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1专题三生命活动的主要承担者---蛋白质【知识梳理】一、氨基酸及其种类氨基酸是组成蛋白质的基本单位，其结构通式是。（一）特点：每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上，氨基酸的不同在于R基的不同。（二）种类和分类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。根据是否能在体内合成分为必需氨基酸[缬异亮苯蛋（甲硫）色苏赖]和非必需氨基酸。（三）对通式的分析1、特点分析分析举例氨基酸分子中至少有一个—NH2、一个—COOH，因为R基中可能有—NH2，—COOHR基含—COOH：谷氨酸：HOOC—CH2—CH2—CH(NH2)—COOHR基含—NH2：赖氨酸H2N—CH2—CH2—CH2—CH2—CH(NH2)—COOH都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸反例：非生物体内氨基酸H2N—CH2—CH2—CH2—COOH2、基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有P、S等。3、氨基酸经脱水缩合形成蛋白质。在脱水缩合过程中一个氨基酸的非R基上羧基和另一个氨基酸非R基上的氨基分别脱下—OH和—H结合形成H2O，同时形成一个肽键。二、蛋白质的结构及其多样性（一）结构层次：氨基酸多肽蛋白质。（二）结构多样性的原因1、氨基酸方面：氨基酸的种类、数量、排列顺序的不同。2、肽链方面：肽链的空间结构不同。（三）氨基酸形成蛋白质的有关问题1、肽键的结构式可表示如下：—NH—CO—或—CO—NH—或—C—N—。2、关于氨基酸脱水缩合反应的计算（1）对于n个氨基酸来讲，至少有n个氨基和n个羧基；与相邻氨基酸的—COOH脱水缩合形成肽键与相邻氨基酸的—NH2脱水缩合形成肽键氨基羧基H2N—C—COOHRHR基：决定氨基酸的种类脱水缩合盘曲折叠OH2（2）n个氨基酸分子缩合成一条肽，失去的水分子数＝肽键数＝n－1，至少有1个氨基和1个羧基；（3）n个氨基酸分子缩合成X条肽链，失去的水分子数＝肽键数＝n－X，至少有X个氨基和X个羧基；（4）n个氨基酸分子缩合成环状肽时，失去的水分子数＝肽键数＝n，氨基和羧基数与R基团有关；（5）蛋白质完全水解时所需要的水分子数等于该蛋白质形成时脱去的水分子数。3、蛋白质合成过程中相对分子质量的变化：氨基酸的平均相对分子质量为a，数目为n，肽链数为X，则蛋白质的相对分子质量为：a·n－18·(n－X)。4、氨基酸与对应的DNA及mRNA片段中碱基数目之间的关系：DNA（基因）︰mRNA︰氨基酸＝6︰3︰1。【思考感悟】只要组成蛋白质的的氨基酸种类、数目、排列顺序相同则蛋白质就相同吗？【基础训练】1、已知某抗原为一蛋白质分子，由一条多肽链组成，如果构成该蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为128，根据抗原的相对分子质量一般要超过10000的特性，可以推知，通常组成该抗原蛋白质的肽键数一般不少于（）A、100个B、99个C、90个D、50个2、在医疗实践中，器官移植是拯救某些患者的重要方法。但是，无血缘关系的供体器官移植后往往很难成活，具有血缘关系的供体器官移植后成活的概率较大。从分子生物学水平看，其原因是（）A、无血缘关系个体之间同一类蛋白质分子的氨基酸数量完全不同B、有血缘关系个体之间同一类蛋白质分子的氨基酸种类、排序完全相同C、无血缘关系个体之间同一类蛋白质分子的大小、空间结构完全不同D、有血缘关系个体之间同一类蛋白质分子相差很小3、“泛素”是一种由76个氨基酸合成的多肽，其作用是调节蛋白质的降解过程，下面与“泛素”有关的叙述不．正确的是（）A、“泛素”的基本组成单位是氨基酸，可与双缩脲试剂反应，溶液呈紫色B、泛素的形成是在核糖体上完成的C、人体内蛋白质的降解均需要ATP提供能量D、控制“泛素”合成的基因中至少有456个脱氧核苷酸4、下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是（）A、具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B、高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸C、细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质D、在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质5、现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（）A、798、2和2B、798、12和10C、799、1和1D、799、11和9三、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。（一）结构蛋白：是构成细胞和生物体结构的重要物质，如肌肉、头发等的成分。3（二）催化作用：绝大多数酶的本质是蛋白质。（三）运输作用：具有运输载体的功能，如血红蛋白能运输氧。（四）信息传递作用：调节机体的生命活动，如胰岛素等激素。（五）免疫功能：如人体内的抗体。【思考感悟】许多蛋白质分子中含有—S—S—，它是如何形成的？【基础训练】1、下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是（）A、蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B、已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质C、有些蛋白质具有防御功能，如抗体；有些蛋白质具有接受信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性D、蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性2、a、b、c表示生物体内的三个生理过程，如图所示的三过程中Y代表的物质和特征分别是（）①酶；②抗体；③载体；④选择性；⑤特异性；⑥专一性。A、①②③；④⑤⑥B、②③①；⑤④⑥C、③①②；④⑥⑤D、③②①；⑥④⑤3、如图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系，其中a、b表示有机小分子物质，A、B、X代表有机高分子物质，虚线表示遗传信息的流动方向。请据图分析回答：（1）a为脱氧核苷酸，共有4种，b的分子结构简式可表示为（2）B可分为B1、B2、B3等，其原因是：从b分析是由于；从A分析是因为。