PAGEPAGE10生命活動(dòng)的主要擔(dān)當(dāng)者——蛋白質(zhì)1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能(Ⅱ)。近年高考中，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能、蛋白質(zhì)的計(jì)算是高考命題的熱點(diǎn)。在高考中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能常與代謝、調(diào)整、遺傳等學(xué)問(wèn)進(jìn)行綜合考查。學(xué)問(wèn)點(diǎn)一蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及相關(guān)計(jì)算1．組成蛋白質(zhì)的氨基酸及其種類(lèi)【學(xué)問(wèn)巧記】“8種”必需氨基酸甲(甲硫氨酸)來(lái)(賴(lài)氨酸)寫(xiě)(纈氨酸)一(異亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)書(shū)(蘇氨酸)。2．蛋白質(zhì)的合成及其結(jié)構(gòu)、功能多樣性(1)二肽的形成過(guò)程①過(guò)程a：脫水縮合，物質(zhì)b：二肽，結(jié)構(gòu)c：肽鍵。②H2O中H來(lái)源于氨基和羧基；O來(lái)源于羧基。(2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次氨基酸eq\o(―――→,\s\up7(脫水縮合))多肽eq\o(――――→,\s\up7(盤(pán)曲、折疊))蛋白質(zhì)【特殊提示】蛋白質(zhì)的鹽析、變性和水解①鹽析：是由溶解度的變更引起的，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變更。②變性：是由于高溫、過(guò)酸、過(guò)堿、重金屬鹽等因素導(dǎo)致的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了不行逆的變更，肽鏈變得松散，蛋白質(zhì)丟失了生物活性，但是肽鍵一般不斷裂。③水解：在蛋白酶作用下，肽鍵斷裂，蛋白質(zhì)分解為短肽和氨基酸。水解和脫水縮合的過(guò)程相反。3．蛋白質(zhì)分子多樣性的緣由(1)氨基酸：①種類(lèi)不同；②數(shù)目成百上千；③排列依次千變?nèi)f化。(2)肽鏈的盤(pán)曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別。4．蛋白質(zhì)的功能(連線(xiàn))【學(xué)問(wèn)拓展】1．有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算規(guī)律(1)假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量1n－1n－1na－18(n－1)mn－mn－mna－18(n－m)【特殊提示】①計(jì)算多肽的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，除了考慮水分的削減外，還要考慮其他化學(xué)變更過(guò)程，如肽鏈上出現(xiàn)一個(gè)二硫鍵(—S—S—)時(shí)，要再減去2(兩個(gè)氫原子)，若無(wú)特殊說(shuō)明，不考慮二硫鍵。②若為環(huán)狀多肽，則可將相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算公式na－18(n－m)中的肽鏈數(shù)(m)視為零，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(2)利用原子守恒法計(jì)算肽鏈中的原子數(shù)：氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是解答此類(lèi)題目的突破口。在一個(gè)氨基酸中，若不考慮R基，至少含有2個(gè)碳原子、2個(gè)氧原子、4個(gè)氫原子和1個(gè)氮原子。在脫水縮合形成多肽時(shí)，要失去部分氫、氧原子，但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會(huì)削減。其相關(guān)數(shù)量關(guān)系如下：①碳原子數(shù)＝氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)。②氫原子數(shù)＝各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2。③氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)。④氮原子數(shù)＝肽鏈數(shù)＋肽鍵數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮原子的總數(shù)。⑤由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子數(shù)較多，因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計(jì)算為突破口，計(jì)算氨基酸的分子式或氨基酸個(gè)數(shù)最為簡(jiǎn)便。