细胞中的蛋白质

1.若n个氨基酸形成一环状多肽,则:
肽键数=脱去水分子数=氨基酸数(n) 2.在计算多肽相对分子质量时,还要考虑一些其他化学 变化过程,如二硫键(—S—S—)的形成,每形成一个二硫 键,脱去2个H,故相对分子质量减少2。
典例1 (2012年荆州模拟)下列关于氨基酸
和蛋白质的叙述,错误的是 ( ) A.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,则它的分 子式是C5H11O2NS B.酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异 是由R基的不同引起的 C.n个氨基酸共有m个氨基,则这些氨基酸缩合成的一 个多肽中的氨基数必为m-n D.甜味肽的分子式为C13H16O5N2,则甜味肽一定是一种
【思路剖析】每个肽链片段的主链都至少含1个氨基 和1个羧基,所以,1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个 七肽至少共含9个氨基。肽键数为:51-(1+2+3+3)=42 (个)。1个二肽水解需要1×(2-1)=1个水,2个五肽水解 需要2×(5-1)=8个水,3个六肽水解需要3×(6-1)=15个水, 3个七肽水解需要3×(7-1)=18个水,因此,这些短肽彻底 水解所需的水分子总数是1+8+15+18=42(个)。或者 从肽键数等于水分子数角度考虑。
拟考试题
第一单元 第一课时
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核心突围 技能聚合
一、氨基酸和蛋白质的形成 1.蛋白质的形成过程分析
(1)蛋白质与多肽的关系:每个蛋白质分子可以由一条 肽链组成,也可由几条肽链通过一定的化学键(肯定不 是肽键)连接而成。但多肽一般是折叠成特定的空间 结构进而构成蛋白质时,才能执行特定的生理功能。
(2)肽键的结构式可表示如下:
或
或
(3)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。 (4)H2O中的H来自于-COOH和-NH2,而O则只来自于
-COOH。 (5)若某肽链中有四个肽键,此化合物应叫五肽,不叫四 肽,即以脱水缩合的氨基酸个数命名。
2.多肽(蛋白质)的结构分析 (1)氨基数=肽链数+R基上的氨基数 (2)羧基数=肽链数+R基上的羧基数 (3)N原子数=各氨基酸中N的总数=肽键数+肽链数+R 基上的N原子数 (4)O原子数=各氨基酸中O的总数-脱去水分子数=肽键 数+2×肽链数+R基上的O原子数 (5)肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数=水解需水数
3.脱水缩合过程的相关计算 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条肽链或m条肽链:
形成肽 形成肽 脱去水 氨基 羧基 链数 键数 分子数 数目 数目
多肽相对 分子质量
1
n-1
n-1
至少 至少 na-
1个 1个 18(n-1)
m
n-m
n-m
至少 至少 na-
m个 m个 18(n-m)
二肽
【思路剖析】甲硫氨酸R基中含3个C、7个H、1个S, 除R基之外部分共含2个C、2个O、4个H、1个N ,所 以甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS,故A正确。氨基酸 之间的不同是由R基的不同引起的,故B正确。n个氨 基酸若缩合形成一个环状肽,则多肽中的氨基数为m -n,若形成一个链状肽,则氨基数为m-n+1,故C错误。甜 味肽既然称肽,一定是不少于2个氨基酸参加的缩合 反应的产物;又因其分子式中只含2个N原子,而一个 氨基酸中最少含1个N原子,所以甜味肽一定是一种二 肽,故D正确。 【答案】C
4.氨基酸的排列与肽类化合物的种类计算 (1)假设有A、B、C三种氨基酸,在每种氨基酸数目无 限的情况下,可形成肽类化合物的种类: 形成三肽的种类:33=27种 形成二肽的种类:32=9种 (2)假设有A、B、C三种氨基酸,在每种氨基酸只有一 个的情况下,形成肽类化合物的种类: 形成三肽的种类:3×2×1=6种
【答案】C
1.(2013年菏泽检测)关于人体内蛋白质的叙述,错误的 是( ) A.合成蛋白质的氨基酸全部为必需氨基酸 B.蛋白质也可被氧化分解释放能量 C.组成肌肉细胞的有机物中蛋白质含量最多 D.有些蛋白质具有调节新陈代谢的作用
【思路剖析】合成蛋白质的氨基酸,有必需氨基酸,也
