全章复习与测试PPT专用教学设计内容

蛋白质的结构和功能

1.组成蛋白质的氨基酸及其种类

巧记

“8种”必需氨基酸

甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。

2.蛋白质的合成及其结构、功能多样性

(1)二肽的形成过程

a.过程①名称：脱水缩合；场所：核糖体。

b.物质②：二肽。

c.结构③：肽键，其结构简式为：—NH—CO—。

d.H2O中H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基；O来源于羧基。

(2)蛋白质的结构层次

氨基酸――→多肽――→蛋白质

3.蛋白质分子多样性的原因

①种类不同(1)氨基酸②数目成百上千

③排列顺序千变万化(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

4.蛋白质的功能(连线) 脱水缩合盘曲折叠

巧记

蛋白质形成的四个“一”

1.判断常考语句，澄清易混易错

(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸(

×

) (2)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合(

×

) (3)脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽(

×

) (4)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能(

×

) (5)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能不会发生变化(

×

) (6)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质(

×

) 2.分析命题热图，明确答题要点

图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图；图乙中的①、②、③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。请分析：

(1)写出图甲中c的结构简式。

提示

—NH—CO—或—CO—NH—。

(2)d表示的含义是功能多样性。

(3)图乙中①、②、③分别体现了蛋白质怎样的功能？

提示

催化功能、运输功能、免疫功能。

命题点一

组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断

疑难精讲

“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸

一、利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律

1.图解

2.示例：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 m

特别提醒

(1)计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。

(2)若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。

1.现有氨基酸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形成肽键数

n－1

n－m 脱去水分子数

n－1

n－m 蛋白质相对分子质量

na－18(n－1) na－18(n－m)

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

答案

B 解析

氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则游离的氨基为810－800＝10个，游离的羧基为808－800＝8个。这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键为800－2＝798个，所以总的氨基数目为10＋2＝12个，总的羧基数目为8＋2＝10个。

2.如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为(

) B.798、12和10 D.799、11和9

A.m,18m

C.(m－3)，18(m－3)＋4

答案

D 解析

图中有三条肽链，中间一条为环状，故失去水分子数为氨基酸数－肽链数，即(m－2)，由于有2个二硫键，而形成一个二硫键失去2个“H”，故减少的相对分子质量为18(m－2)＋4。

二、利用原子守恒法进行蛋白质的计算

氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。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。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：

(1)碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。

(2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。

(3)氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。

(4)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。

(5)由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。

B.(m－4)，18(m－4) D.(m－2)，18(m－2)＋4

3.有一条由12个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z>12，W>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、

赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目是(

) A.(Y＋12)个

C.(W－13)个

答案

D 解析

由题意知，天冬氨酸(C4H7O4N)中含有2个羧基，4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是x个，根据题干信息可知脱去12－1＝11个水，根据氧原子守恒，2×(12－x)＋4x－11＝W，解得：x＝(W－13)/2。

4.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)。下列有关叙述错误的是(

) B.(Z＋12)个

D.(W－13)/2个

A.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

B.若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列

C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2O D.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基

答案

C 解析

据图分析可知，每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键，脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键，即有8分子水参与，故该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子，A项正确；得到的5个氨基酸，其中有4个是丙氨酸，故这5个氨基酸缩合成5肽，可有5种不同的氨基酸序列，B项正确；若这4条多肽链重新连接成一条长链，则需要形成3个肽键，脱去3分子水，C项错误；每条肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基，D项正确。

三、利用“排列组合”解答多肽种类的计算题

多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助右面的示意图(▭代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。

(1)若每种氨基酸数目不限，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20＝204种)。

(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……，即(20×19×18×17)

种]。

5.现有足量的a、b两种氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可以形成二肽的种类数是(

) A.6

B.2

C.4

D.8 答案

C 解析

二肽由两个氨基酸组成，这个问题实际上是求两种氨基酸在两个位置上的排列方式的种类。二肽的第一个位置上的氨基酸有两种选择(a或者b)，第二个位置上的氨基酸也有两种选择，所以种类数为2×2＝4，即有a－a、b－b、a－b、b－a 4种。

