概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸
2.蛋白質(zhì)的合成及其結(jié)構(gòu)、功能多樣性(1)二肽的形成過程①過程a:　　脫水縮合　　,物質(zhì)b:　二肽　,結(jié)構(gòu)c:　肽鍵　。?②H2O中H來源于　　氨基和羧基　　;O來源于　羧基　?！?
(2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次
(3)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因(4)蛋白質(zhì)的功能[連線]
教材拾遺(必修1第23頁“與生活的聯(lián)系”改編)在雞蛋清中加入食鹽會(huì)出現(xiàn)白色絮狀物,高溫加熱后雞蛋清會(huì)呈現(xiàn)白色固態(tài)狀,導(dǎo)致蛋白質(zhì)出現(xiàn)這兩種情況的原理相同嗎?說明理由。答案不同。在食鹽作用下析出蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)沒有改變,仍維持原有的生物活性;高溫加熱后蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,喪失了原有的生物活性。
凝練核心素養(yǎng)1.生命觀念——通過對(duì)氨基酸的結(jié)構(gòu)和脫水縮合過程的分析,建立起生命的物質(zhì)性觀點(diǎn);通過蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性決定了功能的多樣性,建立起結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。2.科學(xué)思維——運(yùn)用歸納與概括的方法,觀察多種氨基酸,歸納出不同的氨基酸結(jié)構(gòu)上的共性和差異。3.社會(huì)責(zé)任——利用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與高溫、pH和鹽濃度的關(guān)系,正確解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象;掌握必需氨基酸與非必需氨基酸的概念,知道如何加強(qiáng)營養(yǎng)、合理膳食,提高人們的健康水平。
(科學(xué)思維)細(xì)胞受到冰凍時(shí),蛋白質(zhì)分子相互靠近,當(dāng)接近到一定程度時(shí),蛋白質(zhì)分子中相鄰近的巰基(—SH)氧化形成二硫鍵(—S—S—)。解凍時(shí),蛋白質(zhì)氫鍵斷裂,二硫鍵仍保留(如下圖所示)。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)?A.巰基位于氨基酸的R基上B.解凍后蛋白質(zhì)功能可能異常C.結(jié)冰和解凍過程涉及肽鍵的變化D.抗凍植物有較強(qiáng)的抗巰基氧化能力
考向1　氨基酸的種類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.(2018江蘇常州一中期初檢測(cè))下面是三種化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,下列有關(guān)這三種化合物的敘述,錯(cuò)誤的是( 　)A.三種化合物可以用一個(gè)結(jié)構(gòu)通式表示B.三種化合物的共同點(diǎn)之一是都含有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基C.三種化合物都不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)D.三種化合物兩兩結(jié)合形成的物質(zhì)的游離氨基數(shù)相同
“兩看法”判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸
考向2　蛋白質(zhì)的形成過程及功能2.(2018吉林白城一中期末)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( 　)A.蛋白質(zhì)是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物,其種類隨生命歷程而改變B.蛋白質(zhì)纖維組成的細(xì)胞骨架與信息傳遞等生命活動(dòng)相關(guān)C.在細(xì)胞不同的生命活動(dòng)中轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的載體都是蛋白質(zhì)D.細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時(shí),H2O參與氨基和羧基的形成
幾種常考蛋白質(zhì)的分布和功能此部分經(jīng)常借助某些具體的蛋白質(zhì)從不同角度進(jìn)行命題,現(xiàn)舉例如下:
與蛋白質(zhì)合成相關(guān)的計(jì)算1.利用圖解總結(jié)與蛋白質(zhì)有關(guān)的計(jì)算方法(1)氨基數(shù)和羧基數(shù)①氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+　R基　中的氨基數(shù)。?②羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+　R基　中的羧基數(shù)。?
