第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
[考纲要求] 蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。
一、氨基酸及其种类
[判一判]
1．在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种 ( √ )
2．分子式中只要有氨基和羧基，就可以判断其为构成生物体的氨基酸 ( × )
3．评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量 ( √ )
4．每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上 ( × )
5．各种氨基酸都共有的结构是 ( √ )
6．各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基的不同 ( √ )
[巧记] (1)8种必需氨基酸：取两(亮、异亮)册(色)书(苏)本(苯丙)携(缬)家(甲)来(赖)。
(2)氨基酸的结构通式：氨基酸中有个碳，伸出四手向外连，下面连着氢原子，上面顶着R基团，左手拽的是氨基，右手还把羧基牵。
二、蛋白质的结构及其多样性
1．脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水。
2．二肽的形成：
3．多肽：由多个氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物。
4．结构多样性
(1)组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。
(2)组成蛋白质的多肽链形成的空间结构不同。
[解惑] 多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数，即2个氨基酸形成二肽，3个氨基酸形成三肽。
三、蛋白质的功能
[连一连]
[辨析] 酶(a)、激素(b)与蛋白质(c)的关系可用右面图示表示
考点一 分析氨基酸及其种类
观察下面的氨基酸结构图示，回答问题：
1．写出图中结构名称：a.氨基，c.羧基。
2．通过比较图中两种氨基酸，写出氨基酸的结构通式：
3．不同的氨基酸取决于R基的不同，图中两种氨基酸的R基分别是b、d(用字母代号表示)。
易错警示 有关氨基酸组成的2点说明
(1)同时含有一个或多个氨基和羧基的有机酸都属于氨基酸，种类较多。
(2)组成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基，并非只有一个氨基和一个羧基，R基中可能含有氨基和羧基。
1．(2012·海南卷，1)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是 ( )
A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸
B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成
C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键
D．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
答案 A
解析 甘氨酸的分子量是75，不是分子量最大的氨基酸。由于缺乏中间产物，有8种氨基酸不能在人体细胞中合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸。氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。R基的特异性决定氨基酸的特异性。
2．下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述不正确的是( )
A．以上这三种氨基酸的R基依次分别是—H、—CH3、—CH2OH
B．这三种氨基酸理化性质的不同取决于R基不同
C．甲是最简单的氨基酸
D．从上式可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸
答案 D
解析 根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可判断：甲、乙、丙三种氨基酸的R基分别是—H、—CH3、—CH2OH，不同氨基酸R基的不同决定了其理化性质的不同；组成蛋白质的氨基酸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接在同一个碳原子上。
1．有关氨基酸结构通式的分析
2．组成蛋白质的氨基酸的判断标准
(1)数量标准：至少含有一个—NH2和一个—COOH。
(2)位置标准：一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上。
考点二 聚焦蛋白质的结构层次及其多样性
1．观察下面的二肽形成图示回答问题
(1)过程①名称：脱水缩合，其场所是：核糖体。
(2)物质②名称：二肽。
(3)结构③名称：肽键，其结构简式为：—NH—CO—(或—CO—NH—)
(4)H2O中H的一个来自氨基，一个来自羧基。
(5)多个氨基酸发生该反应，产物名称为多肽。
2．观察氨基酸、多肽、肽链、肽键和蛋白质的关系图示
(1)多肽与蛋白质的最重要的区别是多肽无空间结构。
(2)如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶，需要参与的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
3．完善蛋白质的结构多样性和功能多样性图示
易错警示 蛋白质结构的2个误区
(1)氨基、羧基和肽键的书写误区
不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为COOH或COOH；也不要将肽键误写为CO—NH或CONH。
(2)蛋白质变性的误区分析
高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。
