课题5：蛋白质的结构
【课标要求】蛋白质、核酸的结构和功能。
【考向瞭望】蛋白质的结构及相关计算。
【知识梳理】
一、氨基酸及其种类
氨基酸是组成蛋白质的基本单位，其结构通式是 。
（一）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碳原子上，氨基酸的不同在于R基的不同。
（二）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[缬异亮苯蛋（甲硫）色苏赖]和非必需氨基酸。
（三）对通式的分析
1、特点分析
分析
举例
氨基酸分子中至少有一个—NH2、一个
—COOH，因为R基中可能有—NH2，
—COOH
R基含—COOH：谷氨酸：
HOOC—CH2—CH2—CH(NH2)—COOH
R基含—NH2：赖氨酸
H2N—CH2—CH2—CH2—CH2—CH(NH2)—COOH
都有一个—NH2和一个—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：非生物体内氨基酸
H2N—CH2—CH2—CH2—COOH
2、基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有P、S等。
3、氨基酸经脱水缩合形成蛋白质。在脱水缩合过程中一个氨基酸的非R基上羧基和另一个氨基酸非R基上的氨基分别脱下—OH和—H结合形成H2O，同时形成一个肽键。
二、蛋白质的结构及其多样性
（一）结构层次：氨基酸 多肽 蛋白质。
（二）结构多样性的原因
1、氨基酸方面：氨基酸的种类、数量、排列顺序的不同。
2、肽链方面：肽链的空间结构不同。
（三）氨基酸形成蛋白质的有关问题
1、肽键的结构式可表示如下：—NH—CO—或—CO—NH—或—C—N—。
2、关于氨基酸脱水缩合反应的计算
（1）对于n个氨基酸来讲，至少有n个氨基和n个羧基；
（2）n个氨基酸分子缩合成一条肽，失去的水分子数＝肽键数＝n－1，至少有1个氨基和1个羧基；
（3）n个氨基酸分子缩合成X条肽链，失去的水分子数＝肽键数＝n－X，至少有X个氨基和X个羧基；
（4）n个氨基酸分子缩合成环状肽时，失去的水分子数＝肽键数＝n，氨基和羧基数与R基团有关；
（5）蛋白质完全水解时所需要的水分子数等于该蛋白质形成时脱去的水分子数。
3、蛋白质合成过程中相对分子质量的变化：氨基酸的平均相对分子质量为a，数目为n，肽链数为X，则蛋白质的相对分子质量为：a·n－18·(n－X)。
4、氨基酸与对应的DNA及mRNA片段中碱基数目之间的关系：DNA（基因）︰mRNA︰氨基酸＝6︰3︰1。
【思考感悟】只要组成蛋白质的的氨基酸种类、数目、排列顺序相同则蛋白质就相同吗？
不一定，因蛋白质还受肽链的空间结构影响。
【基础训练】1、已知某抗原为一蛋白质分子，由一条多肽链组成，如果构成该蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为128，根据抗原的相对分子质量一般要超过10 000的特性，可以推知，通常组成该抗原蛋白质的肽键数一般不少于（ C ）
A、100个 B、99个 C、90个 D、50个
2、在医疗实践中，器官移植是拯救某些患者的重要方法。但是，无血缘关系的供体器官移植后往往很难成活，具有血缘关系的供体器官移植后成活的概率较大。从分子生物学水平看，其原因是（ D ）
A、无血缘关系个体之间同一类蛋白质分子的氨基酸数量完全不同
B、有血缘关系个体之间同一类蛋白质分子的氨基酸种类、排序完全相同
C、无血缘关系个体之间同一类蛋白质分子的大小、空间结构完全不同
D、有血缘关系个体之间同一类蛋白质分子相差很小
3、“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（ C ）
A、“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
B、泛素的形成是在核糖体上完成的
C、人体内蛋白质的降解均需要ATP提供能量
D、控制“泛素”合成的基因中至少有456个脱氧核苷酸
【高考模拟】
4、（2008天津理综1）下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是（ D ）
A、具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的
B、高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸
C、细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质
D、在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质
5、（2008上海生物15）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有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（ B ）
A、798、2和2 B、798、12和10 C、799、1和1 D、799、11和9
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