資源簡介

第3講　生命活動的主要承擔者——蛋白質
　蛋白質的結構和功能(Ⅱ)。
考點一　蛋白質的結構和功能
1.組成蛋白質的氨基酸及其種類
圖1-3-1
2.多肽與蛋白質的結構及其多樣性
圖1-3-2
(1)元素組成(主要):a.　　　　　　　。?
(2)基本單位:b.　　　　。?
(3)①過程有水產生的原因是　。?
(4)肽鍵可表示為　　　　　　　　　　。直鏈多肽中b的數目與c的數目的關系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(5)d表示的是　　　　　　　。?
3.蛋白質的功能
將下列蛋白質與其相應的功能連接起來(連線)。
①肌肉、毛發等　　　　　
(a)免疫功能
②血紅蛋白
(b)調節作用
③抗體
(c)催化作用
④胰島素
(d)運輸作用
⑤唾液淀粉酶
(e)細胞和生物體的結構蛋白
【易錯辨析】
(1)具有氨基和羧基的物質就是構成蛋白質的氨基酸。
(　　)
(2)人體內不同氨基酸之間的差異是由DNA決定的。
(　　)
(3)
組成蛋白質的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合。
(　　)
(4)血紅蛋白中不同肽鏈之間通過肽鍵連接。
(　　)
(5)蛋白質中肽鏈的盤曲和折疊被解開時,其特定功能并未發生改變。
(　　)
(6)蛋白質結構具有多樣性的原因是構成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列順序和空間結構不同,只要有其中一項不同,蛋白質的結構就不同。
(　　)
(7)蛋白質在核糖體上合成后已具有正常生理功能。
(　　)
(8)人體內含有多種多樣的蛋白質,每種蛋白質都含有20種氨基酸。
(　　)
(1)在雞蛋清中加入一些食鹽,就會看到白色絮狀物,高溫加熱后雞蛋清會呈白色固體狀態,導致蛋白質出現這兩種情況的原因是否相同?試進行分析。??　
。?
(2)頭發和肌肉的主要成分均為蛋白質,但功能相差極大,從氨基酸角度分析其原　
。?
1.蛋白質的結構層次及其多樣性
(1)氨基酸的脫水縮合
①過程:一個氨基酸分子中的氨基(—NH2)和另一個氨基酸分子中的羧基(—COOH)相連接,同時脫去一分子水。
②二肽形成示例,如圖1-3-3所示。
圖1-3-3
③肽鍵:連接兩個氨基酸分子的化學鍵可表示為—CO—NH—。
(2)蛋白質的結構層次
圖1-3-4
①肽的名稱確定:一條多肽鏈由幾個氨基酸分子構成就稱為幾肽,含三個及三個以上氨基酸分子的可稱為多肽。
②H2O中各元素的來源:H來自—COOH和—NH2,O來自—COOH。
③一條肽鏈上氨基數或羧基數的確定: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;其余的氨基(或羧基)在R基上。
2.蛋白質的結構多樣性決定其功能多樣性
圖1-3-5
角度一　考查氨基酸結構特點和蛋白質合成的合成
1.[2020·陜西商洛一中模擬]
下列有關肽鍵的敘述,錯誤的是
(　　)
A.多肽中的肽鍵數等于或小于脫水縮合過程中的氨基酸數
B.含肽鍵的物質都可與雙縮脲試劑發生作用,產生紫色反應
C.核糖體上可形成肽鍵,溶酶體內可發生肽鍵的水解
D.肽鍵的元素組成為C、H、O、N,其牢固程度與碳碳雙鍵緊密相關
2.[2020·長沙長郡中學月考]
如圖1-3-6表示蛋白質的結構層次示意圖,據圖分析,下列說法錯誤的是
(　　)
圖1-3-6
A.a一定含有的元素是C、H、O、N,氮元素主要存在于肽鍵中
B.圖中c代表的化學鍵是—CO—NH—,數目可能等于b的數目
C.①②為脫水縮合過程,發生的場所是核糖體
D.蛋白質多樣性與b的種類、數目、排列順序和②過程有關,加熱時不會發生④過程
?
