资源简介

第三讲生命活动的主要承担者——蛋白质
知识点一　氨基酸及其种类［动漫演示更形象 见课件光盘］
1．分析两种氨基酸结构并回答问题
(1)写出图中a、c结构名称：a氨基；c羧基。
(2)比较两种氨基酸，写出氨基酸结构通式：。
(3)图中两氨基酸的R基分别是b、d(用字母表示)。
(4)归纳总结氨基酸结构特点：
2．填写氨基酸的种类
约20种
[巧学助记]　巧记8种必需氨基酸
一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)。
知识点二　蛋白质的结构及其多样性
1．分析二肽的形成过程并回答问题
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)过程①的名称：脱水缩合，场所：核糖体。
(2)物质②名称：二肽
(3)结构③：肽键，其结构简式为：NHCO。
(4)H2O中H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基；O来源于羧基。
2．归纳总结蛋白质多样性的原因
[巧学助记]　蛋白质形成的四个“一”
( http: / / www.21cnjy.com )
知识点三　蛋白质功能的多样性
将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来
一、理解运用能力
1．判断下列有关组成蛋白质的氨基酸的正误。
(1)有些氨基酸不能在人体细胞中合成(2012·海南卷T1B)(√)
(2)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(2012·海南卷T1D)(√)
(3)相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸(2012·海南卷T1A)(×)
(4)氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键(2012·海南卷T1C)(√)
2．判断下列有关蛋白质结构与功能叙述的正误。
(1)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应(2012·海南卷T2D)(√)
(2)有些蛋白质是染色体的组成成分(2012·海南卷T2A)(√)
(3)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·福建卷T4A)(×)
(4)食盐作用下析出的蛋白质发生了变性(2012·海南卷T2C)(×)
(5)蛋白质区别与脂质的特有元素是氮(2013·重庆卷T1D)(×)
(6)血红蛋白含有铁元素(2013·海南卷T1B)(√)
(7)蛋白质是生物体内主要能源物质(2013·江苏卷T1B)(×)
(8)洋葱根尖细胞染色体的复制过程涉及肽键数量的变化(2009·天津卷T1A)(√)
二、读图析图能力
上图为胰岛素合成后加工为有活性胰岛素过程，回答下列问题：
(1)切除c肽是肽键水解的过程，肽键水解所需的水分子中的氢用于形成哪些基团？
答案：—NH2和—COOH。
(2)有活性的胰岛素中至少含有几个氨基和羧基？含有多少个肽键？
答案：至少含有2个—NH2和2个—COOH，共含49个肽键。
[理清脉络]
考点一|以蛋白质的多样性为基础，考查蛋白质的结构层次与功能
蛋白质的结构层次及其多样性
C、H、O、N(有的还含有S等元素)
特点分析 举例
至少有一个—NH2和一个—COOH，R 基中也可能含有—NH2和—COOH ( http: / / www.21cnjy.com )
都有一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上 ( http: / / www.21cnjy.com )
[典例1]　(2014·孝感统考)下面是有关蛋白质分子的简要概念图，下列对该图的分析正确的是(　　)
A．甲中可能含有S
B．从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性
C．乙中含有的基本单位之一可能是H2N—CH2—CH2—OH
D．不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不同
[思维流程]
[解析]　由图分析可知，甲为构成蛋白质的 ( http: / / www.21cnjy.com )基本元素，包括C、H、O、N，有的还含有S、P，因此甲中可能含有S；从根本上说，生物的多样性取决于遗传信息的多样性；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个—NH2和一个—COOH，选项C中的化合物缺少—COOH；不同蛋白质中氨基酸的种类和数目可能相同，但排列顺序或空间结构可能不同。
[答案]　A
“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
[针对练习]
1．层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重 ( http: / / www.21cnjy.com )链(α)和两条轻链(β1、β2)经二硫键交联而成，外形呈十字形。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：选D　糖蛋白由蛋白质和多糖组成，多糖 ( http: / / www.21cnjy.com )彻底水解得到葡萄糖，蛋白质彻底水解得到氨基酸。选项D中—NH2和—COOH未连在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。
