1、一、氨基酸的种类、结构及脱水缩合1种类构成蛋白质的氨基酸约有20种，包括氨基酸和氨基酸。(1)：人体内有8种(婴儿有9种)，必须从外界获取。(2)：在体内可以通过其他化合物转化而来。必需非必需必需氨基酸非必需氨基酸2结构(1)通式：(2)特点氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少是 ，也可以是几个，因为R基中可能含有氨基或羧基。在构成蛋白质的氨基酸中，都有一个氨基和一个羧基连接在 上，否则就不是构成蛋白质的氨基酸。不同的氨基酸分子，具有不同的，这是将氨基酸分类的依据。一个同一个碳原子R基3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 。(2)肽键：连接两个氨基酸分子
2、的化学键，可表示 为 。(3)过程分析 脱水缩合产生的H2O中的H来自于和，而氧则只来自于。一条肽链上至少有游离的氨基和游离的羧基，并分别位于。羧基氨基一分子水COOHNH2COOH一个一个肽链的两端中的NH2或COOH不参与肽链的形成，故多余的NH2或COOH位于中。R基R基二、蛋白质的结构和功能1蛋白质的结构(1)结构层次氨基酸 脱水缩合 盘曲、折叠具空间结构 蛋白质肽链(2)空间结构：由一条或几条肽链通过一定的化学键(如二硫键)折叠、盘曲，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。(3)结构特点：具有。直接原因是组成蛋白质分子的氨基酸的、和的不同，多肽链的盘曲、折叠的方式及形成的千差万别。根本原
3、因是的多样性。多样性种类数量排列顺序空间结构DNA分子2蛋白质的功能功能 举例 构成细胞和生物体的结构物质 构成动物和人体的肌肉，构成生物膜、核糖体、染色体等的成分 构成细胞和生物体的功能物质 参与生物体各项生命活动的酶绝大多数是蛋白质 运输作用 红细胞中的，膜上的运动功能 肌动蛋白和肌球蛋白，二者使肌肉收缩，产生运动 催化作用 血红蛋白载体蛋白功能 举例 构成细胞和生物体的功能物质 用，调节作用、等蛋白质类激素，能调节生物体的生命活动免疫作用生物体内的，能消灭外来抗原物质细胞内的能源物质在供应不足的情况下，机体也会分解蛋白质供能胰岛素生长激素抗体糖类和脂肪1.下面关于生物体内氨基酸的叙述中正
4、确的是()A氨基酸是蛋白质的组成单位，是由氨基和羧基组成的B每个氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基C一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱水缩合形成多肽D氨基酸是酸碱两性化合物，分子中至少含有一个氨基和一个羧基并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上解析：氨基酸分子的结构通式为，不仅有氨基和羧基，还有R基等；每个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；氨基和羧基脱水缩合后形成肽键，两个氨基酸脱水缩合形成二肽。答案：D2下列不属于高等动物体内蛋白质功能的是()A构成生物膜的主要成分B催化细胞内的化学反应C作为细胞代谢的主要能源D参与构成细胞核中
5、的染色体解析：蛋白质的生理功能具有多样性，如结构蛋白构成细胞和生物体的主要成分，功能蛋白信息传递与调节作用、催化作用、运输作用、免疫作用。细胞代谢的主要能源物质是糖类。答案：C3现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为()A798、2和2 B798、12和10C799、1和1 D799、11和9解析：800个氨基酸脱水缩合形成含有两条链的多肽，形成肽键的数目为8002798个；该多肽中游离的羧基数目为2(两条肽链一端各游离1个羧基)8(侧链R基团中的8个羧基)10个；氨基数目为21012个。答案
6、：B4能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组数字是()氨基酸 C、H、O、N等化学元素 氨基酸分子相互结合 多肽 肽链 形成具有一定空间结构的蛋白质分子ABCD解析：蛋白质的结构层次是：元素氨基酸多肽蛋白质。答案：D5下列关于蛋白质结构和功能的叙述中，错误的是()A不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺序不同，而且各自具有独特的空间结构B蛋白质之所以具有多种生理功能，是因为它具有多种多样的结构C蛋白质的多样性也是长期进化的结果D开水煮沸鸡蛋清，不仅破坏了其中蛋白质的空间结构，而且破坏了氨基酸之间的肽键解析：蛋白质结构的多样性取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构，结构的多
7、样性决定了功能的多样性。蛋白质的多样性也是长期进化的结果。开水煮沸鸡蛋清，仅仅破坏了蛋白质的空间结构，并没有破坏氨基酸之间的肽键。肽键无多样性，肽键破坏一般需要在酶的催化作用下才能完成。答案：D6(2011福州模拟)如图是某化合物结构图解，请据图回答：(1)和称为_。(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、两个肽键，因此该化合物为三
8、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、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。答案：(1)肽键(2)、(3)3 2 脱水缩合 三肽(4)(5)2 2考点一 氨基酸形成多肽过程中的有关计算 命题解读 脱水缩合是由氨基酸合成蛋白质的方式，在高考中常以选择题形式考查蛋白质形成过程中的脱水缩合过程，包括肽键、相对分子质量的有关计算等。示例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()A1个C22