3．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．A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长素
B．物质A、B、C、D结构多样性的直接原因是a的种类、数量和排列顺序不同
C．与A、B、C、D四种物质的合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D．高温和低温均能破坏物质A的空间结构，使其调节血糖的能力丧失
答案 C
解析 A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长激素，均属于分泌蛋白，其合成和分泌与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关。物质A、B、C、D结构多样性的直接原因是氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的空间结构的不同。高温能破坏胰岛素的空间结构，使其功能丧失，低温下胰岛素的空间结构稳定。
4．在胰岛B细胞中先合成胰岛素原，胰岛素原再通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素(如图所示)。胰岛素原水解所需的水分子中的氢用于 ( )
A．形成—COOH和—SH
B．形成—NH2和—COOH
C．形成—SH和—OH
D．形成—COOH和连接碳的—H
答案 B
解析 比较胰岛素原与胰岛素的结构，可见胰岛素原通过蛋白酶的水解作用破坏的是氨基酸之间的肽键。肽键形成时水分子中的氢来自—NH2和—COOH，故肽键被破坏时消耗的水分子中的氢用于形成—NH2和—COOH。
拓展理解 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。
新情境信息案例分析
上面的第4题，乍一看是一种新情境问题，题目的背景知识并不是同学们所熟悉的，但切勿慌乱，实际上这类题目往往“起点高、落点低”，有的可直接从题干中寻找答案，有的则需要把材料中的新内容与已学过的教材知识联系起来，找到与教材的衔接点，即所谓的“题在书外，理在书中”。本题实质上是考查氨基酸脱水缩合形成肽键时形成的水分子中氢的来源，再进行知识迁移转换为肽键断裂时消耗的水分子中氢的去向。
考点三 归纳蛋白质合成过程的有关计算
1．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条肽链或m条肽链：
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
1
n－1
n－1
至少1个
至少1个
na－
18(n－1)
m
n－m
n－m
至少m个
至少m个
na－
18(n－m)
2.假设某多肽中氨基酸数为n，控制其合成的基因和mRNA中至少含有的碱基数为6n和3n。
易错警示 有关蛋白质计算的5个易错提示
(1)氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、“至少”时，不应考虑该计算过程中终止密码的碱基数。
(2)计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加H2O中的O、H数值。
(3)若形成的多肽是环状：氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。
(4)在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含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。
(5)关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。
5．现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOWS(Z>12，W>13)。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。
下列叙述中，正确的是 ( )
A．合成该多肽时，至少需36个密码子
B．控制合成该多肽相应的基因至少有36个碱基
C．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(Z－12)个赖氨酸
D．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(W－13)个天冬氨酸
答案 C
解析 该多肽为十二肽，说明有12个氨基酸参与了肽链的合成，根据氨基酸和密码子的一一对应关系，至少需要12个密码子(不考虑终止密码)；控制十二肽合成的直接模板mRNA至少有12×3＝36个碱基，对应的基因中至少有12×6＝72个碱基；由于5种氨基酸中只有赖氨酸的R基上有一个氨基，这条肽链中的氮原子数＝肽键数＋1＋赖氨酸的个数×1，即Z＝11＋1＋赖氨酸的个数，赖氨酸的个数＝Z－12，所以该“十二肽”彻底水解后有(Z－12)个赖氨酸；由于5种氨基酸中只有天冬氨酸的R基上有一个羧基含有2个氧原子，这条肽链中的氧原子数＝肽键数＋2＋天冬氨酸的个数×2，即W＝11＋2＋天冬氨酸的个数×2，天冬氨酸的个数＝(W－13)/2，所以该“十二肽”彻底水解后有(W－13)/2个天冬氨酸。
6．某非环状多肽，经测定其分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的。苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H7NO2)、亮氨酸(C6H13NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)。下列有关该多肽的叙述，不正确的是
( )
A．该多肽彻底水解后能产生3种氨基酸
B．该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5
C．该多肽有三个肽键，为三肽化合物
D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了54
答案 C