DNA、蛋白质和生物多样性的关系
(1)生物多样性的根本原因是DNA的多样性。
(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。
(3)多种多样的环境是形成生物多样性的重要条件。
考点二|以氨基酸脱水缩合为基础，考查与蛋白质有关的计算
1．蛋白质形成过程分析
(1)一条肽链上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；其余的氨基和羧基在R基上。
(2)H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。
(3)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。
2．相关计算
(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系：
①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。
②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。
(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：
①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。
②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(3)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)
[典例2]　美国科学家吉尔 ( http: / / www.21cnjy.com )曼、罗德贝尔因发现G蛋白和G蛋白偶联受体(GPCRs)及其在细胞中转导信息的内在工作机制，分别荣获1994和2012年诺贝尔奖。GPCRs是由m个氨基酸组成的一条往返穿膜七次的多肽链跨膜蛋白，下面是其结构模式图。与此有关的说法不正确的是(　　)
A．G蛋白偶联受体(GPCRs)的化学本质是糖蛋白
B．图中所示的该条多肽链只有一个游离的氨基和羧基
C．图中—S—S—结构具有维持该受体空间结构的作用
D．合成该跨膜蛋白时共失去m－1个水分子
[思维流程]
[解析]　G蛋白偶联受体的作用是接受细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞外信号分子，其化学本质应为糖蛋白；由于可能存在R基，游离氨基和羧基可能不止一个；二硫键具有维持该受体结构稳定性的作用；m个氨基酸构成的一条肽链中含有m－1个肽键，即合成时失去m－1个水分子。
[答案]　B
1．对氨基酸、多肽和蛋白质三者关系理解不到位
(1)氨基酸、多肽没有复杂的空间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。蛋白质变性失活只是破坏了空间结构。
(2)在核糖体上合成的初级产物是多肽，而具有一定功能的蛋白质是由一条或几条多肽链和其他物质结合、加工而形成的。即基因控制蛋白质合成时，翻译的直接产物应为多肽。
(3)决定蛋白质多样性的原因中，从 ( http: / / www.21cnjy.com )氨基酸角度分析是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同；从多肽角度分析，是多肽链折叠、盘曲形成的空间结构不同。
2．不能正确区分环状肽和链状肽
一般情况下，多肽呈链状，故又叫肽链 ( http: / / www.21cnjy.com )，它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基；环状肽首尾相接，只有R基上才有游离的氨基和羧基。环状肽的肽键数＝脱水数＝氨基酸数。
[针对练习]
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)结构角度：
以氨基酸脱水缩合或蛋白质水解为素材，考查氨基酸种类、结构及蛋白质的结构多样性。
(2)功能角度：
结合具体物质，利用某些特定的生命活动，考查蛋白质功能的多样性。
2．多肽有链状的，也有环状的。下列有关说法，不正确的是(　　)
A．一条链状多肽至少含有1个氨基和1个羧基
B．n个氨基酸形成环状多肽时相对分子质量的变化为18n
C．多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子
D．将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为(n－1)个
解析：选D　n个氨基酸通过脱水缩合反应形成环 ( http: / / www.21cnjy.com )状多肽时，脱去的水分子数为n个，因此，相对分子质量的变化为18n。多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。环状n肽含有n个肽键，因此，将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为n个。
3．(2014·郑州模拟)下列有关生物体内特殊蛋白质的叙述正确的是(　　)
A．细胞膜上的载体蛋白对某些物质出入细胞具有运输作用
B．抗体主要分布在血清中，其化学本质为糖蛋白
C．酶的化学本质是蛋白质，只对细胞内的化学反应具有催化作用
D．突触后膜上的蛋白质受体能够识别神经递质，识别后即被降解，不再识别其他神经递质