9、H34O13N6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C1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。
10、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蛋白质形成过程中的数量关系(1)蛋白质中肽链、氨基酸、肽键、脱去水分子的数目对应关系氨基 酸数 肽键数 脱去水分子数 游离的氨基 游离的羧基 一条肽链 n n1 n1 至少1个 至少1个 m条肽链 n nm nm 至少m个 至少m个(2)相关计算公式脱水数肽键数氨基酸数肽链数氨基数肽链数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N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O原子数肽键数2肽链数R基上的O原子数各氨
11、基酸中O的总数脱水数H原子数各氨基酸中H的总数2脱水数2氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系 碱基数 碱基数 氨基酸数6 3 1由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。DNA(基因)转录 mRNA翻译 蛋白质误区警示 只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键，R基上的氨基或羧基不参与肽键的形成。由n个氨基酸形成一环状肽，则形成肽键数失去水分子数氨基酸数。在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(SS)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，故相对分子质量减少2。1(2
12、011福州检测)已知天冬酰胺的R基为C2H4ON，现有分子式为C63H103O18N17S2的多肽，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个解析：多肽C63H103O18N17S2中有17个N，因含有两个天冬酰胺(R基为C2H4ON)，故该多肽最多由15个氨基酸脱水缩合而成，形成的肽键数目最多为15个(环状多肽)。答案：C220种氨基酸的平均相对分子质量为128，假若有一个多肽化合物，由10个氨基酸构成一个肽链，那么该多肽的相对分子质量和至少含有的氨基数目分别是()A1 280,11 B1 262,1C1 118,1 D1 100,9解析：由10个氨基
13、酸组成的多肽共脱去9个水分子，形成9个肽键，至少含有1个氨基，该多肽的相对分子质量为：101289181 118。答案：C考点二 蛋白质的结构和功能 命题解读 蛋白质是生命活动的承担者，关于蛋白质的结构和功能一向是高考的热点之一，其中以新情景材料、图表等形式考查对知识的掌握程度是近几年高考命题的趋势 示例2(2009安徽高考)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
14、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 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 C1蛋白质的多样性分析分析角度 具体解释 蛋白质本身 氨基酸的数量、种类、排列顺序及多肽链盘曲折叠形成的空间结构结构多样性功能多样性 遗传物质 千变万化的碱基
15、对排列顺序遗传信息的多样性蛋白质的多样性 生物进化 千变万化的环境条件通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质个体的多样性和蛋白质的多样性 2几种常见蛋白质的分布和生理功能名称 分布 功能 大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用 载体蛋白 细胞膜 运输某些物质 如离子、氨基酸等 某些激素(如生长激素、促甲状腺激素、胰岛素、胰高血糖素等)内环境中 调节生命活动 抗体 内环境中 免疫作用 血红蛋白 红细胞内 主要运输氧气 和部分二氧化碳 糖蛋白 细胞膜表面 保护、润滑、识别等 3(2011杭州检测)核糖体中合成的物质不可能具有的功能是()A调节生命活动B携带遗传密码C为生命活动提供能量D参与主动
16、运输解析：核糖体中合成的是蛋白质，蛋白质类激素可调节生命活动、蛋白质也能氧化分解提供能量、细胞膜上的载体蛋白可参与主动运输。但携带遗传密码的是mRNA，属于核酸。答案：B4环孢素(CsA)是从土壤霉菌中分离出来的含有11个氨基酸的环形多肽，该物质能选择性地抑制辅助性T淋巴细胞分泌白细胞介素2和其他淋巴因子，因而是一种强效免疫抑制剂，下列有关CsA的叙述正确的是()A该物质的天然合成过程需要拟核DNA上基因的控制B如果氨基酸的平均相对分子量为128，则它的相对分子量为1228C可以用来开发移植器官后抗排斥反应的药物D只有在受到抗原刺激后霉菌才合成该淋巴因子解析：霉菌属于真核生物，有成形的细胞核，
17、其蛋白质的合成主要由染色体上的基因控制；11个氨基酸构成的环形多肽，其形成过程中会脱去11个水分子，故它的分子量应为1210；淋巴因子不是由霉菌合成的，而是由T淋巴细胞合成的。答案：C示例(2010广东高考)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：碘液，苏丹溶液，双缩脲试剂，斐林试剂。你选用的试剂应该是_；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为_。(2)完善以下实验设计并回答问题。探究A动物蛋白对小鼠生长的影响 资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生 产。一、研究
