資源簡介

《組成細胞的分子》
“蛋白質是生命活動主要承擔者”章節重點歸納&典例示范
【基礎歸納】
【氨基酸的結構及種類】
氨基酸的結構
組成元素： C、H、O、N，有的還含有 S 等元素。
結構通式（如下圖）
結構特點
1. 每種氨基酸分子至少都含有一個氨基（—NH2）和一個羧基（—COOH），并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。
2. 不同氨基酸之間的區別在于R基不同。
種類
必需氨基酸：人體細胞不能合成，必須從外界環境中直接獲取的氨基酸。成年人有8種。
非必需氨基酸：人體細胞能合成的氨基酸，共13種。
巧記8 種必需氨基酸
甲攜來一本亮色書（甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸）。
易錯提醒
不要將“ — NH2”誤寫為NH2 或— NH3 ；不要將“—COOH”誤寫為或COOH。
典例示范
狼體內有a 種蛋白質，21 種氨基酸；兔體內有b 種蛋白質，21 種氨基酸。狼捕食兔后，狼體內的氨基酸種類和一個細胞中含有的蛋白質種類最可能是 （　　）
42，a+b 　　
B. 21，a+b
C. 21，小于a
D. 21，大于a
【答案】C
下列關于氨基酸和蛋白質的敘述，錯誤的是 （　　）
A. 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
B. 甲硫氨酸的R 基是—CH2—CH2—S—CH3，則它的分子式是C5H11O2NS
C. n 個氨基酸共有m（m>n）個氨基，則這些氨基酸縮合形成的一個多肽中的氨基數一定為m-n
D. 甜味肽的分子式為C13H16O5N2，則該甜味肽是一種二肽
【答案】C
下列物質中，有的屬于構成蛋白質的氨基酸， 有的不是。若將其中構成蛋白質的氨基酸縮合成肽鏈，則其中含有的氨基、羧基和肽鍵的數目依次是 （　　）
2、2、2 　　 B. 1、3、2 　　
C. 4、3、3 　　 D. 3、4、3
【答案】B
關于生物體內氨基酸的敘述，正確的是（　　）
A. 氨基酸是蛋白質分子的單體，由氨基和羧基組成
B. 組成蛋白質的氨基酸共有的結構是
C. 每個氨基酸分子都只含有C、H、O、N 四種元素
D. 組成人體的氨基酸都在人體內合成
【答案】B
【蛋白質的結構及多樣性】
氨基酸脫水縮合形成肽鏈
氨基酸分子通過脫水縮合的方式形成肽鏈，合成過程如下圖所示。
相關概念辨析
肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學結構叫肽鍵，結構簡式為—CO—NH—或—NH—CO—。
肽：由幾個氨基酸分子脫水縮合而成的化合物就叫幾肽。多個氨基酸脫水縮合形成的肽也叫多肽。
肽鏈：多肽通常呈鏈狀結構，稱為肽鏈。
特別提示
（1）氨基酸脫水縮合時，每形成一個肽鍵，就脫去一分子水。形成肽鍵時，—COOH 上的—OH 和—NH2 上的—H 形成一分子H2O。
（2）肽鍵有以下幾種寫法：—CO—NH—或—NH—CO— 或或（注意：不管哪種寫法，兩端均需留有短線）。
（3）一條肽鏈至少含有一個游離的—NH2 和一個游離的—COOH，分別位于肽鏈的兩端（R 基上也可能含有游離的羧基或氨基）。環狀肽中可能不含游離的氨基和羧基。
（4）R 基上的氨基和羧基一般不參與脫水縮合。（5）多肽的命名依據其氨基酸殘基數，而不是肽鍵數， 如三肽含兩個肽鍵。
蛋白質分子的多樣性
蛋白質分子的結構層次
C、H、O、N 等元素→氨基酸→二肽→……→多肽→蛋白質（含一條或多條肽鏈）。
蛋白質具有多樣性的原因　
在細胞內，每種氨基酸的數目成百上千，氨基酸形成肽鏈時，不同種類氨基酸的排列順序千變萬化，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別，因此，蛋白質分子的結構是極其多樣的。
典例示范
下列關于肽和蛋白質的敘述，正確的是（　　）
A.α- 鵝膏蕈堿是一種環狀八肽，分子中含有8 個肽鍵
B. 蛋白質是由2 條或2 條以上多肽鏈構成的
C. 蛋白質變性是由肽鍵的斷裂造成的　　
D. 變性蛋白質不能與雙縮脲試劑發生反應
【答案】A
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
【答案】C
下圖是某蛋白質的肽鏈結構示意圖（圖甲中數字為氨基酸序號）及部分肽鏈放大圖，請據圖判斷下列敘述中正確的是（　　）
A. 該蛋白質中含有1 條肽鏈，共124 個肽鍵
B. 圖乙中含有的R 基是①②④⑥⑧