解析：选A　协助扩散和主动运输都需要载体，这些载体蛋白就分布在细胞膜上。
图表信息获取能力|表示蛋白质相关计算类试题的柱状图解读
[典型图表] ［课件展示更丰富 见配套光盘］
——————————————————————————————————————
　　
——————————————————————————————————————
[信息解读]
(1)由R基上羧基数目为15和羧基总数为17，可确定该蛋白质中含有2条肽链(羧基总数＝R基羧基数＋肽链条数)。
(2)由氨基酸数目和肽链条数可确定该蛋白质中含有124个肽键(126－2＝124)。
(3)由氨基总数和肽链条数可确定R基中含有的氨基数为15(17－2＝15)。
(4)此类图还可以表示以下几种关系：
①分泌蛋白加工、运输过程中相应结构生物膜面积的变化。
②细胞呼吸过程中植物非绿色器官CO2释放量与O2吸收量间的关系。
③细胞分裂过程中不同时期的DNA、染色体及染色单体的数目。
[解题技法]
[强化训练]
(2014·南充模拟)某肽 ( http: / / www.21cnjy.com )链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是(　　)
解析：选C　在这9个短肽 ( http: / / www.21cnjy.com )分子中，最少应含有的氨基总数为9个，每一个短肽的肽键数＝氨基酸数－1，故肽键总数为：(2－1)＋2×(5－1)＋3×(6－1)＋3×(7－1)＝42，这些小分子肽共9个，水解成这些小分子肽需破坏8个肽键，需要8分子水，故选C。
[课堂对点练]
题组一　氨基酸的种类和结构
1．(2013·江苏高考)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是(　　)
A．不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同
B．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能
C．组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合
D．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合
解析：选D　不同的蛋白质分子中氨基酸的 ( http: / / www.21cnjy.com )数量、种类和排列顺序都不尽相同；有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，如血红蛋白和载体蛋白都具有运输作用；组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同。
2．下列有关蛋白质及其单体氨基酸的叙述中，正确的是(　　)
A．变性后的蛋白质不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应
B．组成蛋白质的氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上
C．合成蛋白质所必需的氨基酸称为必需氨基酸
D．不同氨基酸由于结构不同，会呈现不同酸碱度
解析：选D　变性后的蛋白质只是被破坏了 ( http: / / www.21cnjy.com )空间结构，其肽键并没有被破坏，它仍然能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。组成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上。必需氨基酸是指人体内需要的，但自身又不能合成的氨基酸。氨基酸中—COOH会电离出H＋，—NH2会结合H＋，由于不同氨基酸含有的—NH2和—COOH数目不同等原因，会导致其呈现不同酸碱度。
题组二　蛋白质的结构与功能
3．(原创题) 鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。下图为蛋白质加热过程中的变化，据此判断下列有关叙述正确的是(　　)
A．沸水浴加热后，构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂
B．食盐作用下析出的蛋白质也发生了变性
C．变性后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应
D．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后，其特定功能并未发生改变
解析：选C　蛋白质经加热变性后，肽 ( http: / / www.21cnjy.com )链充分伸展，肽键并未断裂，但会失去生物活性，特定功能丧失。由于肽键未断裂，因此变性后的蛋白质仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。食盐的作用只是析出蛋白质，并没有使其变性。
4．(原创题)催产素和抗利尿激素都是由下 ( http: / / www.21cnjy.com )丘脑神经细胞合成的九肽类激素，前者具有催产及使乳腺排乳的作用。下图为催产素结构简式，若将异亮氨酸(Ile)和亮氨酸(Leu)分别替换为苯丙氨酸(Phe)和精氨酸(Arg)，则为抗利尿激素的结构简式。据此判断下列有关叙述正确的是(　　)
A．催产素中含有九个肽键
B．催产素彻底水解后共得到8种氨基酸
C．催产素和抗利尿激素结构相似，控制其合成的基因结构相同
D．抗利尿激素合成后直接释放到血液中发挥作用
