22生命活动的主要承担蛋白质概要

2.2生命活动的主要承担蛋白质一、氨基酸及其种类1、基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有S如半胱氨酸R—C—CCK）H2、氨基酸是组成蛋白质的基本单位，其结构通式是［口3、特点：每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，氨基酸的不同在于侧链基团的不同。分析举例氨基酸分子中至少有一—NH2、一个—COOH,因为R基中可能有一NHz,—COOHR基含-COOH：:HOOC-CH—CKH-CH—COOHrSm谷氨酸R基含-NH?：H2N-CHrCH-CHrCHi-CH-CCX3HR童NH,鼓氨酸都有一个—NHz和一个一COOH连在同一个碳原子上，否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸反例：HzN—CH2~CHZ—CH2—C（X）H非生物体内氨基酸4、种类和分类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。根据是否能在体内合成分为必需氨基酸和非必需氨基酸。二、蛋白质的结构及其多样性（一）蛋白质的结构1、脱水缩合（1）原理：在脱水缩合过程中一个氨基酸的非R基上羧基（共用在C原子上的羧基）和另一个氨基酸非R基上的氨基（共用在C原子上的氨基）分别脱下一OH和一H结合形成H2O,同时形成一个肽键。任意给出3个氨基酸写出脱水缩合的过程2、氨基酸形成蛋白质的相关计算问题蛋白质类物质形成过程中肽键、水分子的计算由氨基酸分子脱水缩合可知，蛋白质形成过程中每形成一个肽键，同时失去一分子水，即形成的肽键数=失去水分子数。形成的蛋白质分子的相对分子质量蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和一失去水分子的相对分子质量总和。注：有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(一S—S—)形成等。⑴(2)可总结如下：氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去水分子数目多肽相对分子质量氨基数目羧基数目1条肽链amm-1m-1ma-18(m-1)至少1个至少1个n条肽链amm-nm-nma-18(m-n)至少n个至少n个氨基酸的排列与多肽的种类假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情形分析:A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类:形成三肽的种类：|3|3|3|(33=27种)形成二肽的种类：|3|3〕(32=9种)A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类:形成三肽的种类：|3|2|1](3X2X1=6种)形成二肽的种类：|3「|2|(3X2=6种)环状肽链的计算略氨基和羧基的计算氨基X肽链的条数+R基上的氨基数3、问题部分现有氨基酸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含两条肽链的蛋白质共有肽键___个，氨基―个，羧基____个。(有798个肽键，有12个氨基，10个羧基)4、肽键、二肽、肽链氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系可归纳成下图：一."翌iN/AC-COiOHHi卜1j”，…一H-个矗酸分子的通式-Vr2牛。:而隹N11HR;FCC-COOHHH—nA多肽(MS)/1蛋白质肽键的结构式可表示如下：OHI!i、一C—N~或一CO-NH~或NH—CO-蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键(肯定不是肽键)连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。(二)蛋白质结构的多样性氨基酸的种类不同，构成的肽链不同—O—O—O—O—O—O—氨基酸的数目不同，构成的肽链不同—氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同—□一O一o—□—o——o—□—o—□—O—肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同三、蛋白质的功能一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。结构蛋白：是构成细胞和生物体结构的重要物质，如肌肉、头发、羽毛等的成分。催化作用：绝大多数酶的本质是蛋白质。运输作用：具有运输载体的功能，如血红蛋白能运输氧。信息传递作用：调节机体的生命活动，如胰岛素等激素。免疫功能：如人体内的抗体。四、问题部分1、根据下列化合物的结构分析回答:该化合物由个氨基酸构成，含有个氨基和个羧基。该化合物由种氨基酸构成，决定氨基酸不同的基团编号是该化合物是氨基酸之间脱去分子水形成的，形成的化合物叫该化合物中肽键的编号。解析：首先确定该化合物是肽，然后通过观察，找出肽键的数目、日基团及数目，从而可判断该肽是由3个氨基酸分子构成的，其他相关问题可迎刃而解。答案：(1)322(2)3②④⑦(3)2三肽(4)③⑤(⑧、⑨表示的是普通化学键，不是肽键)2、今有一化合物，其分子式为C55H70O19N10，某研究小级将其彻底水解后只得到下列四种氨基酸，试根据实验结果进行分析：