題后歸納
蛋白質結構的3點提醒
(1)不要將氨基寫為NH2或—NH3;不要將羧基寫為或COOH;也不要將肽鍵寫為CO—NH或。
(2)氨基酸數目≠氨基酸種類:組成蛋白質分子的氨基酸數目可能成百上千,但構成生物體蛋白質的氨基酸種類約有20種。
(3)多肽≠蛋白質:在核糖體上經脫水縮合形成的多肽往往沒有生物活性,由一條或多條肽鏈通過一定化學鍵(如二硫鍵等)盤曲、折疊形成具有復雜空間結構的蛋白質才能行使特定功能。
角度二　考查蛋白質的功能
3.[2020·陜西榆林一中模擬]
科學家發現SFRP5是脂肪細胞分泌的一種蛋白質類激素,經證實它與糖尿病、肥胖等疾病有關。下列敘述正確的是
(　　)
A.SFRP5在內質網內形成成熟的空間結構
B.SFRP5合成和運輸所需要的能量均來自線粒體
C.SFRP5可對胰島細胞的生理活動起調節和催化作用
D.SFRP5靶細胞受體的化學本質最可能是糖蛋白
4.[2020·山東濱州三模]
下列與膜蛋白有關的說法中,錯誤的是
(　　)
A.同一個體不同膜蛋白的功能不同,根本原因是基因的選擇性表達
B.線粒體內膜蛋白質含量較外膜高是因為其內膜向內折疊形成了嵴
C.癌細胞的某些膜蛋白減少導致癌細胞易于擴散
D.膜蛋白可能具有催化反應、能量轉換、信息交流等多種功能
?
題后歸納
幾種常考蛋白質的分布和功能
名稱
分布
功能
絕大多數酶
細胞內或細胞外
催化作用
載體蛋白
細胞膜
運輸某些物質如
離子、氨基酸等
某些激素
(如胰島素)
內環境中
調節生命活動
抗體
內環境中
免疫作用
血紅蛋白
紅細胞內
主要運輸O2和部分CO2
糖蛋白(受體
蛋白)等
細胞膜表面
保護、潤滑、識別等作用
結構蛋白
細胞膜、肌纖維等
構成細胞和生物體的成分
考點二　蛋白質的相關計算
1.蛋白質中游離氨基數或羧基數的計算
(1)至少含有的游離氨基數或羧基數=肽鏈數。
(2)游離氨基數或羧基數=肽鏈數+R基中含有的氨基數或羧基數。
2.蛋白質相對分子質量、氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數和脫去的水分子數的關系
(1)肽鍵數=脫去的水分子數=氨基酸數-肽鏈數。
(2)蛋白質相對分子質量=氨基酸數×氨基酸平均相對分子質量-脫去的水分子數×18。
肽鏈
數
氨基
酸數
肽鍵
數
脫去的
水分子數
多肽鏈相對
分子質量
氨基
數
羧基
數
1條
m
m-1
m-1
ma-
18(m-1)
至少
1個
至少
1個
n條
m
m-n
m-n
ma-
18(m-n)
至少
n個
至少
n個
注:氨基酸的平均相對分子質量為a。
3.環狀肽的結構與計算(環狀肽如圖1-3-7所示)
圖1-3-7
(1)根據圖示可知,肽鍵數=脫去的水分子數=氨基酸數(由于環狀肽首尾氨基酸彼此相連,故形成一個環狀肽時,比形成一條直鏈肽要多脫去一個水分子)。
(2)在蛋白質相對分子質量的計算中,若通過圖示或其他形式告知蛋白質中含有二硫鍵時,要考慮脫去的H的質量,每形成一個二硫鍵,脫去2個H。
角度一　直鏈肽的相關計算
1.[2020·廣西貴港一中模擬]
假如蛋白酶1作用于苯丙氨
酸(C9H11NO2)羧基端的肽鍵,蛋白酶2作用于賴氨酸(C6H14N2O2)兩側的肽鍵。某四十九肽分別經酶1和酶2作用后的情況如圖1-3-8所示,下列敘述正確的是
(　　)
圖1-3-8
A.此多肽中含2個賴氨酸
B.苯丙氨酸位于四十九肽的17、31、49位
