生命活动的主要承担者氨基酸及其种类蛋白质

(对应学生用书P10)知识梳理一、氨基酸及其种类1．种类(1)组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。(2)根据能否在人体内合成可分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。3．结构特点(1)每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基。(2)都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。问题探究1：氨基酸是酸性化合物吗？提示：氨基酸为两性电解质，因为它有酸性的羧基(—COOH)和碱性的氨基(—NH2)。问题探究2：由5个氨基酸形成的多肽一定含有5个肽键吗？提示：不一定，如形成环状五肽则含有5个肽键。2．蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸①种类不同②数目成百上千③排列顺序千变万化(2)多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。三、蛋白质的功能蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表：问题探究3：从分子水平上看生物多样性的直接原因、根本原因是什么？提示：蛋白质的多样性、DNA的多样性。功能实例结构蛋白羽毛、肌肉、头发、蛛丝催化作用绝大多数酶运输作用载体、血红蛋白信息传递和调节胰岛素等蛋白类激素免疫作用抗体自主检测一、判断题1．每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。()【答案】×2．各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同。()【答案】√3．温度过高或过低都能使蛋白质变性。()【解析】低温不能使蛋白质变性。【答案】×4．蛋白质变性是由于其肽键被破坏。()【解析】蛋白质变性是由于空间结构被破坏，肽键不被破坏。【答案】×RJ版·生物新课标高考总复习元贝驾考驾考宝典2016科目一科目四5．具有信息传递功能的激素都是蛋白质。()【解析】激素不都是蛋白质，如性激素为脂质。【答案】×6．由于食物中含有赖氨酸，因此赖氨酸为非必需氨基酸。()【解析】赖氨酸为必需氨基酸。【答案】×二、选择题7．(2011·绍兴模拟)已知某种氨基酸的R基是—CH2—CH2—NH2。在一个该氨基酸分子中，含有的C、H、O、N的原子数依次是()A．4、8、2、2B．3、10、2、2C．4、10、2、1D．4、10、2、2【解析】根据氨基酸的通式，写出该氨基酸的结构式，统计四种元素原子的数。【答案】D8．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，里面含一个氧原子，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个数为n－m＋2m＝n＋m。【答案】C9．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】在蛋白质形成过程中氨基酸的脱水缩合形成肽键，所以涉及蛋白质的合成就应涉及肽键数量变化。洋葱根尖细胞染色体复制时包含DNA复制和有关蛋白质的合成。纤维素酶处理植物细胞的目的是分解细胞壁；小肠仅是吸收氨基酸并没有发生氨基酸缩合；蛋白质溶液中加入NaCl析出蛋白质，仅是析出并没有发生重新合成。【答案】A10．(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。右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三、非选择题11．(2011·福州模拟)如图是某化合物结构图解，请据图回答：(1)Ⅲ和Ⅴ称为________。(2)决定氨基酸种类的编号是________。(3)该化合物是由________个氨基酸，失去________个水分子而形成的，这种反应称为________。该化合物的名称是________。(4)该化合物最左端的肽键水解后生成的氨基酸的结构简式表示为______________________________________________________。(5)胰岛素是一种由51个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质，则胰岛素至少含有________个氨基和________个羧基。【解析】由于化合物中含有Ⅲ、Ⅴ两个肽键，因此该化合物为三肽，缩合时共失去两分子水；R基的不同决定了氨基酸的不同，图中Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ为R基；最左端氨基酸的R基为—CH3；由于每条肽链中一端总有一个氨基而另一端总有一个羧基不参与缩合，因此，每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基。(对应学生用书P11)考点1蛋白质的基本单位——氨基酸1.通式2．特点分析3.种类根据人体内的来源不同，分为：必需氨基酸：自身不能合成，必须从外界摄取8种非必需氨基酸：自身能合成12种典例1(2011·南京模拟)一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：据此判断，下列有关叙述错误的是()A．1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸B．合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子C．1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基D．在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNA【解析】构成该多肽的3种氨基酸都只含有1个氨基，从其分子式中共有6个N原子可知，该多肽是由6个氨基酸脱水缩合产生5个水分子后形成的。