解析 依据分子式中N为4个，并分析提供的氨基酸种类，可得出由4个氨基酸组成，为四肽，存在三个肽键，即C项是错误的。再分析多肽的形成：在核糖体上，形成过程中相对分子质量减少了54；再分析S的数目为2个，可分析出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸(C3H7NO2S)，即水解能形成的氨基酸为3种，再结合碳原子数目为21个，减去6个C原子(2个是半胱氨酸)，为15个C原子，可分析出另外两个氨基酸分别为苯丙氨酸和亮氨酸，进一步推出该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5，A、B、D三项是正确的。
[互动探究] 该多肽中含有多少个游离氨基和羧基？
提示 均为1个。
蛋白质合成中的相关计算
1．氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数。
2．羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。
3．氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中N的总数。
4．氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数。
5．氢原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱去水分子数。
序号
错因分析
正确答案
序号
错因分析
正确答案
①
不理解氨基结构
—NH2
②
不理解羧基结构
—COOH
③
不理解肽键结构
—CO—NH—
④
对“种类”和“数目”辨析不清
2
⑤
不理解多肽的命名依据
三肽
⑥
写错字
脱水缩合
⑦
不全面
氨基和羧基
⑧
不理解水的参与
CHHOCOOHCHC6H5NH2
和C6H5—COOH
题组一 蛋白质的结构与特点
1．判断正误：
(1)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质(2008·天津，1C) ( )
(2)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变(2009·福建，4A) ( )
(3)tRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成(2008·海南，7C) ( )
(4)磷脂和蛋白质合成时，需要模板(2011·江苏，1A改编) ( )
(5)具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的(2008·天津，1A) ( )
(6)常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色，是由于蛋白质有肽键(2008·广东理基，42A和2009·江苏，21C) ( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
2．(2012·上海卷，6)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致 ( )
A．蛋白质分解为多肽链
B．多肽链分解为若干短肽
C．多肽链分解为氨基酸
D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物
答案 C
解析 肽酶可水解肽链末端的肽键，最终将多肽链分解为氨基酸。
3．(2012·海南卷，2)下列关于蛋白质的叙述，错误的是 ( )
A．有些蛋白质是染色体的组成成分
B．酶在催化反应前后，其分子结构不变
C．食盐作用下析出的蛋白质发生了变性
D．蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应
答案 C
解析 染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA。酶是生物催化剂，反应前后其分子结构不变。蛋白质遇高温、重金属盐变性，盐析出的蛋白质没有变性。双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合物。
题组二 蛋白质的相关计算
4．(2009·上海卷，15)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是 ( )
A．n－m B．n－2m
C．n＋m D．n＋2m
答案 C
解析 两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，每个肽键中含一个氧原子；n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键n－m个，所以肽键中氧原子是n－m个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的n－m个，所以应至少有氧原子的个数为n－m＋2m＝n＋m。
题组三 与蛋白质有关的实验探究
5．(2010·广东卷，29)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：
(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂。你选用的试剂应该是________；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为________。
(2)完善以下实验设计，并回答问题。
探究A动物蛋白对小鼠生长的影响
资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产。
一、研究目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。
二、饲料
1．基础饲料：基本无蛋白质的饲料；
2．普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料＋植物蛋白；
3．实验饲料：基础饲料＋A动物蛋白。
三、实验分组
实验
组号
小鼠数
量(只)
饲料
饲养时
间(天)
1
10
基础饲料
21
2
10
实验饲料1(含6%A动物蛋白)
21
3
10
实验饲料2(含12%A动物蛋白)
21
4
10
实验饲料3(含18%A动物蛋白)
21
5
10
实验饲料4(含24%A动物蛋白)
21
6
10
Ⅰ
Ⅱ
