1、第3讲生命活动的主要承担者蛋白质考纲明细蛋白质的结构和功能()课前自主检测判断正误并找到课本原文1至少含有一个氨基和一个羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。(必修1 P21正文)()2各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。(必修1 P21正文)()3必需氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取。(必修1 P21与生活的联系)()4一个氨基酸分子的羧基和同一氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。(必修1 P22正文)()5脱水缩合形成的蛋白质中含有n个肽键就称为n肽。(必修1 P22正文)()6多肽通常呈链状结构，为肽链，也可称为多肽链，具有空间结构。(
2、必修1 P22正文)()7细胞中蛋白质种类繁多的原因是蛋白质分子的结构多样性。(必修1 P23正文)()8在鸡蛋清中加入一些食盐，会看到白色絮状物，这个过程中蛋白质结构也发生变化。(必修1 P23与生活的联系)()9高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。(必修1 P23与生活的联系)()10蛋白质中氨基酸的排列顺序是由细胞核中贮存的遗传信息决定的。(必修1 P23知识链接)()11有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如酶。(必修1 P23图27)()12一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。(必修1 P24正文)()13包括胰岛素在内的所
3、有蛋白质，每种蛋白质都含有20种氨基酸。(必修1 P25科学史话)()(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，氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构，A、D正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式形成不同的多肽链，B正确；抗体的化学本质是蛋白质，因此将抗体溶于一定浓度的NaCl溶液中会造成盐析，但不会使其生
4、物活性丧失，C错误。知识自主梳理一蛋白质的基本单位氨基酸。1氨基酸组成元素：主要是C、H、O、N，有的还含有S元素。2氨基酸种类(约为20种)(1)必需氨基酸：8种(婴儿9种)，人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。(2)非必需氨基酸：12种，人体细胞能合成的氨基酸。3氨基酸结构(1)氨基酸的结构通式：CH2NHRCOOH。(2)氨基酸的结构特点：每种氨基酸至少都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。(3)各种氨基酸之间的区别在于R基不同。二氨基酸脱水缩合过程1概念：一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连接，同时脱去一分子水的过程。2
5、过程a的名称：脱水缩合。场所：核糖体。脱去的水中，氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。3结构b的名称：肽键，结构简式为CONH。4化合物c的名称：二肽。三蛋白质形成过程氨基酸二肽三肽多肽(肽链)蛋白质四结构多样性原因和功能多样性1结构多样性原因(1)氨基酸(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的打“”，不属于的打“”。1游离的氨基和羧基：一条肽链上至少有一个游离的NH2和一个游离的COOH，并分别位于肽链两端。2形成肽链时R基中的NH2和COOH不参与脱水缩合。3肽链无空间结构。1蛋白质结构多样性根本原因：控制蛋白质合成的基因具有多样性。2蛋白质的结
6、构与功能相适应。蛋白质的空间结构发生改变后，其特定功能也会发生改变。2.功能多样性(1)功能蛋白(2)结构蛋白：如肌肉。考点题型突破考点1 蛋白质的组成、结构和功能题型一 氨基酸的种类与结构1下图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式，有关叙述错误的是()A构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB上述四种氨基酸的R基依次是H、CH2OH、CH3、CH2COOHCR基中可以有氨基或羧基D含有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸答案D2(2019邯郸模拟)层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链()和两条轻链(1、2)经二硫键交联而成，外形呈十字形。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物
7、质是()A. BCD答案D解析糖蛋白由蛋白质和多糖组成，多糖彻底水解得到葡萄糖，蛋白质彻底水解得到氨基酸。选项D中NH2和COOH未连在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸题型二 蛋白质的合成、结构与功能3(2020哈三中期中)如图所示为某细胞中某多肽的结构简式，R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析，不正确的是()A该多肽中的肽键数是2B该多肽是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的C该多肽至少含有一个氨基和一个羧基D该化合物能与双缩脲试剂发生紫色反应答案B解析肽键结构简式为CONH，故该多肽的肽键数是2，由3个氨基酸脱去2分子水形成的，A正确，
8、B错误；肽链两端含有一个氨基和一个羧基，R基上可能含有氨基或羧基，由于不确定R基中是否含有氨基或羧基，所以该多肽(一条肽链)至少含一个氨基和一个羧基，C正确；双缩脲试剂可与肽键发生紫色反应，D正确。4(2020长郡中学月考)如图表示蛋白质的结构层次示意图，据图分析，下列说法错误的是()Aa一定含有的元素是C、H、O、N，N元素主要存在于肽键中B图中c代表的化学键是CONH，数目可能等于b的数目C为脱水缩合过程，发生的场所是核糖体D蛋白质多样性与b的种类、数目、排列顺序和过程有关，加热时不会发生过程答案C解析a一定含有的元素是C、H、O、N，N元素主要存在于肽键中，另外氨基中也含有N，A正确；图
