第3讲、生命活动的主要承担者——蛋白质

几种常见蛋白质的分布和功能
名称 绝大多数酶 载体蛋白 分布 细胞内或细胞外 细胞膜 功能 催化作用 运输某些物质如离子、 氨基酸等
名称 某些激素(如生 长激素、胰岛素) 抗体 血红蛋白 糖蛋白
分布 内环境中 内环境中 红细胞内 细胞膜表面
功能 调节生命活动 免疫作用 主要运输氧气和部分二氧化 碳 保护、润滑、识别等作用
2．蛋白质的结构及其多样性
3．蛋白质的功能[连一连]
1．(必修 1 P24 拓展题改编)神经细胞和肌肉细胞含量最多的 有机物都是蛋白质，但二者功能完全不同，从组成二者的蛋 白质来考虑，其原因不包含( A．氨基酸数目不同 B．氨基酸种类不同 C．氨基酸排列顺序不同 D．由细胞中的遗传信息决定
D
)
结合生活实践综合考查蛋白质 7． (2017· 江西鹰潭一中高三月考 )由我国自主开发的艾滋病 病毒膜融合抑制剂西夫韦肽已顺利完成Ⅱb 期临床实验。西 夫韦肽是依据艾滋病病毒(HIV)膜融合蛋白 Gp41 的空间结 构，全新设计并合成的新一代膜融合抑制剂，含有 36 个天 然氨基酸。下列说法中正确的是( A．西夫韦肽为一种口服制剂
6． 下列在叶绿体中发生的生理过程， 不需要蛋白质参与的是 ( )
2＋
A．Mg 吸收 C．光能转换
2＋
B
B．O2 扩散 D．DNA 复制
解析：A 项，Mg 进入叶绿体的方式是主动运输，需要载体 蛋白的参与。B 项，O2 能通过自由扩散跨膜运输，不需要蛋 白质的参与。C 项，光能转换过程需要多种酶的参与，大多 数酶的化学本质为蛋白质。 D 项， DNA 的复制过程需要 DNA 聚合酶的参与，DNA 聚合酶的化学本质是蛋白质。
【跟进题组】 命题 1 考查氨基酸的结构 1．甲硫氨酸的 R 基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式 是(
A
) B．C3H7S D．C5H10O2N
A．C5H11O2NS C．C4H11O2S
解析：氨基酸分子通式为 C2H4O2N—R，氨基酸分子式中各 原子数等于 R 基上的各原子数加上结构通式中的相应原子 数。
1．蛋白质结构形成的 4 个“一” 一组成 至少含一个—NH2 和一个—COOH 一键 肽键 一过程 脱水缩合 一场所 核糖体
2．蛋白质结构的 3 点提醒 (1)避免书写错误：不要将氨基写为 NH2 或—NH3；不要将羧
基写为
或 COOH；也不要将肽键写为 CO—NH 或
。
(2)氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸， 构成生物体蛋白质的氨基酸约有 20 种。 (3)蛋白质分子的化学结构≠空间结构 蛋白质分子化学结构的多样性取决于氨基酸的种类、数目和 排列顺序的多样性，由参与翻译的 mRNA 中的密码子决定。 蛋白质空间结构是在其化学结构的基础上进一步形成的，就 是在肽链形成后加工的过程中形成的。
羧基(—COOH) ①H2N—CH2—CH2OH⇒缺乏_________________ 。
②
氨基(—NH2。 ) ⇒缺乏____________
(2)从位置上看， 必须有一个—NH2 和一个—COOH 连接在同 一个碳原子上，如下所示不属于构成蛋白质的氨基酸：
⇒氨基和羧基不连在
同一个碳原子上 _________________ 。
(1) 若该 50 肽水解得到的几种有机物比原 50 肽增加了 ________ 8 个氧原子。 (2)若将新生成的 4 条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去 ________ 3 个 H2O。
利用原子守恒法计算肽链中的原子数 (1)基本原理 ①在一个氨基酸中，若不考虑 R 基，至少含有 2 个碳原子、 2 个氧原子、4 个氢原子和 1 个氮原子。 ②氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是 碳原子、氮原子的数目不会减少。
n－ 1 ______ n－ m ______
1个 ___
至少
1个 ___
至少
m
n－m
m个 ___
m个 ___
1．(必修 1 P24 科学史话)一个由 20 种、500 个氨基酸组成的
20 蛋白质，它的氨基酸的排列顺序就可能有________ 种。
500
2．(深入追问)某 50 肽中有丙氨酸(R 基为—CH3)4 个，现脱 掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到 4 条多肽链和 5 个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。
蛋白质的相关计算
利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律
(1)氨基数和羧基数
肽链数 ＋R 基中的氨基数。 ①氨基数＝____________
肽链数 ＋R 基中的羧基数。 ②羧基数＝____________
(2)肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量 假设氨基酸的平均相对分子质量为 a，由 n 个氨基酸分别形成 1 条链状多肽或 m 条链状多肽： 形成 肽链数 1 形成 肽键数 脱去水 分子数 n－1 氨基 数目 至少 羧基 数目 至少 蛋白质相对 分子质量 na－ 18(n－1) na－ 18(n－m)
质可能是RNA，具有信息传递作用的激素其化学本质可 ____________________________________________________