备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。
四、实验方法和检测指标：略
①实验组6中，Ⅰ应该为______________，原因是______________________；Ⅱ应该为________，原因是__________________________________________________。
②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的________和________。
答案 (1)③ 紫色 (2)①普通饲料 需要普通饲料作为对照 21 饲养时间相同，实验结果的比较才有意义 ②体重 体长
解析 (1)检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色。(2)①Ⅰ应为普通饲料，与前面5组实验形成对照，可以分析得出含A动物蛋白的饲料与含植物蛋白的普通饲料对小鼠生长影响的差别；Ⅱ应为21，原因是实验要遵循单一变量原则。②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的体重和体长。
【组题说明】
考 点
题 号
错题统计
错因分析
蛋白质的结构与特点
1、2、3、4、5、9、10
蛋白质的相关计算
6、7、8、11、12、13
与蛋白质有关的实验探究
14
1.如图是有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是 ( )
A．a肯定含有P
B．①过程有水生成
C．多肽中b的数目等于c的数目
D．d表示氨基酸种类的多样性
答案 B
解析 只有少数氨基酸的组成元素中含有P。由氨基酸脱水缩合形成多肽的过程肯定有水生成。氨基酸的数目和肽键的数目不一定相等，直链肽中肽键的数目＝氨基酸的数目－肽链的数目。d表示的是蛋白质种类的多样性，而不是氨基酸种类的多样性。
2．下列有关蛋白质的作用，正确的是 ( )
①催化与调节 ②运动 ③运输物质 ④储存遗传信息 ⑤免疫 ⑥主要的能源物质 ⑦信息传递 ⑧构成生物体和细胞的主要物质
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②③⑤⑦⑧
C．①②③⑤⑥⑦ D．②③⑤⑥⑦⑧
答案 B
解析 蛋白质不能储存遗传信息，也不是主要的能源物质。
3．下列有关蛋白质和核酸的叙述中，正确的是 ( )
A．组成每一种蛋白质的氨基酸均有20种，组成核酸的碱基有4种
B．蛋白质中的氮元素主要存在于氨基中，核酸中的氮元素主要存在于碱基中
C．蛋白质和DNA分子均具有热变性，但蛋白质的热变性是不可逆的
D．蛋白质的合成直接受DNA分子控制
答案 C
解析 组成蛋白质的氨基酸约有20种，但组成每一种蛋白质的氨基酸不一定有20种，组成核酸的碱基共有5种；蛋白质中的氮元素主要存在于肽键中；在加热条件下，蛋白质和DNA分子均会发生变性，即空间结构发生改变，但DNA分子具有复性的特点；蛋白质的合成直接受mRNA的控制。
4．下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，不正确的是 ( )
A．各种蛋白质都是通过肽键连接的
B．各种蛋白质的基本组成单位都是氨基酸
C．氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质的功能
D．细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递
答案 C
解析 各种蛋白质都是以氨基酸为基本组成单位，氨基酸之间通过肽键连接。组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构决定了蛋白质的功能。不同的蛋白质承担着不同的生物学功能，如细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递。
5．如图所示为某细胞中一条肽链的结构简式，R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析不正确的是 ( )
A．该肽链中的肽键数是2
B．该肽链是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的
C．合成该肽链的细胞器是核糖体
D．该化合物能与双缩脲试剂发生紫色反应
答案 B
解析 图中所示的化合物为三肽，含有2个肽键，是由3个氨基酸脱去2分子水缩合形成的，合成场所在核糖体，A、C正确，B错误；含有肽键的化合物均能与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。
6．某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后产生了如下3种氨基酸，下列相关叙述正确的是 ( )
A．合成1分子该物质将产生6个水分子
B．在细胞中合成该物质时只需要3种tRNA
C．该多肽分子含有一个游离氨基和一个游离羧基
D．该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸
答案 D
解析 分析结构简式可知，三种氨基酸都只含有一个氨基，因此该多肽含有6个氨基酸，合成1分子该物质将产生5个水分子；合成此多肽时需要几种tRNA是由mRNA上有几种密码子决定的，如果只有3种密码子，则只需要3种tRNA，如果有3种以上密码子，则需3种以上tRNA；通过计算可知该多肽由2个甘氨酸、1个丙氨酸和3个谷氨酸经脱水缩合形成，因此含有4个游离的羧基和1个游离的氨基。
7．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)及部分肽链放大示意图(图2)，请据图判断下列叙述中正确的是 ( )
A．图2中含有的R基是①②④⑥⑧
B．该蛋白质中含有1条肽链，124个肽键
C．图2中具有4种氨基酸，4个肽键
D．从图2可推知该肽链至少含有3个游离的羧基
答案 D
解析 图2中①是氨基而不是R基，故A错误；由图1可知，该蛋白质含有1条肽链，124个氨基酸，123个肽键，故B错误；图2中③⑤⑦为3个完整的肽键，有4个氨基酸，故C错误；图2中含有2个游离的羧基，在多肽链末端的第124个氨基酸上至少还有1个游离的羧基，故D正确。
