高中生物蛋白质复习课程

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第 3 讲 生命活动的主要承担 者——蛋白质
一.组成蛋白质的基本单位——氨基酸 1. 组成蛋白质的基本元素:C、H、O、N,有的还含 Fe、 S 。 2. 基本单位—— 氨基酸 。 (1)种类:①R 基不同, 20 种。
➢ 结构通式:

➢结构特点:一个中心碳原子上连接一个 氨基 、一个 羧基、一 个 H 和一个 R基团 。
1.氨基酸数、肽键数、脱水数、肽链数
(1)由脱水缩合反应可知,多肽在形成的过程中,每 形成一个肽键就脱去一个水分子,因此肽键数=脱 去的水分子数。 (2)由 n 个氨基酸形成一条肽链,则有如下等式:肽 键数=脱去的水分子数=氨基酸数目-1;该多肽 至少含有一个氨基和一个羧基,它们分别位于肽链 的两端,R 基团中也可能有氨基和羧基。
间结构,同时也破坏了氨基酸之间的肽键
3.如图所示,表示有关蛋白质分子的简要概念图,对图示分析
正确的是
()
A. 甲中一定含有 S、P 等元素 B.①过程发生所需的模板和运输乙的工具都是 RNA C.多肽中乙的数目等于丙的数目 D.蛋白质结构的多样性是同一生物体细胞多样性的根本原因
突破考点提炼方法
考点 蛋白质的合成过程及相关计算
4.某蛋白质相对分子量是11935,脱去的水分 子量是1908,若氨基酸的平均分子量是127, 求肽链的条数?
5.免疫球蛋白ⅠgG 的结构如图所示,其中—S—S—
表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该ⅠgG 由 m
个氨基酸构成,则该ⅠgG 有肽键数及形成该蛋白
质时相对分子质量减少了
( D)
A.m 个 (m-4)×18 B.(m+1)个 (m-4)×18 C.(m-1)个 (m-4)×18-6 D.(m-4)个 (m-4)×18+6
方法体验 DNA 与蛋白质的关系 正确理解蛋白质和 DNA 的关系,首先要从二者的元 素组成、基本单位、结构和功能等了解区别,然后通 过基因的表达过程了解两者的内在联系,同时在相关 的图解中能准确判断物质和过程的名称。计算时要注 意碱基与氨基酸的换算。
的化学组成及它们之间的关系。下列相关说法中,
不正确的是
()
A.A 和 B 是染色体的主要成分 B.过程 1、2、4 都有水的产生 C.密码子存在于 B 和 C D.过程 3、4 进行的场所和所利用的酶不同
解析 小分子 a 的组成元素是 C、H、O、N,由此可 以初步判断其为氨基酸,小分子 b 的组成元素是 C、 H、O、N、P,由此可以初步判断其为核苷酸。再根 据 A、B、C 三种大分子物质的相互关系图解,联想 到转录和翻译过程,B→C→A 为基因表达过程,C 为 mRNA,这样就可以判断 A 是蛋白质,B 是 DNA。 因 a(b)合成 A(B)的过程属于聚合过程,该过程有水产 生。C→A 属于氨基酸的脱水缩合,也有水的生成。 B→C 是转录过程,主要在细胞核中进行,C→A 是翻 译过程,在核糖体上进行,转录和翻译所利用的酶不 同。密码子是指在 mRNA(C)上三个相邻的决定氨基 酸的碱基,所以 C 项错误。 答案 C
6. 某蛋白质的结构示意图如图所示,其中—S—S—表 示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由 m 个 氨基酸构成,则该蛋白质分子在形成时生成的水分 子数和减少的相对分子质量分别为( )
A.m 个、18m B.(m-4)个、18(m-4) C.(m-3)个、18(m-3)+4 D.(m-2)个、18(m-2)+4
(3)m 条肽链的相关计算
