1、第二课时 生命活动的主要承担者蛋白质(1)(氨基酸、蛋白质结构、多样性及其功能)考点一 氨基酸的种类及结构特点【基础知识整合】氨基酸是组成蛋白质的，其结构通式是。基本单位1特点：每种氨基酸至少有，并且都有一个氨基和一个羧基连接在，氨基酸的不同在于。2种类和分类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有。根据是否能在体内合成分为 和。一个氨基和一个羧基同一个碳原子上R基的不同20种必需氨基酸非必需氨基酸【知识拓展】1氨基酸的种类构成蛋白质的氨基酸约有20种，包括必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸：人体内有8种(婴儿9种)，必须从外界获取。非必需氨基酸：可以通过其他化合物转化而来。2氨基酸的结构特点(1)氨
2、基酸分子中的氨基和羧基数目至少是一个，也可以是几个，因为R基中可能含有氨基或羧基。(2)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同一个碳原子上，否则就不是构成蛋白质 的 氨 基 酸。例 如：H2NCH2CH2CH2COOH。(3)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。【典例精析】【例1】在下列物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，有的不是。若将构成人体蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其中含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是()A3、3、2 B4、3、3C2、2、2 D3、4、2C【解析】解答本题时，要根据氨基酸的结构通式把
3、属于构成人体蛋白质的氨基酸挑选出来，由于号没有羧基，号氨基和羧基没有同时连在同一个碳原子上，所以它们不是组成人体蛋白质的氨基酸。是构成蛋白质的氨基酸，它们脱水缩合后形成三肽，由于号氨基酸R基上有1个羧基，号氨基酸R基上有1个氨基，因此三肽中有氨基2个，羧基2个，肽键2个。【方法归纳】在做这一类题目时，先要根据氨基酸的结构通式，把属于构成人体蛋白质的氨基酸找出来，然后看看它们将形成几肽，推断该多肽中含有的氨基、羧基和肽键数就可以了。注意实际氨基或羧基数目要加上R基中的氨基或羧基数。【例2】如图甲、乙、丙为组成生物体的相关化合物，乙为一个由、三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条
4、虚线表示由两个巯基(SH)脱氢形成的一个二硫键(SS)。下列相关叙述不正确的是()A甲为组成乙的基本单位，且乙中约含有20种甲B由不同的甲形成乙后，相对分子质量比原来少了4832C丙主要存在于细胞核中，且在乙的生物合成中具有重要作用D如果甲中的R基为C3H5O2，则由两分子甲形成的化合物中含有16个HC【解析】由题图可知，甲是氨基酸，乙是蛋白质，丙是核苷酸。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，甲形成乙后，减少的相对分子质量之和：(2713)18244832。核酸包括DNA和RNA，DNA主要存在于细胞核，生物体中组成蛋白质的氨基酸约为20种。氨基酸形成蛋白质的过程中，相对分子质量减少的部分即为缩合时
5、失去的水分子的相对分子质量及形成二硫键(SS)时脱去氢的相对分子质量。考点二 蛋白质的结构和功能及其多样性【基础知识整合】一、蛋白质的结构及其多样性1结构层次肽链2结构多样性的原因(1)氨基酸方面：氨基酸的的不同。(2)肽链方面：肽链的。种类、数目和排列顺序空间结构二、蛋白质的功能一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是。1结构蛋白：是构成的重要物质，如等的成分。2作用：绝大多数酶的本质是蛋白质。3运输作用：具有的功能，如能运输氧。4作用：调节机体的，如胰岛素等激素。5功能：如人体内的抗体。生命活动的体现者细胞结构细胞膜催化运输血红蛋白调节激素免疫【知识拓展】1蛋白质的分子结构(1)形成：氨基酸多
6、肽(肽链)蛋白质。(2)蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键(肯定不是肽键)连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。2蛋白质的多样性(1)蛋白质结构的多样性氨基酸的种类不同，构成的肽链不同氨基酸的数目不同，构成的肽链不同氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种蛋白质。但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。(2)蛋白质功能的多样性蛋白质结构的多样性