CH2aX)HNHz甘氨酸(GH5NO2)CHjCHCOOHNHCH2aX)HNHz甘氨酸(GH5NO2)CHjCHCOOHNH2丙氨酸(GH’NOQCH2CH2—CHCOOHCOOHNH2谷氨酸(GH.NOJ（2）该多肽进行水解，需消耗个水分子，得到个谷氨酸分子，个苯丙氨酸分子。（3）蛋白质分子结构复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性，其原因主要。解析：由四种氨基酸的结构式分析知，该四种氨基酸R基上均无氨基，所以该化合物含有的氮原子数等于氨基酸的个数，则该化合物为十肽，水解时要消耗9个水分子；由脱水缩合的特点假设甘氨酸为a个，丙氨酸为b个，苯丙氨酸为c个，谷氨酸为d个，则有：55=2a+3b+9c+5d；70=5a+7b十1lc十9d-9x2；19=2a+2b+2c+4d-9;l0=a+b+c+d4个算式，通过计算知：a=1,b=2,c=3,d=4;蛋白质空间结构一旦破坏则蛋白质失活。答案：（1）十该多肽化合物中含有10个氮，而每个氨基酸中都只有一个氨基，由此判断出该多肽有10个氨基酸缩合而成，故为十肽（2）943（3）蛋白质空间结构发生变化，丧失生物活性3、已知某种动物激素是一种链状“十九肽”，其分子式可表示为CxHyOzNwS（z^22,w>20），经测定，其彻底水解的产物只有以下五种氨基酸：COOIICH—(ILsSI!半脆敏酸nr—ch—瞄酸出meT'Hf—COUHNH3天冬缄酸<,-VIL—H-(.'<)()11呆内-缄酸CH—NH?丙祗酸请回答下列问题：（1）该激素从合成到发挥作用需要等细胞器参与。（2）控制该激素合成的基因上至少有个嘧啶碱基。（3）一个该“十九肽”分子彻底水解后可产生个赖氨酸，个天冬氨酸。COOIICH—(ILsSI!半脆敏酸nr—ch—瞄酸出meT'Hf—COUHNH3天冬缄酸<,-VIL—H-(.'<)()11呆内-缄酸CH—NH?丙祗酸【解析】（1）核糖体是合成场所，内质网是加工场所，高尔基体与加工分泌有关，线粒体提供能量。（2）转录翻译过程中，基因中碱基个数：mRNA碱基个数：氨基酸个数=6：3：1，十九肽共19个氨基酸，基因中至少含有碱基114个，嘧啶个数是所有碱基数的一半，为57个。（3）分析组成此“十九肽”的氨基酸结构，发现只有赖氨酸含有两个氨基，其余的氨基酸都是含有一个氨基，因此分子式中所有的N原子个数减去氨基酸的个数就是赖氨酸的个数;五种氨基酸中只有天冬氨酸的R基中含有一个羧基，除R基外，多肽链中含有20个氧原子，R基中含有z-20个氧原子，天冬氨酸的一个R基中含有2个氧原子，因此（z—20）/2即为天冬氨酸的个数。（4）减少的相对分子质量即为失去的水分子的质量：18x18=324。（5）写二肽的化学式时要注意R基中的一NH2和—COOH不参与肽键的形成。4、称取某多肽415g,在小肠溶液的作用下完全水解得到505g物质，经分析知道组成此多肽的氨基酸的平均分子量为100,则控制此多肽的合成的基因片段最少有脱氧核糖核苷酸多少多肽►m个氨基酸100m—18(m—1)100m415505415X100m=505[100m—18(m—1)]得m=101水解需要90g水,一共是5mol,总共的肽键数量也为5mol.氨基酸505g,一共是5.05mol.那么多肽链的数量为5.05mol-5mol=0.05mol每个多肽链需要的氨基酸数为5.05mol/0.05mol=101个脱氧核苷酸101*6=606个课时检测姓名：班级：学号：一、选择题：（15小题，每小题4分，共60分）关于生物体内氨基酸的叙述错误的是NHz构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是：Eq，5人体内氨基酸的分解代谢终产物是水、二氧化碳和尿素人体内所有氨基酸均可以相互转化两个氨基酸分子通过脱水缩合形成二肽C组成生物体的氨基酸约有20种，彼此之间可以通过脱水缩合的方式形成多肽。由几个氨基酸脱水就形成几肽；由于氨基酸由C、H、O、N等元素组成，其分解代谢产物不仅有水、CO2,还有尿素，但人体内的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸，非必需氨基酸之间可以相互转化，必需氨基酸则只能从食物中获取。如图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是（）TOC\o"1-5"\h\zRoRIIII—NH—CH一c—NH—CH—C—>iiABCDC蛋白质形成时是由氨基酸脱水缩合形成肽键的，蛋白质水解过程则应加水破坏肽键，重新形成氨基酸。某蛋白质分子的相对分子质量为10412，20种氨基酸的平均相对分子质量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分子总质量为1620，则该蛋白质分子的肽链数为（）A、一条B.两条C.