第2讲 蛋白质的结构和功能(高中一轮复习)

考点二
聚焦蛋白质的结构层次及其多样性
1.图示分析蛋白质的结构多样性和功能多样性
2.观察氨基酸、多肽、肽链、肽键和蛋白质的关系图示
(1)多肽与蛋白质的最重要的区别是 多肽无空间结构 (2)如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶，需要参与的细胞器
。
是 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 。
说明：唾液淀粉酶是分泌蛋白，参与其合成和运输 的结构除了上面的细胞器，还有细胞核、细胞膜。
）
C.1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基 D.在细胞中合成1个C22H34O13N6分子，至少需要3种tRNA
解析：分子式为C22H34O13N6的多肽化合物水解产生三种 氨基酸，由于每种氨基酸只含有一个氨基，因此此化合物 是六肽化合物，由6个氨基酸构成。由于谷氨酸含有两个 羧基，根据氧原子数可推出此化合物含有3个谷氨酸，4个
列3种氨基酸。据此判断，下列有关叙述错误的是（ H H H C COOH H3 C C COOH NH2 NH2 丙氨酸 甘氨酸 H H H H C C C COOH H NH2 COOH 谷氨酸 A.1个C22H34O13N6分子水解可以产生3个谷氨酸
B.合成1个C22H34O13N6分子的同时将产生5个水分子
2.蛋白质的结构层次及其多样性 氨基酸 脱水缩合： 多肽 折叠 盘曲 结构多样性 蛋白质 导致 组成蛋白质的氨基酸 种类 氨基酸的 数目 不同 氨基酸的排列顺序 不同 蛋白质的 空间结构 不同 不同
功能多样性
三、蛋白质的功能
蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表 功能
结构蛋白 催化作用 运输作用 信息传递和调节 免疫作用 实例 羽毛、肌肉、头发、蛛丝 绝大多数酶 载体、血红蛋白 胰岛素等蛋白质类激素 抗体
6.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系 DNA（基因） 转录 碱基数 6 ∶ ∶ mRNA 碱基数 3
翻译 蛋白质
∶ ∶
氨基酸数 1
说明：由于mRNA中有终止密码子等原因，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。
【例】一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下
拓展理解 二硫键形成过程
蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。 一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程 中要脱去2个氢。故计算蛋白质分子量时除减去H2O的分子量 外，还应考虑脱去H的分子量。上图为胰岛素分子形成3个二 硫键的情况。
要点探究
考点三 归纳蛋白质合成过程的有关计算
1．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 形成
肽链 肽键 数 1 数
脱去
水分 氨基数目 羧基数目 子数 至少 1 个 至少 1 个
多肽相对分子质
量 na－18(n－1)
na－18(n－m)
n－1 n－1
m
n－m n－m 至少 m个 至少 m 个
补充：肽链中的氨基数＝肽链数+R基中的氨基数 肽链中的羧基数＝肽链数+R基中的羧基数
易 错 警 示
有关蛋白质计算的4个易错提示
(1)计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加 H2O中的O、 H数值。 (2)若形成的多肽是环状：氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。 (3)在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告 知蛋白质中含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个 二硫键，脱去2个H。 (4)关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的 数量”还是“氨基酸的种类”。
子中肽键与氨基数目的最大值分别是
（D ）
A.200和200
C.189和11
B.200和Baidu Nhomakorabea15
D.189 和26
解析：5个四肽中肽键数为3×5=15个，4个六肽中肽键数
为5×4=20个，1个2条肽链构成的蛋白质分子共有200－4×5 －6×4=156个氨基酸，肽键数为156－2=154个，故这些多肽 和蛋白质分子中，肽键数的最大值为15＋20＋154=189个;含 有215个N原子的200个氨基酸中，R基中氨基数目最多有15个; 每条多肽链至少含一个游离的氨基，这些多肽和蛋白质分子 中共有5＋4＋2=11条肽链。所以，这些多肽和蛋白质分子中，
命题设计
现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOWS(Z>12，W>13)。已知 将它彻底水解后只得到下列氨基酸。下列叙述中，正确的 是( )
12个密码子(不考虑终止密码子) A．合成该多肽时，至少需36个密码子 12×6=72个碱基 B．控制合成该多肽相应的基因至少有36个碱基 C．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(Z－12)个赖氨酸 氮原子数＝肽键数＋1＋赖氨酸个数×1=11+1+X (W－13)/2 D．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(W－13)个天冬氨酸 氧原子数＝肽键数＋2＋天冬氨酸个数×2=11+2+2Y
2．在胰岛B细胞中先合成胰岛素 原，胰岛素原再通过蛋白酶的水 解作用，生成胰岛素(如图所示)。 胰岛素原水解所需的水分子中的 氢用于( B )
A．形成—COOH和—SH B．形成—NH2和—COOH C．形成—SH和—OH D．形成—COOH和连接碳的—H
