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第一部分必修①分子与细胞第一章走近细胞及其分子组成第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质教材基础回扣核心考点整合课上小题专练课后限时练命题视角研析教材基础回扣教材梳理一、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1．组成元素：_________________。2．种类：约_____种。3．通式：________________□1C、H、O、N□220□34．结构特点：每种氨基酸分子至少都含有一个________和一个_________，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个_________上________不同导致氨基酸种类不同。□4氨基□5羧基□6碳原子□7R基二、蛋白质的结构及其多样性1．合成场所：___________。2．形成过程：____________。□8核糖体□9脱水缩合3.构成：多个氨基酸分子经脱水缩合形成含有多个肽键________________的化合物。4.结构：链状(即多肽链)、极少数为环状。□10—CO—NH—1.蛋白质水解耗能吗？蛋白质初步水解和彻底水解的产物各是什么？提示不耗能。多肽和氨基酸。5．蛋白质结构多样性的原因(1)氨基酸方面：氨基酸的_______________________的不同。(2)肽链方面：肽链的___________________。提示不耗能。多肽和氨基酸。□11种类、数目和排列次序□12空间结构千差万别三、蛋白质的功能一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的承担者。1._________物质：构成生物体结构的蛋白质，如肌肉、头发等。2._________作用：绝大多数酶的本质是蛋白质。3．运输作用：有些蛋白质具有运输功能如血红蛋白、载体。□13结构□14催化4._________作用：蛋白质能调节机体的生命活动，如胰岛素。5.免疫作用：如人体内的___________。□15调节□16抗体2.生物多样性的直接原因和根本原因各是什么？提示蛋白质结构的多样性和DNA分子的多样性。判断下列说法是否正确：1．n个氨基酸共有m个氨基(mn)，这些氨基酸缩合成一条多肽链，氨基数为m－n＋1。(√)2．血浆蛋白的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。(×)3．各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同。(√)思维小测4．环状肽的形成，说明某些蛋白质可能不含有游离的氨基或羧基。(√)5．任何生命活动都必须有蛋白质直接参与，说明了蛋白质是生命活动的主要承担者。(×)6．蛋白质的空间结构是在内质网和高尔基体中形成的。(√)7．氨基酸脱水缩合产生水，水中的H来自氨基和羧基。(√)核心考点整合考点一氨基酸的结构与种类1.通式：元素组成：基本元素C、H、O、N，R基中可能含有S。2．结构特点。(1)氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基，也可以是几个，因为R基中可能含有氨基和羧基。(2)在构成蛋白质的氨基酸中，都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，否则就不是构成蛋白质的氨基酸。例如：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH。(3)不同的氨基酸分子，具有不同的R基，这是氨基酸分类的依据。例如甘氨酸的R基是—H，丙氨酸的R基是—CH3。3．利用N原子个数求氨基酸的个数。氨基酸通式中N的数目最少、最简单，一般只出现在氨基中。若氨基酸R基中没有氨基，则N原子数＝氨基酸数；若R基中含1个氨基，则氨基酸个数＝N原子个数－1。4．据分子式求某种氨基酸中各原子个数。分子式：C2H4O2NR，在此基础上告诉具体的R基即可求解。特别提醒基因表达时，从信使RNA起始密码子开始，两个起始密码子分别对应甲硫氨酸和缬氨酸，即蛋白质中的第一个氨基酸是这两种中的一个，所以可以推测绝大多数蛋白质含“S”元素，但并非所有的蛋白质都含“S”。所以基本元素为C、H、O、N，特征元素为“S”，且S一定存在于R基上。[应用训练1]在下列物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其中含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是()①NH2－CH2－COOH②NH2－CH2－CH2OHA．3、3、2B．4、3、3C．2、2、2D．3、4、2[解析]解答本题时，要根据氨基酸的结构通式把属于构成人体的氨基酸挑选出来。