三条D.四条D水分子个数=162078=90个；氨基酸的个数=（10412+1620）^128=94个。则肽链数=氨基酸个数一水分子数=94—90=4。分析多肽E和多肽F得到以下结果（单位：个）：多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是兀素或基团CHON氨基羧基多肽E201348625332多肽A,199和181B.340和281C.58和53D.51和49D根据氨基酸分子的通式，每个氨基中含有一个氮原子,多肽E共含53个氮原子，3个氨基，而多肽一端有一个氨基，故R基上有2个氨基，则多肤E是由53—2=51个氨基酸缩合成的。同理，多肽F是由54—5=49个氨基酸缩合成的。谷胱甘肽（C10H17O6N3S）是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽，它是由谷氨酸（c5h9o4n）、甘氨酸（c2h5O2N）和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸可能的分子式为（）CHNSB.CHNSC.CHONSDCHONSTOC\o"1-5"\h\z3335372332C谷胱甘肽=谷氨酸+甘氨酸+半胱氨酸-2H0即CnH0NS=CH0N+CHQN+半胱氨2101763594252酸-2H20，所以半胱氨酸的分子式为C3H7O2NS。狼体内有A种蛋白质，20种氨基酸；兔体内有B种蛋白质，20种氨基酸。狼捕食兔后狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种类和氨基酸种类最可能是（）A.A+B,40B.A，20C.>A，20D.vA，20D狼体内有A种蛋白质，是全部基因表达的结果，但狼体内的一个细胞内只有部分基因表达，因此蛋白质种类少于A种，但氨基酸最多可能有20种。a、b、c表示生物体内的三个生理过程，如图所示的三过程中Y代表的物质和特征分别是()/-X进入细胞aX—x与Y结合——X变成其他物质bX~X被清除c①酶②抗体③载体④选择性⑤特异性⑥专一性A①②③；④⑤⑥B②③①；⑤④⑥C③①②；④⑥⑤D③②①；⑥④⑤Ca过程中Y使X物质进入细胞，则在此过程中，Y起到了载体的运输作用，载体具有选择性.b过程中Y使X物质变成其他物质，则在此过程中，Y起到了酶的催化作用，酶具有专一性。c过程中Y使X被清除，则在此过程中，Y起到了抗体的免疫作用，抗体具有特异性。某三十九肽中共有丙氨酸(R基为-CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图)，下列有关该过程的叙述中错误的是()139A肽键数目减少8个BC原子减少12个C.氨基和羧基分别增加3个D.O原子数目减少1个A三十九肽中应有39个氨基酸、38个肽键，由去掉其中的丙氨酸得到的4条多肽链分析可知，丙氨酸在三十九肽中分别位于第8个、18个、27个、39个氨基酸位置.去掉丙氨酸形成多肽时，需吸水断开肽键形成游离端，从而可以计算出肽键数目减少了7个，C原子减少12个，氨基和羧基分别增加3个，而0原子数目减少1个。(原创)从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂后出现紫色；若加入斐林试剂并加热，不出现砖红色。该成分可能是糖脂B.磷脂C.糖被D.载体蛋白解析：加入双缩脲试剂后出现紫色，说明含蛋白质成分；加入斐林试剂并加热，不出现砖红色，说明不含糖类，所以答案选D答案：D免疫球蛋白IgG的结构如图，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-S-S--S-S-A.m个B,(m+1)个C.(m-2)个D.(m-4)个D由图示信息可知，免疫球蛋白IgG有4条多肽链，又知其共由m个氨基酸组成，则其肽键数为(m-4)个。“泛素”是一种由76个氨基酸合成的多肽，其作用是调节蛋白质的降解过程，下面与“泛素”有关的叙述不正确的是()“泛素”的基本组成单位是氨基酸，可与双缩脲试剂反应，溶液呈紫色泛素的形成是在核糖体上完成的人体内蛋白质的降解均需要ATP提供能量控制“泛素”合成的基因中至少有456个脱氧核苷酸C“泛素”是多肽，其基本单位是氨基酸，其合成场所是核糖体；人体内蛋白质的降解过程需要酶但不需消耗能量；控制'泛素”合成的是基因，其基本单位是脱氧核苷酸，且该基因中至少有456个脱氧核苷酸（基因碱基与氨基酸数之比为6：1）。下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质有些蛋白质具有防御功能，如抗体；有些蛋白质具有接受信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性C蛋白质结构的多样性与肽链的空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关；具有催化功能的是酶，酶绝大多数是蛋白质，少部分是RNA；蛋白质具有防御、信息传递等功能，而抗体只能与特异性抗原相结合，受体只能与特定的信号分子结合，它们都具有专一性；蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。