解析：选B　催产素环状结构是由二硫键 ( http: / / www.21cnjy.com )形成的，其为链状九肽，共有8个肽键；由结构简式可知，催产素中含有8种氨基酸；由题意知，组成催产素和抗利尿激素的氨基酸种类并不完全相同，故控制其合成的基因结构也不相同；抗利尿激素合成后，由下丘脑神经细胞分泌到垂体中，再由垂体释放到血液中。
5．肉毒梭菌(厌氧性梭状芽孢杆菌)是致 ( http: / / www.21cnjy.com )死性最高的病原体之一，该菌的致病性在于其产生的神经麻痹毒素，即肉毒类毒素，它由两个亚单位(每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成)组成的一种生物大分子。可能引起肉毒梭菌中毒的食品有腊肠、火腿、鱼及鱼制品、罐头食品、臭豆腐、豆瓣酱、面酱、豆豉等。下面是肉毒类毒素的局部结构简式：
( http: / / www.21cnjy.com )
请据此回答下列问题：
(1)肉毒类毒素的化学本质是________，其基本组成单位的结构通式是___________。
(2)由上图可知，该片段由________种单体组成，有________个肽键，在形成该片段时要脱去________分子水。
(3)一分子肉毒类毒素至少含有________个氨基和________个羧基，它们的位置________________________。
(4)高温可使肉毒类毒素失活的主要原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由题意中“肉毒类毒素的每个亚单位 ( http: / / www.21cnjy.com )为一条肽链盘曲折叠而成”可知，肉毒类毒素为蛋白质。图中片段由5种氨基酸组成，共4个肽键。一分子肉毒类毒素中至少含有2个—NH2和2个—COOH，分别位于每条肽链的两端。
答案：(1)蛋白质　 ( http: / / www.21cnjy.com )
(2)5　4　4　(3)2　2　分别位于两条肽链的两端
(4)高温可破坏蛋白质的空间结构
[课下提能练]
一、选择题
1．下列关于人体内蛋白质的叙述中，正确的是(　　)
A．蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的种类、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．人体内激素不一定都是蛋白质
D．蛋白酶也是蛋白质，蛋白酶可以水解所有的肽键
解析：选C　蛋白质具有多样性的原因是氨基酸 ( http: / / www.21cnjy.com )的种类、数目、排列顺序和多肽链的空间结构不同。指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T，没有U。水解肽键还需要用到肽酶。
2．在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图中的(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．①　　　　　 B．②
C．③ D．④
解析：选A　35S存在于氨基酸的R基上，题图中①处连接R基，②处是肽键，③处连接的是肽键或羧基，④处连接的是碳原子。
3．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
解析：选C　肽酶水解肽链末端的肽键，最终可使多肽链分解为氨基酸。
4．下列物质中只含有1个“—CO—NH—”的是(　　)
A．能与抗原发生特异性结合的抗体
B．分子式为C13H16O5N2的甜味肽
C．能与乙酰胆碱特异性结合的受体
D．具有识别功能的糖被
解析：选B　抗体和受体的化学 ( http: / / www.21cnjy.com )本质都是蛋白质，糖被即糖蛋白，故三者均含有若干个肽键，即“—CO—NH—”；每个氨基酸至少含有1个N原子，而最小的肽为二肽，甜味肽分子中只有2个N原子，可推导出甜味肽一定为二肽，分子中只含有1个肽键。
5．(原创题)免疫球蛋白是由两条重链( ( http: / / www.21cnjy.com )H链)和两条轻链(L链)通过链间二硫键连接而成的四肽链结构，如下图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．免疫球蛋白中至少含有4个—NH2和4个—COOH
B．若免疫球蛋白由m个氨基酸形成，则含有m－4个肽键
C．免疫球蛋白能特异性识别抗原
D．不同免疫球蛋白结构不同的主要原因在于肽链的折叠、盘曲方式不同
解析：选D　由图可知，免疫球蛋白均由4条肽链组成，且4条肽链的折叠盘曲方式基本一致，其结构不同的原因在于氨基酸的种类、排列顺序不同。
6.(2014·潍坊模拟)右图表示一个 ( http: / / www.21cnjy.com )由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．组成该分子的氨基酸最多有20种
B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824
C．该分子至少含有3个游离的氨基
D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应
解析：选B　组成蛋白质的氨基酸最多有20 ( http: / / www.21cnjy.com )种；由271个氨基酸合成该分子时，脱去268分子水，同时在形成4个二硫键时脱去8个氢，即减少的相对分子质量为268×18＋8＝4 832；该分子由三条多肽链形成，至少含有3个游离的氨基；蛋白质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应。