2．利用“排列組合”解答多肽種類(lèi)的計(jì)算題多肽的不同取決于氨基酸的數(shù)目、種類(lèi)和排列依次。對(duì)于氨基酸數(shù)目相同的多肽來(lái)說(shuō)，則取決于氨基酸的種類(lèi)和排列依次?？梢越柚颐娴氖疽鈭D(?代表要安放的氨基酸的位置)，結(jié)合數(shù)學(xué)中“排列組合”的相關(guān)學(xué)問(wèn)，推導(dǎo)出相關(guān)的計(jì)算規(guī)律(以20種氨基酸形成的四肽化合物為例)。(1)若每種氨基酸數(shù)目不限，可形成肽類(lèi)化合物的種類(lèi)有204種(即1號(hào)位置安放氨基酸的狀況有20種，2、3、4號(hào)也是如此，即20×20×20×20＝204種)。(2)若每種氨基酸只有一個(gè)，可形成肽類(lèi)化合物的種類(lèi)有(20×19×18×17)種[即1號(hào)位置安放氨基酸的狀況有20種，2號(hào)位置安放的氨基酸只能在剩余的19種中選擇……，即(20×19×18×17)種]。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二視察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布1．試驗(yàn)原理(1)甲基綠和吡羅紅對(duì)DNA和RNA的親和力不同(2)鹽酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(變更細(xì)胞膜的通透性―→加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞,使染色質(zhì)中的DNA和蛋白質(zhì)分別→有利于DNA與染色劑結(jié)合))2．試驗(yàn)步驟3．試驗(yàn)結(jié)論【學(xué)問(wèn)拓展】1．試驗(yàn)原理(1)甲基綠和吡羅紅對(duì)DNA和RNA的親和力不同(2)鹽酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(變更細(xì)胞膜的通透性―→加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞,使染色質(zhì)中的DNA和蛋白質(zhì)分別→有利于DNA與染色劑結(jié)合))2．試驗(yàn)步驟3．試驗(yàn)結(jié)論【特殊提示】試驗(yàn)中各種處理的目的處理目的取材前漱口防止食物殘?jiān)挠绊戀|(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液保持口腔上皮細(xì)胞的正常形態(tài)酒精燈烘干載玻片快速殺死并固定細(xì)胞質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸①能變更細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞；②使染色質(zhì)中的DNA與蛋白質(zhì)分別，有利于DNA與染色劑結(jié)合蒸餾水沖洗涂片洗去鹽酸，防止影響染色效果用吡羅紅甲基綠染色使DNA和RNA著色，需現(xiàn)配現(xiàn)用考點(diǎn)一組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類(lèi)與結(jié)構(gòu)的推斷【典例1】（2024·湖北武漢二中模擬）下面是三種化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，下列有關(guān)三種化合物的敘述，錯(cuò)誤的是()A．三種化合物可以用一個(gè)結(jié)構(gòu)通式表示B．三種化合物的共同點(diǎn)之一是都含有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基C．三種化合物都不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)D．三種化合物兩兩結(jié)合形成的物質(zhì)的游離氨基數(shù)相同【答案】B【解析】三種物質(zhì)都是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，都可用氨基酸的結(jié)構(gòu)通式表示，A正確；圖中三種氨基酸共同點(diǎn)應(yīng)為至少都含有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基，B錯(cuò)誤；雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)產(chǎn)生紫色反應(yīng)，是由于蛋白質(zhì)中有肽鍵，氨基酸中無(wú)肽鍵，故不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，C正確；三種化合物兩兩結(jié)合形成的物質(zhì)中游離的氨基數(shù)分別是1、1、1，D正確?！痉椒记伞俊皟煽捶ā蓖茢嘟M成蛋白質(zhì)的氨基酸【變式1】（2024·北京四中模擬）下列四種化合物中，哪種是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸()A．CH3—CH2—COOHB．R—CH2—NH2C．D．