（原创）下列图解表示人体细胞内的几种重要化合物A、B、C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（小分子）—~►Am5吩子）J夹”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CD.过程3、4所需酶的种类不同解析：由a、b的组成成分以及A、B、C之间的关系可以判断：a是氨基酸，b是脱氧核苷酸，A、B分别是蛋白质和DNA,C是转录的产物——mRNA。由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，C-A是翻译过程，两过程所利用的酶不同。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错。答案：C。（湖南省长郡中学2009届高三教学质量检测）今有一个多肽化合物，其分子式为C55H70O19N10，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸，谷氨酸（C5H9N04）、甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（CH7NO2）、苯丙氨酸（CoHuNO》则该多肽化合物的名称（）4O4。/44CH.CO01JCILCHCOOH:CH"CCXJHCHaCHE—CHCOOHCOCHINH*甘氨酸丙氯酸苯丙钮酸卷氨酸CoHl;NO:A.七肽B.六肽。.八肽D.十肽D由四中氨基酸的分子式可以看出，每种氨基酸都只含有一个N原子，该多肽化合物分子式中只有10个N原子，而N原子在脱水缩合时数量不发生改变，所以该多肽化合物为10个氨基酸脱水缩合，因此为十肽，故选D项。下列物质中，有的属于构成蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质，则其中含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是（）①NH2—CH2—COOH②NH2—CH2—CH2OH③NH2—CH—CH2—COOHCOOH

④NHZ—CH—CHZ—COOH⑤NHZ—CH—(CH2)4—NH2|----,nh2coohA.2,2,2B.3,3,2C.4,3,3D.3,4,3A首先根据氨基酸分子的结构通式判断哪些物质是构成蛋白质的氨基酸，哪些物质不是构成蛋白质的氨基酸。将5种物质与氨基酸的结构通式进行比较，就可发现：②不是氨基酸，④虽是氨基酸，但不是构成蛋白质的氨基酸，因为构成蛋白质的氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。其次，将构成蛋白质的氨基酸①③⑤按脱水缩合的方式HHNHz—LcO—NH—NH—C—COOH连接起来形成三肽，其简式为HhL"最后，数出此三肽中氨基、羧基和肽键的数目：氨基2个，羧基2个，肽键2个。（原创）下图表示细胞内的某些重要化合物的元素组成、结构与功能，下列叙述中错误的是（）C2了小分子席小分子pAi（催化作用）—"免疫功能）（传送02）（搬渤质）（降低血糖）C2了小分子席小分子（传送02）（搬渤质）（降低血糖）—A4—A5X是N元素，Y是N元素和P元素过程①、②均有水的生成A的结构和功能具有多样性的根本原因是C1中的遗传信息具有多样性过程③、④合称基因表达，发生在核糖体D解析：根据A的功能可知A是蛋白质，所以a是氨基酸，组成元素除了C、H、O还有N。％、C］、C2分别是脱氧核苷酸、DNA和mRNA，组成元素有C、H、O、N、P,所以A正确。过程①、②都属于聚合，都有水的产生，B正确；蛋白质的结构与功能具有多样性的根本原因是遗传物质（DNA）的多样性，C正确；过程③是转录，过程④是翻译，二者发生的部位不同：转录在细胞核或含有DNA的细胞器中，而翻译发生在核糖体，所以D错。二、非选择题16.某种蛋白酶能使蛋白质水解，作用的主要部位是蛋白质中的肽键，一般是使肽键断裂。假设该种酶也能使下述物质水解GH5—CH—NH—CO-CfiH5HQ-CH—COOH则断裂的键应为，水解后形成的产物，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?。【解析】由酶的专一性知，该酶作用的部位是-NH-CO-,所以该物质水解后形成的产物是QHs—CH—NH2H。-CHCOOH和COOH-C6H5,根据构成生物体氨基酸的结构通式HR—C—COOHnh2可知它们不是构成生物体的氨基酸。答案:一NH—CO—GH5—CH—NH,和GHs—COOHHO—CH—COOH不是，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的特点（湖北省博雅高中2009届高三教学质量检测）通用的蛋白质测试方法“凯氏定氮法”是通过测出含氮量来估算蛋白质含量，其含氮量一般不超过30%，而三聚氰胺的含氮量为66%左右。因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。三聚氰胺常被不法商人用作食品添加剂，以提升检测中的蛋白质指标，2008年9月，在包括三鹿、蒙牛、伊利、雅士利等知名国产品牌奶粉均被检出了含量不同的三聚氰胺。人和动物长期摄