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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.生命活动的主要承担者——蛋白质1.蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。近年高考中，蛋白质的结构和功能、蛋白质的计算是高考命题的热点。在高考中蛋白质的结构和功能常与代谢、调节、遗传等知识进行综合考查。知识点一蛋白质的结构、功能及相关计算1．组成蛋白质的氨基酸及其种类【知识巧记】“8种”必需氨基酸甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。2．蛋白质的合成及其结构、功能多样性(1)二肽的形成过程①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。(2)蛋白质的结构层次氨基酸―――→脱水缩合多肽――――→盘曲、折叠蛋白质【特别提醒】蛋白质的盐析、变性和水解①盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。2②变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。③水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。3．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)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。4．蛋白质的功能(连线)【知识拓展】1．有关蛋白质结构的计算规律(1)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条链状多肽或m条链状多肽：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数蛋白质相对分子质量1n－1n－1na－18(n－1)mn－mn－mna－18(n－m)【特别提醒】①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：①碳原子数＝氨基酸的分子数×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。3③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋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的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。2．利用“排列组合”解答多肽种类的计算题多肽的不同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。可以借助右面的示意图(▭代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。(1)若每种氨基酸数目不限，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]。知识点二观察DNA和RNA在细胞中的分布1．实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同(2)盐酸改变细胞膜的通透性―→加速染色剂进入细胞使染色质中的DNA和蛋白质分离→有利于DNA与染色剂结合2．实验步骤43．实验结论【知识拓展】1．实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同(2)盐酸改变细胞膜的通透性―→加速染色剂进入细胞使染色质中的DNA和蛋白质分离→有利于DNA与染色剂结合2．实验步骤53．实验结论【特别提醒】实验中各种处理的目的处理目的取材前漱口防止食物残渣的影响质量分数为0.9%的NaCl溶液保持口腔上皮细胞的正常形态酒精灯烘干载玻片快速杀死并固定细胞质量分数为8%的盐酸①能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合蒸馏水冲洗涂片洗去盐酸，防止影响染色效果用吡罗红甲基绿染色使DNA和RNA着色，需现配现用考点一组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断6【典例1】（2019·湖北武汉二中模拟）下面是三种化合物的结构简式，下列有关三种化合物的叙述，错误的是()A．三种化合物可以用一个结构通式表示B．三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C．三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D．三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同【答案】B【解析】三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示，A正确；图中三种氨基酸共同点应为至少都含有一个氨基、一个羧基，B错误；双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键，氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C正确；三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1，D正确。【方法技巧】“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸【变式1】（2019·北京四中模拟）下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸()A．CH3—CH2—COOHB．R—CH2—NH27C．D．【答案】D【解析】组成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，故D项正确。考点二蛋白质分子结构与功能的分析【典例2】(2018·全国Ⅱ，1)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是()A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分【答案】C【解析】浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合，A项正确；肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程，B项正确；Fe2＋参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能，C项错误；细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，D项正确。【归纳总结】蛋白质的结构与功能的“一、二、三、四、五”【变式2】(2018·江苏高考)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是()8A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同【答案】D【解析】分析题中激素的结构简式可知，激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的，故为六肽环，A错误；氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基，B错误；肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸R基上的氨基数目有关，C错误；分析题中激素的结构简式可知，两种激素间有2个氨基酸种类不同，故这两种激素的生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。考点三蛋白质的相关计算与分析【典例3】（2019·江苏启东中学模拟）如图是某蛋白质分子的结构示意图，图中“▲、★、■、●”表示不同种类的氨基酸，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．该蛋白质特异性的主要原因是氨基酸的排列顺序B．该蛋白质分子中至少含有两个羧基C．图中连接2个相邻氨基酸间的“—”代表的化学键是通过脱水缩合形成的D．形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了684【答案】D【解析】图中蛋白质由两条肽链组成，氨基酸的排列顺序是其特异性的主要原因，A项正确；一条肽链中至9少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，而该蛋白质分子含两条肽链，所以至少含有两个游离的羧基和两个游离的氨基，B项正确；氨基酸通过脱水缩合形成肽键，C项正确；形成该蛋白质分子时，共产生了(21－1)＋(19－1)＝38(个)水分子，又由于蛋白质加工过程中两个“—SH”形成—S—S—时脱下两个H，所以相对分子质量减少了38×18＋2＝686，D项错误。【方法技巧】用“原子守恒”解答多肽中各原子数的计算题氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：1．碳原子数＝氨基酸的分子数×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。4．氮原子数＝肽链数＋肽键数＋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的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。6．含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1。7．含2个羧基的氨基酸数＝O原子数－肽键数－22。【变式3】（2019·内蒙古赤峰四中模拟）有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z12，W13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目是()A．(Y＋12)个B．(Z＋12)个C．(W－13)个D．(W－13)/2个【答案】D【解析】由题意知，天冬氨酸(C4H7O4N)中含有2个羧基，4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是x个，根据题干信息可知脱去12－1＝11个水，根据氧原子守恒，2×(12－x)＋4x－11＝W，解得x＝(W－13)/2。考点四蛋白质的功能与检测【典例4】（2018浙江卷，13）蛋白质在生物体内具有重要作用。下列叙述正确的是（）A．蛋白质化学结构的差异只是R基团的不同B．某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变10C．蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性D．“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂A和B【答案】B【解析】氨基酸化学结构的差异只是R基团的不同，A错误；某些化学物质，如蛋白酶可催化蛋白质水解，使蛋白质空间结构发生改变，B正确；遗传物质DNA控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性，C错误；“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂A液体1ml和B液体4滴并摇匀，D错误。【特别提醒】实验中的三点注意(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。【变式4】[2017·海南高考]有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是()A．蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B．数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C．将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构【答案】C【解析】蛋白质的功能主要取决于组成其的氨基酸数目、种类、排列顺序及其形成的空间结构，A正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式且形成长度不同的多肽链，B正确；在质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)中，抗体将保持其活性，C错误；相