【答案】D【解析】組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基(—NH2)和一個(gè)羧基(—COOH)，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，故D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)二蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的分析【典例2】(2024·全國(guó)Ⅱ，1)下列關(guān)于人體中蛋白質(zhì)功能的敘述，錯(cuò)誤的是()A．漿細(xì)胞產(chǎn)生的抗體可結(jié)合相應(yīng)的病毒抗原B．肌細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)參加肌肉收縮的過(guò)程C．蛋白質(zhì)結(jié)合Mg2＋形成的血紅蛋白參加O2運(yùn)輸D．細(xì)胞核中某些蛋白質(zhì)是染色體的重要組成成分【答案】C【解析】漿細(xì)胞產(chǎn)生的抗體能與相應(yīng)的抗原(如病毒抗原)發(fā)生特異性結(jié)合，A項(xiàng)正確；肌細(xì)胞中的肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白等參加肌肉收縮的過(guò)程，B項(xiàng)正確；Fe2＋參加構(gòu)成血紅蛋白，血紅蛋白具有運(yùn)輸O2的功能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；細(xì)胞核中染色體的主要組成成分是蛋白質(zhì)和DNA，D項(xiàng)正確?！練w納總結(jié)】蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的“一、二、三、四、五”【變式2】(2024·江蘇高考)哺乳動(dòng)物的催產(chǎn)素具有催產(chǎn)和排乳的作用，加壓素具有上升血壓和削減排尿的作用。兩者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖，各氨基酸殘基用3個(gè)字母縮寫(xiě)表示。下列敘述正確的是()A．兩種激素都是由八肽環(huán)和三肽側(cè)鏈構(gòu)成的多肽類(lèi)化合物B．氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中氫全部來(lái)自氨基C．肽鏈中游離氨基的數(shù)目與參加構(gòu)成肽鏈的氨基酸種類(lèi)無(wú)關(guān)D．兩種激素間因2個(gè)氨基酸種類(lèi)不同導(dǎo)致生理功能不同【答案】D【解析】分析題中激素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，激素中的環(huán)狀肽都是由6個(gè)氨基酸構(gòu)成的，故為六肽環(huán)，A錯(cuò)誤；氨基酸脫水縮合形成的水分子中的氫分別來(lái)自氨基和羧基，B錯(cuò)誤；肽鏈中游離氨基的數(shù)目與構(gòu)成肽鏈的氨基酸R基上的氨基數(shù)目有關(guān)，C錯(cuò)誤；分析題中激素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，兩種激素間有2個(gè)氨基酸種類(lèi)不同，故這兩種激素的生理功能不同是由這2個(gè)氨基酸種類(lèi)不同導(dǎo)致的，D正確?？键c(diǎn)三蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算與分析【典例3】（2024·江蘇啟東中學(xué)模擬）如圖是某蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中“▲、★、■、●”表示不同種類(lèi)的氨基酸，圖中A鏈由21個(gè)氨基酸組成，B鏈由19個(gè)氨基酸組成，圖中“—S—S—”是在蛋白質(zhì)加工過(guò)程中由兩個(gè)“—SH”脫下2個(gè)H形成的。下列有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是()A．該蛋白質(zhì)特異性的主要緣由是氨基酸的排列依次B．該蛋白質(zhì)分子中至少含有兩個(gè)羧基C．圖中連接2個(gè)相鄰氨基酸間的“—”代表的化學(xué)鍵是通過(guò)脫水縮合形成的D．形成該蛋白質(zhì)分子時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量削減了684【答案】D【解析】圖中蛋白質(zhì)由兩條肽鏈組成，氨基酸的排列依次是其特異性的主要緣由，A項(xiàng)正確；一條肽鏈中至少有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基，而該蛋白質(zhì)分子含兩條肽鏈，所以至少含有兩個(gè)游離的羧基和兩個(gè)游離的氨基，B項(xiàng)正確；氨基酸通過(guò)脫水縮合形成肽鍵，C項(xiàng)正確；形成該蛋白質(zhì)分子時(shí)，共產(chǎn)生了(21－1)＋(19－1)＝38(個(gè))水分子，又由于蛋白質(zhì)加工過(guò)程中兩個(gè)“—SH”形成—S—S—時(shí)脫下兩個(gè)H，所以相對(duì)分子質(zhì)量削減了38×18＋2＝686，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！