6.现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有(

) A.9种，9种

C.18种，6种

答案

D 解析

足量的3种氨基酸构成的三肽有33＝27种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“□—□—□”来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种，第三个位置只能安放剩余的1种，即3×2×1＝6种。

四、利用基因表达的过程进行计算

基因表达中氨基酸与相应DNA、mRNA中碱基之间的数量关系如图所示：

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。

7.某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为(

) 2A.ab－6b＋18n

31C.(b－a)×18

3答案

D b解析

控制某蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质最多由个氨基酸缩合而成；氨31B.ab－6b

311D.ab－(b－n)×18 33转录翻译B.6种，3种

D.27种，6种

1基酸平均相对分子质量为a，则组成该蛋白质的氨基酸的总相对分子质量最多为ab；由于3b氨基酸经脱水缩合形成n条肽链，进而组成该蛋白质共脱去水分子(－n)，相对分子质量减3111少(b－n)×18。即该蛋白质的相对分子质量最多为：ab－(b－n)×18。

3338.氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是12 276，合成这个多肽的氨基酸数和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数至少依次是(

) A.144,864

C.120,720

答案

C 解析

多肽的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－(氨基酸数－肽链条数)×18，把相应数字代入上式可得：氨基酸数＝120，再根据基因控制蛋白质合成过程中：DNA分子中脱氧核苷酸数∶相应mRNA分子中核糖核苷酸数∶指导合成的蛋白质中氨基酸数＝6∶3∶1，可知DNA分子中脱氧核苷酸数至少＝6×120＝720。

B.144,432 D.120,360

[构建知识网络]

[必背答题语句]

1.写出氨基酸的结构通式：。

2.组成蛋白质的氨基酸的共同特点是：每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。

3.脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。

4.氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。

5.蛋白质多样性的直接原因是：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

6.蛋白质的功能是：蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，具有催化、运输、免疫、信息传递等功能。

A.氨基酸是蛋白质分子的组成单位，由氨基和羧基组成

B.每个氨基酸分子都只含有一个氨基和一个羧基

C.两个氨基酸分子脱水缩合形成多肽

D.组成生物蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基，并且连接在同一个碳原子上

答案

D 解析

组成蛋白质的氨基酸的组成成分是氨基、羧基、中心碳原子、氢、R基，A错误；每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，B错误；两个氨基酸脱水缩合形成的化合物叫二肽，C错误；组成生物体的蛋白质的氨基酸的结构特点是至少含有一个氨基和一个羧基，并都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，D正确。

2.下列有关氨基酸、多肽链和蛋白质的叙述，正确的是(

) A.都只含有C、H、O、N四种元素

B.遇双缩脲试剂都显紫色

C.都通过主动运输进入细胞

D.通常都含有羧基

答案

D 解析

甲硫氨酸的R基中含有S元素，则由甲硫氨酸构成的多肽链和蛋白质中也会含有S元素；某些蛋白质(如血红蛋白)中还含有Fe元素，A项错误。双缩脲试剂与蛋白质或多肽中的肽键发生作用产生紫色反应，氨基酸中无肽键，故不会与双缩脲试剂发生作用，B项错误。大分子物质通过胞吞的方式进入细胞，C项错误。氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，由氨基酸形成的肽链也至少具有一个游离的氨基或羧基，D项正确。

3.蛋白质功能的多样性取决于蛋白质结构的多样性，以下关于蛋白质结构的说法中正确的是(

) A.每种蛋白质分子都是由20种氨基酸组成

B.一个蛋白质分子只能由一条肽链构成

C.相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同

D.相同种类和数目的氨基酸只能构成一种蛋白质

答案

C 解析

组成蛋白质的氨基酸约有20种，但不是每种蛋白质的氨基酸都有20种，应该是小于或等于20种，A错误；一个蛋白质分子可由几条肽链构成，B错误；相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同，C正确；氨基酸的种类、数目相同的蛋白质，氨基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构可能不同，因此不一定是相同的蛋白质，D错误。