由于②号没有羧基，④号氨基和羧基没有连在同一个碳原子上，所以它们不是组成人体蛋白质的氨基酸。①③⑤是构成蛋白质的氨基酸，它们脱水缩合后形成三肽，由于③号氨基酸R基上有1个羧基，⑤号氨基酸R基上有1个氨基，因此三肽中有氨基2个，羧基2个，肽键2个。[答案]C考点二蛋白质的合成过程及相关计算1.氨基酸、多肽、肽键的关系。(1)由脱水缩合反应可知，多肽在形成的过程中，每形成一个肽键就脱去一个水分子，因此肽键数＝脱去的水分子数。(2)如果形成的多肽为一条肽链，那么有如下等式：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－1；该多肽至少含有一个氨基和一个羧基，它们分别位于肽链的两端，R基中也可能有氨基和羧基。特别提醒氨基、羧基及肽键的写法及多肽的命名。2.m条肽链的相关计算。如图为形成某蛋白质分子的m条肽链的结构模式图，两个氨基中间的横线为肽键，1条肽链的两端的横线分别表示直接连接氨基和羧基的化学键。该蛋白质分子中共有m条肽链，其中肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－m；该蛋白质分子中至少含有m个氨基和m个羧基。特别提醒假定氨基酸的平均相对分子质量为a，参与脱水缩合反应的氨基酸数目为n，则存在以下关系：肽键数目脱去水分子数目多肽相对分子质量氨基数目羧基数目1条肽链n－1n－1an－18(n－1)至少1个至少1个m条肽链n－mn－man－18(n－m)至少m个至少m个3.二硫键形成过程。蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质分子量时除减去H2O的外，还应考虑脱去H的分子量。上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。[应用训练2](2011·青岛模拟)下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大图(图2)，请据图判断下列叙述中不正确的是()①该蛋白质中含有两条肽链，52个肽键②图2中含有的R基是①②④⑥⑧③从图中2可推知该蛋白质至少含有4个羧基④控制该蛋白质合成的mRNA中至少含有51个密码子A．①②B．①③C．②③D．①④[解析]本题考查蛋白质的结构及相关计算。该蛋白质中含有两条肽链，其中一条由21个氨基酸组成，另一条由30个氨基酸组成，即共有51个氨基酸，故该蛋白质中应有51－2＝49个肽键。图2中，①是氨基，②④⑥⑧是R基，③⑤⑦是肽键。每条肽链至少含有1个游离的羧基，再加上图2中的⑥⑧上的羧基，故该蛋白质至少含有4个羧基。每个氨基酸都是由mRNA上的一个密码子决定的，控制由51个氨基酸组成的蛋白质合成的mRNA中至少含有51个密码子。[答案]A考点三蛋白质的结构和功能及其多样性1.蛋白质的分子结构。(1)形成：氨基酸――→脱水缩合多肽(肽链)――→折叠蛋白质。(2)蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键(肯定不是肽键)连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。2．蛋白质的多样性。(1)蛋白质结构的多样性。①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。－□－□－□－□－□－□－－○－○－○－○－○－○－②氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。－□－□－□－□－□－－□－□－□－□－③氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同。－□－○－○－□－○－－○－□－○－□－○－④肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。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。(2)蛋白质功能多样性。特别提醒(1)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；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，不能写成蛋白质。(2)蛋白质的多样性与生物多样性的关系。[应用训练3](2012·福建厦门期末)如图为溶菌酶分子结构模式图。溶菌酶分子()A．由核糖核酸组成B．可以参与免疫反应C．由两条多肽链组成D．在0℃条件下活性丧失[解析]溶菌酶是蛋白质，由氨基酸组成；从图中看出溶菌酶由一条多肽链组成；在0℃条件下活性降低而不是丧失；溶菌酶可溶解细菌的细胞壁，参与非特异性免疫。[答案]B命题视角研析【导例1】(2013·全国信息卷)下图表示胰岛素分子中的一条多肽链，其中有三个甘氨酸分别位于第8、20、23位。下列叙述正确的是()视角一有关蛋白质结构的相关计算