1、第4课时蛋白质(二) 目标导读1.复习蛋白质的形成过程，从多个角度归纳蛋白质具有多样性的原因，理解蛋白质结构多样性与功能复杂性的关系。2.在掌握蛋白质结构特点的基础上，归纳有关蛋白质结构的计算规律。重难点击1.蛋白质结构多样性的原因。2.有关蛋白质结构的计算规律。一蛋白质的多样性1如图中“”或者“”代表不同的氨基酸，分析各图代表的含义，归纳蛋白质多样性的原因。图甲图乙 图丙图丁(1)图甲说明：氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。(2)图乙说明：氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。(3)图丙说明：氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。(4)图丁说明：肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。2假定
2、20种氨基酸任意组成一个含n个氨基酸的多肽分子，这样的多肽就将有20n种，据此分析以下两种情形：(1)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸足够多的情况下，可形成三肽的种类为27种，可形成二肽的种类为9种。(2)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，可形成三肽的种类为6种，可形成二肽的种类为6种。3蛋白质的结构具有多样性与其功能有何关系？答案蛋白质的结构多样性决定了其功能多样性，两者是高度统一的。4蛋白质的水解和变性(1)变性：蛋白质由于高温、强酸(碱)、重金属盐等因素导致空间结构发生不可逆的改变，从而失去生物学活性的过程称为变性。变性的过程肽键不断裂(不断裂、断裂)。(2)水解：蛋白质
3、或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程称为水解，和脱水缩合的过程相反，这个过程需要蛋白酶或者肽酶的催化。归纳总结活学活用1人体的肌肉主要由蛋白质组成。同样是肌肉，心肌具有自动收缩的特性，平滑肌有较强的舒张性，骨骼肌能够强有力的收缩，这些区别说明构成它们的蛋白质有区别，这些区别可能是()A所含氨基酸的数目不同B所含氨基酸的种类不同C所含氨基酸的排列顺序不同D所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同答案D解析蛋白质的多样性可以从氨基酸和肽链两个角度来分析。氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同都会导致蛋白质的结构不相同。二有关蛋白质结构的计算蛋白质具有复杂的结构，氨基酸、肽键
4、、水分子、蛋白质分子量之间有着一定的数量关系。结合下列材料归纳有关蛋白质结构的计算规律。1氨基酸形成蛋白质的示意图图甲：2个氨基酸形成二肽，形成1个肽键，脱去1分子水；图乙：3个氨基酸形成三肽，形成2个肽键，脱去2分子水；图丙：5个氨基酸形成两条肽链(1个三肽和一个二肽)，共形成3个肽键，脱去3分子水。由此，我们得出以下结论：(1)氨基酸形成蛋白质的过程中，肽键数目脱水数目氨基酸数目肽链数目。(2)如果氨基酸的平均相对分子质量为m，水分子相对分子质量为18，图丙中这两条肽链构成的蛋白质相对分子质量是5m183，因此，蛋白质的相对分子质量氨基酸的平均分子质量氨基酸的数目18脱水(肽键)数目。小贴
5、士部分氨基酸形成蛋白质的过程中，多肽链之间要形成二硫键“SS”，它是由2个“SH”脱氢形成的。如果计算分子量题意要求考虑二硫键，注意每个二硫键形成时，分子量减少2。2某种多肽链的结构示意图上图中，表示氨基的是，表示羧基的是，表示肽键的是，此多肽链是由4个氨基酸形成的，他们的R基分别是。(1)不考虑R基，该多肽链中含有1个氨基和1个羧基，考虑R基，该多肽链共有2个氨基和2个羧基，所以每条多肽链至少含有1个氨基和1个羧基。(2)不考虑R基，主链上的N原子数有4个，和氨基酸数目相等；O原子数有5个，等于氨基酸数目加1。小贴士每条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基，位于多肽链的两端。如果多肽链中氨基和羧
6、基数目多于一个，则多出来的氨基或羧基位于R基团中。多肽中含有的氨基(或羧基)的确切数目等于原有氨基(或羧基)数减去肽键数目。如n个氨基酸，原有氨基x个，羧基y个，构成m条肽链，则多肽链中共含有氨基数目为x(nm)，羧基数目为y(nm)。归纳总结形成肽链的氨基酸数为n，肽链数为m，氨基酸的平均相对分子量为a，则：肽键数nm脱去的水分子数nm蛋白质的平均分子质量na18(nm)游离的氨基数m游离的羧基数mN原子数nO原子数nm活学活用2某二十二肽的水解结果如图所示，则这些短肽的氨基总数最小值及肽键总数依次是()A618 B518C517 D617答案C解析分析时注意图文转化，该图可以转化为22个氨