9、中c代表的化学键是CONH，环状多肽中肽键数目等于b氨基酸的数目，B正确；为脱水缩合过程，发生的场所是核糖体，表示蛋白质的加工，发生在内质网及高尔基体中，C错误；蛋白质多样性与b氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的加工形成的空间结构有关，加热时不会发生过程，即不会破坏蛋白质的肽键，D正确。5(2019山东曲阜期中)下列生理活动与蛋白质功能无关的是()A氨基酸被运输进入细胞内B细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上C葡萄糖在细胞内氧化分解D激素被靶细胞识别答案B解析氨基酸通过主动运输的方式进入细胞内，需要载体蛋白的运输作用，A不符合题意；细胞质中的氨基酸被tRNA运输到核糖体上，与蛋白质无关，B符合题
10、意；葡萄糖在细胞内氧化分解是酶促反应，呼吸酶的本质是蛋白质，因此细胞内葡萄糖氧化分解与蛋白质的催化作用有关，C不符合题意；与细胞间的识别作用有关的物质是糖蛋白，因此激素被靶细胞的识别与蛋白质有关，D不符合题意。(1)导致蛋白质结构多样性的原因有四个，只要具备其中的一点，这两个蛋白质分子的结构就不同。(2)由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质的种类和数量会出现差异。(3)盐析、变性、水解、氧化分解盐析：只改变蛋白质的溶解度，蛋白质的空间结构未变，蛋白质仍然具有活性。变性：高温、强酸、强碱等可改变蛋白质的空间结构，使蛋白质永久失活。蛋白质失活断开的并非肽键。水解：蛋白质多肽氨基酸；水解
11、过程断开肽键。氧化分解：产物为CO2、H2O、尿素。(4)从不同角度分析蛋白质多样性分析角度具体分析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多样结构多样性功能多样性遗传物质千变万化的碱基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考点2 蛋白质的相关计算题型一 多肽形成过程中有关数量的计算1如图表示一个由100个氨基酸构成的蛋白质分子，下列叙述不正确的是()A该分子中含有98个肽键B该蛋白质中至少含有2个NH2C氨基酸脱水缩合形成该蛋白质时相对分子质量减少了1782D参与
12、构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有100个氨基答案C解析该蛋白质分子中有两条肽链，含有的肽键数氨基酸数肽链数，所以共有100298个肽键，A正确；两条肽链至少含有两个NH2，B正确；氨基酸脱水缩合成该蛋白质时失去98个水分子，形成二硫键脱去2个氢原子，相对分子质量减少了9818211766，C错误；参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有100个氨基，D正确。2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答案B解析800个氨基酸
13、合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键为8002798个。氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则R基上的氨基为81080010个，R基上的羧基为8088008个，所以蛋白质的氨基数目肽链数R基上的氨基数21012个，羧基数目肽链数R基上的羧基数2810个。(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肽键数失去水分子数氨基酸数肽链数。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。(不考虑形成二硫键)肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子量氨基数目羧基数目1条mm1m1am18(m1)至少1个至少1个n条mmnmnam
14、18(mn)至少n个至少n个注：氨基酸平均相对分子质量为a。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算氨基数肽链数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。(3)环状肽分析环状肽中游离氨基或羧基数目R基中氨基或羧基数目。肽键数脱去水分子数氨基酸数。环状多肽的相对分子质量氨基酸数目氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目18。(4)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(SS)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。题型二 利用原子守恒法进行蛋白质计算3(2020长郡中学月考)
15、某蛋白质分子含有N条肽链，已知它共由M个氨基酸组成，则此蛋白质中至少含有的氧原子数与氮原子数共有()A(MN)个 B(2MN)个C(2NM)个 D(2MN)个答案D解析已知某蛋白质分子含有N条肽链，由M个氨基酸组成，则共形成MN个肽键，每个肽键含有一个氧原子，每条肽链的末端含有一个羧基(两个氧原子)，该蛋白质至少含有MN2NMN个氧原子；每个肽键含有一个氮原子，每条肽链的起始端含有一个氨基，所以蛋白质至少含有MNNM个氮原子，因此蛋白质中至少含有的氧原子数与氮原子数共有的个数为MNM2MN。4有一条多肽链，分子式为CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到下列4种氨基酸。分析推算可知，水解得到
16、的氨基酸个数为()Aq1 Bp1 Cq2 Dp1答案B解析计算氨基酸的个数常以氮原子数或氧原子数的计算为突破口。可依据“氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数”进行计算，设氨基酸个数为m，R基中不含氧原子时，每个氨基酸中含2个氧原子，则有p2m(m1)，从而解得mp1。利用原子守恒法计算肽链中的原子数(1)N原子数肽键数肽链数R基上的N原子数各氨基酸中N原子的总数。(2)O原子数肽键数2肽链数R基上的O原子数各氨基酸中O原子的总数脱水数。(3)H原子数各氨基酸中H原子的总数2脱水数。(4)C原子数氨基酸的分子数2R基上碳原子数。题型三 多肽多样性的相关计算5(2019大连双基测试)现有足