7、决定了蛋白质功能的多样性蛋白质据功能分为结构蛋白和功能蛋白两大类，前者如人和动物的肌肉，后者如具有催化作用的绝大多数酶，具有免疫功能的抗体等。【典例精析】【例3】胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是()A胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链B沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关D核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素D【解析】本题综合考查蛋白质的组成、结构和功能以及与基因控制蛋白质合成的关系，多肽链在核糖体合成后，需要在内质网加工，要通过蛋白酶处理，切掉部分肽段，然后进入高尔基体加工
8、。【例4】下列叙述中能对蛋白质的功能进行高度概括的是()A细胞和生物体的重要结构物质B收缩、运输、免疫等生理活动的物质基础C生命活动的主要承担者D调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质C【解析】A、B、D三项只是蛋白质部分功能的列举，蛋白质的功能还有许多，可以说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。【方法归纳】蛋白质功能的多样性取决于蛋白质结构的多样性，而蛋白质的多样性除由组成蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序和肽链空间结构来决定外，肽链的数目不同，形成的蛋白质也不同。课时练习二一、选择题(每小题只有一个正确选项)1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
9、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，不同细胞会产生不同的蛋白质D【解析】考查了蛋白质和氨基酸的相关知识。少数酶的化学本质属于RNA，不由氨基酸组成。高等动物只合成非必需氨基酸，必需氨基酸需从食物中获取。组成蛋白质的氨基酸种类、数目相同，如果排序不同或空间结构不同，蛋白质的种类也不会相同。2下图是有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图的分析正确的是()AA中肯定含有S元素B蛋白质多样性决定细胞的多样性C多肽中B的数目等于C的数目D过程发生所需模板和运输B的工具的基本组成单位都含有核糖D【
10、解析】本题考查蛋白质的有关知识，中等难度。氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N，有的氨基酸还含有S元素；蛋白质多样性决定了生物的多样性；C为肽键，环状肽中B的数目等于C的数目，但是链状肽中B的数目等于C的数目加1；为氨基酸脱水缩合形成多肽的过程，其模板为信使RNA，运输B的工具是转运RNA，RNA的基本组成单位由一分子核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成。B3胰岛素是在胰岛B细胞中合成的，刚合成的多肽称前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，前胰岛素原的信号肽被切除，而成为胰岛素原。最后胰岛素原通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素(如图)。下列说法正确的是()A前胰岛素原遇双缩脲试剂会发生蓝色反应B在胰岛
11、素的形成过程中需要核糖体、内质网和高尔基体的协同配合C信号肽酶作用的部位不可能是肽键D前胰岛素原水解所需的水中的氢用于形成SH和OH4如图所示，一个分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一个分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)，下列分析正确的是()A胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水B胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失D理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能D5下列叙述错误的是()A一条由n个氨基酸组成的肽链中含有的氨基数目和氧原子数目至少分别为1和n1B蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特