8.二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学
键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，下列相关
叙述正确的是 ( )
A．该蛋白质至少有两个羧基
B．该蛋白质完全水解需要277个水分子
C．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三方面决定
D．该蛋白质至少含有280个氨基
答案 A
解析 分析题意可知，该蛋白质由两条肽链和一个环肽构成，因此该蛋白质至少有2个氨基和2个羧基，完全水解需要278个水分子；蛋白质的功能是由蛋白质的结构决定的，蛋白质的结构又由氨基酸的数量、种类、排列顺序及肽链的空间结构决定。
9．下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是 ( )
A．酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异是由R基的不同引起的
B．甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则该甜味肽是一种二肽
C．某二肽的化学式是C8H14N2O5，水解后得到丙氨酸(R基为—CH3)和另一种氨基酸X，则X的化学式应该是C5H9NO4
D．n个氨基酸共有m(m>n)个氨基，则由这些氨基酸缩合成的一个多肽中氨基的数目为m－n
答案 D
解析 由氨基酸的结构通式可知，不同氨基酸之间只有R基不同，故氨基酸是否溶于水等性质是由R基决定的，A正确；最小的肽是二肽，由于每种氨基酸中至少含有1个N，那么二肽分子中应至少含有2个N，因甜味肽分子式中只有2个N，故该甜味肽一定为二肽，B正确；氨基酸分子式可写成C2H4O2N—R，将—R换成—CH3，即为丙氨酸，形成二肽时要脱去1分子H2O，再根据化学反应前后原子守恒可推出氨基酸X的分子式，C正确；n个氨基酸含有m个氨基，说明n个氨基酸的所有R基因共有(m－n)个氨基，又因每条肽链中至少含有1个氨基(位于肽链一端)，故该多肽链中氨基的数目为(m－n＋1)，但如果形成的是环肽，则多肽中氨基的数目(m－n)，D错误。
10．层粘连蛋白分子是由一条重链(A链)和两条轻链(B1、B2链)构成的高分子糖蛋白。作为细胞的结构成分，它含有多个结合位点，对细胞间粘连及细胞的分化等都有作用。层粘连蛋白分子结构示意图如图，若该蛋白分子由m个氨基酸构成，下列相关说法不正确的是 ( )
A．该蛋白分子含有的肽键数为m－3
B．该蛋白分子在细胞识别中具有重要作用
C．癌细胞膜相对正常细胞膜而言表面的层粘连蛋白分子少
D．该物质的合成只需核糖体即可完成
答案 D
解析 该蛋白分子是由3条肽链组成，因此含有(m－3)个肽键；层粘连蛋白是一种糖蛋白，具有多个结合位点，在细胞识别中具有重要作用；癌细胞易扩散，而层粘连蛋白对细胞间粘连起作用，故癌细胞膜上的层粘连蛋白会比较少；该蛋白的合成除了需要核糖体外，至少还需要线粒体提供能量。
11．某多肽的分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到以下3种氨基酸，则此多肽中含有的赖氨酸个数为 ( )
A．2个 B．3个
C．5个 D．8个
答案 B
解析 假设甘氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的数目分别为a、b、c。由于这三种氨基酸都只含有一个羧基，该多肽的氧原子数＝肽键中的氧原子数＋游离的羧基中的氧原子数，即9＝肽键中的氧原子数＋2。因此，该多肽含有7个肽键，8个氨基酸，即a＋b＋c＝8。根据该多肽含有的氮原子数分析，可得a＋b＋2c＝11，可求出c＝3。
12．某致病细菌分泌的外毒素，无色，细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等症状，以致死亡。该外毒素为环状肽，其结构简式如图所示：
请据图分析回答：
(1)该化合物中含有游离的__________个氨基，__________个羧基。
(2)该化合物是由________个氨基酸组成的，区别这些氨基酸的种类依靠的是其结构中的__________。
(3)组成该化合物的氨基酸有________种，其中有________个氨基酸的R基相同，这个R基是________________。
(4)该化合物为____________肽化合物，含有________个肽键。
(5)填写虚线框内结构的名称：A.__________________，B.___________________。
答案 (1)0 0 (2)7 R基 (3)5 3 —CH3 (4)环状七 7 (5)肽键 R基
解析 据图分析，该外毒素为环状七肽，具有7个肽键，由5种不同的氨基酸组成，其中有1种氨基酸出现3次，其R基为—CH3，区别氨基酸的种类依靠的是其结构中的R基。该化合物没有游离的氨基和羧基。虚线框内结构A、B的名称依次是肽键和R基。
13．已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128。图1为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图2为部分肽链放大示意图，请据图回答下列问题：
(1)该化合物由氨基酸脱去____________个水分子形成，这种结合方式叫做____________，图1所示的蛋白质的相对分子质量为____________。如果核苷酸的平均相对分子质量为400，则指导该蛋白质产生的基因的相对分子质量最小为____________。
(2)图2中有________种R基，肽键是________(填序号)；该肽链至少有________个游离的羧基。
(3)假设有一个十肽，分子式为CxHyOzNmSn，组成该肽的氨基酸只有图2中的几种，则含有①的氨基酸有____________个。
答案 (1)123 脱水缩合 13 652 284 244 (2)3 ②④⑥ 3 (3)m－10