17、量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有()A9种，9种 B6种，3种C18种，6种 D27种，6种答案D解析若3种氨基酸形成三肽，每种氨基酸的数目不限，则构成的三肽有3327(种)；若包含3种氨基酸的三肽，第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从剩余2种氨基酸中任选一种，第三个位置只能安放剩余的1种，共有3216(种)。 多肽种类的计算如有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分析如下：A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类形成三肽的种类33327种形成二肽的种类339种A、B、C三
18、种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类形成三肽的种类3216种形成二肽的种类326种题型四 结合基因表达进行蛋白质的相关计算6(2019长沙模拟)氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个2条链的多肽，相对分子质量为12276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子中的最少脱氧核苷酸数目依次为()A144,864 B144,432C120,720 D120,360答案C解析在多肽合成时，氨基酸数肽链条数肽键数脱去的水分子数。氨基酸数120(氨基酸数肽链数)1812276，代入后可求得氨基酸数120；在DNA指导蛋白质合成时，DNA分子中脱氧核苷酸数目氨基酸数6
19、1，所以DNA分子中脱氧核苷酸数目至少为1206720。 基因表达中，DNA中碱基排列顺序转录为mRNA中碱基排列顺序，进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。其数量关系图解如下：DNA(基因)mRNA蛋白质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，上述关系应理解为肽链上每连接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。方向真题体验1(2018全国卷)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
20、成分答案C解析抗体可以与相应的抗原结合，进行体液免疫，A正确；肌肉细胞中的某些蛋白质(如肌动蛋白等)参与肌肉收缩的过程，B正确；蛋白质结合Fe2形成的血红蛋白参与O2的运输，C错误；染色体是细胞核的结构之一，染色体主要由DNA和蛋白质组成，D正确。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()A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
21、致生理功能不同答案D解析由于各氨基酸残基用3个字母缩写表示，例如催产素中的Cys、Tyr等，所以两种激素都是由九个氨基酸分子脱水缩合形成的链状肽，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢来自氨基和羧基，B错误；肽链中游离的氨基包括肽链末端的氨基和R基中的氨基，故肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关，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(催产素为Ile和Leu，加压素为Phe和Arg)，故这两种激素生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。3(2017江苏高考)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是()A鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个
22、肽键B蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的C蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的D变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应答案A解析环状八肽由8个氨基酸脱水缩合形成，肽键数与氨基酸数相等，都是8个，A正确；蛋白质具有多样性，可能由1条多肽链构成，也可能由2条或2条以上多肽链构成，B错误；蛋白质变性是指蛋白质的空间结构被破坏，肽键没有断裂，C错误；变性蛋白质含有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。4(2018全国卷)回答下列与蛋白质相关的问题：(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是_，在细胞中合成蛋白质时，肽键是在_这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如_(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“
23、酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是_。(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和_结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是_。(3)如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是_。答案(1)氨基酸核糖体胃蛋白酶对蛋白质进行加工、分类和包装(2)空间变性蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易与蛋白酶接触，使蛋白质降解(3)遗传密码具有简并性解析(3)编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，改变后的密码子翻译的氨基酸还是原来的氨基酸，这是密码子的简并性，所以不会引起血红蛋白中氨基酸序列的改变。
