資源簡介

蛋白質
重難點
題型
分值
重點
氨基酸的結構特點
選擇題、非選擇題
2-3
氨基酸形成蛋白質的過程
蛋白質的結構和功能
難點
氨基酸形成蛋白質的過程
蛋白質的結構多樣性的原因
與蛋白質相關的計算
核心知識點一：蛋白質的結構和功能
1. 蛋白質的基本單位：氨基酸
①結構通式的寫法：（R基的不同是不同氨基酸的差異）
②結構特點：每個氨基酸至少有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。
③必需氨基酸的記憶口訣：甲攜來一本亮色書。
易錯點撥：“兩看法”判斷組成蛋白質的氨基酸：
一看氨基和羧基的數量：至少有一個氨基和羧基（注意寫法：—NH2、—COOH）
下列化合物是否屬于構成蛋白質的氨基酸：
二看氨基和羧基的位置：必須有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。
下列化合物是否屬于構成蛋白質的氨基酸：
問題探究：若一個氨基酸上有兩個氨基，這兩個氨基的位置在哪里？
一個與中心碳相連，另一個在R基上。
2. 蛋白質的結構
（1）二肽的形成：任意兩個氨基酸（可同種可不同）通過脫水縮合形成二肽。
易錯點撥：脫水縮合的氨基和羧基必須位于中心碳上；脫掉的水中的H來自氨基和羧基，O來自羧基；形成的化學鍵為肽鍵，寫為：—NH—CO—（或—CO—NH—）。
（2）蛋白質的結構層次：氨基酸多肽蛋白質
問題探究：①兩條多肽鏈連在一起時，是否失水？
多肽鏈之間通過普通的化學鍵連接，如二硫鍵
②組成蛋白質的元素一定有C、H、O、N嗎？還有其他元素嗎？
一定有C、H、O、N，有的有S。
③多肽和蛋白質一樣嗎？
多肽沒有明顯的空間結構，必須經過加工后，才能形成具有一定空間結構和特定功能的蛋白質。
（3）蛋白質結構多樣性的原因：
氨基酸方面：種類不同；數目成百上千；排列順序千變萬化。
肽鏈方面：肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別。
（4）蛋白質的變性和水解
煮熟的食物易被人體消化，是因為高溫破壞了蛋白質的空間結構，肽鏈變得松散，易被蛋白酶分解。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。酒精、加熱、紫外線方法消毒、殺菌的原理是使細菌和病毒的蛋白質變性。
易錯點撥：高溫、過酸、過堿、重金屬鹽，都會使蛋白質的空間結構發生不可逆的變化，但低溫不會。肽鏈變得松散，蛋白質喪失了生物活性，但是肽鍵一般不斷裂。所以加熱煮沸的牛奶、豆漿仍可以和雙縮脲試劑反應，就是因為有肽鍵的存在。
3. 蛋白質的功能
【隨堂練習】 下列有關蛋白質結構、功能多樣性的說法正確的是（　　）
A. 蛋白質種類繁多的原因之一是氨基酸互相結合的方式不同
B. 已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可推斷此物質為蛋白質
C. 不同蛋白質分子中組成肽鍵的化學元素無差異性
D. 蛋白質空間結構改變，可能導致蛋白質失去生物活性，但這種改變一般是可逆的
答案：C
解析：本題考查蛋白質結構和功能的多樣性，難度中等。構成蛋白質的氨基酸的種類、數目和排列順序使蛋白質具有多樣性，A錯誤；核酸也含有C、H、O、N四種元素，但不是蛋白質，B錯誤；肽鍵的空間結構為-CO-NH-，都是由C、H、O、N四種元素組成，C正確；蛋白質空間結構改變，可能會導致蛋白質失去生物活性，但這種改變是不可逆的，D錯誤；故選C。
核心知識點二：與蛋白質相關的計算