7、基酸形成了5条肽链，每一个短肽的氨基总数至少为1个，所以5个短肽，氨基总数至少为5个；氨基酸个数减去肽链数等于肽键数，22517，故选C项。当堂检测1某蛋白质由b个氨基酸形成的a条肽链构成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()Aba Bb2aC2ab Dab答案D解析每个氨基酸至少含有一个羧基(2个氧原子)，b个氨基酸形成a条肽链，脱去的水分子数为(ba)，每个水分子含1个氧原子，该蛋白质最少含氧原子的数量为2b(ba)ab。2鸡蛋煮熟后，蛋白质失去活性，原因是高温破坏了蛋白质的()A肽键 B肽链C空间结构 D氨基酸答案C解析高温使肽链盘曲、折叠形成的蛋白质的一些化学键破坏或断开，从而使其空间结构
8、遭到破坏，影响其功能。3糖尿病患者使用胰岛素治疗时，大都采用肌肉注射而不是口服，其根本原因是()A肌肉注射比口服的先进入人体B口服时药液对消化道的刺激过于强烈C口服时药液将被消化液中的蛋白酶水解 D口服时药液被消化液中的油脂水解答案C解析治疗糖尿病时所用胰岛素的本质为蛋白质，口服时会被消化酶分解而失去治疗作用，故不宜使用口服方式，而应采用注射的方法。4核糖体是蛋白质的合成场所，从某种真核细胞中提取出大量核糖体，放入含下列几种有机物(其中的氮原子已被15N标记)的培养液里，假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。请回答： NH2CH2COOHNH2CH2CH2OHNH2CH(COO
9、H)CH2COOHNH2CH(NH2)CH2COOHNH2CH(COOH)CH2SH(1)实验中，核糖体所要完成的功能就是把上述物质中的_(填序号)通过_方式合成多肽(蛋白质)。(2)上述有机物合成的多肽至少含有_个氨基和_个羧基。(3)实验中，检测到某一多肽含20个15N，则该多肽最多有_个肽键。肽键的化学结构式是_。(4)实验结果分析，培养液中生成了多种产物，这说明蛋白质的分子结构具有_，这种结构特点决定了_。答案(1)脱水缩合(2)12(3)19CONH(4)多样性功能的多样性40分钟课时作业基础过关知识点一蛋白质结构的多样性1载体蛋白和胰岛素都是蛋白质，但功能不同，其原因不可能是()A
10、组成肽键的化学元素不同B组成蛋白质的氨基酸种类和数目不同C氨基酸的排列顺序不同D蛋白质的空间结构不同答案A解析所有蛋白质中的肽键是相同的，其结构式均为CONH。2由一分子丙氨酸、一分子甘氨酸、一分子精氨酸，可以组成多少种三肽()A6种 B9种C12种 D27种 答案A解析3216。知识点二蛋白质结构的有关计算3血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数分别是()A574和573 B573和573C570和573 D570和570答案D解析根据氨基酸的脱水缩合，若由n个氨基酸缩合成m条肽链，可形成(nm)个肽键，脱去(nm)个水分子。4某一多肽链
11、中共有肽键151个，则此分子中含有NH2和COOH的数目至少为()A152和152 B151和151C1和1 D2和2答案C解析肽链是由氨基酸分子脱水缩合而成的，每两个相邻的氨基酸之间会形成一个肽键。因此，在肽链的两端一定是NH2和COOH。如果构成多肽的每个氨基酸分子的R基上都不带有NH2和COOH，该多肽中所含的NH2和COOH最少，即一个氨基和一个羧基。5现已知构成蛋白质的氨基酸约20种，它们的平均相对分子质量为128，由50个氨基酸形成的含一条多肽链的蛋白质相对分子质量是()A6 400 B2 560C5 518 D2 218答案C解析氨基酸形成蛋白质是一个脱水缩合的过程，通过相邻的氨
12、基酸脱去一分子水，形成肽键而连接起来。因此，在计算一条多肽链的相对分子质量时，仅仅算出氨基酸的总相对分子质量是不够的，还要计算出脱去水的相对分子质量，两值相减才是多肽链的相对分子质量。即：一条多肽链的相对分子质量氨基酸的总相对分子质量脱去水的总相对分子质量，因此本题的计算过程为：1285018495 518。6多个氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质时，相对分子质量减少了900，由此可知：此蛋白质分子所含的氨基酸数和肽键数分别是()A52、5 B50、50C52、50 D50、49答案C解析本题要利用简单的化学知识计算出失水数，然后应用氨基酸数肽链数肽键数。由题意知，形成该蛋白质时的失水数为5
13、0，共形成50个肽键，由52个氨基酸构成。7已知天冬酰胺的R基为C2H4ON，现有分子式为C63H103N17S2的多肽链，其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽中最多有肽键()A17个 B16个C15个 D14个答案D解析多肽C63H103N17S2中有17个N，因含有两个天冬酰胺(R基为C2H4ON)，故该多肽由15个氨基酸脱水缩合而成，形成的肽键数目为14个。能力提升8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“SS”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
