1 第 3 讲生命活动的主要承担者蛋白质 考纲要求核心素养 蛋白质的结构和功能 生命观念 通过掌握蛋白质结构多样 性与功能多样性的关系， 形成结构与功能相适应的 观点。 科学思维 结合氨基酸的脱水缩合过 程，形成归纳与概括、演 绎与推理的思维方法。 蛋白质的结构和功能 授课提示：对应学生用书第 9 页 基础突破抓基础，自主学习 1组成蛋白质的氨基酸及其种类 2蛋白质的合成及其结构多样性 3蛋白质的结构层次 元素氨基酸 脱水缩合 多肽 盘曲折叠 蛋白质 4蛋白质功能的多样性 2 重难突破攻重难，名师点拨 蛋白质的形成过程分析 (1)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； 其余的氨基和羧基在 R 基上。 (2)H2O 中的H 来自NH2，而OH 来自COOH。 (3)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不 是 R 基中的氨基和羧基。 特别提醒 (1)避免书写错误：不要将氨基写为 NH2或NH3；不要将羧基写为或 COOH；也不要将肽键写为 CONH 或。 (2)氨基酸数目氨基酸种类：蛋白质分子可以含有很多个氨基酸，但构成生物 体蛋白质的氨基酸约有 20 种。 (3)多肽蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，往往没有生物活 性，而多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。 (4)高温影响蛋白质：高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键， 而是破坏了肽链经盘曲折叠形成的空间结构。 题型突破练题型，夯基提能 题型 1氨基酸种类及结构特点分析 方法技巧 3 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 1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 B组成蛋白质的氨基酸共有的结构是 C每个氨基酸分子都只含有 C、H、O、N 四种元素 D组成人体的氨基酸中相对分子质量最大的是甘氨酸 解析：生物体内氨基酸的结构通式为，包含氨基、羧基、R 基、氢原子及中央碳原子；有些氨基酸除含有 C、H、O、N 外还含有 S，如甲 硫氨酸； 组成人体的氨基酸的相对分子质量的差异是由 R 基引起的， 甘氨酸的 R 基为H，相对分子质量最小。 答案：B 2 谷氨酸的 R 基为 C3H5O2,1 分子谷氨酸含有的 C、 H、 O、 N 原子数依次是() A5、9、4、1B4、8、5、1 C5、8、4、1D4、9、4、1 解析：氨基酸的结构通式的简式是 C2H4O2NR，谷氨酸的 R 基为C3H5O2，所以 谷氨酸的分子简式是 C5H9O4N。 答案：A 4 3(2018山东菏泽一模)下列有关氨基酸及蛋白质的叙述，错误的是() A甲硫氨酸中的硫元素只位于氨基酸的 R 基中 B天然蛋白质中的CONH在核糖体上形成 C蛋白质的基本性质与碳骨架、功能基团都相关 D在细胞间完成信息传递的物质都是蛋白质或氨基酸 解析：甲硫氨酸含有的硫元素位于 R 基中，A 正确；天然蛋白质的合成场所是 核糖体，在核糖体上，氨基酸通过脱水缩合反应形成的肽键(CONH)将氨 基酸残基连接形成肽链， B 正确； 蛋白质的基本性质与碳骨架、 功能基团都相关， C 正确；细胞间完成信息传递功能的可能是蛋白质或氨基酸，也可能不是，如性 激素的化学本质是脂质中的固醇类，D 错误。 答案：D 题型 2蛋白质结构、功能多样性分析 4 蛋白质的合成过程为氨基酸 多肽 蛋白质， 则过程分别形成的 结构是() A肽键、氨基酸 B肽键、肽键 C肽键、特定的空间结构 D空间结构、氨基酸 解析：过程分别形成的结构是肽键、特定的空间结构。 答案：C 5如图是某一多肽链的分子结构式，据图分析下列叙述错误的是() A是氨基、是羧基 B该肽链中只有一个肽键，是 C该肽链中的 R 基有 D该多肽形成时失去了两分子水 5 解析：分析题图，图中为氨基，为羧基，A 正确；该多肽链中共有 2 个肽键， B 错误；该肽链中的 R 基有 3 个，为图中，C 正确；该多肽链中有 2 个肽 键，形成时失去两分子水，D 正确。 