1. 假設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽：（與水解情況相反，即水解一個肽鍵，消耗一分子的水）
形成肽鏈數
形成肽鍵數
脫去水分子數
蛋白質相對分子質量
1
n－1
n－1
na－18（n－1）
m
n－m
n－m
na－18（n－m）
即：失水數=肽鍵數=氨基酸的個數-鏈數
問題探究：若形成的多肽是環狀呢？
氨基酸數＝肽鍵數＝失去水分子數。計算相對分子質量時可將計算公式na－18（n－m）中的肽鏈數（m）視為零，再進行相關計算。
易錯點撥：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（—S—S—）時，要考慮脫去氫的質量，每形成一個二硫鍵，脫去2個H。
2. 至少含有的氨基、羧基數等于肽鏈的條數，即一條肽鏈至少含有一個氨基和一個羧基。
問題探究：如果問題是，肽鏈中有幾個氨基和羧基呢？怎么計算，還等于肽鏈的條數嗎？
肽鏈中含有的氨基數等于肽鏈的條數+R基中的氨基數，羧基做同樣的計算。
3. 元素的數量關系：在一個氨基酸中，若不考慮R基，至少含有2個碳原子、2個氧原子、4個氫原子和1個氮原子。在脫水縮合形成多肽時，要失去部分氫、氧原子，但是碳原子、氮原子的數目不會減少。其相關數量關系如下：
①碳原子數＝氨基酸的分子數×2＋R基上的碳原子數。
②氫原子數＝各氨基酸中氫原子的總數－脫去的水分子數×2。
③氧原子數＝各氨基酸中氧原子的總數－脫去的水分子數。
④氮原子數＝肽鏈數＋肽鍵數＋R基上的氮原子數＝各氨基酸中氮原子的總數。
⑤由于R基上的碳原子數不好確定，且氫原子數較多，因此以氮原子數或氧原子數的計算為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數最為簡便。
4. 利用“逐個填空法”解答多肽種類問題：
多肽的不同取決于氨基酸的數目、種類和排列順序。對于氨基酸數目相同的多肽來說，則取決于氨基酸的種類和排列順序。
設有4種氨基酸，形成四肽。
（1）若每種氨基酸數目不限，可形成四肽化合物的種類有44種，計算方法是：1號位置放氨基酸的情況有4種，2、3、4號也是如此，即4×4×4×4＝44種）。
（2）若每種氨基酸只有一個，可形成四肽化合物的種類有（4×3×2×1）種，計算方法是：1號位置安放氨基酸的情況有4種，2號位置安放的氨基酸只能在剩余的3種中選擇，以此類推，即（4×3×2×1）種。
【隨堂練習】 如圖是某蛋白質分子的結構示意圖，圖中A鏈由21個氨基酸組成，B鏈由30個氨基酸組成，“-S-S-”是由兩個“-SH”脫下2個H形成的二硫鍵。下列敘述正確的是（　　）
A. 該蛋白質中至少含有1個游離的羧基和1個游離的氨基
B. 該蛋白質分子中含有50個肽鍵
C. 該蛋白質變性后不能與雙縮脲試劑發生紫色反應
D. 由氨基酸脫水縮合形成該蛋白質分子時，相對分子質量減少了884
答案：D
解析：本題考查與蛋白質相關的計算，難度較大。由于一個肽鏈中至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，而該蛋白質分子含兩條肽鏈，所以至少含有兩個羧基，A錯誤；圖中A鏈由21個氨基酸組成，含20個肽鍵；B鏈由30個氨基酸組成，含29個肽鍵；該蛋白質形成過程脫去49個水分子形成49個肽鍵，B錯誤； 該蛋白質變性后肽鍵仍然存在，能與雙縮脲試劑發生紫色反應，C錯誤；形成該蛋白質分子時，共產生了（21-1）+（30-1）=49個水，又由于蛋白質加工過程中有兩個“-SH”脫下2個H形成-S-S-，所以相對分子質量減少了49×18+2=884，D正確。