12、定功能并未发生改变Cn条由m个氨基酸组成的肽链中，完全水解共需要(mn)个水分子D胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输B【解析】在肽键和游离的羧基中一定含有氧原子，一条由n个氨基酸组成的肽链中至少含有一个游离的羧基和n1个肽键，故其含有的氧原子数目至少为n1个。肽链的盘曲和折叠被解开时，空间结构被破坏，其活性将失去，功能也丧失。6下列物质中一定含有肽键的是()胰岛素 雄性激素 酶Na载体ABCDC7若含3H的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了3H2O，那么水中的3H最可能来自氨基酸的()ACOOH BNH2CR DCOOH和NH2D8据研究，在人脑中有一种与人的痛觉和
13、学习记忆有关的物质，叫脑啡肽。其分子结构如下图所示，下列关于脑啡肽的叙述，正确的是()A控制脑啡肽合成的基因中至少有24个碱基B脑啡肽水解后可产生5种氨基酸C脑啡肽属于五肽化合物，含有4个肽键D控制脑啡肽合成的直接模板是DNAC9鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的()A肽键B肽链C空间结构D氨基酸C10经检测，新鲜牛奶中有甲、乙两种化学物质，分子式分别为C12H22O11和C1864H3012N168O221，则下列说法正确的是()A鲜牛奶中含量最多的化合物是乙B乙物质水解后最多可能得到168个氨基酸C甲物质水解后得到两分子葡萄糖D甲、乙两种物质的比例体现牛奶品质的优劣B1
14、1下列物质中一定不含有“CONH”结构的是()A抗体B雄性激素C胰岛素D酶B【解析】题干中所示的结构是蛋白质中的肽键，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，胰岛素、抗体的化学本质都是蛋白质，雄性激素是脂质，不含肽键。12在组成生物体的蛋白质的氨基酸中，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两者的R基组成不同B酪氨酸的氨基多C两者的结构完全不同D精氨酸的羧基多A【解析】根据氨基酸分子的结构通式可知，氨基酸差异的产生是因为R 基不同造成的。13据悉，环孢菌素是由真菌产生的一组含有11个氨基酸残基的环状多肽，其中环孢菌素A已作为重要的免疫抑制剂广泛应用于器官移植时的抗排斥反应。在目
15、前已经发现的近30种环孢菌素中，只有环孢菌素A具有很强的免疫抑制活性，其他同系物有的抑制活性很弱，有的则根本没有抑制活性(如环孢菌素H)。下列有关叙述正确的有()环孢菌素A的组成元素中至少含有C、H、O、N、S环孢菌素A含有10个肽键，为十肽化合物，合成过程中失去了10分子水环孢菌素A分子中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基目前已经发现的近30种环孢菌素的免疫抑制活性不同，原因可能是构成它们的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽的空间结构不同A0项B1项C2项D3项A【解析】本题以材料信息为试题背景，考查对蛋白质(多肽)相关知识的理解能力和获取信息的能力。“环状多肽”是本题的关键字眼。由于
16、环孢菌素是多肽，故其组成元素至少含有C、H、O、N，不一定含有S，错误。因含有11个氨基酸残基，故为十一肽；对于环状结构的多肽而言，其首尾两端的氨基和羧基经过脱水缩合相连，故环孢菌素A含有11个肽合成过程中失去了11分子水，游离氨基和游离羧基的最少数目为0，错误。目前已经发现的近30种环孢菌素的氨基酸数目相同，均为11个，错误。14下列有关蛋白质的叙述，错误的是()A淀粉酶的化学本质肯定是蛋白质B蛋白质进出细胞需要载体蛋白的协助C一切生命活动都离不开蛋白质D通过蛋白质工程可以制造出新的蛋白质B【解析】蛋白质是大分子物质，不能直接进入细胞，需要先分解成氨基酸。蛋白质分泌出细胞与细胞膜的流动性有关
17、，属于胞吐。15中国第24次南极科学考察队于2007年12月11日顺利到达中国南极中山站。在南极科考活动中，科考人员深入研究了南极的生物。让人特别感兴趣的是南极鳕鱼，它能够在低于0的环境中正常生活。人们通过研究发现，这是由于南极鱼类的体液中有一种被称为抗冻蛋白的蛋白质，虽然体温降低了，其体液并不冻结。下列有关叙述不正确的是()A抗冻蛋白与普通蛋白质相比，可能含有特别的氨基酸B鳕鱼体内能合成抗冻蛋白的根本原因是具有抗冻基因C将鳕鱼的抗冻基因导入大肠杆菌内，大肠杆菌能够合成抗冻蛋白，这是因为鳕鱼与大肠杆菌的遗传密码是相同的D在抗冻基因的转录、翻译过程中，碱基互补配对的方式不完全相同A【解析】构成抗
