第三課時細胞中的蛋白質(zhì)知識詮釋思維發(fā)散氨基酸之間的區(qū)別在于R的不同。5.氨基酸分子相連接的方式:⑥脫水縮合,即一個氨基酸

分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接形成⑦

肽鍵,同時脫去一個水分子的過程。兩個氨基酸的縮合

物叫⑧二肽;多個氨基酸的縮合物叫⑨多肽。多肽通常呈鏈狀結構,叫⑩肽鏈。肽鏈不呈

直線,也不在一個平面上,而是盤曲、折疊形成一定的空間結構。二、蛋白質(zhì)1.蛋白質(zhì)的結構(1)化學結構:由一條或幾條肽鏈組成,每條肽鏈至少含

有一個游離的氨基和一個游離的羧基。(2)空間結構:由一條或幾條肽鏈通過一定的化學鍵(如2.蛋白質(zhì)的功能種類功能例子結構蛋白參與構成?細胞和生物體羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲中的蛋白質(zhì)催化蛋白催化生物體內(nèi)化學反應

消化酶、呼吸酶、光合作用酶等運輸?shù)鞍讌⑴c生物體內(nèi)物質(zhì)?運輸膜上的載體、紅細胞中的血紅蛋白等信息蛋白傳遞信息,調(diào)節(jié)機體生命活動

激素、神經(jīng)遞質(zhì)免疫蛋白參與人體?免疫抗體、淋巴因子等科目一考試2016年科目一模擬考試題科目二考試2016年科目二考試技巧、考試內(nèi)容、考試視頻

一、氨基酸和蛋白質(zhì)的形成1.蛋白質(zhì)的形成過程分析核心突圍技能聚合(2)肽鍵的結構式可表示如下:

或

或

(3)一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧

基,分別位于肽鏈的兩端。(4)H2O中的H來自于-COOH和-NH2,而O則只來自于-COOH。(5)若某肽鏈中有四個肽鍵,此化合物應叫五肽,不叫四

肽,即以脫水縮合的氨基酸個數(shù)命名。2.多肽(蛋白質(zhì))的結構分析(1)氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)(2)羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基上的羧基數(shù)(3)N原子數(shù)=各氨基酸中N的總數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R

基上的N原子數(shù)(4)O原子數(shù)=各氨基酸中O的總數(shù)-脫去水分子數(shù)=肽鍵

數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)(5)肽鍵數(shù)=脫水數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=水解需水數(shù)3.脫水縮合過程的相關計算假設氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a,由n個氨基酸分別

形成1條肽鏈或m條肽鏈:形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽相對分子質(zhì)量1n-1n-1至少1個至少1個na-18(n-1)mn-mn-m至少m個至少m個na-18(n-m)形成二肽的種類:3×2=6種5.氨基酸與相應DNA及RNA片段中堿基數(shù)目之間的關

系DNA(基因)

mRNA

蛋白質(zhì)堿基數(shù)∶堿基數(shù)∶氨基酸數(shù)6∶3∶1由于mRNA中有終止密碼子等,上述關系應理解為每合

成1個氨基酸至少需要mRNA上的3個堿基和DNA(基因)上的6個堿基。

規(guī)律精講精析1.若n個氨基酸形成一環(huán)狀多肽,則:肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)(n)2.在計算多肽相對分子質(zhì)量時,還要考慮一些其他化學

變化過程,如二硫鍵(—S—S—)的形成,每形成一個二硫

鍵,脫去2個H,故相對分子質(zhì)量減少2。A.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,則它的分