6个氨基酸羧基的氧原子有12个，脱水后剩7个，而该多肽分子中共有13个氧原子，则其余6个氧原子来自3个谷氨酸R基中的3个羧基。由于该多肽有6个氨基酸，其中3个是谷氨酸，故1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基。由于该多肽由3种氨基酸组成，所以至少需要3种tRNA。【答案】C1.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。2．自然界的氨基酸中，只有符合上述通式的α－氨基酸，才能参与蛋白质的合成；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．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基团即可求解。5．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基团上。举一反三1．分析一种可溶性的有机小分子样品，发现这种样品中含有C、H、O、N等元素，这种样品很可能是()A．葡萄糖B．氨基酸C．脂肪酸D．蛋白质【解析】葡萄糖、氨基酸、脂肪酸属小分子有机物，蛋白质为大分子有机物，而糖和脂肪酸只含有C、H、O。故选B。【答案】B2．(2010·镇江模拟)甘氨酸(C2H5O2N)和x氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则x氨基酸是()【解析】两分子氨基酸脱水缩合时脱去一分子的H2O，则形成的二肽中的各原子数为两个氨基酸的原子数之和，只是H或O的总数要减去脱掉的水中的H或O的数目。甘氨酸(C2H5O2N)和x氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则x氨基酸中的C原子数为：7－2＝5；H原子数为：12＋2－5＝9；O原子数为：5＋1－2＝4；N原子数为：2－1＝1，所以符合要求的选项是A。【答案】A3．(2010·揭阳质检)同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生，取决于()A．两者R基团组成的不同B．两者的结构完全不同C．酪氨酸的氨基多D．精氨酸的羧基多【解析】组成蛋白质的氨基酸大约有20种，不同种类的氨基酸分子的差异主要与氨基酸分子中的R基的差异有关。【答案】A(2)根本原因DNA分子的多样性。3．功能如肌肉中的蛋白质——结构蛋白蛋白质性质的酶、激素、抗体、载体等——功能蛋白⇒生命活动体现者4．性质与鉴定(1)性质盐析：可逆变性：不可逆(2)鉴定：与双缩脲试剂呈紫色。5．与蛋白质相关的计算(1)关于组成蛋白质相关的肽链、氨基酸、肽键、脱去水分子的数目对应关系表如下：(2)相关计算公式①脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数＝水解需水数②氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数③羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数④蛋白质相对分子质量＝各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数⑤N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N的总数⑥O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱水数⑦H原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱水数典例2(1)(2011·长沙模拟)某多肽，经测定其分子式是C21HxOyN4S2(无二硫键)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、亮氨酸(C6H13O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)，下列有关叙述不正确的是()A．该多肽水解后形成3种氨基酸B．该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5C．该多肽中有3个肽键D．该多肽不止1个羧基(2)2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是()A．追踪目的基因在细胞内的复制过程B．追踪目的基因插入到染色体上的位置C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构【解析】(2)本题以社会热点为素材，考查综合应用能力。依题意，绿色荧光蛋白基因在基因工程中是作为标记基因的，故其表达产物(绿色荧光蛋白)在该研究中的主要作用是追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。题中A、B两项均是荧光蛋白基因的作用，关于蛋白质的空间结构，荧光蛋白不能给予追踪。解题时需要注意关键词：荧光蛋白与荧光蛋白基因的作用不同。【答案】(1)D(2)C1.关于肽键(1)肽键的正确写法是—CO—NH—。(2)脱去的水分子中，H既来自氨基又来自羧基，O来自羧基。2．蛋白质与多肽的区别蛋白质多肽有无空间结构有无多样性原因四个方面只有三个方面，无空间结构差异联系蛋白质可由一条或几条肽链形成提醒翻译的直接产物——多肽，不叫蛋白质，必须形成一定的空间结构才叫蛋白质3．(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】B(对应学生用书P13)易错点：对氨基酸、多肽、蛋白质及肽键之间的区别与联系理解不清典例1由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条肽链，其中z条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为()A．m－n＋zB．m－n－zC．m－z＋nD．m＋z＋n【错因分析】忽视氨基酸脱水缩合形成环状肽链的有关计算。【正确解答】在形成蛋白质的过程中，