痉椒记伞坑谩霸邮睾恪苯獯鸲嚯闹懈髟訑?shù)的計(jì)算題氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是解答此類(lèi)題目的突破口。在一個(gè)氨基酸中，若不考慮R基，至少含有2個(gè)碳原子、2個(gè)氧原子、4個(gè)氫原子和1個(gè)氮原子。在脫水縮合形成多肽時(shí)，要失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會(huì)削減。其相關(guān)數(shù)量關(guān)系如下：1．碳原子數(shù)＝氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)。2．氫原子數(shù)＝各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2。3．氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)。4．氮原子數(shù)＝肽鏈數(shù)＋肽鍵數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮原子的總數(shù)。5．由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子數(shù)較多，因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計(jì)算為突破口，計(jì)算氨基酸的分子式或氨基酸個(gè)數(shù)最為簡(jiǎn)便。6．含2個(gè)氨基的氨基酸數(shù)＝N原子數(shù)－肽鍵數(shù)－1。7．含2個(gè)羧基的氨基酸數(shù)＝eq\f(O原子數(shù)－肽鍵數(shù)－2,2)?！咀兪?】（2024·內(nèi)蒙古赤峰四中模擬）有一條多肽鏈由12個(gè)氨基酸組成，分子式為CXHYOWNZS(Z>12，W>13)，這條多肽鏈經(jīng)過(guò)水解后的產(chǎn)物中有5種氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、賴(lài)氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解產(chǎn)物中天冬氨酸的數(shù)目是()A．(Y＋12)個(gè) B．(Z＋12)個(gè)C．(W－13)個(gè) D．(W－13)/2個(gè)【答案】D【解析】由題意知，天冬氨酸(C4H7O4N)中含有2個(gè)羧基，4個(gè)氧原子，設(shè)該化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的個(gè)數(shù)是x個(gè)，依據(jù)題干信息可知脫去12－1＝11個(gè)水，依據(jù)氧原子守恒，2×(12－x)＋4x－11＝W，解得x＝(W－13)/2?？键c(diǎn)四蛋白質(zhì)的功能與檢測(cè)【典例4】（2024浙江卷，13）蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)具有重要作用。下列敘述正確的是（）A．蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異只是R基團(tuán)的不同B．某些化學(xué)物質(zhì)可使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更C．蛋白質(zhì)限制和確定著細(xì)胞及整個(gè)生物體的遺傳特性D．“檢測(cè)生物組織中的蛋白質(zhì)”需同時(shí)加入雙縮脲試劑A和B【答案】B【解析】氨基酸化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異只是R基團(tuán)的不同，A錯(cuò)誤；某些化學(xué)物質(zhì)，如蛋白酶可催化蛋白質(zhì)水解，使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，B正確；遺傳物質(zhì)DNA限制和確定著細(xì)胞及整個(gè)生物體的遺傳特性，C錯(cuò)誤；“檢測(cè)生物組織中的蛋白質(zhì)”需同時(shí)加入雙縮脲試劑A液體1ml和B液體4滴并搖勻，D錯(cuò)誤?！咎厥馓崾尽吭囼?yàn)中的三點(diǎn)留意(1)三個(gè)試驗(yàn)中都不宜選取有顏色的材料，否則會(huì)干擾試驗(yàn)結(jié)果的顏色變更。(2)脂肪鑒定的過(guò)程中滴加1～2滴體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，緣由是蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液易溶于酒精。(3)物質(zhì)鑒定試驗(yàn)一般不設(shè)立比照試驗(yàn)，若需設(shè)立比照試驗(yàn)，比照組應(yīng)加入成分已知的物質(zhì)，如驗(yàn)證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)，比照組可加入稀釋的雞蛋清?！咀兪?】[2024·海南高考]有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與