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第三讲生命活动的主要承担者——蛋白质考纲引领蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。一、氨基酸及其种类1．氨基酸的结构(1)写出氨基酸结构通式：要点梳理·夯实基础［知识梳理］(2)归纳总结氨基酸结构特点：羧基氨基同一个碳原子上2．填写氨基酸的种类必需氨基酸非必需氨基酸二、蛋白质的结构及其多样性1．观察下面的二肽形成图示回答问题：(1)过程①名称：，其场所是：。(2)物质②名称：。(3)结构③名称：肽键，其结构简式为：————————————————(4)多个氨基酸发生该反应，产物名称为。脱水结合核糖体二肽－NH－CO－(或－CO－NH－)多肽2．二肽的形成通式————————————————————————————————————————3．归纳总结蛋白质多样性的原因空间结构种类数目排列顺序三、蛋白质功能的多样性判断下列有关蛋白质和氨基酸的说法正误。1．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。(2012·海南卷)()2．有些氨基酸不能在人体细胞中合成。(2012·海南卷)()3．具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的。(2008·天津)()［自主检测］√√×4．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。(2009·福建卷)()5．洋葱根尖细胞染色体的复制过程涉及肽键数量的变化。(2009·天津卷)()6．tRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成。(2008·海南)()7．磷脂和蛋白质合成时，需要模板。(2011·江苏)()8．常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色，是由于蛋白质有肽键。(2008·广东)()××√√√考点一蛋白质的结构层次与功能【核心突破】高频考点·精研细剖蛋白质结构多样性与功能多样性的关系【易混易错】(1)区分“种类”与“数量”在关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。(2)肽键的书写正确的写法是“—NH—CO—”或两端短线不能省略。不要将肽键写成“HN－CO”。(3)物理或化学因素对蛋白质结构的影响不同①温度对蛋白质影响的分析：高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构；温度过低，暂时失活，温度正常后又有活性。②能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、乙醇、丙酮等；能使蛋白质变性的物理方法有加热(高温)、紫外线及X射线照射、超声波、剧烈振荡或搅拌等。③重金属离子可以络合蛋白质，使其空间结构改变而发生变性。因为形成的络合物较稳定，一般无法用常规化学方法使其复原，所以表现为不可逆。★蛋白质结构、功能相关知识是历年高考命题的热点，多数以选择题的形式现。【命题预测】考向预测一以选择题的形式考查蛋白质的氨基酸的特点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．组成人体的氨基酸都能在人体内合成解析氨基酸的结构通式为不同的氨基酸R基不同，因此共有的结构为甲硫氨酸中含有C、H、O、N、S五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成。答案B考向预测二以示意图等形式考查蛋白质的结构层次及其多样性2．免疫球蛋白是由两条重链(H链)和两条轻链(L链)通过链间二硫键连接而成的四肽链结构，如下图所示。下列有关叙述不正确的是A．免疫球蛋白中至少含有4个—NH2和4个—COOHB．若免疫球蛋白由m个氨基酸形成，则含有m－4个肽键C．免疫球蛋白能特异性识别抗原D．不同免疫球蛋白结构不同的主要原因在于肽链的折叠、盘曲方式不同解析由图可知，免疫球蛋白均由4条肽链组成，且4条肽链的折叠盘曲方式基本一致，其结构不同的原因在于氨基酸的种类、排列顺序不同。答案D考点二蛋白质有关的计算1．蛋白质形成过程分析(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。【核心突破】(2)H2O中的H来自于－COOH和－NH2，而O则只来自于－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。2．相关计算(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系：①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。(3)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条肽链或m条肽链：【命题预测】★蛋白质相关计算是冷考点，多数以选择题的形式出现。考向预测以脱水缩合为基础考查蛋白质的相关计算3．(2014·试题调研)某多肽有20个氨基酸，其中天冬氨酸有4个，分别位于第5、6、15、20位(如图所示)；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，下列相关叙述正确的是A．该20肽含有肽键至少有22个B．该20肽游离的氨基和羧基各为1个和8个C．肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个D．肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比20肽多了4个解析本题考查考生的识图、理解能力。涉及氨基酸的脱水缩合反应及多肽的水解知识。