第3课时 蛋白质——生命活动的主要承担者

第3课时　生命活动的主要承担者——蛋白质
1．含量：占细胞鲜重的7～10%，干重的____ 以上。
2．结构
元素组成：________ 等，有的含S、P及微量元素Fe等
空间结构：蛋白质分子
想一想　(1)脱下的H2O中H来自氨基，O来自羧基吗？
(2)多肽的多样性和蛋白质多样性有何不同？　
3．蛋白质的功能
连一连
例1．在下列物质中，有的属于构成人体蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质的氨基酸，有的不是。若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成多肽，则此多肽中含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是 (　　)
①NH2CH2COOH
②NH2CH2CH2OH
③NH2CHCOOHCH2COOH
④NH2CHNH2CH2COOH
⑤NH2CHCOOH(CH2)3NH2
A．3、3、2　　　B．4、3、3　　　C．2、2、2　　　D．3、4、2
变式1．丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R ( http: / / www.21cnjy.com )基为—C3H5O2，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为 (　　)
A．7∶16∶6 B．7∶14∶5 C．8∶12∶5 D．8∶14∶5
1．蛋白质的结构形成：氨基酸多肽(肽链)蛋白质
(1)一条肽链中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，其余的氨基和羧基位于R基中。
(2)H2O中的H来自—COOH中的H和—NH2中的H，而O则只来自于—COOH中的O。
误区警示　氨基、羧基及肽键的写法和多肽的命名
正确 错误(举例)
氨基 —NH2 NH2或—NH3
羧基 —COOH COOH
肽键 —CO—NH— CO—NH
含5个肽键 六肽 五肽
拓展提升　(1)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， ( http: / / www.21cnjy.com )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。
(3)蛋白质和多肽的区别与联系
蛋白质 多肽
有无空间结构 有 无
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
提醒 翻译的直接产物——多肽，不叫蛋白质，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
特别提醒　上述4个导致蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质结构多样性的原因并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。
拓展提升 蛋白质多样性与生物多样性的关系
生物多样性
氨基酸脱水缩合形成蛋白质过程的有关计算
1．直链肽链中氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数
2．蛋白质中游离氨基或羧基数的计算
(1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数
(2)游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数
3．蛋白质中含有N、O原子数的计算
(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数
(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数
4．蛋白质相对分子质量的计算
蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18，注意环状和—S—S—键的特殊情况。
典例　如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图1，其中数字为氨基酸序号)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
　忽视蛋白质分子量计算的两种特殊情况
典例　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
纠错笔记　若氨基酸数为n，肽链数为m，则
正常直链：肽键数＝脱去水分子数 n－m
环状肽链：肽键数＝脱去水分子数 n
直链：蛋白质相对分子质量 an－18(n－m)
环肽：蛋白质相对分子质量 an－18n
环肽并形成二硫键(b个)：蛋白质相对分子质量 an－18n－2b
RNA中的碱基数 至少3n
基因中的碱基数 至少6n
注：表中a表示氨基酸平均相对分子质量。
1．正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是 (　　)
A．在细胞内发挥作用
B．由活细胞产生的蛋白质
C．与特定分子结合后起作用
D．在发挥作用后还能保持活性
2．一般说来，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．—CO—NH— B．游离的氨基
C．游离的羧基 D．R基
3．下列关于人体内蛋白质的叙述中，正确的是 (　　)
A．蛋白质具有多样性，是由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构不同
B．指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T、U
C．人体内的酶大部分都是蛋白质，激素不一定是蛋白质
D．蛋白酶也是蛋白质，能通过提高化学反应的活化能，加快酶促反应速度
4．一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：
( http: / / www.21cnjy.com )
据此判断，下列有关叙述错误的是 (　　)
A．1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸
B．合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子
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
5．含有215个N原子的200个氨基酸 ( http: / / www.21cnjy.com )，形成了5个四肽、4个六肽和一个由2条肽链构成的蛋白质分子。这些多肽和蛋白质分子中，共含肽键与氨基数目的最大值分别是(　　)
A．189和11 B．200和215
C．189和26 D．200和200
6．下列为某一多肽化合物的分子结构式，请回答有关问题：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)上述结构中，代表氨基的结构式为________；代表羧基的结构式为________；代表肽键的结构式为________。
(2)上述化合物是由________种氨基酸组成的。
(3)该化合物是由________个氨基酸失去________分子水形成的，该化合物称为________，这样的反应叫做________。水分子中的氧来自________，氢来自________________。