子式是C5H11O2NSB.酪氨酸幾乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,這種差異

是由R基的不同引起的C.n個氨基酸共有m個氨基,則這些氨基酸縮合成的一

個多肽中的氨基數(shù)必為m-nD.甜味肽的分子式為C13H16O5N2,則甜味肽一定是一種

典例1

(2012年荊州模擬)下列關于氨基酸和蛋白質(zhì)的敘述,錯誤的是

(

)二肽

典例2

(2013年諸城模擬)現(xiàn)有氨基酸800個,其中氨基總數(shù)為810個,羧基總數(shù)為808個,則由這些

氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)共有肽鍵、氨基

和羧基的數(shù)目依次分別為

(

)A.798、2和2B.798、12和10C.799、1和1D.798、11和9【思路剖析】側鏈中氨基、羧基的總數(shù)分別為:810-8

00=10(個);808-800=8(個)。這些氨基、羧基不參加反

應。根據(jù)氨基酸數(shù)、鏈數(shù)、鍵數(shù)間的關系式可計算

出,肽鍵數(shù)為:800-2=798(個)。每條肽鏈的主鏈中有一

個沒參加反應的氨基和一個沒參加反應的羧基,所以,

由800個氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)中共有

氨基和羧基的數(shù)目依次分別為10+2=12;8+2=10。【答案】B二、蛋白質(zhì)的結構層次分析

典例3

(2013年桂林模擬)從一動物細胞中得到兩類大分子有機物X、Y,已知細胞中X的含量大于Y,用胃液處理,X被分解而Y不變。X含有化學元素N,有的還含有S,Y含有化學元素N和P,它們與碘都不發(fā)生顏色反應,且細胞膜上有X而無Y。下列有關X、Y的敘述,錯誤的是?(

)A.X可能是蛋白質(zhì)B.Y的基本組成單位可能是核苷酸C.細胞膜上的X可能是載體D.Y只存在于細胞核中【思路剖析】根據(jù)“細胞中X的含量大于Y,用胃液處理,X被分解。X含有化學元素N,有的還含有S”和

“細胞膜上有X”等題干信息,結合所學知識:“在細胞中,有機物含量最高的是蛋白質(zhì);胃液中含有胃蛋白酶,可分解蛋白質(zhì);蛋白質(zhì)中含有N、S;細胞膜上的載體和受體都是蛋白質(zhì)等”,可確定X是蛋白質(zhì)。根據(jù)題干信息“用胃液處理,X被分解而Y不變”和“Y含有化學元素N和P”等信息,可判定Y是核酸。組成核酸的基本單位是核苷酸。核酸在細胞質(zhì)和細胞核中都有分布。【答案】D【思路剖析】首先確定肽鍵的位置。根據(jù)肽鍵是與氧成雙鍵關系的碳與氮之間的化學鍵,可排除2、4兩處。再根據(jù)題干中“肽酶P能斷裂帶有基團R4的氨基酸和相鄰氨基酸的氨基基團之間的肽鍵”這句話及圖示中所示“1處是帶有基團R4的氨基酸和相鄰氨基酸的羧基基團之間形成的肽鍵;3處是帶有基團R4的氨基酸和相鄰氨基酸的氨基基團之間的肽鍵”,可確定P能打開圖中3處的鍵?！敬鸢浮緾1.(2013年菏澤檢測)關于人體內(nèi)蛋白質(zhì)的敘述,錯誤的

是

(

)A.合成蛋白質(zhì)的氨基酸全部為必需氨基酸B.蛋白質(zhì)也可被氧化分解釋放能量C.組成肌肉細胞的有機物中蛋白質(zhì)含量最多D.有些蛋白質(zhì)具有調(diào)節(jié)新陳代謝的作用3.(2011年煙臺模擬)用氨基酸數(shù)目自動分析儀測定幾

種多肽化合物的氨基酸數(shù)目如下表所示:

①②③④⑤⑥多肽化合物催產(chǎn)素牛加血壓素血管舒張素平滑肌舒張素豬促黑色素人促黑色素細胞激素氨基酸數(shù)目999101322(1)表中①②③的氨基酸數(shù)目雖相同,但其生理作用彼

此不同,這是因為它們的

不

同。(2)表中③與④或⑤與⑥雖然功能相同,但各具專一性,

它們之間的差異取決于

。(3)在不知道血管舒張素具體結構的情況下推知這種肽

類化合物至少有

個氨基和

個羧基,這

些氨基和羧基位于肽類化合物的哪一位置?

。(4)⑥中常見的氨基酸最多有

種。(5)假若構成這六類化合物的每一種氨基酸的平均相對

分子質(zhì)量均為m,則⑤的相對分子質(zhì)量比④的相對分子

質(zhì)量多

?！舅悸菲饰觥康鞍踪|(zhì)結構的多樣性是由于組成蛋白

質(zhì)的氨基酸分子的種類不同,數(shù)量不同,排列順序不

同,以及蛋白質(zhì)的空間結構的不同而導致的。由于蛋

白質(zhì)結構的不同,導致了蛋白質(zhì)功能的多樣性;雖然組

成蛋白質(zhì)的氨基酸的個數(shù)相同,但由于排列不同和種類不同,形成的蛋白質(zhì)也不一樣。一般來說,在多肽鏈

的兩端,是游離的氨基和羧基分布的地方。一條肽鏈

至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基。【答案】(1)氨基酸的種類和排列順序

(2)氨基酸的

種類不同,數(shù)量不同,排列順序不同

(3)11這兩個

基團應該位于肽鏈的兩端

(4)20

(5)3(m-18)基礎·角度·思路1.(視角拓展)某肽鏈由51個氨基酸組成,如果用肽酶把

其分解成1個二肽、2個五肽、3個六肽、3個七肽,則這

些短肽的氨基總數(shù)的最小值、肽鍵總數(shù)以及徹底水解

所需的水分子總數(shù)依次是

(

)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分)七肽至少共含9個氨基。肽鍵數(shù)為:51-(1+2+3+3)=42