解析 氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质。该蛋白质由一条多肽链构成，其相对分子质量＝氨基酸的总分子质量－脱去的水的总分子质量－形成二硫键脱去的氢的分子质量＝124×128－(124－1)×18－2×3＝13 652。在不考虑终止密码的条件下，基因中的碱基数∶氨基酸数＝6∶1，而基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，则指导该蛋白质产生的基因的相对分子质量＝124×6×400－(124×6－2)×18＝284 244。图2中有4个R基，3种R基，肽键为②④⑥。图2中的R基含有2个羧基，而构成该蛋白质的多肽链的首或尾含有1个游离的羧基，故该蛋白质至少含有3个游离的羧基。构成该十肽的氨基酸的R基中只有结构①含有1个N，其他氨基酸的R基中均不含N，那么m－10个N均在①结构中，所以含有①的氨基酸有m－10个。
14．洗衣粉是人们日常生活中的必备品，各种含酶制剂的洗衣粉因洗涤效果好而备受青睐。下面是两生物兴趣小组的同学针对含酶制剂的洗衣粉所做的实验，请你分析回答相关问题：
(1)甲组同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如表所示的实验，他们做该实验的目的是探究_________________________________________________________。
该实验还应控制的无关变量有___________________________________________
________________。该实验中__________________________分别构成两组对照实验。
组别
布料大小
污染物
水温
A(蛋白酶洗衣粉)
5×5 cm
蛋白质
40 ℃
B(脂肪酶洗衣粉)
5×5 cm
蛋白质
40 ℃
C(蛋白酶洗衣粉)
5×5 cm
淀粉
40 ℃
(2)乙组同学为了探究蛋白酶洗衣粉中的蛋白酶的化学本质是蛋白质，用以下所给的条件进行了探究，请你帮助他们完成下列实验。
实验原理：蛋白质能与双缩脲试剂发生作用，呈现紫色反应。
实验材料：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液(双缩脲试剂A液)、质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液(双缩脲试剂B液)、蛋白酶洗衣粉、普通洗衣粉、滴管、试管、蒸馏水等。
实验步骤：
①取两支试管编号1、2；
②____________________________________________________________________
______________________________________________________________________；
③_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________；
④观察两支试管中的颜色变化。
可能的现象及结论：____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
答案 (1)酶的专一性 洗衣粉的用量、污染物的含量、水质、pH等 A与B、A与C (2)实验步骤：②向1号试管中加入2 mL蛋白酶洗衣粉溶液，向2号试管中加入2 mL普通洗衣粉溶液 ③然后，向两支试管中各加入1 mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，振荡摇匀；再向两支试管中分别加入3～4滴质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，振荡摇匀 可能的现象及结论：1号试管中出现紫色，2号试管中未出现紫色，说明该蛋白酶洗衣粉中的蛋白酶的化学本质是蛋白质；1、2号试管中均未出现紫色，说明该蛋白酶洗衣粉中的蛋白酶的化学本质不是蛋白质
解析 (1)该实验的自变量是洗衣粉所含有的酶与污染物成分之间的对应关系，因此可用来探究酶的专一性。洗衣粉的用量、污染物的含量、水质及pH等都是无关变量。(2)本实验的目的是探究蛋白酶是否为蛋白质，加酶洗衣粉和普通洗衣粉的差异在于有没有蛋白酶，所以用双缩脲试剂对两种洗衣粉进行检测，如果含加酶洗衣粉的试管中出现紫色，而含普通洗衣粉的试管中未出现紫色，则说明蛋白酶为蛋白质，反之则不是。
教师备课资源(教师用书独具)
1．巧用数字“一、二、三、四、五”梳理蛋白质的结构与功能
“一个通式”指氨基酸的结构通式。
“二个标准”指组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有两个：一是数量标准，二是位置标准。
“三个数量关系”指蛋白质分子合成过程中的三个数量关系：脱去水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数。
“四个原因”指蛋白质分子结构多样性的原因有四个：氨基酸的种类不同、氨基酸的数量不同、氨基酸排列顺序不同、蛋白质的空间结构不同。
“五大功能”指蛋白质分子有5个功能：细胞的组成物质、催化作用、免疫作用、运输作用和调节作用。
2．蛋白质的结构层次
基本单位
氨基酸
化学结构
氨基酸脱水缩合形成多肽
空间结构
一条或多条肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子
3.蛋白质的结构和功能多样性的原因分析
分析角度
具体解释
蛋白质本身
氨基酸的数量、种类、排列顺序及肽链空间结构→结构多样性→功能多样性
遗传物质
千变万化的碱基对排列顺序→遗传信息的多样性→蛋白质的多样性
生物进化
千变万化的环境条件→通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质→个体的多样性和蛋白质的多样性
4.几种常见蛋白质的分布和功能
此部分经常借助某些具体的蛋白质从不同的角度进行命题，现举例如下：
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、识别等作用
5.氨基酸的排列与多肽种类的计算
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以下两种情形：
(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：
形成二肽的种类：
(2)A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：
形成二肽的种类：
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