(4)某种蛋白酶能使蛋白质水解，其 ( http: / / www.21cnjy.com )作用的主要部位是蛋白质中的肽键，一般是使肽键断裂。假设该种酶也能使如上图所示物质水解，则水解后形成的产物是_________________
_______________________________________，根据生物学知识判断它们是不是构成生物体的氨基酸？为什么？________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
3．某肽链由51个氨基酸 ( http: / / www.21cnjy.com )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 (　　)
11．已知天冬酰胺的R基为—C2H4O ( http: / / www.21cnjy.com )N，现有分子式为C63H103N17S2的多肽链，其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽中最多有肽键 (　　)
A．17个 B．16个
C．15个 D．14个
14．下图表示人体内几种化学元素和化合 ( http: / / www.21cnjy.com )物的相互关系，其中a、b表示有机小分子物质，A、B、X代表有机高分子物质，虚线表示遗传信息的流动方向。据图分析回答下列问题：
(1)图中催化①过程的酶主要是________；完成②的场所是________。
(2)B可分为B1、B2、B3等， ( http: / / www.21cnjy.com )其原因：从b分析是________________________；从B分析是__________________。
(3)与合成B3有关的A片段在人体的肝细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞中是否存在？________。原因是每一个体细胞中______________________________________________________________________。
(4)A的基本骨架是_________________________________________________________，
若B水解成m个b，则控制B形成的A中的a至少有______个。
15．材料一　2008年9月11日， ( http: / / www.21cnjy.com )三鹿公司承认三鹿奶粉受三聚氰胺污染，并发布召回三鹿问题奶粉的声明。三聚氰胺，分子式为C3H6N6，是一种重要的氮杂环有机化工原料，低毒。动物长期摄入三聚氰胺会对生殖、泌尿系统造成损害，膀胱、肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。
材料二　食品工业中常常需要检测蛋白质的 ( http: / / www.21cnjy.com )含量，但是直接测量蛋白质的含量在技术上比较复杂，成本较高，不适合大范围推广，所以业界常常使用一种叫做“凯氏定氮法”的方法，即通过测定食品中氮原子的含量来间接推算蛋白质的含量。
根据上述材料，回答下列问题：
(1)从化学组成上看，三聚氰胺 ( http: / / www.21cnjy.com )与蛋白质含有的共同元素有__________________，后者的基本组成单位的结构通式为______________。
(2)材料二中所述的检测办法有个弱点， ( http: / / www.21cnjy.com )即只要在食品、饲料中添加一些含________量高的化学物质，就可在检测中造成蛋白质含量达标的假象，这正是一些不法商家在食品、饲料中添加三聚氰胺的目的。
(3)人和动物能把NH3的毒性解除掉(转化 ( http: / / www.21cnjy.com )为其他物质)，而不能把三聚氰胺分解掉或转化为无毒的物质，是由于人和动物体内____________________。
(4)在实验室中可以通过________试剂来定性检测待测物中有无蛋白质存在。
(5)婴幼儿身体的肌肉主要由蛋白质构成，但平滑肌、心肌和骨骼肌的功能特性各不相同，这是因为________。
A．肌细胞形状不同 B．在人体细胞内的合成部位不同
C．支配的神经不同 D．构成各种肌肉的蛋白质结构不同
(6)在这次事件中，婴儿受损 ( http: / / www.21cnjy.com )器官肾脏的主要功能是维持人体内水和无机盐的平衡，其中水的排出主要取决于血浆中________激素的浓度，其主要生理作用是促进肾小管和集合管对水分的________。
(7)据报道，小动物食用了含有被三聚氰 ( http: / / www.21cnjy.com )胺污染的麦麸的宠物食品后导致肾衰竭死亡。某课题小组为验证含有被三聚氰胺污染的麦麸的宠物食品的危害，做了如下实验：
第一步：选取生长状况相同的小鼠若干只，__________________________________。
第二步：甲组每天_______________________________________________________；
乙组每天______________________________________________________________。
第三步：_________________________________________________________________。
第四步：每天检测小鼠的健康状况，统计各组小鼠死亡的数目。
请分析该实验的实验目的：___________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结果预测：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结论：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
回扣基础构建网络
1．50%　2.C、H、O、N　必需　非必需　C2H4O2NR　3　7　—C4H10N　氨基　羧基　同一个　—NH—CO—
想一想　(1)H既来自氨基也来自羧基，O来自羧基。
(2)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。
3．连一连
绘一绘
知识网络　H2N　COOH　肽键　功能　结构
突破考点提炼方法
典例引领1　C　
对位训练1　D
典例引领2　D　
对位训练2　B
方法体验
典例　D　
易错警示
典例　D　
检测落实体验成功
1．C 2．A　3．C　4．C 5．C　
6．(1)—NH2　—COOH　—CO—NH— (2)2　(3)3　2　三肽　脱水缩合 —COOH　—NH2和—COOH
(4) 和C6H5—COOH
不是构成生物体的氨基酸，因为它们不符合氨基酸的特点，即没有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
课时规范训练
1．A 2．B　3．C　4．C　5． ( http: / / www.21cnjy.com )C　6．C 7．B　8．C 9．B　10．C　11．D　12．C　13．D　14．(1)RNA聚合酶　核糖体　(2)氨基酸的种类、数量和排列顺序不同　肽链的空间结构不
同　(3)存在　都有人体全套的遗传物质 (4)磷酸和脱氧核糖交替连接　6m
15．(1)C、H、N　 ( http: / / www.21cnjy.com )　(2)氮　(3)缺乏分解或转化该物质的酶　(4)双缩脲　(5)D　(6)抗利尿　重吸收　(7)第一步：平均分为两组，分别编号甲、乙　第二步：饲喂不含被污染的麦麸的宠物食品　饲喂含被三聚氰胺污染的麦麸的宠物食品　第三步：在适宜的条件下饲喂一段时间　实验目的：验证含被三聚氰胺污染的麦麸的宠物食品可导致动物死亡　实验结果预测：甲组小鼠健康成长，乙组小鼠的死亡率远远高于甲组小鼠　实验结论：含被三聚氰胺污染的麦麸的宠物食品可导致动物死亡