(2)假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a,由n個(gè)氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈(均非環(huán)狀鏈),相關(guān)數(shù)量的計(jì)算見下表。2.多肽中H、O、N原子數(shù)的計(jì)算(1)H原子數(shù)=各氨基酸的H原子數(shù)之和-2×脫去的水分子數(shù)。(2)O原子數(shù)=　肽鍵　數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸的O原子數(shù)之和-脫去的水分子數(shù)。?(3)N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原子數(shù)之和。?
教材拾遺(必修1第24頁“科學(xué)史話”改編)一個(gè)由500個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì),它的氨基酸的排列順序就可能有　20500　種?！?
凝練核心素養(yǎng)1.生命觀念——利用氨基酸脫水縮合形成多肽的過程,認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的多樣性、統(tǒng)一性和復(fù)雜性,形成科學(xué)的自然觀和世界觀。2.科學(xué)思維——運(yùn)用“歸納與概括”的思維方法,通過分析氨基酸脫水縮合形成多肽的化學(xué)方程式,歸納出與蛋白質(zhì)合成相關(guān)計(jì)算的方法。
1.(科學(xué)思維)血紅蛋白分子中含574個(gè)氨基酸,4條肽鏈。在形成此蛋白質(zhì)分子時(shí),脫下的水分子數(shù)和形成的肽鍵數(shù)目分別是(　　)A.574和573B.573和573C.570和573D.570和570
解析:由n個(gè)氨基酸合成m條多肽鏈(非環(huán)狀鏈),形成的肽鍵數(shù)目和脫去水分子數(shù)目均為n-m,所以血紅蛋白分子中由574個(gè)氨基酸合成4條肽鏈,脫去的水分子數(shù)和形成的肽鍵數(shù)分別是570和570。
2.(生命觀念、科學(xué)思維)由4種氨基酸,每種氨基酸數(shù)量不限,最多能合成不同結(jié)構(gòu)的三肽有(　　)A.4種B.64種C.34種D.12種
解析:這個(gè)三肽的每個(gè)位置上的氨基酸都有4種可能,即為4×4×4=64(種)。
考向1　有關(guān)肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)和相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算1.(2019河南林州一中分校調(diào)研)某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖所示,其中—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵,若該蛋白質(zhì)由m個(gè)氨基酸構(gòu)成,則該蛋白質(zhì)在形成時(shí)生成的水分子數(shù)和減少的相對(duì)分子質(zhì)量分別為( 　)A.m個(gè)、18mB.(m-4)個(gè)、18(m-4)C.(m-3)個(gè)、18(m-3)+4D.(m-2)個(gè)、18(m-2)+4
考向2　有關(guān)蛋白質(zhì)原子數(shù)目的計(jì)算2.某三十九肽中共有甘氨酸4個(gè)(甘氨酸結(jié)構(gòu)式如圖1),現(xiàn)用某種水解酶去除其中的甘氨酸,得到4條長(zhǎng)短不等的多肽(如圖2)。如將原來的多肽與4條多肽的總原子數(shù)或結(jié)構(gòu)數(shù)進(jìn)行比較,會(huì)出現(xiàn)下列4種情況中的( 　)①肽鍵數(shù)目減少7個(gè)?、贑原子數(shù)目減少8個(gè)　③氨基和羧基數(shù)目分別增加3個(gè)?、躉原子數(shù)目減少1個(gè)A.1種　　B.2種 C.3種D.4種
考向3　有關(guān)氨基酸排列順序與多肽種類的計(jì)算3.現(xiàn)有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3種氨基酸,它們能形成的三肽種類以及包含3種氨基酸的三肽種類分別最多有( 　)A.9種,9種B.6種,3種C.18種,6種D.27種,6種
1.有關(guān)多肽計(jì)算的注意事項(xiàng)(1)環(huán)狀肽主鏈中無氨基和羧基,環(huán)狀肽中氨基或羧基數(shù)目取決于構(gòu)成環(huán)狀肽氨基酸的R基中的氨基和羧基的數(shù)目。肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)。(2)在計(jì)算多肽相對(duì)分子質(zhì)量時(shí),還要考慮一些其他化學(xué)變化過程,如二硫鍵(—S—S—)的形成,每形成一個(gè)二硫鍵,脫去2個(gè)—H,故相對(duì)分子質(zhì)量減少2。
