最經典總結-蛋白質的結構和功能

考點二蛋白質的結構和功能(5年6考)I考點自主航理I ，夯基國本提,精華1.蛋白質的結構及其多樣性(1)氨基酸的脫水縮合①過程：一個氨基酸分子中的氨基(一NH2)和另一個氨基酸分子中的羧基2(—COOH)相連接，同時脫去一分子水。②二肽形成示例0-H+11場所：核桃體H-N-C4C-N4C-C-O-H0-H+11場所：核桃體H-N-C4C-N4C-C-O-H+氏0?rII??II—HH0HH0③肽鍵：連接兩個氨基酸分子的化學鍵可表示為一CO—NH—。⑵蛋白質的結構層次fl-MtC近白質游離段基游離就基fl-MtC近白質游離段基游離就基\7個,……畢 的 瞬H.N-C-CObCJH+H三HN?匚一CCDJK+HN-C-CGOH--H…夠…li h---?①肽的名稱確定：一條多肽鏈由幾個氨基酸分子構成就稱為幾肽。②H2O中各元素的來源：H來自一COOH和一NH2，O來自一COOH。③一條肽鏈上氨基數(shù)或羧基數(shù)的確定：一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端；其余的氨基(或羧基)在R基上。(3)蛋白質的結構多樣性與功能多樣性;一原因氮基啜修氨基酸妲,需禰方式及共正成、 [繆虹的歲間鉆制不問:蛋白板多樣性多樣十生功髓再口;一原因氮基啜修氨基酸妲,需禰方式及共正成、 [繆虹的歲間鉆制不問:蛋白板多樣性多樣十生功髓再口防構蛋白調仃 W.:化一輸免一運動（組成細胞「蚩「I施1大步（栽體弱歸、I抗體｝1肌動和生物體｝類激素）數(shù)酣]蛀t蚩EI1 蛋門I■助學巧記巧用“一、二、三、四、五”助記蛋白質的結構與功能（小，忘汗氨底頓的結枸通式.標r期成全白質的泉舟豉曲隨同時具作的標泄有兩Vy"個；-星數(shù)量祚準，二是位置標準.白、,.蛋白質分子小成過程的鼻色裝蚩關系；.脫盅水分系 子數(shù)=肽被蛾=氫.霖酸繳-肽鞋數(shù).原理白質分子制構多樣性的原因有明個：敏魅威相1小J看'種.不同?缸在般的救量不同，氨基酸排列喧工序不同，蛋告盾的空間結構不同.八八!期.蛋白質弁子主要有5個功能：細胞的如成物質?■傕⑦能一化作用，免疫作用.運輸作用和調節(jié)作用.2.氨基酸脫水縮合與相關計算（1）蛋白質相對分子質量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關系①肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)；②蛋白質相對分子質量=氨基酸數(shù)目義氨基酸平均相對分子質量一脫去水分子數(shù)又18。（不考慮形成二硫鍵）肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)多肽鏈相對分子量氨基數(shù)目羧基數(shù)目1條mm—1m—1am一18（m一1）至少1個至少1個n條mm—nm—nam一18（m一n）至少n個至少n個注：氨基酸平均分子質量為〃。（2）蛋白質中游離氨基或羧基數(shù)目的計算①至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)XI。②游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈數(shù)X1+R基中含有的氨基或羧基數(shù)。(3)利用原子守恒法計算肽鏈中的原子數(shù)①N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中N原子總數(shù)。②O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2義肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中O原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)。?