有非必需氨基酸。必需氨基酸和非必需氨基酸的划分 是依据是否能在生物体内合成为标准的,能在生物体内 合成的就是非必需氨基酸,不能在生物体内合成的就是 必需氨基酸。蛋白质也属于能源物质,也可以被氧化分 解释放能量;在活的生物体中,含量最多的有机化合物是 蛋白质;有些蛋白质如生长激素、胰岛素等能调节生物 体的新陈代谢。
【答案】D
典例4 (2013年天津联考)多肽分子能被肽 酶降解,至于哪一肽键被断裂则决定于肽酶的类型。已 知肽酶P能断裂带有基团R4的氨基酸和相邻氨基酸的氨 基基团之间的肽键,则P能打开下图中的哪个键( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【思路剖析】首先确定肽键的位置。根据肽键是与氧成 双键关系的碳与氮之间的化学键,可排除2、4两处。再根 据题干中“肽酶P能断裂带有基团R4的氨基酸和相邻氨基 酸的氨基基团之间的肽键”这句话及图示中所示“1处是 带有基团R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间形成 的肽键;3处是带有基团R4的氨基酸和相邻氨基酸的氨基基 团之间的肽键”,可确定P能打开图中3处的键。
形成二肽的种类:3×2=6种 5.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关 系 DNA(基因) mRNA 蛋白质 碱基数 ∶ 碱基数 ∶氨基酸数
6 ∶ 3 ∶1 由于mRNA中有终止密码子等,上述关系应理解为每合 成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基
因)上的6个碱基。 规律精讲精析
典例3 (2013年桂林模拟)从一动物细胞中
得到两类大分子有机物X、Y,已知细胞中X的含量大 于Y,用胃液处理,X被分解而Y不变。X含有化学元素N ,有的还含有S,Y含有化学元素N和P,它们与碘都不发 生颜色反应,且细胞膜上有X而无Y。下列有关X、Y 的叙述,错误的是 ( )
A.X可能是蛋白质 B.Y的基本组成单位可能是核苷酸 C.细胞膜上的X可能是载体 D.Y只存在于细胞核中 【思路剖析】根据“细胞中X的含量大于Y,用胃液 处理,X被分解。X含有化学元素N,有的还含有S” 和
3.组成生物体氨基酸的结构特点:每种氨基酸都至少含 有一个②氨基和一个③羧基,并且都有一个氨基和一个 羧基连在④同一个碳原子上。
4.氨基酸分子结构通式:
氨基酸之间的区别在于R的不同。
5.氨基酸分子相连接的方式:⑥脱水缩合,即一个氨基酸 分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接形成⑦ 肽键,同时脱去一个水分子的过程。两个氨基酸的缩合 物叫⑧二肽;多个氨基酸的缩合物叫⑨多肽。多肽通常
“细胞膜上有X”等题干信息,结合所学知识:“在细胞 中,有机物含量最高的是蛋白质;胃液中含有胃蛋白酶, 可分解蛋白质;蛋白质中含有N、S;细胞膜上的载体和 受体都是蛋白质等”,可确定X是蛋白质。根据题干信 息“用胃液处理,X被分解而Y不变”和“Y含有化学元 素N和P”等信息,可判定Y是核酸。组成核酸的基本单 位是核苷酸。核酸在细胞质和细胞核中都有分布。
3.(2011年烟台模拟)用氨基酸数目自动分析仪测定几 种多肽化合物的氨基酸数目如下表所示:
①②③④⑤⑥
多肽化 催产素 牛加血 血管舒 平滑肌 猪促黑 人促黑
合物
压素 张素 舒张素 色素 色素细
胞激素
氨基酸 9
9
9
10 13 22
数目
(1)表中①②③的氨基酸数目虽相同,但其生理作用彼
此不同,这是因为它们的
呈链状结构,叫⑩肽链。肽链不呈 直线,也不在一个 平面上,而是盘曲、折叠形成一定的空间结构。 二、蛋白质 1.蛋白质的结构 (1)化学结构:由一条或几条肽链组成,每条肽链至少含 有一个游离的氨基和一个游离的羧基。
(2)空间结构:由一条或几条肽链通过一定的化学键(如
二硫键)折叠、盘曲,形成具有一定空间结构的蛋白质 分子。
质量多
。
【思路剖析】蛋白质结构的多样性是由于组成蛋白 质的氨基酸分子的种类不同,数量不同,排列顺序不 同,以及蛋白质的空间结构的不同而导致的。由于蛋 白质结构的不同,导致了蛋白质功能的多样性;虽然组 成蛋白质的氨基酸的个数相同,但由于排列不同和种
类不同,形成的蛋白质也不一样。一般来说,在多肽链 的两端,是游离的氨基和羧基分布的地方。一条肽链 至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基。
不
同。
(2)表中③与④或⑤与⑥虽然功能相同,但各具专一性,
它们之间的差异取决于
。
(3)在不知道血管舒张素具体结构的情况下推知这种肽
类化合物至少有
个氨基和
个羧基,这
些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置?