(個)。1個二肽水解需要1×(2-1)=1個水,2個五肽水解

需要2×(5-1)=8個水,3個六肽水解需要3×(6-1)=15個水,

3個七肽水解需要3×(7-1)=18個水,因此,這些短肽徹底

水解所需的水分子總數(shù)是1+8+15+18=42(個)?；蛘?/p>

從肽鍵數(shù)等于水分子數(shù)角度考慮?！敬鸢浮緽【思路剖析】每個肽鏈片段的主鏈都至少含1個氨基

和1個羧基,所以,1個二肽、2個五肽、3個六肽、3個2.(基礎再現(xiàn))下圖是有關蛋白質(zhì)分子的簡要概念圖,對

圖示的分析正確的是

(

)A.a肯定含有P元素B.①過程有水生成C.多肽中b的數(shù)目等于c的數(shù)目D.d表示氨基酸種類的多樣性【思路剖析】由概念圖中概念間的關系可知:a肯定含

有C、H、O、N4種元素,有些種類含P或S元素;b是氨

基酸分子,可通過①過程在核糖體中脫水縮合形成多

肽,因此B選項正確;c為肽鍵,化學簡式是—NH—CO

—,其數(shù)目等于氨基酸數(shù)減去肽鏈條數(shù),C選項錯誤;分

子結構的多樣性決定蛋白質(zhì)功能的多樣性,而不是氨

基酸種類的多樣性,D選項錯誤?！敬鸢浮緽3.(視角拓展)下圖中a、b、c表示生物體內(nèi)的三個生理

過程,在此三個過程中,Y所代表的物質(zhì)分別為

(

)A.酶、抗體、載體B.抗體、載體、酶C.載體、抗體、酶D.酶、載體、抗體【思路剖析】a過程中X在Y的幫助下進入細胞內(nèi),說明Y是載體。B過程中,X與Y結合,X被消滅,說明Y是

抗體。c過程中X與Y結合后,變成了其他物質(zhì),可確定

Y為酶?！敬鸢浮緾4.(高度提升)某鏈狀有機分子的分子式為C22H34O13N6,其

水解后共產(chǎn)生下列3種氨基酸。據(jù)此判斷,下列說法錯

誤的是

(

)A.一個該有機分子水解需要消耗5個水分子,產(chǎn)生6個氨

基酸B.該分子中存在1個甘氨酸,2個丙氨酸C.該分子中存在1個游離的氨基和4個游離的羧基D.該分子在真核細胞中的合成場所也可能是線粒體【思路剖析】因為水解后得到的氨基酸都只含1個N

原子,而縮合物中含6個N原子,所以可確定該縮合物由

6個氨基酸脫水縮合而成。6個氨基酸形成1條肽鏈,

要產(chǎn)生5個水分子。反之,縮合物水解時需要吸收5個

水分子,故A正確。設該多肽由x個甘氨酸,y個丙氨酸,

z個谷氨酸脫水縮合而成。根據(jù)反應前各氨基酸N原

子的總數(shù)目等于反應后縮合物中的氮原子的個數(shù)、

反應前氨基酸中的氧原子總數(shù)等于反應后縮合物中

的氧加脫去的水中的氧原子數(shù)、反應前碳原子數(shù)等

于反應后碳原子數(shù)。則可得到:

解之得,z=3,x=2,y=1,故B錯誤。由于谷氨酸中含2個羧

基,所以該分子中存在1個游離的氨基和4個游離的羧

基,故C正確。線粒體中含有DNA,也可合成簡單的有

機物,故D正確。【答案】B5.(視角拓展)下列關于蛋白質(zhì)的說法錯誤的是

(

)A.胰島素中除含有肽鍵外,還含有二硫鍵B.組成胰高血糖素氨基酸的數(shù)目是一定的,但排列具有

隨機性C.細胞中的大多數(shù)酶是由氨基酸組成的D.相同數(shù)目的氨基酸可以形成不同的蛋白質(zhì)21個氨基酸,B鏈有30個氨基酸;在兩條肽鏈之間由兩