C. 從圖乙推知該肽鏈只含有2 個游離的羧基
D. 從圖乙推知該肽鏈至少含有2 個游離的氨基
【答案】D
分類與功能 舉例
結構蛋白：構成細胞和生物體 構成動物和人體的肌肉
功能蛋白：構成細胞和生物體的功能物質 催化作用 酶
運輸載體的作用 血紅蛋白和載體蛋白等
運動功能 肌肉收縮，產生運動
信息傳遞作用 蛋白質類激素等
免疫作用 抗體等
【蛋白質的功能】
典例示范
瘦肉精的學名為鹽酸克侖特羅，是一種腎上腺類神經興奮劑，其分子式為C12H18Cl2N2O，其可通過促進蛋白質合成而實現動物營養再分配，提高瘦肉率。下列敘述最可能成立的是 （　　）
A. 瘦肉精能促進脂質的合成與儲存 B. 瘦肉精能抑制脂肪合成
C. 瘦肉精可能為二肽化合物　　　D. 瘦肉精是重要的能源物質
【答案】B
對下列與蛋白質有關的概念圖的分析， 不正確的是 （　　）
a 一定包含C、H、O、N 元素
B. ①表示脫水縮合過程
C. c 可以表示為CO—NH 　　
D. d 表示蛋白質功能的多樣性
【答案】C
蛋白質的結構和功能是多種多樣的。下列敘述中不正確的是 （　　）
A. 高溫可使蛋白質的空間結構發生不可逆轉的改變
B. 低溫不會破壞蛋白質的空間結構，也不會使蛋白質變性
C. 蛋白質功能的多樣性是由蛋白質結構的多樣性決定的
D. 蛋白質結構的多樣性只與組成蛋白質的氨基酸的空間結構的多樣性有關
【答案】D
下圖為某多肽的結構示意圖。下列有關敘述正確的是 （　　）
A. 該化合物為三肽
B. 多肽中的肽鍵可表示為CO—NH
C. 形成該多肽的過程中產生的H2O 中的O 全部來自羧基
D. 形成該多肽的過程中脫去的水分子數與氨基酸數相等
【答案】C
人體內含有多種多樣的蛋白質，每種蛋白質（　　）
A. 都含有21 種氨基酸
B. 都是在細胞內發揮作用
C. 都具有一定的空間結構
D. 都能催化生物化學反應
【答案】C
下圖所示為某一多肽化合物的分子結構式，請回答有關問題：
（1）該化合物中含有 　　　　個氨基和 　　　　個羧基，組成該化合物的基本單位的結構通式為 　　　　 　　。
（2）該化合物是由 　　　　個氨基酸失去 　　　　分子水而形成的，這樣的反應叫作 　　　 　　。
（3）該化合物由 　　　　種氨基酸構成，造成氨基酸種類不同的原因是 　　　　　　　　　　 　　。
（4）蛋白質功能多樣性的原因是 　　　　　　　　　　　　　　 　　。
【答案】
（1）1 　1 　
（2）5 　4 　脫水縮合　
（3）4 　R 基不同　
（4）氨基酸的種類、數目、排列順序，肽鏈的數目及其形成的空間結構不同
【知識拓展】
【蛋白質的鹽析、變性、水解】
蛋白質的變性
定義
蛋白質變性是指在某些物理和化學因素作用下其特定的空間構象發生改變，從而導致其性質改變和生理活性喪失。
原因
蛋白質分子在重金屬鹽、強酸、強堿或高溫等作用下，空間結構被破壞，使其生物活性喪失。
過程
蛋白質變性過程中只是改變了蛋白質分子的空間結構，不發生肽鍵的斷裂（要破壞肽鍵，必須有蛋白酶的作用）。
特點
蛋白質變性后溶解度降低，并且蛋白質的變性不具有可逆性。
蛋白質的鹽析
向某些蛋白質溶液中加入某些無機鹽（如NaCl）溶液后， 可以降低蛋白質的溶解度，使蛋白質凝聚而從溶液中析出, 這種作用叫作鹽析，是物理變化，可復原。鹽析是由溶解度的變化引起的，蛋白質的空間結構沒有發生變化。
蛋白質的水解
在蛋白酶作用下，肽鍵斷裂，蛋白質分解為短肽和氨基酸。水解和脫水縮合的過程相反。
【多肽形成過程中的有關計算】
結合蛋白質的結構圖解完成相應的計算（下圖 ）
肽鏈數目 氨基酸數目 肽鍵數目 脫去水分子數 多肽的相對分子質量
1 條 m m-1 m-1 ma-18 （m-1）
n 條 m m-n m-n ma-18 （m-n）
注：設氨基酸的平均相對分子質量為a。
特別提示
（1）若為環狀多肽（肽鏈兩端的氨基和羧基脫水縮合后會形成環狀多肽），則可將公式中的肽鏈數視為零， 再進行相關計算。
（2）還要考慮其他化學變化過程，如肽鏈上出現二硫鍵（—S—S—）時（二硫鍵由—SH 和—SH 脫去2 個H 形成），要再減去2（即兩個氫原子），若無特殊說明， 則不考慮二硫鍵。
原子守恒法完成蛋白質的計算
在1 個氨基酸中，若不考慮R 基，至少含有2 個C 原子、2 個O 原子、4 個H 原子和1 個N 原子。氨基酸在脫水縮合形成多肽（無特殊說明時，通常指鏈狀多肽）時，要失去部分水分子，但是C 原子、N 原子的數目不會減少。
1. C 原子數= 氨基酸分子數×2+R 基上的C 原子數。
2. H 原子數= 各氨基酸中H 原子的總數- 脫去的水分子數×2。