（3）X代表，其彻底水解产物是。（4）B3是由574个氨基酸，四条肽链组成的，在形成1分子B3的过程中，共脱去分子水。X→X与Y结合X进入细胞aX变成其他物质bX被清除c组成生物体的基本元素C、H、O、N高分子A＋PX高分子BB1（免疫）B2（催化）B3（运氧）小分子a小分子b44、关于动物细胞内蛋白质合成与去向的叙述，正确的是（）A、所有蛋白质的合成都需要能量B、合成的蛋白质都运到细胞外C、合成的蛋白质都不能进入细胞核内D、合成的蛋白质都用于细胞膜蛋白的更新5、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（）A、该蛋白质中含有两条肽链49个肽键B、图2中含有的R基是①②④⑥⑧C、从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基D、控制该蛋白质合成的mRNA中至少含有51个密码子巩固练习：一、选择题1.下列各项关于氨基酸的叙述中,正确的是()A.氨基酸是蛋白质分子的组成单位,由氨基和羧基组成B.每个氨基酸分子都只含有一个氨基和一个羧基C.两个氨基酸分子脱水缩合形成多肽D.组成生物蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基并连接在同一个碳原子上2.下列关于蛋白质和氨基酸的叙述中,正确的是()A.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B.高等动物都能合成生命活动所需的20种氨基酸C.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质D.在胚胎发育过程中,基因选择性表达,不同细胞会产生不同的蛋白质3.能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是()①氨基酸②C、H、O、N等化学元素③氨基酸分子相互结合④多肽⑤肽链⑥形成具有一定空间结构的蛋白质分子A.①②③④⑤⑥B.②①④③⑥⑤C.②①④③⑤⑥D.②①③④⑤⑥4.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,其结构与功能相适应。下列有关蛋白质类物质与其功能对应正确的是()⑨⑧⑥⑦⑤COOHCOOHNH2C＝OCH2CH2CH3HHOHOOHHHHONH2—C—C—N—C—C—N—C—C—N—C—C—④②③①SSSSSS101825162130注：2—SH→—S—S—＋2H5A.胰岛素与调节B.干扰素与催化C.DNA连接酶与DNA转录D.载体蛋白与免疫5.现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个。由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为()A.798、2和2B.798、12和10C.799、1和1D.799、11和96.某蛋白质分子的相对分子质量为11054,20种氨基酸的平均相对分子质量为128,在形成该蛋白质分子时脱去水的相对分子质量共1746,则组成该蛋白质的肽链数是()A.1条B.2条C.3条D.4条7.有一条由12个氨基酸缩合而成的多肽链,其分子式为C33H56O16N12S2,已知该肽链由以下四种氨基酸组成,并有3个甘氨酸参与其中。甘氨酸H2N—CH2—COOH丙氨酸丝氨酸半胱氨酸请你推断参与该十二肽合成的丙氨酸数目为()A.3个B.4个C.5个D.6个8.含有215个N原子的200个氨基酸,形成了5个四肽、4个六肽和1个2条肽链构成的蛋白质分子。这些多肽和蛋白质分子中,肽键和氨基数目的最大值分别是()A.200和200B.200和215C.189和11D.189和269.下图是某蛋白质分子的结构示意图,图中A链由21个氨基酸组成,B链由19个氨基酸组成,图中“—S—S—”是在蛋白质加工过程中由两个“—SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述中,错误的是()A.该蛋白质多样性的主要原因是氨基酸的排列顺序等B.该蛋白质分子中至少含有两个羧基C.图中“—”代表的化学键全是在高尔基体中形成的D.形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了686二、非选择题10.生物体内某些重要化合物的元素组成如下:(1)图中X代表的元素是。(2)a的结构通式可表示为;由a→A的过程中,有下列数量关系:失去水分子数=分子数-数。(3)A可分为A1、A2、A3……其原因从a分析是因为:①_______________________,②_______________________,③_____________________;从A分析是因为__________________________________;从C1分析是因为__________________________________。611.科学家从某人的食糜中发现有如下图所示结构的化合物,那么:(1)这种化合物叫,构成它的基本单位是。若它在小肠中被水解,则不可能产生的是下列哪种物质?。A.B.C.D.(2)若用组成该化合物的基本单位每种各一个,重新合成新的物质,最多可形成种。这是由于形成它的基本单位的不同造成的。(3)通过实验得知该化合物能与双缩脲试剂发生反应,溶液颜色呈,这是由于化合物中含有(写结构式)的缘故。(4)现有99个氨基酸(假设它们的平均相对分子质量为100),在细胞的(细胞器)中,通过的方式形成一条环状的多肽链。则其相对分子质量比原来减少了,此环状的多肽链含氨基的数量最少是个,含肽键个。提升练习1.美国科学家在实验室里培育出一种类似于细菌的“人造细胞”。这种简单的“细胞”并不是真正的生命体，不能分裂和进化，但能连续数日生成蛋白质。蛋白质是构成人体所有细胞的基本物质。下列关于蛋白质的叙述中，正确的是（）A.每种蛋白质都含有C、H、O、N、S、P、Fe等元素B.每种蛋白质都是由20种氨基酸组成的C.所有的酶都是蛋白质D.蛋白质是肽链以一定方式形成具有复杂空间结构的高分子化合物2.（2010·永州模拟）下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是（）A.甲中一定含有S、P等元素B.①过程发生所需的模板和运输乙的工具都是RNAC.多肽中乙的数目等于丙的数目D.蛋白质结构的多样性是细胞多样性的根本原因4.（2010·温州模拟）朊病毒蛋白（PrP）有两种，一种是PrPC，一种是PrPSC，它们的比较如下表：PrPCPrPSC空间结构螺旋为主折叠为主溶解度高低致病性不致病致病肽链氨基酸排列顺序相同因此，可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