解析：比较胰岛素原与 胰岛素的结构，可见胰 岛素原通过蛋白酶的水 解作用破坏的是氨基酸 之间的肽键。肽键形成 时水分子中的氢来自— NH2和—COOH，故肽 键被破坏时消耗的水分 子中的氢用于形成— NH2和—COOH。
易 错 警 示 蛋白质结构的2个误区
(1)氨基、羧基和肽键的书写误区
不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为 COOH；也不要将肽键误写为CO—NH或 (2)蛋白质变性的误区分析 高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是 破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。 。 或
命题设计
游离的羧基。
答案：C
【知识链接】（1）氨基酸与相应DNA、RNA片段中
碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、
“至少”时，不应考虑计算过程中终止密码子的碱
基数。
（2）计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加H2O
中O和H的数值。
（3）环状多肽中肽键数与氨基酸数相同。
2.含有215个N原子的200个氨基酸，形成5个四肽、4个六肽 和1个2条肽链构成的蛋白质分子，这些多肽链和蛋白质分
只有一个氨基和一个羧基，R基中可能含有氨基和羧基。
命题设计
1.下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构 式，据图分析下列叙述不正确的是 ( D ) 解 析 ： 根 据 组 成 蛋 白 质的氨基酸的结构通 式可判断：甲、乙、 丙三种氨基酸的 R 基分 别 是 H 、 —CH3 、 — CH2OH ， 不 同 氨 基 酸 R基的不同决定了其理 化性质的不同；组成 A．以上这三种氨基酸的R基依次分别 蛋白质的氨基酸至少 是—H、—CH3、—CH2OH 含有一个氨基和一个 B．这三种氨基酸理化性质的不同取决于 羧基，且都有一个氨 R基不同 基和一个羧基连接在 C．甲是最简单的氨基酸 同一个碳原子上。 D．从上式可看出，只要含有一个氨基和 一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨 基酸
(3)肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，可示
，
还可以表示为 一CO一NH一和一NH一CO一
。
解 惑
①多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数，即
2个氨基酸形成二肽，3个氨基酸形成三肽。
②氨基酸脱水缩合过程中失去的水中的H来源于氨基 (—NH2)和羧基(—COOH)。 ③R基中的氨基和羧基一般不发生脱水缩合。
第 2讲
蛋白质结构和功能
基础梳理
一、蛋白质的基本单位——氨基酸
1、元素组成： C、H、O、N
能否在体
。
必需氨基酸 (8种)
非必需氨基酸（12种）
2、种类：约 20 种 内合成
3、结构通式：
4、结构特点： (1)每个氨基酸至少有一个 氨基 和一个羧基；
(2)都有一个氨基和羧基连接在 同一个碳原子 上； (3)各种氨基酸之间的区别在于 R基 的不同。
氨基数目的最大值为15＋11=26个。
巧 记
(1)8种必需氨基酸：甲(甲硫)携(缬)来(赖)一(异亮) 本(苯丙)两(亮) 色 书(苏)。 (2)氨基酸的结构通式：氨基酸中有个碳，伸出四手 向外连，下面连着氢原子，上面顶着R基团，左手拽 的是氨基，右手还把羧基牵。
二、蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸分子间的连接方式——脱水缩合 (1)过程：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，同时脱去 一分子水 。 (2)二肽的形成示例
技法提炼
蛋白质合成中的相关计算
1．氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－ 肽键数。 2．羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－ 肽键数。 3．氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸 中N的总数。 4．氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基 酸中O的总数－脱去水分子数。 5．氢原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱去水分子数。
1.如图所示，物质A是在胰岛B细胞中合成的，且与血糖调节有 关。物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复 制。物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。物质D由垂 体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法不正确 ABD 的是(多选 )( )
生长激素 A．A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长素 B．物质A、B、C、D结构多样性的直接原因是a的种类、数量和 排列顺序不同 多肽链的空间结构的不同 C．与A、B、C、D四种物质的合成、分泌有关的细胞器是核糖体、 内质网、高尔基体、线粒体 分泌蛋白 D．高温和低温均能破坏物质A的空间结构，使其调节血糖的能力 丧失 不破坏空间结构
辨析：酶(a)、激素(b)与蛋白质(c)的关系：
要点探究
考点一 分析氨基酸及其种类
观察下面的氨基酸结构图示，回答问题：
1．写出图中结构名称：a. 氨基
，c. 羧基 。
2．不同的氨基酸取决于R基的不同，图中两种氨基酸的R基 分别是 b、d (用字母代号表示)。
说明：组成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基，并非