14、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“SS”代表的化学键也是肽键D形成该蛋白质分子时分子质量减少了686答案C解析组成蛋白质的基本单位是氨基酸；图中“SS”代表的化学键不是肽键，是二硫键，而在形成该蛋白质分子的过程中脱去38分子的水，同时形成一个二硫键失去2个氢，分子质量减少38182686；通过分析肽链分子的结构，不难发现每条多肽链至少保留一个羧基(COOH)和一个氨基(NH2)。9现有1 000个氨基酸，其中氨基1 020个，羧基1 050个，则由此合成的4条多肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目分别是()A999、1 016、1 046B999、1、1C996、24、
15、54D996、1 016、1 046答案C解析1 000个氨基酸，其中氨基1 020个，羧基1 050个，说明在侧链上共有20个氨基和50个羧基，形成4条多肽链，每条主链上有一个氨基和一个羧基，4条肽链共4个氨基、4个羧基，加上侧链一共有24个氨基和54个羧基。10分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位：个)：元素或基团CHON氨基羧基多肽E201348625332多肽F182294555461多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是()A199和181 B340和281C58和53 D51和49答案D解析本题可从N的数量上入手，多肽E共有N原子53个，其中游离氨基3个，因为每个氨基上有一个氮，所以
16、参与肽键形成的氮原子数目为53350个，而氨基酸的个数应在此基础上再加1，即51个，同理多肽F的氨基酸数目为546149。11用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下：名称氨基酸数目催产素9牛加血压素9血管舒张素9平滑肌舒张素10猪促黑色素细胞激素13人促黑色素细胞激素22(1)表中的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用不同，这是因为他们的_。(2)表中与或与虽然功能相似，但各具专一性，它们之间的差异主要取决于_。(3)在不知道血管舒张素的具体情况下，推知这类化合物至少有_个氨基和_个羧基。(4)在中氨基酸的种类最多有_种，它的合成过程中需脱去_个水分子。(5)假若构成这六类化合物的每
17、一种氨基酸的平均分子质量均为m，则的相对分子质量比的相对分子质量多_。答案(1)氨基酸种类和排列顺序不同(2)氨基酸数目、种类、排列顺序不同(3)11(4)2021(5)3m5412下面是某物质的结构式：(1)在结构式中，方框表示的是_，该物质中共有_个所示的基团。方框所表示的是_，该物质中共有_个所示的基团。(2)方框表示的是_，它是由_而形成的。(3)该物质是由_个共_种氨基酸缩合而成的，所以叫_。结构式中的_是各氨基酸的R基。(4)已知构成该分子的氨基酸的分子量之和为477，那么该物质的相对分子质量是_。(5)假如该物质为食物的一种成分，它在消化道中被消化成氨基酸时，需要消耗_个水分子。
18、答案(1)氨基2羧基2(2)肽键一个氨基与一个羧基脱去1分子水(3)44四肽(4)423(5)3解析结构式中为氨基，为肽键，为羧基，为四种氨基酸的R基。该物质中共有氨基2个，羧基2个，肽键3个。计算该物质相对分子质量的方法为477183423。该物质叫四肽，由于形成四肽时脱去了3分子的水，因而将其消化成氨基酸时需消耗3分子水。个性拓展13某蛋白质由51个氨基酸、两条肽链构成，结构图中SS由两个SH形成。其结构模式图如下：(1)该蛋白质分子形成过程中形成了_个水分子和_个肽键；形成过程中消耗掉的氨基数和羧基数分别是_、_；该蛋白质分子中至少还有游离氨基和羧基数分别是_、_。(2)组成该蛋白质的氨
19、基酸的不同之处在于它们具有不同的R基，在形成此蛋白质的氨基酸中最多含有_种不同的R基。(3)如果形成该蛋白质分子的氨基酸的平均相对分子质量为100，则该蛋白质的相对分子质量是_。答案(1)4949494922(2)20(3)4 212解析(1)在蛋白质的形成过程中，形成的水分子数形成的肽键数氨基酸总数肽链条数51249；每形成一个肽键，消耗一个游离氨基和一个游离羧基，即消耗49个氨基和49个羧基；每分子氨基酸在形成肽链前，至少含有一个氨基和一个羧基(R基上可能含有)，因此，每条直链多肽至少含有一个游离氨基和一个游离羧基。(2)不同氨基酸的不同之处在于R基的不同，但由于组成生物蛋白的氨基酸只有20种，因此，组成该蛋白质分子的R基最多只有20种。(3)蛋白质的相对分子质量形成蛋白质分子前氨基酸的分子质量之和形成蛋白质分子时脱掉的部分(包括脱掉的水分和其他如形成SS时脱掉的H)10051(4918321)4 212。