18、目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。二、饲料：1.基础饲料：基本无蛋白质的饲料；2.普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料植物蛋白；3.实验饲料：基础饲料A动物蛋白。探究A动物蛋白对小鼠生长的影响 三、实验分组：实验小鼠数 饲料饲养时间(天)组号量(只)1 10 基础饲料21210实验饲料1(含6%A动物蛋白)21 310实验饲料2(含12%A动物蛋白)21 410实验饲料3(含18%A动物蛋白)21 510实验饲料4(含24%A动物蛋白)21 6 10 备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。四、实验方法和检测指标：略 实验组6中，应该为_，原因是_；应该为_，原因是_。
19、要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的_和_。解析 本题主要考查高中生物实验设计的一些基本知识和技能，意在考查实验设计能力。(1)检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色。(2)应为普通饲料，与前面5组实验形成对照，可以分析得出含A动物蛋白的饲料与含植物蛋白的普通饲料对小鼠生长影响的差别；应为21，原因是实验要遵循单一变量原则。要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可测量小鼠的体重和体长。答案(1)紫色(2)普通饲料 需要普通饲料作对照 21 饲养时间相同，实验结果的比较才有意义 体重 体长1实验设计概述实验步骤的设计是指在正式进行科学实验之前，实验者根据一定的目的和要
20、求，运用有关的科学知识、原理，对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的预先规划。遵循的原则主要是对照原则和单一变量原则。2具体步骤分析(1)取材、分组、编号。实验材料包含实验中用到的各种动植物，取材时要注意保证实验材料的数量、生理及发育状态相同；实验用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。这些材料用具在试题中都会给出，注意要结合实验的目的、原理合理利用。(2)相同处理和不同处理。根据实验变量设置对照。注意：单一因素不同，其他因素相同且最适。(3)进一步地相同处理。其他因素相同且适宜的继续。(4)检测、观察、统计、比较。如果实验现象是隐蔽的，必须找出具体的检测方法，以显现实验结果，便于观察
21、。必须找出具体的观察和记录对象，然后进行观察、记录、统计、比较实验数据和现象。1.(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：A2(2010江苏高考)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
22、双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应C利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液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：蛋白质中至少含游离的氨基和羧基数等于肽链数，而非氨基酸数目；据题干信息可知该酶的本质是蛋白质；利用透析法纯化蛋白质时，为了维持蛋白质的结构和功能相对稳定，应选择磷酸缓冲液来透析；油渍的主要成分是脂肪，酶具有专一性，因此去除油渍时选用加脂肪酶的洗衣粉比选含该蛋白酶的洗衣粉效果好。答案：B3(2009上海高考)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()AnmBn2mCnmDn2m解析：两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，里面含一个氧原
23、子，n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键nm个，所以肽键中氧原子是nm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nm个，所以应至少有氧原子个数为nm2mnm。答案：C4(2009天津高考)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
24、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：A5(2008天津高考)下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是()A具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸C细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质D在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质解析：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其化学本质是蛋白质或RNA，所以构成酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。高等动物体内只能合成非必需氨基酸，不能合成必需氨基酸。细胞中构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序和蛋白质的空间结构都相同才可称为是同一种蛋白质。在胚胎发育过程中，由于基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质(如酶等)。答案：D