3. O 原子數= 各氨基酸中O原子的總數- 脫去的水分子數。
4. N 原子數= 肽鍵數+ 肽鏈條數+R 基上的N 原子數= 各氨基酸中N 原子數的總和。
5. 由于R 基上的C 原子數不好確定，且H 原子數較多，所以以N 原子數或O 原子數為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數最為簡便。
氨基酸的排列與多肽的種類
假設有A、B、C 三種氨基酸，由這三種氨基酸組成的多肽的種類分析如下：
1. 有A、B、C 三種氨基酸，在每種氨基酸的數目無限的條件下，形成多肽的種類為：
形成二肽的種類：（32=9）
形成三肽的種類：（33=27）
2. A、B、C 三種氨基酸，在每種氨基酸只有一個的情況下， 形成多肽的種類為：
形成二肽的種類：（3×2=6）
形成三肽的種類：（3×2×1=6）
典例示范
如下圖所示，一個蛋白質分子由兩條多 肽鏈（52 個氨基酸）和一個環狀肽（20 個氨基酸）組成，它們之間由二硫鍵（兩個—SH 形成—S—S—） 相連，假設氨基酸的平均相對分子質量為a，則下列敘述錯誤的是 （　　）
A. 該蛋白質的相對分子質量為72a-1 264
B. 該蛋白質共有肽鍵70 個
C. 該蛋白質至少含有兩個氨基和兩個羧基
D. 該蛋白質分子至少含有N 原子和O 原子的數量分別為72 和75
【答案】D
下圖表示一個由200 個氨基酸構成的蛋白質分子。下列敘述正確的是 （　　）
A. 該分子中含有198 個肽鍵
B. 這200 個氨基酸中至少有200 個氨基
C. 合成該蛋白質時相對分子質量減少了3 582
D. 該蛋白質中至少含有3 個—NH2
【答案】C
某多肽有20 個氨基酸，其中天冬氨酸有4 個，分別位于第5、6、15、20 位（如下圖所示）；肽酶X 專門作用于天冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶Y 專門作用于天冬氨酸氨基端的肽鍵。下列相關敘述正確的是 （　　）
A. 該二十肽至少含有肽鍵22 個
B. 該二十肽游離的氨基和羧基數各為1 個和8 個
C. 肽酶X 完全作用后產生的多肽共含有19 個氨基酸
D. 肽酶Y 完全作用后產生的多肽中氧原子數目比二十肽多了4 個
【答案】C
下圖是某蛋白質分子的結構示意圖，圖中α 鏈由21 個氨基酸組成，β 鏈由19 個氨基酸組成，圖中“—S—S—”是在蛋白質加工過程中由兩個“—SH”脫去2 個H形成的，下列有關敘述中， 錯誤的是 （　　）
A. 該蛋白質最多含有21 種氨基酸
B. 該蛋白質分子中至少含有44 個O 原子
C. 形成該蛋白質分子時相對分子質量減少了686
D. 在該蛋白液中加入食鹽出現白色絮狀物，但結構沒有發生變化
【答案】B
有一條由12 個氨基酸組成的多肽，分子式為CxHyNzOwS（z>12，w>13），這條多肽鏈經過水解后的產物中有5 種氨基酸：半胱氨酸（C3H7NO2S）、丙氨酸（C3H6NO2）、天冬氨酸 （C4H7NO4）、賴氨酸（C6H14N2O2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。求水解產物中賴氨酸和天冬氨酸的數目分別是 （　　）
z-12 ；（ w-13）/2 B. z+12 ；（ w-13）/2
C. z+12 ； w-13 D. z-12 ； w-13
【答案】A
下圖是某蛋白質的肽鏈結構示意圖（圖甲中數字為氨基酸序號）及部分肽鏈放大圖，請據圖判斷下列敘述中正確的是 （　　）
A. 該蛋白質中含有1 條肽鏈，共124 個肽鍵
B. 圖乙中含有的R 基是①②④⑥⑧
C. 從圖乙推知該肽鏈只含有2 個游離的羧基
D. 從圖乙推知該肽鏈至少含有2 個游離的氨基
【答案】D
經分析某個多肽中有O 原子p 個，N 原子q 個，它徹底水解后，只得到如圖所示四種氨基酸。經分析推算可知， 1 分子該多肽水解得到的賴氨酸個數為（　　）
A. p-q B. q-p C. p-q+1 D. q-p+1
【答案】D
下圖為某蛋白質的結構示意圖，其中“—S—S—”為由2 個“—SH”（巰基）構成的二硫鍵，其作用是連接2 條相鄰肽鏈。若該蛋白質分子共由m 個氨基酸組成，則形成1 個該蛋白質分子時生成的水分子數和減少的相對分子質量分別為（　　）
m，18m
B.（m-4），18（m-4）
C.（m-3），18（m-3）+4
D.（m-2），18（m-2）+4
【答案】D

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