生命活动的主要承担者-蛋白质(上课)

第一单元走近细胞和组成细胞的分子第3

课时生命活动的主要承担者——蛋白质回扣基础·构建网络基础导学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

组成基本单位：氨基酸

脱水缩合种类：约20种分类：根据能否在人体内合成，分为＿＿氨基酸和＿＿＿氨基酸通式：，其分子式＿＿

；

若R基为—CH3，则该氨基酸中C有＿个，H有＿个；若某氨基酸的分子式为C6H14O2N2，则该氨基酸的R基为

。特点：至少有一个

和

连接在

C上必需非必需C2H4O2NR3750%C、H、O、N氨基羧基同一个—C4H10N

想一想⑴脱下的H2O中H来自氨基，O来自羧基吗？⑵多肽的多样性和蛋白质多样性有何不同？

提示⑴H既来自氨基也来自羧基，O来自羧基。⑵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。

化学结构：多肽（链）

盘曲折叠空间结构：蛋白质分子连接方式：肽键（＿＿＿＿＿＿＿）空间结构：具有特定的氨基酸序列－NH－CO－3．蛋白质的功能

连一连

绘一绘酶(a)、激素(b)与蛋白质(c)的关系典例：(2011·上海生命科学卷)就物质属性而言，蛋白质、抗原和多糖三者之间的关系是(

)。解析蛋白质与多糖是两类不同化合物，没有包含关系，而抗原的物质组成比较复杂，主要包括蛋白质、多糖等大分子物质。答案A回扣教材1．教材21页[与生活的联系]：必需氨基酸与非必需氨基酸的种类及区别。

2．教材21页图2－4，理解蛋白质形成过程，尤其注意多肽与蛋白质的区别。

3．教材23页[与生活的联系]：关注蛋白质变性与复性及与空间结构的关系，了解变性的因素。知识网络COOHH2N肽键功能结构突破考点·提炼方法1．在下列物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，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(

)

A．3、3、2

B．4、3、3C．2、2、2

D．3、4、2提高识图析图能力

——氨基酸的结构通式解读典例引领考点7C考点剖析

拓展提升

基因表达时，从信使RNA起始密码子开始，两个起始密码子分别对应甲硫氨酸和缬氨酸，即蛋白质中的第一个氨基酸是这两种中的一个，所以可以推测绝大多数蛋白质含“S”元素，但并非所有的蛋白质都含“S”。所以基本元素为C、H、O、N，特征元素为“S”，且S一定存在于R基上。对位训练1．丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R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∶6B．7∶14∶5C．8∶12∶5D．8∶14∶5

答案

D

典例引领2．

(2011·北京理综，4)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述中，正确的是(

)A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链

B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂

C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关

D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素考点8

“结构决定功能”的生物学思想

——蛋白质的结构与功能多样性

D

考点剖析1．蛋白质的结构形成：氨基酸多肽(肽链)

⑴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。⑵H2O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。正确错误(举例)氨基—NH2NH2或—NH3羧基—COOHCOOH肽键—CO—NH—CO—NH含5个肽键六肽五肽误区警示

氨基、羧基及肽键的写法和多肽的命名

拓展提升

⑴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，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。拓展提升

⑵氨基酸、多肽、肽键的关系

拓展提升

⑶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2．蛋白质的结构多样性和功能多样性

拓展提示

上述4个导致蛋白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

⑴蛋白质功能多样性名称分布功能大多数酶细胞内或细胞外催化作用载体蛋白细胞膜运输某些物质如离子、氨基酸等某些激素(如生长激素、促甲状腺激素、胰岛素、胰高血糖素等)内环境中调节生命活动抗体内环境中免疫作用血红蛋白红细胞内主要运输氧气和部分二氧化碳糖蛋白细胞膜表面保护、润滑、识别等结构蛋白细胞内组成成分

拓展提升

⑵蛋白质多样性与生物多样性的关系DNA(基因)多样性蛋白质多样性

生物多样性⑶由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。

对位训练2．如图所示，物质A是在胰岛B细胞中合成的，且与血糖调节有关。物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复制。物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。物质D由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法正确的是(