下图为形成某蛋白质分子的 m 条肽链的结构模式 图,两个氨基酸中间的横线为肽键,1 条肽链的两 端的横线分别表示直接连接氨基和羧基的化学键。
由 n 个氨基酸形成 m 条肽链,肽键数=脱去的水 分子数=氨基酸数目-m;该蛋白质分子中至少含 有 m 个氨基和 m 个羧基。
归纳提升 假定氨基酸的平均相对分子质量为 a,参与
DNA、mRNA 中碱基数,则一般用关键词“至少”, 原因是该计算过程中都不考虑终止密码子的问题。
断裂前
断裂后
变化数量
肽键数变化 39-1= 35(氨基酸数)- 38-31=7 个,即
38
4(肽链数)=31
减少 7 个
氨基、羧基数
(至少)
各1个
各4个
1-4=-3 个,即 增加 3 个
N 原子数
假设 m 个
➢不同氨基酸的区别在于 R基团 的不同。
② 氨基酸的来源
必需氨基酸8种;(婴儿有9种) 苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、苏氨酸、 色氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、亮氨酸;
非必需氨基酸12种。
3.氨基酸的去路
• 蛋白质 蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸
吸 收
生命活动
细胞
循环系统
二、蛋白质的结构
1.脱水缩合 在酶的作用下,一个氨基酸的羧基提供的 -OH与另一个 氨基酸的氨基提供的-H生成 1 分子水被脱去,而羧基和 氨基剩余的基团相连成为 肽键,其结
字为氨基酸序号)及部分肽链的放大图(图 2)。请据
图判断,下列叙述中正确的是
()
A. 该蛋白质中含有 1 条肽链,124 个肽键 B.图 2 中含有的 R 基团是①②④⑥⑧ C.从图 2 可推知该肽链含有 2 个游离的羧基 D.该蛋白质合成的场所是细胞质中的核糖体
源自文库
5.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、分解成这 些小分子肽所需要的水分子总数依次是 ( )
识图析图
想一想 (1)多肽的多样性和蛋白质多样性有何不同?
(2)所有酶、激素都是蛋白质吗?
提示 (1)多肽的多样性只有氨基酸方面的 3 个原因, 没有空间结构的差别。 (2)绝大多数酶是蛋白质,少数酶为 RNA;部分激素 如生长激素、胰岛素、胰高血糖素是蛋白质,但性激 素是脂质。
疑误辨析 蛋白质与多肽的区别与联系
m-4(4 个丙氨 酸每个含 1 个
氮原子)
m-m+4=4 个, 减少 4 个
C 原子数
假设 m 个
m-3×4(即 4 个丙氨酸,每个 含 3 个碳原子)
m-m+3×4= 12 个,减少 12 个
O 原子数 H 原子数
m-8(4 个丙氨
酸含 8 个 O 原 假设 m 个 子)+7(肽键减
少 7 个,需消耗
2.蛋白质与核酸的关系
(1)由 A、B、C 三种大分子之间的关系分析推断甲、 乙、丙三个过程分别为:甲是 DNA 复制,乙是转录, 丙是翻译。组成单位 a、b、c 分别是脱氧核苷酸、核 糖核苷酸和氨基酸,大分子物质 A、B、C 分别是 DNA、mRNA 和蛋白质。 (2)生物多样性的直接原因是蛋白质多样性;根本原 因是 DNA 多样性(不能说核酸多样性,因为核酸有两 种);同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原 因是基因的选择性表达(转录形成的 RNA 不同)。
A.n-m C.n+m
B.n-2m D.n+2m
(C )
2.血红蛋白由 574 个氨基酸,4 条肽链组成,脱去的 水分子数和肽键数各为多少?
3.某三十九肽中共有丙氨酸 4 个,现去掉其中的丙 氨酸得到 4 条长短不等的多肽(如图所示),分析该过 程中肽键数、游离的氨基、羧基数至少为多少?