例題1 如圖為氨基酸分子的結構通式，下列敘述正確的是（ ）
A. 結構④在生物體內約有20種
B. 氨基酸脫水縮合產生水，水中的氫來自于②和③
C. 結構④中含有的氨基或羧基全部都參與脫水縮合
D. 氨基酸分子均可與雙縮脲試劑發生紫色反應
答案：A
解析：本題考查組成蛋白質的氨基酸的結構特點、氨基酸的脫水縮合反應以及蛋白質的鑒定，難度中等。氨基酸的種類由R基決定，R基約有20種，所以氨基酸的種類約有20種，A正確；氨基酸脫水縮合產生的水，水中的氫來自①和③，B錯誤；氨基酸的脫水過程中，R基上的氨基和羧基不參與脫水縮合，C錯誤；雙縮脲試劑與肽鍵發生紫色反應，氨基酸分子中無肽鍵，故不能與雙縮脲試劑發生紫色反應，D錯誤。
例題2 下列與蛋白質的結構相關的敘述，正確的是（ ）
A. 根據肽鍵的數目對多肽進行命名
B. 煮熟的食物易消化是因為高溫使蛋白質的肽鍵斷裂
C. 某物質與雙縮脲試劑呈現紫色，該物質不一定是蛋白質
D. 蛋白質的多樣性與氨基酸的種類、數量、排列順序和空間結構有關
答案：C
解析：本題考查蛋白質的結構、變性、鑒定以及多樣性的原因，難度較大。根據氨基酸的數量對多肽命名，A錯誤；高溫導致蛋白質的空間結構改變，但不破壞肽鍵，B錯誤；雙縮脲試劑在堿性條件下與肽鍵反應呈現紫色，如果反應呈現紫色，不一定是蛋白質，還可以是二肽或多肽等物質，C正確；蛋白質的多樣性與氨基酸的種類、數量、排列順序以及多肽鏈的空間結構有關，D錯誤。
例題3 下列與蛋白質相關的計算中，正確的是（ ）
A. a條肽鏈、b個氨基酸組成的蛋白質含有a+b個氧原子
B. 分子式為CxHyOpNqS的一條多肽鏈最多含有q個肽鍵
C. R基為-CH2-CH2-OH的氨基酸中含有的碳原子數為4個
D. 100個氨基酸形成的3條多肽鏈中含有3個游離的氨基
答案：C
解析：本題考查與蛋白質相關的計算，難度較大。a條肽鏈、b個氨基酸形成b-a個肽鍵，即有b-a個氧原子，該蛋白質至少有a個羧基，有2a個氧原子，該蛋白質至少含有氧原子的個數為2a+b-a=a+b，A錯誤；若分子式為CxHyOpNqS一條多肽鏈，根據N原子數可知該化合物最多由q個氨基酸，最多含有q—1個肽鍵，B錯誤；根據氨基酸的結構通式，若R基為-CH2-CH2-OH，氨基酸中還有中心碳和羧基上的碳，共4個，C正確；3條多肽鏈中至少含有3個游離的氨基，D錯誤。
例題4 某50肽中有丙氨酸（R基為—CH3）4個，現脫掉其中的丙氨酸（相應位置如圖所示），得到4條多肽鏈和5個氨基酸（脫下的氨基酸均以游離態正常存在）。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8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. 若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，則將脫去4分子H2O
D. 新生成的4條多肽鏈至少含有4個游離的羧基
答案：C
解析：本題考查與蛋白質相關的計算，難度較大。據圖分析可知，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，則有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，A正確；得到的5個氨基酸，其中有4個是丙氨酸，故將這5個氨基酸縮合成5肽，可有5種不同的氨基酸序列，B正確；若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，需要形成3個肽鍵，脫去3分子水，C錯誤；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條多肽鏈至少含有4個游離的羧基，D正確。