)A．物质A、B、C、D的结构多样性只与a有关

B．与A、B、C、D四种物质合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

C．A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、抗利尿激素

D．物质A与胰高血糖素具有协同作用，物质B、C均在特异性免疫中发挥作用，物质D的分泌体现了生物膜的流动性

答案：

B1、10个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为

，含有

个肽键，失去

个水分子。2、n个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，这个化合物的名称为

，含有

个肽键，失去

个水分子。3、10个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链含有

个肽键，失去

个水分子。4、10个氨基酸脱水缩合成三条肽链，这三条肽链含有

个肽键，失去

个水分子。5、n个氨基酸脱水缩合成m条肽链，这m条肽链含有

个肽键，失去

个水分子。十肽99N肽n-1n-18877n-mn-m肽键数＝氨基酸数N－肽链数M＝失去的水分子数1、肽键数、脱水数计算方法体验氨基酸脱水缩合形成蛋白质过程的有关计算2.蛋白质分子中至少含有的氨基、羧基数的计算：几条肽链就至少含有几个游离的氨基和羧基CHCONR3CH

C

NR1HHOCH

C

NR2HOHCHCOHNR4CHCOHNR5CHHOOCHNRn3．蛋白质中含有N、O原子数的计算

⑴N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

⑵O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.多肽种类的计算假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：(1)A、B、C三种氨基酸，在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：

333

(33＝27种)形成二肽的种类：

33

(32＝9种)33333(2)A、B、C三种氨基酸，且在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：

321

(3×2×1＝6种)形成二肽的种类：

32

(3×2＝6种)321325.蛋白质分子量的计算：由n个氨基酸形成含有m条肽链的蛋白质，若氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的平均分子量为：

若由n个氨基酸形成含有m条肽链的蛋白质，其相对分子量为A，则组成它的氨基酸的平均分子量为：【A＋（n－m）18】/nna－18（n－m）氨基酸数、肽键数、失去水分子数及多肽的相对分子质量之间的关系

特别提醒：蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)在氨基酸形成该蛋白质后，相对分子质量比原来减少了多少？49×18+3×2=8885、氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间的关系

DNA（基因）mRNA

蛋白质（性状）

碱基数6∶碱基数3∶氨基酸1转录翻译由于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。

典例：(2011·上海生命科学卷)甲状腺的滤泡细胞分泌甲状腺素，C细胞分泌32肽的降钙素，控制降钙素合成的基因长度至少为________对碱基。答案96

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

D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易错警示忽视蛋白质分子量计算的两种特殊情况

错因分析此题不能得出正确答案的原因有两个：一是不能通过识图得到肽链的数目；二是不清楚环肽中的肽键数与氨基酸数目的关系，忽视二硫键形成时脱氢的数目。

解析该蛋白质含有两条链式肽链和一条环式肽链，对于环肽结构来说，失水数等于氨基酸数，因此m个氨基酸在形成这样的蛋白质分子时失去水分子(m－2)个，计算减少的相对分子质量时不能忽略2个二硫键还要失去4个H。

答案

D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－2bRNA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。检测落实·体验成功1．(2011·福建理综，3)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题组一蛋白质的结构及特点

解析酶可在细胞内和细胞外发挥作用，A项错误。激素、酶和神经递质并非都是蛋白质，例如部分激素是蛋白质；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；神经递质的化学本质有乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素、氨基酸类和一氧化氮等，这些物质不是蛋白质，故B项错误。激素与靶细胞细胞膜上的受体结合，神经递质与突触后膜上的受体结合，酶与相应的底物结合后起作用，C项正确。激素发挥作用后就被灭活，神经递质发挥作用后可被降解，而酶发挥作用后仍具有活性，D项错误。

答案

C2．一般说来，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

答案

A

解析每个肽键都含有一个N原子，故蛋白质的N主要分布在肽键中。另外，每条肽链至少含有一个游离的氨基，少数氨基酸的R基上也含有N原子。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