深度思考？.在分泌蛋白的合成、加工、運輸和分泌的過程中，用含35S標記的氨基酸作為原料，則35S存在于圖示①?④中的哪個部位？H H④一CONH—C一②一C一③① CH,提示35S存在于氨基酸的R基上，題圖中①處是R基，②處是肽鍵，③處連接的是肽鍵或羧基，④處連接的是碳原子，故35S存在于①部位。.蛋白質是生命活動的主要承擔者，在組成細胞的有機物中含量最多。下圖為有關蛋白質分子的簡要概念圖，請思考：化學磁片打分子^構多樣性元素組成)《基本單位)化學磁片打分子^構多樣性元素組成)《基本單位)(c⑴圖示a中一定具有S嗎？⑵圖示①為何種過程？該過程除產生多肽外，還會產生何類產物？⑶圖中b、c、d內容是什么？請寫出b、c的化學表達式。⑷甲硫氨酸的R基是一CH2—CH2—S—CH3，則它的分子式是?提示(1)不一定。⑵①為“脫水縮合”過程，該過程還可產生h2o。(3)b、c、d依次為“氨基酸”、“肽鍵”、“蛋白質功能多樣性”；TI.N—CCOOH：b的化學表達式為 Hc的化學表達式為一CO—NH—。⑷氨基酸共性部分為C2H4O2N，則甲硫氨酸分子式為C2+3H4+7O2NS即C5H11O2NS。1.真題重組判斷正誤⑴植物根細胞膜上存在運輸離子的蛋白質（2016*海南卷，3A）（J）⑵植物葉肉細胞中液泡膜與類囊體膜上的蛋白質不同（2016*海南卷，3B）（J）⑶血紅蛋白中不同肽鏈之間通過肽鍵連接（2014?江蘇卷，1C）（X）⑷高爾基體是肽鏈合成和加工的場所（2013*安徽，1B）（X）⑸細胞中氨基酸種類和數(shù)量相同的蛋白質不一定是同一種蛋白質（2013?天津，1C）（J）奇羨班近以上內容主要源于教材必修1P20?24關于蛋白質的合成、多樣性及功能的內容，把握氨基酸的種類、特性；氨基酸如何形成蛋白質及蛋白質重要功能舉例并能進行相關計算是解答本類題目的關鍵。2.（教材必修1P24T3改編）下圖為牛胰島素結構圖，該物質中一S—S一是由兩個一SH脫去兩個H形成的。下列說法正確的是（ ）A.牛胰島素為51肽，其中含有50個肽鍵B.牛胰島素中至少含有2個一NH2和2個一COOHC.牛胰島素水解產物含有20種不同的氨基酸D.牛胰島素形成時，減少的分子質量為882解析由圖可知，牛胰島素是由兩條肽鏈形成的蛋白質，不是多肽，含有的肽鍵數(shù)=氨基酸的分子數(shù)一肽鏈數(shù)=51—2=49,A錯誤；牛胰島素含有兩條肽鏈，每條肽鏈至少含有一個一NH2和一個一COOH,因此至少含有2個一NH2和2個—COOH,B正確；牛胰島素水解產物最多含有20種不同的氨基酸，C錯誤；牛胰島素形成的過程中,形成了49個肽鍵,還形成了3個二硫鍵,所以減少的相對分子質量為49X18+6=888,D錯誤。答案BI應試對接高胤 黑悟高考拓規(guī)律命題角度n蛋白質的結構和功能1.（2016?江蘇卷，4）蛋白質是決定生物體結構和功能的重要物質。下列相關敘述錯誤的是（ ）A.細胞膜、細胞質基質中負責轉運氨基酸的載體都是蛋白質B.氨基酸之間脫水縮合生成的H2O中，氫來自于氨基和羧基C.細胞內蛋白質發(fā)生水解時，通常需要另一種蛋白質的參與D.蛋白質的基本性質不僅與碳骨架有關，而且也與功能基團有關解析細胞膜上負責轉運氨基酸的載體是蛋白質，細胞質基質中負責轉運氨基酸的載體是tRNA,A錯誤；氨基酸之間脫去的水分子中氫來自氨基和羧基，B正確；細胞內蛋白質水解時需蛋白酶催化，蛋白酶屬于蛋白質，C正確；蛋白質的基本性質與碳骨架有關，也與功能基團有關，D正確。答案A2.（2017?中原各校聯(lián)考）下列各種蛋白質的功能，錯誤的組合是（）A.抗體——免疫 B.唾液淀粉酶——催化C.載體蛋白——運輸 D.血紅蛋白——調節(jié)解析抗體是具有免疫功能的蛋白質；酶是起催化作用的物質；載體蛋白具有運輸物質的功能；血紅蛋白是運輸氧氣的載體。答案D|題后歸納|幾種?？