（答題時間：30分鐘）
1. 我們日常烹調中使用的味精主要成分是谷氨酸鈉，已知谷氨酸分子的R基為—C3H5O2，則一分子谷氨酸中含有的C、H、O、N原子數依次是（ ）
A. 5、9、4、1 B. 4、8、5、1
C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1
2. 如圖表示甲、乙兩種氨基酸的結構式，下列關于兩者結合的說法中正確是（ ）
A. 甲、乙氨基酸的任意氨基、羧基都可結合
B. 甲、乙氨基酸完全結合后可形成兩個肽鍵
C. 甲、乙結合形成的化合物中碳原子數不變
D. 甲、乙結合形成的化合物中含有3個游離羧基
3. 某蛋白質由100個氨基酸形成，含有四條多肽鏈，下列說法正確的是（ ）
A. 該蛋白質含有96個肽鍵，只含有4個游離的氨基
B. 形成該蛋白質，失去104個水分子
C. 如果氨基酸平均分子量是128，則該蛋白質的分子量為12800
D. 該蛋白質中含肽鍵96個，至少含有4個游離的羧基
4. 二硫鍵“－S－S－”是蛋白質中連接兩條肽鏈之間的一種化學鍵。如圖是由280個氨基酸組成的某蛋白質的結構圖，對其敘述正確的是（ ）
A. 該蛋白質至少有2個游離的羧基
B. 形成該蛋白質的過程中脫去了27個水分子
C. 該蛋白質至少有280個氨基
D. 該蛋白質的功能由氨基酸的數量、種類、排列順序三方面決定
5. 某多肽的分子式為C42H65N11O9，此多肽徹底水解后只得到如下3種氨基酸，則此多肽中含有賴氨酸的個數為（ ）
H2N—CH2—COOH（甘氨酸）
A. 2 B. 3 C. 5 D. 8
6. 某三十九肽中共有丙氨酸（R基為-CH3）4個。現去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽（如圖），下列有關該過程產生的多肽的敘述中錯誤的是（ ）
A. 肽健數目減少7個 B. C原子減少12個
C. 氨基和羧基分別增加3個 D. 0原子數目減少4個
7. 現有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3種氨基酸，它們能形成的三肽種類以及包含3種氨基酸的三肽種類分別最多有（　　）
A. 9種，9種 B. 6種，3種
C. 18種，6種 D. 27種，6種
8. 外界環境的一些因素會對蛋白質的存在形式產生一定影響，下列描述正確的是（ ）
A. 酒精、紫外線使細菌和病毒的蛋白質變性
B. 在消化道內，蛋白質會被分解成CO2, H20等物質
C. 溫度變化會引起蛋白質的變性，但其空間結構不會改變
D. 強酸可使蛋白質失去生理活性，該變性是一個可逆的過程
9. 根據下圖所示化合物的結構分析回答
（1）該化合物中，①表示________，③表示_____，⑦表示___________。
（2）該化合物由________個氨基酸失去________個水分子而形成，這種反應叫做________________。
（3）該化合物中的氨基酸種類不同，是由________決定的，其編號是________。
（4）該化合物稱為________，含________個肽鍵。
（5）該化合物含有________個游離的氨基和________個游離的羧基。