答案：C3．(2009·天津理综，3)下列过程中，涉及肽键数量变化的是(

)。A．洋葱根尖细胞染色体的复制B．用纤维素酶处理植物细胞C．小肠上皮细胞吸收氨基酸D．蛋清中加入NaCl使蛋白质析出答案A4．一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：题组二蛋白质的有关计算据此判断，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

C5．含有215个N原子的200个氨基酸，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11B．200和215

C．189和26D．200和200

解析肽键数目＝氨基酸数－肽链数，根据题意可知，这些多肽和蛋白质分子形成的肽链数为5＋4＋2＝11(个)，则形成的肽键数为200－11＝189(条)；游离的氨基数为肽链条数与R基上氨基数之和，由于200个氨基酸含有215个N原子，故R基上可能含有15个氨基，这些多肽和蛋白质分子中氨基的数目最多为11＋15＝26(个)。

答案

C一种“十二肽”分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),彻底水解后只得到下列氨基酸：NH2—CH—CH2SHCOOHCH2CH2COOHNH2—CH—COOHCH2NH2—CH—COOHNH2—CH—COOH（CH2

）3-NH2NH2—CH—COOHCH2—C6H5半胱氨酸天冬氨酸赖氨酸丙氨酸苯丙氨酸（几个？）（几个？）一种“十二肽”分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),彻底水解后只得到下列氨基酸：NH2—CH—CH2SHCOOHCH2CH2COOHNH2—CH—COOHCH2NH2—CH—COOHNH2—CH—COOH（CH2

）3-NH2NH2—CH—COOHCH2—C6H5半胱氨酸天冬氨酸赖氨酸丙氨酸苯丙氨酸（几个？）（几个？）一种“十二肽”分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),彻底水解后只得到下列氨基酸：NH2—CH—CH2SHCOOHCH2CH2COOHNH2—CH—COOHCH2NH2—CH—COOHNH2—CH—COOH（CH2

）3-NH2NH2—CH—COOHCH2—C6H5半胱氨酸天冬氨酸赖氨酸丙氨酸苯丙氨酸（几个？）（几个？）（几个？）一种“十二肽”分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),彻底水解后只得到下列氨基酸：NH2—CH—CH2SHCOOHCH2CH2COOHNH2—CH—COOHCH2NH2—CH—COOHNH2—CH—COOH（CH2

）3-NH2NH2—CH—COOHCH2—C6H5半胱氨酸天冬氨酸赖氨酸丙氨酸苯丙氨酸（几个？）（几个？）（几个？）一种“十二肽”分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),彻底水解后只得到下列氨基酸：NH2—CH—CH2SHCOOHCH2CH2COOHNH2—CH—COOHCH2NH2—CH—COOHNH2—CH—COOH（CH2

）3-NH2NH2—CH—COOHCH2—C6H5半胱氨酸天冬氨酸赖氨酸丙氨酸苯丙氨酸（几个？）（几个？）（几个？）（几个？）一种“十二肽”分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13),彻底水解后只得到下列氨基酸：NH2—CH—CH2SHCOOHCH2CH2COOHNH2—CH—COOHCH2NH2—CH—COOHNH2—CH—COOH（CH2

）3-NH2NH2—CH—COOHCH2—C6H5半胱氨酸天冬氨酸赖氨酸丙氨酸苯丙氨酸（几个？）（几个？）（几个？）（几个？）原理：一条肽链中，至少含一个游离的氨基和一个游离的羧基6．下列为某一多肽化合物的分子结构式，请回答有关问题：题组三蛋白质的知识综合应用⑴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＿＿＿＿。

⑵上述化合物是由＿＿＿＿种氨基酸组成的。

⑶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＿＿＿＿＿＿＿＿。–CO-NH-–COOH232三肽脱水缩合-COOH-NH2和-COOH-NH2⑷某种蛋白酶能使蛋白质水解，其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