2.利用守恒法計(jì)算蛋白質(zhì)分子中各原子的數(shù)量氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是解答此類題目的突破口。在脫水縮合形成多肽時(shí),要失去部分H、O原子,但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會(huì)減少。其相關(guān)數(shù)量關(guān)系如下。(1)碳原子數(shù)=氨基酸的分子數(shù)×2+R基上的碳原子數(shù)。(2)氫原子數(shù)=各氨基酸中氫原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)×2。(3)氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子的總數(shù)-脫去的水分子數(shù)。(4)氮原子數(shù)=肽鏈數(shù)+肽鍵數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子的總數(shù)。
1.下列有關(guān)氨基酸、多肽鏈和蛋白質(zhì)的敘述,正確的是(　　)A.都只含有C、H、O、N四種元素B.遇雙縮脲試劑都顯紫色C.都通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞D.通常都含有羧基
2.組成蛋白質(zhì)的氨基酸中有兩種氨基酸含有S元素,已知某一蛋白質(zhì)分子中含有一個(gè)S原子。則下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.該蛋白質(zhì)分子除了含有S元素外,還含有C、H、O、NB.該蛋白質(zhì)分子完全水解后最多可以得到20種氨基酸C.該蛋白質(zhì)可能由一條、兩條或多條肽鏈組成D.該蛋白質(zhì)分子中有“N—C—C—N—C—C—…”的重復(fù)結(jié)構(gòu)
3.下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.細(xì)胞間的信息交流大多與細(xì)胞膜蛋白有關(guān)B.由蛋白質(zhì)組成的細(xì)胞骨架與細(xì)胞分裂等生命活動(dòng)密切相關(guān)C.細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成離不開核酸,而核酸的合成也離不開蛋白質(zhì)D.細(xì)胞膜的功能特性與膜上的載體蛋白有關(guān)而與其基本骨架的流動(dòng)性無關(guān)
4.下圖表示生物體內(nèi)發(fā)生的某一化學(xué)反應(yīng),下列有關(guān)該反應(yīng)敘述錯(cuò)誤的是(　　)?A.該反應(yīng)為脫水縮合反應(yīng)B.反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所是核糖體C.反應(yīng)速率與溫度有關(guān)D.需要水解酶的催化
5.一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì),下圖為部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)和多種蛋白質(zhì),請(qǐng)回答下列有關(guān)問題。
(1)A蛋白參與細(xì)胞間的相互粘連,所以在動(dòng)物細(xì)胞工程中常用　　　　　　　　處理組織碎塊,使細(xì)胞分散開。?(2)B蛋白與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有關(guān),如果轉(zhuǎn)運(yùn)過程需ATP供能,則轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱為　　　　　　　　,若轉(zhuǎn)運(yùn)過程不消耗ATP,則轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱為　　　　　　　,能量來自所轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)　　　　　　形成的勢(shì)能。(3)C蛋白只能與特定分子結(jié)合,結(jié)合后其　　 　　　發(fā)生變化,像“分子開關(guān)”一樣,引起細(xì)胞內(nèi)一系列變化,是細(xì)胞膜完成　　　　功能的分子基礎(chǔ)。?(4)D蛋白和細(xì)胞骨架共同完成細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸,細(xì)胞骨架的化學(xué)本質(zhì)是　　　　　　。?(5)E蛋白具有催化功能,因其只能與　　　　　　　　　　　　　結(jié)合,所以E蛋白的功能具有專一性的特點(diǎn)。?(6)F蛋白的功能是與DNA分子的某一部位結(jié)合,以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA分子,F蛋白的名稱是　　　　　　　　　　。?

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