4.形成蛋白质分子结构的层次，从小到大依次是(

) ①氨基酸

②C、H、O、N等元素

③氨基酸脱水缩合

④一条或几条多肽链连接在一起

⑤多肽

⑥蛋白质

A.②→①→③→④→⑥→⑤

B.①→②→③→④→⑥→⑤

C.②→①→⑥→③→④→⑤

D.②→①→③→⑤→④→⑥

答案

D 解析

蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸由C、H、O、N等元素组成；氨基酸经过脱水缩合形成多肽；一条或几条多肽链连接在一起，形成一定的空间结构，构成蛋白质。所以形成蛋白质分子结构的层次，从小到大依次是②→①→③→⑤→④→⑥。

5.两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽，同时生成一分子水，该水分子中的氢来自(

) A.氨基

C.氨基和羧基

答案

C 解析

两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽时，一个氨基酸上的氨基和另一个氨基酸上的羧基通过脱水缩合的方式形成肽键，即“—NH—CO—”，同时氨基上的“—H”和羧基上的“—OH”结合生成水。所以水分子中的氢来自于氨基和羧基，氧来自于羧基。

6.如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是(

) B.羧基

D.连在C原子上的H

A.胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水

B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基

C.沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失

D.理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能

答案

D

解析

从图中可以看出，保留的肽链中含有51(即30＋21)个氨基酸，所以肽键的数目＝51－2＝49(个)；胰岛素分子至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基，也可能含有更多的氨基和羧基(存在于R基中)；沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键；因为合成一个胰岛素分子就要切去一段C肽，所以可以通过测量C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能。

7.下列对蛋白质的结构和功能叙述正确的是(

) A.每个蛋白质分子由一条肽链通过盘曲、折叠形成一定结构

B.高温会破坏蛋白质的空间结构，使其不易被蛋白酶水解

C.蛋白质具有催化、运输、免疫等功能，这些蛋白质称为结构蛋白

D.食物中的蛋白质分解成必需氨基酸和非必需氨基酸才能被人体吸收

答案

D 解析

蛋白质不一定由一条肽链组成，如胰岛素由2条肽链组成，血红蛋白由4条肽链组成，A错误；高温会破坏蛋白质的空间结构，但仍可以被蛋白酶水解，B错误；蛋白质具有催化、运输、免疫等功能，这些蛋白质不属于结构蛋白，C错误；食物中的蛋白质分解成必需氨基酸和非必需氨基酸才能被人体吸收，D正确。

8.某二十二肽被水解成1个四肽，2个三肽，2个六肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是(

) A.6、18

C.5、17

答案

C 解析

(1)肽键数目＝氨基酸数目－肽链数目＝22－5＝17；(2)一条肽链至少含有一个羧基和一个氨基。所以，氨基总数至少有1＋2＋2＝5个。

9.一个由三条肽链组成的蛋白质分子中，含有氨基和羧基的数目分别为(

) A.3和3

C.1和1

答案

D 解析

一条肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，在肽链内部的R基中可能也有氨基和羧基，因此关于氨基和羧基的数目能够判定为至少含有3个，至于R基里面有没有，题目没有告知，因此不能判定数目。

10.请仔细观察如图所示图解，有关叙述和分析正确的是(

) B.6和6 D.不能判定

B.5、18 D.6、17 ①

②

③

④

⑤A.上述结构中全部属于氨基酸

B.若上述氨基酸形成链状四肽，则应该具有3个肽键，2个游离的氨基，2个游离的羧基

C.若上述氨基酸形成环状四肽，应该有4个肽键，2个游离的氨基，1个游离的羧基

D.若上述①②③三种物质，每种仅有一个，则形成的三肽种类最多有27种

答案

C 解析

题图中④的氨基酸的氨基和羧基不连接在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸，A错误；①②③⑤形成链状四肽，则应该具有3个肽键，3个游离的氨基，2个游离的羧基，B错误；①②③⑤形成环状四肽，应该有4个肽键，2个游离的氨基，1个游离的羧基，C正确；①②③三种物质，每种仅有一个，形成的三肽种类是6种，D错误。