能是脂质(如性激素)或氨基酸衍生物(如甲状腺激素) ___________________________________________________ 。
C
)
B．HIV 的膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成 C．西夫韦肽与双缩脲试剂发生反应，呈现紫色 D．西夫韦肽只有进入细胞内，才能发挥其效应
解析：西夫韦肽的化学本质属于蛋白质类，是大分子，能与 双缩脲试剂发生反应， 呈现紫色， 口服会被消化而失去疗效， A 项错误、C 项正确；HIV 是病毒，没有膜结构，B 项错误； 西夫韦肽是全新设计并合成的新一代膜融合抑制剂，在 HIV 的宿主细胞表面发挥其效应，D 项错误。
4．(2017· 高考江苏卷，3)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确 的是(
A．α ­鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有 8 个肽键 B．蛋白质是由 2 条或 2 条以上多肽链构成的 C．蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的 D．变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
A
)
解析：α­鹅膏蕈碱是环状八肽，是由 8 个氨基酸脱去 8 分子 水形成的，因而肽键的数目和脱去的水分子数目相同，A 项 正确；蛋白质不一定是由 2 条或 2 条以上多肽链构成的，B 项错误；蛋白质变性是其空间结构被破坏造成的，肽键并没 有断裂，C 项错误；变性蛋白质中仍含有肽键，能与双缩脲 试剂发生反应，D 项错误。
【感知考题】 (2016· 高考江苏卷，4)蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物 质。下列相关叙述错误的是(
A)
A．细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质 B．氨基酸之间脱水缩合生成的 H2O 中，氢来自氨基和羧基 C．细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与 D． 蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关， 而且也与功能基团相 关
2．(必修 1 P23 与生活的联系改编)高温使蛋白质丧失功能的 原理是什么？
提示：破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构。
突破 1 组成蛋白质的氨基酸的判断方法 判断依据：氨基酸中氨基、羧基的数目和连接位置。 (1)从数量上看，至少有一个—NH2 和一个—COOH，如下所 示不属于构成蛋白质的氨基酸：
高分点拨——类题通法 1．分析“碳骨架”，确定氨基酸的种类和数目的策略 当题目中给出肽链的结构简式时，首先要找出“中心碳原 子”和“—CO—NH—”交替连接构成的“基本骨架”，然 后在肽键中间“断开”，即可数出氨基酸的个数，通过比较 R 基的种类数可得出氨基酸的种类数。
2．辨识一些功能物质是否为蛋白质的图示判断法 一些功能物质的化学本质如下：(1)绝大多数酶是蛋白质，少 数酶是 RNA；激素中，有些是蛋白质，有些不是蛋白质。(2) 抗体和载体的本质都是蛋白质，但结构各不相同。蛋白质与 酶、激素、抗体、载体的关系如图所示：
氨基和羧基 羧基 其中的 H 分别来自____________ ，O 来自____________ 。
(3)一条肽链上氨基数或羧基数的确定：一条肽链上至少有一 个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的
两端 ，其余的氨基或羧基在____________ R基 上。 ____________
(4)多肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构。
生命活动的主要承担者——蛋白质
蛋白质的结构和功能(Ⅱ)
蛋白质的结构和功能
1．氨基酸的结构及其种类 (1)氨基酸的结构
①结构通式：
②
R基 ③各氨基酸之间的区别在于____________ 的不同。
(2)氨基酸的种类
必需氨基酸 能否在体内合成 ____________（8种） 生物体中约 20 种 非必需氨基酸（12种） （依据） ____________
3．如图表示在胰岛 B 细胞中胰岛素原生成胰岛素的过程。 该过程( )
B
A．发生在细胞质内的核糖体上 B．离不开内质网和高尔基体的作用 C．至少断裂两个肽键生成两分子水 D．需水参与，且水中氢全部用于形成—COOH
解析： 胰岛 B 细胞中胰岛素原生成胰岛素的过程是蛋白质的 一个再加工的过程，该过程离不开内质网和高尔基体的作 用，不是发生在核糖体上，A 错误、B 正确；断裂肽键需要 水分子而不是生成水分子，C 错误；水中的氢参与—COOH 和—NH2 的形成，D 错误。
命题 3 考查蛋白质的功能 5． 如图中的①②③分别表示生物体内的三个生理过程， 其中 Q 分别代表三种物质，下列有关 Q 的叙述，错误的是(
D)
A．Q 可能位于细胞膜上 B．Q 中可能含有硫元素 C．①不一定发生在细胞内 D．②必须依赖三磷酸腺苷
解析：根据过程①知 Q 可能是酶，绝大多数酶的化学本质是 蛋白质，可能含有硫元素；过程②说明 Q 可能是细胞膜上的 载体蛋白；过程③说明 Q 可能是抗体。酶促反应在细胞内外 均可发生，如唾液淀粉酶；物质跨膜运输不一定依赖三磷酸 腺苷，如协助扩散。