個二硫鍵相連接,故A正確。組成胰高血糖素氨基酸

的排列順序不是隨機的,而是由相應的mRNA決定,故

B錯誤。酶有蛋白質(zhì)和RNA兩種,大多數(shù)是蛋白質(zhì),故

C正確。氨基酸的數(shù)目相同,但排列順序不同,也形成

不同的蛋白質(zhì),故D正確?！敬鸢浮緽【思路剖析】胰島素分子有A、B兩條多肽鏈,A鏈有6.(能力綜合)層粘連蛋白是由一條重鏈(A鏈)和兩條輕

鏈(B1、B2鏈)構成的高分子糖蛋白,作為細胞結構成分,

含有多個結合位點并保持細胞間粘連及對細胞分化等

都有作用,層粘連蛋白結構示意圖如下,若該蛋白由m個

氨基酸構成,下列有關說法不正確的是

(

)A.該層粘連蛋白含有肽鍵數(shù)為m-3B.該蛋白在細胞識別中具有重要作用C.癌細胞膜表面層粘連蛋白減少D.該物質(zhì)的合成只需核糖體即可完成【思路剖析】肽鍵數(shù)等于氨基酸數(shù)減去肽鏈數(shù);糖蛋

白在細胞識別中有重要作用;癌細胞膜表面糖蛋白減

少;核糖體上只能合成蛋白質(zhì),不能合成多糖。【答案】D7.(高度提升)旅美中國學者章蓓和美國、瑞典、西班

牙的科學家們最近聯(lián)合發(fā)現(xiàn)了一種功能類似胰島素的

真菌化合物。這一發(fā)現(xiàn)為治療糖尿病的研究開啟了一

個“全新之門”,它有可能使糖尿病患者將來只通過服

藥而不必注射胰島素進行治療。關于上述資料中的

“真菌化合物”的推測,肯定錯誤的一項是

(

)A.該化合物具有降低血糖濃度的功能B.核糖體不參與該化合物的合成C.該化合物應該是分子量較小的有機物D.該化合物應該是蛋白質(zhì)【思路剖析】由于該類似胰島素的真菌化合物可以

口服,所以,該化合物應該不是蛋白質(zhì),因蛋白質(zhì)口服

后被分解為氨基酸后才被吸收,顯然,如果是蛋白質(zhì),

口服后類似胰島素的真菌化合物將失去治療作用?！敬鸢浮緿8.(能力綜合)某50肽中有丙氨酸(R基為—CH3)4個,現(xiàn)脫

掉其中的丙氨酸(相應位置如圖)得到4條多肽鏈和5個

氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有

關敘述錯誤的是

(

)A.該50肽水解得到的幾種有機物比原50肽增加了4個

氧原子B.若將得到的5個氨基酸縮合成5肽,則有5種不同的氨

基酸序列C.若新生成的4條多肽鏈總共有5個羧基,那么其中必有

1個羧基在R基上D.若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈將脫

去3個H2O【思路剖析】A錯誤:據(jù)圖分析可知,每脫掉1個丙氨

酸需要破壞2個肽鍵,脫掉4個丙氨酸共破壞了8個肽

鍵,有8分子水參與,故該50肽水解得到的幾種有機物

比原50肽增加了8個氧原子;B正確:得到的5個氨基酸,

其中有4個是相同的丙氨酸,故這5個氨基酸縮合成5肽,可有5種不同的氨基酸序列;C正確:每條肽鏈中至

少有1個游離的氨基和1個游離的羧基,故新生成的4

條多肽至少有4個氨基、4個羧基,再多出的羧基(或氨

基)必定在R基上;D正確:這4條多肽鏈若重新連接成

一條長鏈,需要連接3個位點,形成3個肽鍵,脫去3分子

水。【答案】A9.(基礎再現(xiàn),12分)日本下村修、美國沙爾菲和錢永健

因在發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白(GFP)等研究方面作出突出貢

獻,獲得2008年度諾貝爾化學獎。GFP在紫外光的照射

下會發(fā)出綠色熒光,現(xiàn)假設下圖表示GFP中的相關數(shù)據(jù)

。據(jù)圖回答以下問題:二、非選擇題(本題共4小題,共52分)(1)據(jù)圖可推測該蛋白質(zhì)含有

條肽鏈,R基中的氨

基含有

個。(2)該肽鏈水解時,水中氫的去向是參與形成

。(3)該蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是

。(4)綠色熒光蛋白分子結構具有特異性,它是由

、

、

和肽鏈的空間結構決定的?！敬鸢浮?1)215

(2)氨基和羧基

(3)氨基酸

(4)

