObS2 a 199 b 200 并且由下列5种氨基酸组成 那么该多肽链彻底水解后将会分别得到赖氨酸 天冬氨酸的个数为 A a 199 b 200 2B a 200 b 200C a 199 b 199