C.短肽D、E與四十九肽的氧原子數相同,氮原子數減少2個
D.適宜條件下酶1和酶2同時作用于此多肽,可形成5條短肽
角度二　環狀肽的相關計算
2.[2020·河北辛集中學模擬]
生長抑素(SS)是一種含14個氨基酸的環狀多肽,由下丘腦合成釋放,構成SS的基本單位的平均相對分子質量為m。下列說法錯誤的是
(　　)
A.在核糖體上合成1分子SS可產生13分子H2O
B.1分子SS的相對分子質量可以表示為14m-252
C.SS分泌到胞外需要經過高爾基體的加工、分類和包裝
D.SS可與雙縮脲試劑發生紫色反應
經典真題·高考預測
1.[全國卷Ⅱ]
下列關于人體中蛋白質功能的敘述,錯誤的是
(　　)
A.漿細胞產生的抗體可結合相應的病毒抗原
B.肌細胞中的某些蛋白質參與肌肉收縮的過程
C.蛋白質結合Mg2+形成的血紅蛋白參與O2運輸
D.細胞核中某些蛋白質是染色體的重要組成成分
2.[江蘇卷]
哺乳動物的催產素具有催產和排乳的作用,加壓素具有升高血壓和減少排尿的作用。兩者結構簡式如圖1-3-9,各氨基酸殘基用3個字母縮寫表示。下列敘述正確的是
(　　)
圖1-3-9
A.兩種激素都是由八肽環和三肽側鏈構成的多肽類化合物
B.氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中氫全部來自氨基
C.肽鏈中游離氨基的數目與參與構成肽鏈的氨基酸種類無關
D.兩種激素間因2個氨基酸種類不同導致生理功能不同
3.[海南卷]
有關蛋白質結構與功能的敘述,錯誤的是
(　　)
A.蛋白質的生物活性與蛋白質的空間結構有關
B.數量相同的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈
C.將抗體溶于NaCl溶液中會造成其生物活性的喪失
D.氨基酸序列相同的多肽鏈可折疊成不同的空間結構
4.[2020·安徽安慶一中模擬]
某興趣小組采用兩種途徑處理雞蛋清溶液,過程如圖1-3-10所示。下列敘述正確的是
(　　)
圖1-3-10
A.①②所依據的原理不同,過程②破壞了蛋白質的空間結構和肽鍵
B.③④所依據的原理不同,過程③破壞了蛋白質的空間結構和肽鍵
C.在溶解后產生的溶液中分別加入雙縮脲試劑,溶液都會變成紫色
D.過程②產生的蛋白塊也可以用③的方法進行溶解
5.[2020·湖南長沙長郡中學調研]
圖1-3-11是由A、B、C三個區段共81個氨基酸構成的胰島素原,其需切除C區段才能成為有活性的胰島素。下列相關敘述正確的是(　　)
圖1-3-11
A.胰島素原中至少含有3個游離的氨基
B.胰島素分子中含有2條肽鏈、79個肽鍵
C.沸水浴時肽鍵斷裂,導致胰島素生物活性喪失
D.理論上可根據切除C區段所得多肽的含量間接判斷胰島素的量
1.重要概念
(1)P21
有8種氨基酸是人體細胞不能合成的,必須從外界環境中直接獲取,這些氨基酸叫作必需氨基酸。
(2)P22
一個氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(—NH2)相連接,同時脫去一分子水,這種結合方式叫作脫水縮合。
2.重點易錯語句
(1)P22
這些肽鏈不呈直線,也不在同一個平面上,形成更為復雜的空間結構。
(2)P23
組成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列順序不同,肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別,是蛋白質結構具有多樣性的直接原因。