氨基酸的種類數(shù)目排列順序10.(視角拓展,10分)胰島素是一種蛋白質(zhì)分子,它含有α

、β兩條肽鏈,α鏈含有21個氨基酸,β鏈含有30個氨基酸

。已知有關氨基酸之間形成3個二硫鍵(-S-S-)時共脫去

6個H,設所有氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a。下圖為

結晶牛胰島素的平面結構示意圖,據(jù)此回答:(1)胰島素分子中至少含有氨基

個,含有肽鍵

個。(2)胰島素分子的相對分子質(zhì)量為

。(3)從蛋白質(zhì)的功能方面分析,胰島素的生理作用是

。(4)經(jīng)檢測,人和其他哺乳動物胰島素的氨基酸組成比

較如下:豬:β鏈第30位氨基酸與人的不同;馬:β鏈第30位氨基酸和α鏈第9位氨基酸與人的不同;羊:β鏈第8、9、10位氨基酸與人的不同;鼠:α鏈有8個氨基酸、β鏈有10個氨基酸與人的不同。①相近物種的胰島素不同,反映在多肽鏈的氨基酸組成上主要是

。②不同哺乳動物的胰島素結構不同的根本原因是

。③上述所列哺乳動物和人的胰島素都由51個氨基酸構

成,且氨基酸組成大致相同,由此可以得出的結論是

?！舅悸菲饰觥?1)氨基酸經(jīng)脫水縮合形成肽鏈,至少在

肽鏈的一端保留一個沒有發(fā)生縮合反應的氨基,在另

一端保留一個羧基,所以兩條肽鏈至少含有兩個氨基。由題意,胰島素含有2條肽鏈,共由51個氨基酸縮合

而成,因此形成肽鍵49個。(2)題干中明確指出形成3

個二硫鍵共脫去6分子H,所以胰島素的相對分子質(zhì)量

應為51a-49×18-6=51a-888。(3)胰島素是一種激素,參

與血糖調(diào)節(jié),這體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的信息傳遞和調(diào)節(jié)功能

。(4)由人和其他哺乳動物胰島素的比較可知,它們的

差異主要是氨基酸的排列順序不同,產(chǎn)生這種差異的

根本原因在于不同生物的DNA不同。不同哺乳動物

的胰島素之間存在很大的相似性,這表明它們之間存

在一定的親緣關系,由相同祖先進化而來?！敬鸢浮?1)249

(2)51a-888

(3)信息傳遞和調(diào)節(jié)

血糖濃度

(4)①氨基酸的排列順序不同②DNA(基

因)不同③它們具有共同的原始祖先11.(高度提升,14分)下圖表示細胞內(nèi)某些重要化合物的

元素組成及相互關系。請分析回答下列問題:(1)圖中X代表的化學元素是

,Y代表的主要化

學元素是

。(2)物質(zhì)A決定物質(zhì)B的合成是通過

和

兩個過程來實現(xiàn)的。(3)現(xiàn)從某種真核細胞中提取出大量核糖體放入培養(yǎng)液

里,再加入下列幾種有機物,模擬化合物B的合成。假設

培養(yǎng)液里含有核糖體完成其功能所需的一切物質(zhì)和條

件。其中實驗中所用的培養(yǎng)液相當于細胞內(nèi)的

。(4)B物質(zhì)具有多種功能的原因是B具有多樣性。B具有

多樣性的原因在于:①從b分析是由于

。②從A角度分析是由于

。【思路剖析】解答本題的關鍵是對分子A、B、a、b

及元素X、Y的識別。根據(jù)圖示可知,B是蛋白質(zhì)(因為

圖中有B的功能),A決定B,所以A是DNA,則X代表的

化學元素為N和P。分子b是氨基酸,則Y代表的主要

化學元素是N。蛋白質(zhì)是基因表達的產(chǎn)物,其合成包

括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。脫水縮合過程在核糖體中

進行。蛋白質(zhì)多樣性從氨基酸角度分析是由于氨基

酸的種類、數(shù)目和排列順序不同,從DNA角度分析是

由于DNA具有多樣性?！敬鸢浮?1)N和PN

(2)轉(zhuǎn)錄翻譯

(3)細胞質(zhì)基

質(zhì)(4)①組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不

同②DNA的多樣性(或不同DNA的堿基排列順序不同)12.(能力綜合,16分)經(jīng)測定某多肽分子式為C21HxOyN4S2

(無二硫鍵)。已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種做

原料合成的:苯丙氨酸(C9H11NO2),天冬氨酸(C4H7NO4),

丙氨酸(C3H7NO2),亮氨酸(C6H13NO