（6）要鑒定蛋白質所選用______試劑進行鑒定，加入該試劑的A液后，樣品的顏色將___________（填“變”或“不變”）。
（7）假定有一個由m個氨基酸構成的含有n條肽鏈的蛋白質分子，氨基酸的平均分子量為a，那么，這個蛋白質分子的相對分子量表達式是_________________。
10. 已知20種氨基酸的平均相對分子質量為128。圖1為某蛋白質的肽鏈結構示意圖（其中數字為氨基酸序號），圖2為部分肽鏈放大示意圖。請據圖回答下列問題：
（1）該化合物由氨基酸脫去__________個水分子形成，圖1所示的蛋白質的相對分子質量為________。
（2）根據圖2信息，該蛋白質中至少含有的氨基、羧基數為、。
（3）若將蛋白質中含S的氨基酸全部從鏈上去掉，需要消耗的水分子數是個。
（4）若甘氨酸和丙氨酸形成二肽，如果數量不限，最多能形成_______種二肽。假設有一個十肽，分子式為CxHyOzNmSn，組成該肽的氨基酸只有圖2中的幾種，則含有①的氨基酸有________個。
1. A 解析：本題考查氨基酸的結構，難度中等。谷氨酸是組成蛋白質的氨基酸，而組成蛋白質的氨基酸的結構通式為：都至少含有一個氨基和一個羧基，并都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上，這個碳原子上還連接一個H和一個側鏈R基團，據此，谷氨酸分子的R基為—C3H5O2，則其分子式為C5H9O4N，再根據谷氨酸的R基可推出一個谷氨酸分子中含C、H、O、N的原子數分別是5、9、4、1。綜上所述，A正確，B、C、D錯誤。
2. C 解析：本題考查二肽的形成過程，難度較大。氨基酸的脫水縮合發生在與中心碳相連的氨基和羧基上，R基上的氨基、羧基不進行脫水縮合，A錯誤；兩個氨基酸結合形成二肽，只含有一個肽鍵，B錯誤；氨基酸結合后脫掉一分子的水，形成的化合物中H、O的數量減少，碳原子數不變，C正確；甲、乙氨基酸結合形成的化合物中含有2個游離的羧基，分別位于二肽的一端和R基上，D錯誤。
3. D 解析：本題考查多肽形成過程中相關的計算，難度中等。該蛋白質由100個氨基酸形成，含有四條多肽鏈，所以含有100-4=96個肽鍵；由于R基中可能含有氨基，所以至少含有4個游離的氨基，A錯誤；形成該蛋白質時失去的水分子數=氨基酸數-肽鏈的條數=100-4=96個，B錯誤；如果氨基酸平均分子量是128，則該蛋白質的分子量=氨基酸分子量×氨基酸個數-水的個數×18=128×100-96×18=11072，C錯誤；由于蛋白質由100個氨基酸形成，含有四條多肽鏈，所以含肽鍵數=100-4=96個，至少含有的游離的羧基數=肽鏈條數=4，D正確。
4. A 解析：本題考查蛋白質的結構以及多樣性的原因，難度中等。該蛋白質由3條肽鏈組成，其中有兩條是鏈狀肽鏈，每條鏈狀肽鏈至少含有一個羧基，因此該蛋白質分子至少含有2個游離的羧基，A正確；該蛋白質合成時脫去水分子數目=280-2=278，B錯誤；該蛋白質由3條肽鏈組成，其中有兩條是鏈狀肽鏈，每條鏈狀肽鏈至少含有一個氨基，因此該蛋白質分子至少含有2個氨基，C錯誤；該蛋白質的功能由氨基酸的數量、種類、排列順序和肽鏈的空間結構四方面決定，D錯誤。
5. B 解析：本題考查根據化學元素的數量計算氨基酸的數量，難度較大。題中每個氨基酸中都只含一個羧基，根據氧原子數先求出氨基酸數目設氨基酸數為x，則2X-（X-1）=9，則X=8。賴氨酸有兩個氨基。根據N原子數目進行計算，賴氨酸的數量為11-8=3， B正確。
