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第3讲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考点二蛋白质的相关计算考点一蛋白质的结构和功能考纲要求蛋白质的结构和功能(Ⅱ)考点二蛋白质的功能1.蛋白质的结构多样性和功能多样性2．蛋白质多样性与生物多样性的关系DNA(基因)多样性决定根本原因蛋白质多样性体现直接原因生物多样性基因多样性物种多样性生态系统多样性由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。【特别提醒】(1)蛋白质结构多样性的直接原因：氨基酸的种类、数量、排列顺序不同，肽链的数目和空间结构不同。(2)蛋白质结构多样性的根本原因：DNA分子碱基的排列顺序不同。易错警示蛋白质知识的3个易错提醒(1)不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为或COOH；也不要将肽键误写为CO—NH或。(2)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(3)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。技法提炼一些功能物质是否为蛋白质的判断方法一些功能物质的化学本质如下：①绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中，有些是蛋白质，有些不是蛋白质。②抗体和载体的本质都是蛋白质，但结构各不相同。蛋白质与酶、激素、抗体、载体的关系如右图所示：考点三氨基酸脱水缩合过程分析1.氨基酸脱水缩合的过程3．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＝脱去的水分子数＝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：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)特别提醒(1)若肽链上出现二硫键(—S—S—)，每形成一个二硫键，分子量要减去2(即两个氢原子)，即蛋白质的相对分子质量=na-18(n-m)-2k(k为二硫键的个数)。(2)若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，即肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。归纳提升利用原子守恒法计算肽链中的原子数氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。(1)碳原子数＝氨基酸分子数×2＋R基上的碳原子数；(2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2；(3)氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数=肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数；(4)氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数；(5)由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。多肽的种类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(▭代表要安放的氨基酸的位置)，结合“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)▭1—▭2—▭3—▭4—……①若每种氨基酸数目无限，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20＝204种)。②若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……即(20×19×18×17)种]。多肽中切除氨基酸的有关计算（1）若切去多肽内部的一个氨基酸，需水解两个肽键；若切去多肽一端的一个氨基酸，需水解一个肽键；（2）每水解1个肽键，则：需要1分子水，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比O原子增加1个，H原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。1.氨基酸及其种类知识梳理(1)写出图中结构的名称：a.；c.。氨基羧基(2)通过比较图中两种氨基酸，写出氨基酸的结构通式：(3)根据写出的氨基酸结构通式归纳其结构特点：。每个氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(4)不同的氨基酸取决于R基的不同，图中两种氨基酸的R基分别是(填字母)。b、d2．氨基酸的种类约20种能否在体内合成依据□3必需氨基酸8种□4非必需氨基酸12种2.蛋白质的结构及其多样性(1)氨基酸的脱水缩合①过程：一个氨基酸分子的和另一个氨基酸分子的相连接，同时脱去。氨基(—NH2)羧基(—COOH)一分子水②二肽形成示例③肽键：连接两个氨基酸分子的化学键可表示为。—CO—NH—(2)蛋白质的结构层次①肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为肽。几②H2O中H与O的来源：每形成一个肽键脱去一分子水，其中的H分别来自，O来自。③一条肽链上氨基数或羧基数的确定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；其余的氨基(或羧基)在上。氨基和羧基羧基R基两端(3)蛋白质分子多样性的原因①氨基酸a.不同b.成百上千c.千变万化排列顺序数目种类②肽链的盘曲、折叠方式及其形成的千差万别。空间结构肽链的数目和空间结构多种多样3.蛋白质的功能(连线)(1)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合(2013·江苏，20D)()(2)生物体内组成蛋白质的氨基酸中，不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(2012·海南，1D)()(3)生物体内组成蛋白质的氨基酸中，有些氨基酸不能在人体细胞中合成(2012·海南，1B)()思维诊断√×√(4)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质()(5)细胞内以及细胞间传递信息的物质都是蛋白质()(6)蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的功能()×××2.