11.分析下列化合物，回答下面问题：

(1)图中的结构①④⑥的名称分别是______________；图中表示R基的序号是________。

(2)该化合物由________个氨基酸构成，该化合物的名称是________。

(3)形成该化合物的化学反应叫做________，在这个过程中相对分子质量减少了________。

(4)组成这类化合物的基本单位的结构通式是____________________。

答案

(1)氨基、肽键、羧基

②③⑤

(2)3

三肽

(3)脱水缩合

36

(4)

解析

(1)由以上分析知，题图中的结构①④⑥分别是氨基、肽键、羧基；题图中的②③⑤表示R基。(2)该化合物含有2个肽键(—CO—NH—)、3个R基(题图中的②③⑤)，是由3个氨基酸构成的三肽。(3)由氨基酸形成该化合物的化学反应叫做脱水缩合，此化合物含有2个肽键，说明由氨基酸经脱水缩合形成该化合物的过程中脱去的水分子数为2个，相对分子质量减少2×18＝36。(4)组成这类化合物的基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式是。

12.如图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系，其中a表示有机小分子物质，A表示有机大分子物质。请据图分析回答：

(1)图中的X代表什么元素？________。

(2)由a→A的过程中，有下列数量关系：失去的水分子数＝________分子数—________数目。

(3)A可分为A1……A4，其原因从a分析是：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

从A分析是因为________________________________________________________________。

(4)A1是________，它是一类________催化剂；A2是________；A3是________，含有的特殊元素是________，存在于________中。

答案

(1)N

(2)氨基酸

肽链

(3)①a的种类不同

②a的数目不同

③a的排列顺序不同

多肽链在数目和空间结构上不同

(4)酶

生物

抗体

血红蛋白

Fe

红细胞

解析

据A1～A4的功能判断A为蛋白质，其基本组成元素有C、H、O、N，故X是N。氨基酸是构成蛋白质的基本单位，其结构通式为。缩合反应中脱下的水分

子数＝氨基酸数－肽链数。蛋白质功能多样性是由结构多样性决定的，从a分析是因为种类不同、数目不同、排列顺序不同，从A分析是多肽链在数目和空间结构上不同造成的。具有催化作用的是酶；具有免疫作用的是抗体；能运输O2的是血红蛋白，含Fe元素。

13.某细菌能产生一种“毒性肽”，其分子式是C55H70O19N10，将它彻底水解后只能得到如图四种氨基酸：

(1)该多肽是________肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间的化学键的结构式是________________。

(2)该多肽进行水解，需________个水分子参与，得到________个谷氨酸分子。

(3)由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的分子最多有________种。

(4)实验中得到的多肽可用__________试剂鉴定，呈现________色，其原因是该化合物中含有的________与试剂发生了颜色反应。

答案

(1)十

—CO—NH—

(2)9

4

(3)45

(4)双缩脲

紫

肽键

解析

(1)由分析可知，该化合物是十肽；连接氨基酸的化学键是肽键，结构式是—CO—NH—。(2)该多肽形成过程中脱去了9分子水，因此水解需要9分子水；水解形成的几种氨基酸中，只有谷氨酸含有4个氧原子，因此该化合物水解形成的谷氨酸数是[(19＋9)－10×2]÷2＝4个。(3)四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的分子是五肽，最多的种类是4×4×4×4×4＝45种。(4)多肽中含有肽键，可以与双缩脲试剂反应呈现紫色，因此可以用双缩脲试剂