6. D 解析：本題考查與蛋白質水解相關的計算，難度較大。分析題圖：在三十九肽中，第8、18、27、39個氨基酸是丙氨酸，在除去第8、18、27號氨基酸的丙氨酸時每去掉1個丙氨酸要水解2個肽鍵，去掉第39號丙氨酸只水解一個肽鍵即可。根據多肽的形成過程，肽鍵數目＝氨基酸數目－肽鏈條數，可知去掉丙氨酸之前含肽鍵數目＝39－1＝38個，去掉4個丙氨酸后，肽鍵數目＝35－4＝31個，故肽鍵數目減少7個，A項正確； 1個丙氨酸含3個C原子，去掉4個丙氨酸，C原子減少12個，B正確；由1條肽鏈變為4條肽鏈，每條肽鏈兩端各增加1個氨基和羧基，因此氨基和羧基分別增加3個；C正確；去除4個丙氨酸將水解7個肽鍵，需要7個水分子，但同時脫去了4個丙氨酸，減少了8個氧原子，所以O原子數目減少1個，D錯誤。
7. D 解析：本題考查多肽種類的計算，難度較大。足量的3種氨基酸構成的三肽有33＝27種。對于包含3種氨基酸的三肽種類的理解，可借用示意圖“□—□—□”來分析，即第一個位置的氨基酸有3種情況，第二個位置只能從另2種氨基酸中任選1種氨基酸，第三個位置只能安放剩余的1種氨基酸，即3×2×1＝6種，D正確。
8. A 解析：本題考查蛋白質的變性，難度中等。酒精、紫外線使細菌和病毒的蛋白質變性，從而起到滅菌的作用，A正確；消化道內，蛋白質只能被逐步水解為氨基酸，而不能被氧化分解，B錯誤；高溫會破壞蛋白質的空間結構，導致蛋白質變性失活，低溫不會，C錯誤；強酸導致蛋白質變性，是一個不可逆的過程，D錯誤。
9.（1）氨基肽鍵羧基
（2）43脫水縮合
（3）R基②④⑧⑨
（4）四肽3
（5）22
（6）雙縮脲不變
（7） ma-18（m-n）
解析：本題考查蛋白質的結構和相關計算，難度中等。
（1）該化合物是氨基酸脫水縮合形成的多肽，①氨基，③肽鍵，⑦是羧基。
（2）該化合物中有3個肽鍵，所以由4個氨基酸脫水縮合形成，失去3個水分子。
（3）根據氨基酸的結構特點，氨基酸種類的差異是由R基決定的，圖中②④⑧⑨為R基。
（4）該化合物由4個氨基酸形成，稱為四肽，有3個肽鍵。
（5）該肽鏈的一端有一個氨基，另一端有一個羧基，⑧中含有一個羧基，⑨中有一個游離的氨基，所以共有2個羧基、2個氨基。
（6）鑒定蛋白質用雙縮脲試劑，只加入該試劑的A液即氫氧化鈉溶液，蛋白質不變色。
（7）蛋白質的相對分子量等于氨基酸的總分子量減去失去的水的總分子量，m個氨基酸構成n條肽鏈失去m-n個水分子，所以表達式是ma-18（m-n）。
10.（1）12313652
（2）2 3
（3）12
（4）4m－10
解析：本題考查與蛋白質相關的計算，難度較大。
（1）圖1中的蛋白質是由124個氨基酸脫水縮合形成的，該過程中脫去的水分子數=124-1=123個；由于氨基酸的平均相對分子質量為128，且脫去了123個水和脫去了3個H2（形成二硫鍵），因此圖1所示的蛋白質的相對分子質量=124×128-18×123-2×3=13652。
（2）圖2中放大部分含有一個氨基，該蛋白質的一端有一個氨基，該蛋白質至少含有兩個氨基，圖2中的羧基有2個，蛋白質的一端有一個羧基，該蛋白質中含有的羧基數至少是3個。
（3）該蛋白質中含S的氨基酸用6個，水解掉一個氨基酸需要加兩分子的水，需要12個水。
（4）根據題意分析，現有若干個甘氨酸和丙氨酸，則最多可以形成2×2=4種二肽；已知分子式為CxHyOzNmSn的化合物為十肽，則R基上含有的N原子數=m-10個，又因為組成該肽的氨基酸只有圖2中的幾種，因此含有①的氨基酸有m－10個。

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