4.如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图 1,其中数
(3)蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性,因而 可以从分子水平上,通过分析不同物种的核酸和蛋白 质来区分或判断不同物种间的亲缘关系,也可用于刑 事案件的侦破或亲子鉴定。 特别提醒 生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨 基酸等则不具有物种差异性。
对位训练
4.如图表示人体细胞内的几种重要化合物 A、B、C
一切生命活动离不开蛋白质, 蛋白质是生命 活动的主要承担者。
1. 2008 年 8 月底,在市场上出售的某些品牌的婴幼
儿配方奶粉及液态奶中被检测出三聚氰胺,这是一
些不法商家为了提高奶粉及液态奶中的含氮量而
添加的。一般说来,每 100 克蛋白质平均含氮为 16
克,这些氮主要存在于蛋白质的
(A )
A.—CO—NH— C.游离的羧基
蛋白质
多肽
有无空间结构


多样性原因
四个方面
只有三个方面, 无空间结构差异
联系
蛋白质可由一条或几条肽链形成
翻译的直接产物——多肽,不叫蛋
提醒
白质,必须经内质网和高尔基体再 加工后,形成一定的空间结构才叫
蛋白质
三.蛋白质的功能
• 结构蛋白:构成细胞和生物体的主要成分 • 催化:催化细胞内的化学反应:酶 • 调节生活动:部分激素(如胰岛素、生长激素) • 运输:如血红蛋白、细胞膜载体 • 免疫:如抗体 • 运动作用:如肌动蛋白、肌球蛋白 • 凝血:如纤维蛋白 • 接受、传递信息
5.如图为人体中的两种重要有机物 B、E 的组成及 相互关系图,关于此图的叙述中正确的是 ( )
A.E 和 G 在同一个体的不同细胞中含量基本相同 B.G 是遗传物质的载体,在细胞核中合成 C.B 是细胞中含量最多的有机物 D.鉴定 B 时需要水浴加热
解析 由元素的种类和 E、G、B 的关系可知,E 代 表 DNA,G 代表 mRNA,B 代表蛋白质,蛋白质是 细胞中含量最多的有机物。在同一个体的不同细胞 中,DNA 基本相同,但由于基因的选择性表达,合 成的 mRNA 的种类和数量不同。染色体是遗传物质 的载体。用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,不需要加热。 答案 C
3.二硫键形成过程
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。
4.有关蛋白质相对分子质量计算
蛋白质的相对分子质量= 氨基酸个数×氨基酸平均相对分子质量—18 ×脱水数
脱水缩合反应的氨基酸数目为 n,则存在以下关系:
肽键 脱去水分 多肽相对分子 氨基 羧基
数目 子数目
质量
数目 数目
1条 肽链
n-1
n-1
至少 至少 an-18(n-1) 1 个 1 个
m条 肽链
n-m
至少 至少 n-m an-18(n-m) m 个 m 个
1.(2009·上海生物,15)某蛋白质由 m 条肽链、n 个 氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是
B.游离的氨基 D.R 基团
2.下列关于蛋白质结构和功能的叙述中,错误的是 (D )
A.不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺 序不同,而且各自具有独特的空间结构
B.蛋白质之所以具有多种生理功能,是因为它具 有多种多样的结构
C.蛋白质的多样性也是长期进化的结果 D.开水煮沸鸡蛋清,不仅破坏了其中蛋白质的空
m-m+8-7=1 个,即减少 1 个
7 个子 H2O)
m-7×4(4 个
丙氨酸含 28 个 m-m+28-14
假设 m 个 H 原子)+14(7 =14 个,即减少
个 H2O 含 14 个
14 个
H 原子)
考点二 蛋白质与核酸 1.肽键和磷酸二酯键的形成
(1)两种化学键的形成都伴随着 H2O 生成,都是吸 能反应,都消耗 ATP。 (2)肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶;磷酸二酯键的形 成需 DNA 聚合酶或 DNA 连接酶(片段连接),断裂 需 DNA 水解酶或限制性核酸内切酶。 (3)肽键形成场所——核糖体;磷酸二酯键形成场所 ——细胞核、叶绿体、线粒体等。
1.血红蛋白由574个氨基酸形成4条肽链构成, 氨基酸的平均分子质量是127,求血红蛋白 的相对分子质量?
2.氨基酸平均分子质量是128,求由100个氨基酸 通过脱水缩合形成2条肽链构成,求蛋白质 的相对分子质量?
3.有一种毒蘑菇,是环状8肽,如果氨基酸的 平均分子质量是128,求毒蘑菇的相对分子 质量?
4.氨基酸与相应 DNA、RNA 片段中碱基数目之间的 关系 DNA(基因)—转—录→mRNA—翻—译→蛋白质(性状) 碱基数 6 ∶ 碱基数 3 ∶ 氨基酸数 1 mRNA 为单链,DNA 为双链,故 DNA∶RNA(碱 基数)=2∶1;而 mRNA 上每相邻的 3 个碱基决定 1 个氨基酸,故碱基与氨基酸为 3∶1 的关系。 特别提醒 若已知 DNA、mRNA 中碱基数求氨基 酸数,一般用关键词“最多”;若已知氨基酸数求
构式为

2.蛋白质结构多样性的原因 (1)组成蛋白质多肽链的氨基酸在 种类 、 数量和 排列顺序 上的不同。 (2)构成蛋白质的多肽链在 空间结构上的不同。
3.蛋白质的热变性 (1)蛋白质的空间结构表现蛋白质的 生物活性 。 (2)温度过高使空间结构发生改变而失去生物活性。
4.蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的 结构 多样性决定了其 功能 多样性,二者 是高度 统一 的。
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