如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两个相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为()A.m,18mB.(m－4)，18(m－4)C.(m－3)，18(m－3)＋4D.(m－2)，18(m－2)＋4构建知识网络强化答题语句网络构建要语强记1.组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2.脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。3.氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。4.组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别是蛋白质结构多样性的直接原因。5.蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，具有催化、运输、免疫、信息传递等许多功能。一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。探究高考明确考向54321探究高考明确考向1.(2012·上海，6)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54321探究高考明确考向解析根据题干信息可知，某种肽酶使末端的肽键水解，这样会得到一个氨基酸和一条肽链，这时多肽链又出现新的末端肽键，继续水解，直到多肽全部水解为氨基酸。答案C54321探究高考明确考向2.(2012·海南，2)下列关于蛋白质的叙述，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54321探究高考明确考向解析染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA；酶是生物催化剂，反应前后其分子结构不变；蛋白质遇高温、重金属盐变性，盐析出的蛋白质没有变性；双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合物。答案C54321探究高考明确考向3.(2013·上海，16)某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成空间结构(如图)时，生成4个二硫键(—S—S—)，若氨基酸平均分子量为125，则该蛋白质的分子量约为()A.13278B.13286C.13294D.1550054321探究高考明确考向解析由题干信息可知，该蛋白质形成过程中，脱去123个水分子和8个氢原子(每形成1个二硫键，脱掉2个氢原子)，则该蛋白质的相对分子质量为125×124－123×18－8×1＝13278。答案A54321探究高考明确考向4.(2013·江苏卷，20)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是()A.不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C.组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合54321探究高考明确考向解析各种酶的结构不同，但其功能都是具有催化作用，B正确；任意两个氨基酸之间的脱水缩合方式是相同的，都是氨基中的氢与羧基中的羟基结合成水，D错误。答案D54321探究高考明确考向5.(2011·北京，4)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是()A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链B.沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素54321探究高考明确考向解析胰岛素分子是由A、B两条肽链组成的，本质是蛋白质，由基因决定。一个基因中的两条DNA单链中只有一条是编码链，编码出两条肽链，A项错误；加热导致蛋白质变性，而蛋白质变性是空间构象的改变，即高温使蛋白质分子从原来有序的、卷曲的紧密结构变为无序的、松散的伸展状结构，肽链不一定会充分伸展，但一定不会断裂，B项错误；54321探究高考明确考向蛋白质的功能既与氨基酸的序列有关，也与空间结构有关，C项错误；多肽链在核糖体上合成后，需要在内质网上进行加工，要通过蛋白酶处理，打开肽键，切掉部分肽段，然后进入高尔基体中进行加工，D项正确。答案D54321练出高分2345678910111213114练出高分1.有关蛋白质中肽键的叙述，错误的是()A.核糖体是合成肽键的场所B.蛋白质中N元素主要存在于肽键中C.肽键的结构式可表示为NH—COD.双缩脲试剂可与肽键作用生成紫色物质解析肽键的结构式正确的写法为“—NH—CO—”。C23456789101112131142.亮氨酸的R基为—C4H9，缬氨酸的R基为—C3H7，它们缩合形成的二肽分子中，C、H原子个数的比为()A.11∶24B.9∶18C.11∶22D.10∶22解析氨基酸通式可以用C2H4O2N—R表示，而脱水缩合过程中，失去了一分子的水，所以C原子的个数是11，H原子的个数是22，所以C项正确。C23456789101112131143.下列过程中，涉及肽键数量变化的是()A.洋葱根尖细胞染色体的复制B.用纤维素酶处理植物细胞C.小肠上皮细胞吸收氨基酸D.蛋清中加入NaCl使蛋白质析出解析洋葱根尖细胞有丝分裂间期染色体复制，包括组成染色体的DNA分子的复制和有关蛋白质的生物合成；纤维素酶在催化反应前后没有发生化学本质的变化。A23456789101112131144.当改变条件后，蛋白质生理活性不受影响的是()A.胰岛素与靶细胞上受体结合后B.将唾液淀粉酶置于0℃下进行保存C.血红蛋白氨基酸序列中第6位谷氨酸被缬氨酸替换D.将进入肠腔中的胃蛋白酶再移入胃内2345678910111213114解析