答案：B 6(2018全国模拟)科学家发现了一种受到昼夜节律控制的特殊蛋白“PER”， 其会在夜晚积累并在白天降解，PER 蛋白的水平存在 24 小时的周期性起伏，与 昼夜节律相一致。随后，科学家成功地识别出组成这一机制的另一种蛋白质 TIM 蛋白， 从而揭示出细胞内部控制生物钟的内在机制。 下列分析合理的是 () APER 蛋白和 TIM 蛋白从根本上决定了生物的正常昼夜节律 BPER 蛋白和 TIM 蛋白通过胞吞的形式进入细胞核发挥作用 C“生物钟”的研究能够体现蛋白质对生命活动具有调节作用 D仅控制 PER 蛋白的基因发生突变不会打破正常的昼夜节律 解析：从根本上决定生物的正常昼夜节律的是基因，A 错误；PER 蛋白和 TIM 蛋白通过细胞核上的核孔进入细胞核发挥作用，B 错误；“生物钟”的研究能够 体现蛋白质对生命活动具有调节作用，C 正确；根据题意可知，PER 蛋白和 TIM 蛋白在同一个机制中起不同作用，因此仅控制 PER 蛋白的基因发生突变会打破 正常的昼夜节律，D 错误。 答案：C 7下列关于蛋白质的叙述中，正确的是() A蛋白质是肽链以一定的方式形成的具有复杂空间结构的化合物 B生物体的蛋白质千差万别，其原因可能是组成肽键的化学元素不同 C蛋白质都含有 C、H、O、N、P、S 等元素，基本组成单位是氨基酸 D蛋白质可能具有的功能是调节作用、免疫作用、运输作用和遗传作用 解析：肽键的结构都是CONH，元素都是 C、H、O、N，B 错误；蛋白质 不一定都含有 P、S 等元素，C 错误；蛋白质不具有遗传作用，D 错误。 答案：A 图表突破析图表，融会贯通 图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图； 图乙中的分别表示生物体内的三 个生理过程，其中 Q 分别代表三种物质。请分析： 6 (1)图甲中 c 的结构简式为_。d 表示的含义是_。 (2)图乙中分别体现了蛋白质的何种功能？ _。 (3)有同学提出，物质 Q 不可能存在于细胞膜上，你是否认同该说法？说出你的 理由。 _。 答案：(1)NHCO或CONH功能多样性(2)催化功能、运输功能、 免疫功能(3)不认同，位于细胞膜上的某些蛋白质可具有载体的作用，因此 Q 可能位于细胞膜上 蛋白质的相关计算 授课提示：对应学生用书第 11 页 题型突破练题型，夯基提能 题型 1肽键数、脱去水分子数、蛋白质的相对分子质量的计算 方法技巧 示例：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。 形成肽 链数 形成肽 键数 脱去水 分子数 蛋白质相对 分子质量 1n1n1na18(n1) mnmnmna18(nm) 特别提醒 7 (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(SS)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 na18(nm)中的肽链数(m)视 为零，再进行相关计算。 1如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是() A该脑啡肽由 3 种氨基酸脱水缩合而成，含有 4 个肽键 B该脑啡肽中含 1 个游离的氨基，2 个游离的羧基 C高温、X 射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性 D形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基 解析：脑啡肽是五肽化合物，由 4 种氨基酸组成，含有 4 个肽键，肽键可表示为 CONH，A 错误；该脑啡肽中含 1 个游离的氨基，1 个游离的羧基，B 错 误；高温、X 射线、强酸、强碱、重金属盐等会破坏蛋白质的空间结构，从而引 起蛋白质变性，C 正确；脱去的水中的氧来自羧基，氢来自一个氨基酸的氨基和 另一个氨基酸的羧基，D 错误。 