(3)P24一切生命活動都離不開蛋白質,蛋白質是生命活動的主要承擔者。
3.邊角知識
(1)P22
進入人體消化道的蛋白質食物,要經過胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸肽酶的作用才能分解為氨基酸。
(2)P25
我國科學家在1965年完成了結晶牛胰島素的全部合成。
第3講　生命活動的主要承擔者——蛋白質
考點一
●
基礎自主梳理
1.C、H、O、N　　氨基　羧基
同一個碳原子上　非必需　必需
2.(1)C、H、O、N　(2)氨基酸
(3)氨基酸脫水縮合形成多肽
(4)—CO—NH—　直鏈多肽中c肽鍵的數目=a氨基酸的數目-肽鏈的數目
(5)功能多樣性
3.①—(e)?、凇?d)　③—(a)?、堋?b)?、荨?c)
【易錯辨析】
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×
[解析]
(1)構成蛋白質的氨基酸至少有一個氨基和一個羧基,且它們連接在同一個碳原子上,故具有氨基和羧基的物質不一定是構成蛋白質的氨基酸。
(2)人體內不同氨基酸之間的差異是由R基決定的。
(3)組成蛋白質的氨基酸之間脫水縮合的方式相同。
(4)蛋白質的不同肽鏈間一般通過二硫鍵等化學鍵連接。
(5)蛋白質的空間結構被破壞,其特定功能會改變。
(6)蛋白質結構具有多樣性的原因是氨基酸的種類、數目和排列順序不同,以及蛋白質的空間結構不同,而不是氨基酸的空間結構不同。
(7)多數蛋白質在核糖體上合成后需經過加工才具有正常生理功能。
(8)在生物體中組成蛋白質的氨基酸約有20種,并非每種蛋白質都含有20種氨基酸。
【教材拓展】
(1)不同。在食鹽作用下析出蛋白質,蛋白質本身的結構沒有改變,仍維持原有的生物活性;高溫加熱后蛋白質的空間結構發生了改變,喪失了原有的生物活性
(2)組成蛋白質的氨基酸的種類、數量和排列順序不同
●
素養全面提升
1.D　[解析]
在鏈狀肽中,肽鍵數=含有的氨基酸數-肽鏈數,在環狀肽中,肽鍵數=含有的氨基酸數,A正確;含肽鍵的物質都可與雙縮脲試劑發生作用,產生紫色反應,B正確;氨基酸脫水縮合的過程發生在核糖體上,因此核糖體上可形成肽鍵,溶酶體內含有多種水解酶,可發生肽鍵的水解,C正確;肽鍵的元素組成為C、H、O、N,其可表示為—CO—NH—,不含碳碳雙鍵,D錯誤。
2.C　[解析]
由題圖可知,a表示C、H、O、N等,b表示氨基酸,c表示肽鍵。a一定含有的元素是C、H、O、N,氮元素主要存在于肽鍵中,A正確;題圖中c代表的化學鍵是—CO—NH—,環狀多肽中肽鍵數目等于b氨基酸的數目,B正確;①為脫水縮合過程,發生的場所是核糖體,②表示肽鏈的加工,發生在內質網和高爾基體中,C錯誤;蛋白質多樣性與b氨基酸的種類、數目、排列順序和②肽鏈加工形成的空間結構有關,加熱時不會發生④過程,即不會破壞蛋白質的肽鍵,D正確。
3.D　[解析]
依題意可知SFRP5屬于分泌蛋白,SFRP5在核糖體中合成后,需要經過內質網的初步加工和高爾基體的進一步修飾加工,才能形成成熟的空間結構,A錯誤;SFRP5合成和運輸所需要的能量主要來自線粒體,B錯誤;SFRP5是一種蛋白質類激素,可對胰島細胞的生理活動起調節作用,但沒有催化作用,C錯誤;SFRP5靶細胞受體能夠識別SFRP5,其化學本質最可能是糖蛋白,D正確。
4.B　[解析]