根据信息，某多肽应是一条肽链，根据肽键数目＝氨基酸数目一肽链条数，故该20肽含有的肽键应是20－1＝19个，A错误；形成肽链时，相邻两氨基酸之间的氨基和羧基之间发生脱水缩合，形成一个肽键并失去一分子水，在此过程中R基(每个天冬氨酸的R基中含1个羧基)不参与反应，故该20肽含游离的氨基或羧基数目＝肽链条数＋R基中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1个，而羧基数目至少4＋1＝5个，B错误；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6位氨基酸脱离该多肽链，剩下的多肽链中共含有19个氨基酸，C正确；肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，完全作用后第5位和第20位氨基酸脱离多肽链，其形成3个多肽，其中氧原子数目比20肽多了2个，D错误。答案C思维发散·素能培优◎图示解读蛋白质结构示意图【典型图示】【信息解读】(1)图中“▲、、■、●”代表不同种类的氨基酸，其间的“—”代表肽键，肽键在核糖体上经脱水缩合形成。(2)图示蛋白质包含两条多肽链，至少含有2个羧基和2个氨基，肽键数和脱去水分子数均为氨基酸数－2。(3)图示蛋白质的两条多肽链通过二硫键连接，二硫键形成场所是内质网，二硫键形成过程：—SH＋—SH－S－S－＋2H，故计算该类蛋白质相对分子质量时除考虑脱H2O外，还要考虑脱氢问题。脱氢【警示】组成蛋白质的单体约有20种，组成RNA和DNA的单体分别有4种，组成多糖(淀粉、纤维素或糖原)的单体只有一种。【典例训练】(2013·上海高考)如图所示为细胞中一种常见的水解反应。下列化合物能发生此种反应的有①多肽②淀粉③纤维素④脂肪A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④解析题干所示生物大分子的水解过程，且此大分子由一种单体组成。多肽可以由一种氨基酸组成，淀粉和纤维素的基本组成单位都是葡萄糖，因此，多肽、淀粉和纤维素都能发生如图所示的水解反应；脂肪由甘油和脂肪酸组成，不符合题意。答案A网控全局术语必备填充：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨1.各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同。2.评价蛋白质食品营养价值的主要依据是必需氨基酸的种类和含量。3.判断是否是构成生物体的氨基酸的依据是氨基酸的结构特点，即至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。4.蛋白质具有多样性的根本原因是DNA多样性。5.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、易被蛋白酶水解。C、H、O、N肽键功能免疫信息传递种类排列顺序空间结构图导思维·点点必清真题集训·限时检测［高考体验］1．(2012·上海卷)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致A．蛋白质分解为多肽链B．多肽链分解为若干短肽C．多肽链分解为氨基酸D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物解析肽酶可水解肽链末端的肽键，最终将多肽链分解为氨基酸。答案C2．(2009·上海卷)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是A.n－mB．n－2mC．n＋mD．n＋2m解析两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，每个肽键中含一个氧原子；n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键n－m个，所以肽键中氧原子是n－m个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的n－m个，所以应至少有氧原子的个数为n－m＋2m＝n＋m。答案C3．(2010·江苏高考改编)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，下列叙述正确的是A．该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基B．该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应C．该蛋白酶中含有128个肽键D．用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好解析该蛋白酶分子含有几条肽链，就至少有几个羧基和几个氨基；蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应；酶具有专一性，蛋白酶催化水解蛋白质，水解油渍应用脂肪酶；由于不确定该蛋白酶中含有多少条肽链，故不能确定含有128个肽键。答案B4.(2012·海南高考)关于蛋白质的叙述，错误的是A．有些蛋白质是染色体的组成成分B．酶在催化反应前后，其分子结构不变C．食盐作用下析出的蛋白质发生了变性D．蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应解析染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质；作为催化剂的酶在反应前后不发生变化；向蛋白质溶液中加入浓的盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，该过程没有改变蛋白质的空间结构；蛋白质分子中含有肽键，可以与双缩脲试剂产生紫色反应。答案C5.(2010·新课标全国卷)水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。下图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是A．甲B．乙C．丙D．丁解析血红蛋白的功能是运输氧气，随着水温的升高，水中氧的含量下降，机体会通过反馈调节增加血红蛋白的含量，来满足机体对氧的需求。答案A