答案：C 2 (2018福建龙岩模拟)绿色荧光蛋白是从发光水母中分离出来的一种结构蛋白， 其相关数据如表所示。若 R 基上的羧基和氨基不会脱水形成肽键，则下列对该 蛋白质的叙述，正确的是() 氨基酸数目126R 基上的羧基数15 游离羧基总数17游离氨基总数17 A.只有 1 条肽链 BR 基上的氨基有 17 个 C水解时，水中的氧参与形成氨基 D合成一分子该蛋白质脱去水的分子量为 2 232 8 解析：该蛋白质共含有 17 个游离的羧基，其中有 15 个在 R 基中，说明该蛋白 质含有 2 条肽链，A 错误；由于游离的氨基总数是 17 个，而该蛋白质含有 2 条 肽链，则 R 基上的氨基只有 15 个，B 错误；氨基酸经脱水缩合形成蛋白质时， 脱去的水分子中的氧来自氨基酸中的羧基，所以该蛋白质水解时，水分子中的氧 参与形成羧基，C 错误；合成一分子该蛋白质时脱去的水分子数氨基酸数肽 链数1262124 个，脱去水的分子量为 124182 232，D 正确。 答案：D 3如图表示一个由 153 个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是() A该分子中含有 152 个肽键 B参与构成该分子的氨基酸中至少有 1 个氨基酸含 2 个羧基，1 个氨基酸含 2 个氨基 C该分子中有 1 个氨基酸残基含硫 D该分子彻底水解将产生 153 种氨基酸 解析：图示蛋白质分子由 1 条肽链构成，多肽链上两个氨基酸 R 基上的NH2 和COOH 脱水缩合形成一个肽键，故该蛋白质共 153 个肽键，A 错误；参与构 成该分子的氨基酸中至少有 1 个氨基酸含 2 个羧基，1 个氨基酸含 2 个氨基，B 正确；该蛋白质含有的 1 个二硫键，是 2 个SH 脱氢形成的，故该分子中有 2 个氨基酸残基含硫，C 错误；该分子彻底水解最多产生 20 种氨基酸，D 错误。 答案：B 题型 2巧用“原子守恒”解答多肽中各原子数的计算题 方法技巧 氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑 R 基， 至少含有 2 个 C 原子、2 个 O 原子、4 个 H 原子和 1 个 N 原子。在脱水缩合形 成多肽时，要失去部分 H、O 原子，但是 C 原子、N 原子的数目不会减少。其相 关数量关系如下： (1)C 原子数氨基酸的分子数2R 基上的 C 原子数。 (2)H 原子数各氨基酸中 H 原子的总数脱去的水分子数2。 9 (3)O 原子数各氨基酸中 O 原子的总数脱去的水分子数。 (4)N原子数肽链数肽键数R基上的N原子数各氨基酸中N原子的总数。 (5)由于 R 基上的 C 原子数不好确定，且 H 原子数较多，因此以 N 原子数或 O 原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 (6)含 2 个氨基的氨基酸数N 原子数肽键数1。 (7)含 2 个羧基的氨基酸数： O 原子数肽键数2 2 。 4有一条多肽链，分子式为 CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到如图所示的 四种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为() Aq1Bp1 Cq2Dp1 解析：由题意可知，只有赖氨酸的 R 基上有氨基，分子式中的 N 原子应是肽键 中的 N 原子数游离的氨基中的 N 原子数，因不知道赖氨酸有几个，故无法利 用 N 原子数来计算，O 原子数是肽键中的 O 原子数游离羧基中的 O 原子数， 而题意中的氨基酸 R 基都没有羧基，故肽键数是 p2，氨基酸数肽键数肽 链数(p2)1p1。 答案：B 5有一条由 12 个氨基酸组成，分子式为 CxHyOwNzS(z12，w13)的肽链，这条 多肽链经过水解后的产物中有 5 种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸 (C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N