。
(4)⑥中常见的氨基酸最多有
种。
(5)假若构成这六类化合物的每一种氨基酸的平均相对
分子质量均为m,则⑤的相对分子质量比④的相对分子
第三课时 细胞中的蛋白质
知识诠释 思维发散
一、氨基酸 1.①氨基酸是组成蛋白质的基本单位,人体约有20种。 必需氨基酸:人体不能合成,必须从外界获取,成人有8种 。非必需氨基酸:可在人体内转化合成,成人有12种。 2.八种必需氨基酸的识记规律 一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮 氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)
【答案】A
2.(2013年江西白鹭洲中学高三月考)右图表示一个由2 00个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是 ()
A.该分子中含有198个肽键 B.参与构成该蛋白质分子的氨基酸 中至少有200个氨基 C.200个氨基酸缩合成该蛋白质时分子总量减少了3582 D.该蛋白质中至少含有3个-NH2 【答案】C
典例2 (2013年诸城模拟)现有Baidu Nhomakorabea基酸800
个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,则由这些 氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基 和羧基的数目依次分别为 ( )
A.798、2和2 C.799、1和1
B.798、12和10 D.798、11和9
【思路剖析】侧链中氨基、羧基的总数分别为:810-8 00=10(个);808-800=8(个)。这些氨基、羧基不参加反 应。根据氨基酸数、链数、键数间的关系式可计算 出,肽键数为:800-2=798(个)。每条肽链的主链中有一 个没参加反应的氨基和一个没参加反应的羧基,所以, 由800个氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质中共有 氨基和羧基的数目依次分别为10+2=12;8+2=10。 【答案】B
(3)结构特点:具有多样性。
a.直接原因是组成蛋白质分子的氨基酸的种类、数量 和 排列顺序的不同,多肽链的盘曲、折叠的方式及其 形成的空间结构千差万别,使蛋白质的结构具有多样性。
b.根本原因是 DNA分子的多样性。由于蛋白质是生 命活动的主要承担者,从而导致了生物的多样性。
2.蛋白质的功能
种类 功能
【答案】(1)氨基酸的种类和排列顺序 (2)氨基酸的 种类不同,数量不同,排列顺序不同 (3)1 1 这两个 基团应该位于肽链的两端 (4)20 (5)3(m-18)
基础·角度·思路
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分) 1.(视角拓展)某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把 其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽,则这 些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数以及彻底水解 所需的水分子总数依次是 ( )
二、蛋白质的结构层次分析
思维误区规避 多肽和蛋白质的区别
1.结构上有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级形式,一般 无生物活性;而蛋白质具有一定的空间结构,有生物活 性。 2.一条刚刚从核糖体这一车间下线的多肽链可以叫多 肽,但不能称为蛋白质。蛋白质往往是由一条或几条多 肽链和其他物质结合而成的。即基因控制蛋白质合成 时,翻译的直接产物应为多肽,不是蛋白质。
例子
结构 参与构成 细胞和生物体 羽毛、肌肉、头发、蛛丝中的
蛋白
蛋白质
催化 催化生物体内化学反应
消化酶、呼吸酶、光合作用
蛋白
酶等
运输 参与生物体内物质 运输 膜上的载体、红细胞中的血红
蛋白
蛋白等
信息 传递信息,调节机体生命活 蛋白 动
激素、神经递质
免疫 参与人体 免疫 蛋白
抗体、淋巴因子等
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