同一個體不同膜蛋白的功能不同,直接原因是蛋白質結構不同,根本原因是基因的選擇性表達,A正確;線粒體內膜是有氧呼吸第三階段的場所,內膜上分布著大量的酶,B錯誤;癌細胞的某些膜蛋白(糖蛋白)減少,導致癌細胞易于擴散,C正確;膜蛋白可能具有催化反應、能量轉換、信息交流等多種功能,D正確。
考點二
●
素養全面提升
1.C　[解析]
蛋白酶2作用于賴氨酸(C6H14N2O2)兩側的肽鍵,由題圖中酶2作用后的肽鏈情況可知,此多肽中賴氨酸位于23位,即此多肽中僅含1個賴氨酸,A錯誤;蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽鍵,由題圖中酶1作用后的肽鏈情況可知,苯丙氨酸位于16、30、48位,B錯誤;短肽D、E與四十九肽相比減少兩個肽鍵和1個賴氨酸,氧原子數相同,氮原子數減少2個,C正確;適宜條件下酶1和酶2同時作用于此多肽,可得到短肽1~16、17~22、24~30、31~48,4條短肽和23位、49位兩個氨基酸,D錯誤。
2.A　[解析]
SS是環狀多肽,合成1分子SS可產生14分子H2O,A錯誤;1分子SS的相對分子質量可表示為14m-18×14=14m-252,B正確;多肽類激素作為分泌蛋白,是在核糖體上合成的,還需經過內質網的加工及高爾基體的加工、分類和包裝,C正確;多肽可與雙縮脲試劑發生紫色反應,D正確。
經典真題·高考預測
【經典真題】
1.C　[解析]
蛋白質的功能包括組成細胞和生物體的結構(如組成肌肉的某些蛋白質)、免疫(如抗體)、運輸(如血紅蛋白)、調節(如蛋白質類激素)、催化(如大多數酶)等,A、B、D項正確。血紅蛋白是由蛋白質結合Fe2+形成的,是具有運輸O2功能的蛋白質,C項錯誤。
2.D　[解析]
兩種激素都是由六肽環和三肽側鏈構成的多肽類化合物,A項錯誤。氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中氫分別來自羧基和氨基,B項錯誤。肽鏈中游離氨基的數目取決于參與構成肽鏈的氨基酸種類,C項錯誤。由題干和圖可知,兩種激素間因2個氨基酸種類不同導致生理功能不同,D項正確。
3.C　[解析]
蛋白質的空間結構決定了它的理化性質以及生物活性,A項正確。數量、種類相同的氨基酸排列順序不同,形成的肽鏈不同,B項正確。蛋白質在NaCl溶液中結構不變,生物活性不變,C項錯誤。氨基酸序列相同的多肽鏈折疊方式不同,會形成不同的空間結構,
D項正確。
【高考預測】
4.C　[解析]
過程①屬于蛋白質的鹽析,過程②屬于蛋白質的熱變性,二者原理不同,過程②使蛋白質的空間結構發生改變,但并沒有破壞肽鍵,A錯誤。過程③是蛋白質的溶解,不會破壞蛋白質的空間結構和肽鍵,B錯誤。蛋白質在蛋白酶的作用下產生多肽,多肽中仍有肽鍵的存在,且蛋白酶的化學本質也是蛋白質,因此向過程③④溶解后的溶液中加入雙縮脲試劑,溶液都會變成紫色,C正確。過程②產生的蛋白塊不能用③的方法進行溶解,D錯誤。
5.D　[解析]
題圖中的胰島素原只有1條鏈,因此至少含有1個游離的氨基和1個游離的羧基,A錯誤;切除C區段后得到兩條鏈,第一條鏈為1~30位氨基酸,有29個肽鍵,第二條鏈為61~81位氨基酸,有20個肽鍵,共計49個肽鍵,B錯誤;高溫破壞了蛋白質的空間結構,胰島素生物活性喪失,但高溫沒有破壞肽鍵,C錯誤;根據切除C區段所得多肽的含量可以推測胰島素的量,D正確。

展開更多......

收起↑