嫉鞍踪|的分布和功能此部分經常借助某些具體的蛋白質從不同角度進行命題，現(xiàn)舉例如下：名稱分布功能絕大多數(shù)酶細胞內或細胞外催化作用載體蛋白細胞膜運輸某些物質如離子、氨基酸等某些激素（如生長激素、胰島素）內環(huán)境中調節(jié)生命活動抗體、淋巴因子內環(huán)境中免疫作用血紅蛋白紅細胞內主要運輸O2和部分CO2糖蛋白(受體蛋白)等細胞膜表面保護、潤滑、識別等作用結構蛋白細胞膜、肌細胞等構成細胞和生物體的成分命題角度蛋白質的相關計算.某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質至少含有一COOH、一NH2、氧原子的個數(shù)分別為( )A.m、m、n－m B.m、n、n－2mC.m、m、n＋m D.m、m、n＋2m解析因每條肽鏈至少含有1個游離的一COOH和1個游離的一NH2,故該蛋白質至少含有m個一COOH、m個一NH2；因該蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成，故其至少含有(n—m)個肽鍵；因1個肽鍵中含有一個氧原子，且該蛋白質中至少含有m個游離的一COOH,故該蛋白質至少含有(n—m)X1+2Xm=n—m+2m=n+m個氧原子。答案C.(2016?河南鄭州預測)如圖表示的是一個由200個氨基酸構成的蛋白質分子。下列敘述正確的是( )L 7U師CONilNHCO9112() 165 2(H)A.該分子中含有198個肽鍵B.這200個氨基酸中至少有200個氨基C.合成該蛋白質時相對分子質量減少了3600D.該蛋白質中至少含有4個游離的羧基解析該蛋白質分子含有2條肽鏈，且2條肽鏈之間由2個肽鍵連接，故該分子一共含有200個肽鍵；由圖可知，第70位、120位的氨基酸的R基上有氨基，故組成該蛋白質分子的200個氨基酸中至少含有202個氨基；合成該蛋白質時脫去的水分子數(shù)與形成的肽鍵數(shù)相等，故合成該蛋白質時相對分子質量減少了18X200=3600；該蛋白質分子含有2條肽鏈，至少含有2個游離的羧基。答案C易錯?防范清零［易錯清零］易錯點1誤認為核糖體中合成的物質即具“蛋白質”活性點撥核糖體是各種蛋白質的“合成場所”，然而，核糖體中合成的僅為“多肽鏈”，此肽鏈初步形成后并無生物學活性——它必須經過內質網加工（盤曲折疊、有的加糖基團），形成特定的空間結構（有的需再繼續(xù)經高爾基體加工成熟）后才能具備生物學活性，例如剛從核糖體中合成出的唾液淀粉酶并不具催化功能，只有經過內質網及高爾基體加工后才具有催化功能。易錯點2進行蛋白質分子量計算時，僅關注脫去的H2O分子數(shù)，忽視主鏈肽鍵外的其他“鍵”形成時而脫去的原子數(shù)II四①點撥由于蛋白質形成時，常涉及肽鏈間不同基團的“連接”問題，故可形成許多“其他化學鍵”。此時必將涉及原子數(shù)量的改變，計算時務必關注：如圖①，合成時，2條肽鏈間又形成了一個“多余”的“一CO—NH—”，而圖②所示蛋白質合成時，涉及3個“多余”的二硫鍵，因此，計算相關分子量時，圖①中應再減一個“H2O，P18,圖②中應再減2X3=6。易錯點3忽視環(huán)肽的“首尾相接”問題點撥若為環(huán)狀多肽，則可將公式中的肽鏈數(shù)視為零，再進行相關計算。環(huán)狀多肽主鏈中無游離氨基和羧基，環(huán)狀肽中氨基和羧基數(shù)目取決于構成環(huán)狀肽氨基酸R基團中的氨基和羧基的數(shù)目，由圖示可知：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)。易錯點4混淆氨基酸“種類”與“數(shù)目”點撥氨基酸數(shù)目/氨基酸種類：蛋白質分子含有多個氨基酸，構成生物體蛋白質的氨基酸種類約有20種；確認氨基酸種類必須依據(jù)R基，凡R基相同時無論數(shù)目多少，均應視作“同一種”氨基酸。［糾錯小練］1.