18、冻蛋白的氨基酸与普通蛋白质一样，都是由20种氨基酸构成的。含有抗冻基因的大肠杆菌能够合成抗冻蛋白的原因是原核生物与真核生物共用一套遗传密码子，但基因结构是不同的。转录时，DNA模板链上的碱基与mRNA上的碱基互补配对，即AU、TA、GC、CG；翻译时，mRNA上的碱基与转运RNA上的碱基配对，即AU、UA、GC、CG，碱基互补配对的方式不完全相同。16关于人体内蛋白质的叙述，错误的是()A合成蛋白质的氨基酸全部为必需氨基酸B蛋白质也可被氧化分解释放能量C组成肌肉细胞的有机物中蛋白质含量最多D有些蛋白质具有调节新陈代谢的作用【解析】合成蛋白质的氨基酸既有必需氨基酸也有非必需氨基酸。A17以下关于
19、蛋白质及其对应功能的描述，正确的是()A激素都是蛋白质，对生命活动具有重要的调节作用B神经递质受体是蛋白质，位于突触前膜，能与递质发生特异性结合，从而改变突触后膜对离子的通透性C抗体由浆细胞分泌，与相应抗原发生特异性结合，该过程属于体液免疫D生长激素由下丘脑分泌，主要促进蛋白质的合成和骨的生长C【解析】动物激素的化学本质有多种，有蛋白质类，也有固醇类等，如性激素就是固醇类。神经递质的受体位于突触后膜，与递质结合后改变突触后膜对离子的通透性。生长激素是由垂体分泌的。18蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R3的氨基酸和相邻氨基酸的氨基基团之间的肽键
20、。下列说法正确的是()A上图所示肽链肯定由五种氨基酸脱水缩合而成B在肽酶P的作用下，经过脱水可以形成两条肽链C肽酶P可以催化1处的化学键断裂D该肽链中含有游离的氨基和羧基数各1个C【解析】题目中“肽酶P能断裂带有侧链R3的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键”的信息可判断肽酶可作用于肽键中的1处。图中所示肽链有4个肽键，肯定由5个氨基酸构成，但可能有的R基相同，故不一定是五种氨基酸脱水缩合而成，A错误。在肽酶P的作用下，应是消耗水分子形成两条肽链，B错误。该肽链中含有游离的氨基和羧基数只能说至少各1个，不能肯定就是各1个游离的氨基和羧基，因为不知道R基中是否含有氨基或羧基，D错误。二、非选择
21、题19根据下图完成下面的问题：脱水缩合氨基酸的种类、数目、排列顺序空间结构千差万别酶(1)a的结构通式可为；a A过程中发生的是反应；A可分为A1A5，其原因是：从a分析由于，从A分析由于。(2)A1是，其作用的机理是：降低化学反应所需的活化能。(3)C是，C1与C2组成成分的不同表现在。(4)B在动、植物体内分别主要是和。(5)与A5形成有关的C2片段在肝细胞内不存在，原因是。核酸DNA含有碱基T和脱氧核糖，RNA含有碱基U和核糖糖原淀粉和纤维素基因的选择性表达20图1中的X、Y、Z是图2细胞中的三种化合物，请据图回答下列问题：脂肪或糖原胰高血糖素结构上具有流动性，有利于外排磷脂双缩脲试剂(
22、1)若X表示图2中的储能物质，则X是。在饥饿状态下，图2中的Y参与调节X的含量，则Y表示。7在结构上表现出与功能相适应的特点是。(2)若Y、Z是组成结构7的化合物，则Z表示，鉴定Y的常用试剂是。(3)若Y、Z是组成结构1的化合物，则Z表示。(至少写两种)(4)如果X表示被小肠上皮细胞吸收的葡萄糖，在这种跨膜运输中，Y所起的作用是，Z发生的化学反应式是。DNA、RNA、ATP、ADP、磷脂作为运输葡萄糖的载体【解析】解答本题时，首先要明确元素和化合物的关系，然后再根据化合物的功能正确作答。糖类和脂肪由C、H、O组成，蛋白质由C、H、O、N组成，DNA、RNA、ATP、ADP由C、H、O、N、P组
23、成。由题图可知，图2表示分泌蛋白的合成和分泌过程。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程为主动运输。21用氨基酸数目自动分析仪测定几种多肽化合物的氨基酸数目如下表所示：多肽化合物催产素牛加血压素平滑肌舒张素平滑肌舒张素猪促黑色素人促黑色素细胞激素氨基酸数目 9 9 9 10 1322(1)表 中 的 氨 基 酸 数 目 虽 相 同，但 其 生理 作 用 彼 此 不 同，这 是 因 为 它 们 的不同。(2)表 中 与 或 与 虽 然 功 能 相 同，但 各具专一性，它们之间的差异取决于。(3)在不知道血管舒张素具体结构的情况下，推知这种肽类化合物至少有个氨基和个羧基，这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置？。(4)中常见的氨基酸最多有种。氨基酸的种类、排列顺序和蛋白质的空间结构氨基酸的种类、数量、排列顺序11这两个基团应该位于肽链的两端20【解析】蛋白质结构的多样性是由于组成蛋白质的氨基酸分子的种类不同，数量不同，排列顺序不同，以及蛋白质的空间结构的不同而导致的。一般来说，在多肽链的两端，是游离的氨基和羧基分布的地方。一条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基。