如圖甲、乙為組成生物體的相關化合物，乙為一個由a、|3、y三條多肽鏈形成的蛋白質分子，共含271個氨基酸，圖中每條虛線表示由兩個巰基(一SH)脫氫形成一個二硫鍵(一S—S一)。下列相關敘述錯誤的是()A.甲為組成乙的基本單位，且乙中含有20種不同的甲B.由不同的甲形成乙后，相對分子質量比原來少了4832,剛形成的乙并無催化、調節(jié)等生物活性C.甲形成乙的場所在細胞質、線粒體、葉綠體中均存在D.如果甲中的R為C3H502,則由兩分子甲形成的化合物中含有16個H原子解析甲為氨基酸，乙為蛋白質，構成蛋白質的氨基酸約有20種，但具體到某一種蛋白質可能會出現(xiàn)少于20種的情況，A錯誤。答案A2.某蛋白質的結構如圖所示，其中一S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵，若該蛋白質由m個氨基酸構成，則每摩爾蛋白質在形成時生成的水分子數(shù)和減少的相對分子質量分別為()A.m個、18mB.(m-4)個、18(m一4)C.(m-3)個、18(m一3)+4D.(m-2)個、18(m—2)+4解析該蛋白質由一條環(huán)肽和兩條直鏈肽構成，所以脫去的水分子數(shù)就等于肽鍵數(shù)，即(m—2)個。減少的相對分子質量應為：18(m—2)+4,其中4是因為有兩個二硫鍵，每形成一個二硫鍵，就要脫去2個H,所以共脫去4個H。答案D3.(2016-河北衡水期中)經測定，某多肽分子式是C21HQ,N4s2。已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種為原料合成的，苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有關該多肽鏈的敘述錯誤的是( )A.該肽鏈是三肽化合物B.水解后能產生3種氨基酸C.氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5D.在核糖體上形成時相對分子質量減少了54解析分析題干信息可知，題干中給出的幾種氨基酸都只含有一個氮原子，因此分子式C21HqyN4s2的多肽是由4個氨基酸脫水縮合形成的四肽，A錯誤；該化合物中含有2個硫原子，因此分子式是C21HqyN4s2的多肽中含有2個半胱氨酸(C3H7O2NS)，由碳原子數(shù)可推知除了兩個半胱氨酸，還有兩個氨基酸參與該多肽的形成，分別是苯丙氨酸和亮氨酸。所以該四肽化合物水解產生的氨基酸是3種，多肽中氫原子數(shù)和氧原子數(shù)分別是32和5,B、C正確；4個氨基酸脫水縮合形成了3分子水，相對分子質量減少了54,D正確。答案A隨堂?真題演練1.(2015?課標卷I,5)人或動物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc),該蛋白無致病性。PrPc的空間結構改變后成為PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以誘導更多的PrPc轉變?yōu)镻rPsc,實現(xiàn)朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是()A.朊粒侵入機體后可整合到宿主的基因組中B.朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同C.蛋白質空間結構的改變可以使其功能發(fā)生變化D.PrPc轉變?yōu)镻rPsc的過程屬于遺傳信息的翻譯過程解析根據(jù)題干信息知，朊粒為蛋白質，不可能整合到宿主的基因組中，A錯誤;由題干可知，朊粒的增殖是通過誘導更多的PrPc的空間結構改變實現(xiàn)的，而肺炎雙球菌的增殖方式為二分裂，B錯誤；蛋白質功能發(fā)生變化的一個重要原因是空間結構發(fā)生改變，C正確；遺傳信息的翻譯過程是指在核糖體上以mRNA為模板合成蛋白質的過程，而PrPc轉變?yōu)镻rPsc的過程是空間結