7．(2014·广州模拟)P53蛋白是由一种 ( http: / / www.21cnjy.com )抑癌基因(P53基因)表达产生的蛋白质，其可以抑制DNA的复制和细胞分裂，所以具有抗肿瘤的作用。它是由一条N端酸性区有75个氨基酸，中间疏水区有75个氨基酸，C端碱性区有243个氨基酸所组成的肽链经过加工而成的。下列叙述不正确的是(　　)
A．各种氨基酸之间的不同在于R基的不同
B．形成P53蛋白的过程中生成了290个水分子
C．P53蛋白起作用的场所可能在细胞核
D．此蛋白结构中，至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
解析：选B　蛋白质的基本组成单位是氨 ( http: / / www.21cnjy.com )基酸，不同氨基酸之间的差别在于R基的不同；氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链进一步盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质，由题意知，P53蛋白是由一条肽链组成的，含有的氨基酸数为393个，故形成P53蛋白的过程中脱水数为392个；因为DNA的复制是在细胞核中进行的，P53蛋白能抑制DNA的复制，所以，P53蛋白起作用的场所可能在细胞核；此蛋白由一条肽链组成，因此至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。
8．朊病毒蛋白(PrP)有两种构象：一种是PrPc，一种是PrPsc，其性质对比如下表：
项目 PrPc PrPsc
空间结构 螺旋为主 折叠为主
溶解度 高 低
致病性 不致病 致病
肽链氨基酸排列顺序 相同
由此可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序以及它们表现出不同性质的原因分别是(　　)
A．不相同；溶解度不同
B．不相同；氨基酸组成的种类不同
C．可能相同；空间结构不同
D．可能相同；组成氨基酸的数量不同
解析：选C　蛋白质结构不同是由于氨基酸 ( http: / / www.21cnjy.com )种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同所决定的，从表可知，这两种蛋白质的氨基酸顺序相同，故可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序可能是相同的；PrPc与PrPsc表现出不同的性质，如溶解度、致病性等，与蛋白质的空间结构不同有关。
9．下图为胰岛素的分子示意，其甲、乙两条链是由一个基因编码的。
下列有关胰岛素的叙述，正确的是(　　)
A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码甲、乙两条肽链
B．胰岛素分子中至少含有51个氧原子
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
解析：选D　一个基因控制合成一种蛋白质时只以其中的一条链为模板，故胰岛素的两条肽链是以胰岛素基因的一条链为模板合成的；胰岛素分子中含有49个肽键，2条肽链，至少含有氧原子数为53；胰岛素的功能取决其分子结构，胰岛素的结构除与氨基酸序列有关外，还与其空间结构有关；核糖体合成的一条肽链需在蛋白酶的作用下水解为两条不同的多肽链，再经加工形成胰岛素。
10．下表中列举了几种彼此功能不同的多肽化合物，有关描述错误的是(　　)
多肽化合物 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
氨基酸数 9 9 9 10 13 22 223 51 660 524
A．多肽化合物①②③，功能不同的原因有氨基酸的种类、排列顺序不同等
B．若多肽化合物⑧由一条α链和一条β链组成，则⑧中含有的肽键数为49
C．多肽化合物⑦⑨⑩中常见的氨基酸数最多为20种，合成过程中需要tRNA最多61种
D．表中数据表明，蛋白质的功能具有多样性，这些功能决定蛋白质的空间结构
解析：选D　组成多肽化合物①②③的氨基酸数相同，功能不同的原因有氨基酸的种类、排列顺序不同等；蛋白质的空间结构决定其功能。
11．二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链的一种化学键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是(　　)
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280个氨基
解析：选A　分析题意可知，该蛋白质由两条 ( http: / / www.21cnjy.com )肽链和一个环肽构成，因此该蛋白质至少有两个氨基和两个羧基，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。
12．下图表示胰岛素分子中的一条多肽链，其中有3个甘氨酸且位于第8、20、23位。下列叙述正确的是(　　)
A．图中多肽至少含有一个羧基(位于第1位)和一个氨基(位于第30位)
B．用特殊水解酶选择性地除去图中3个甘氨酸，形成的产物比原多肽多5个氧原子
C．用特殊水解酶选择性地除去图中3个甘氨酸，形成的产物中有4条多肽
D．该多肽释放到细胞外需要经过两种细胞器的加工
解析：选D　除去图中3个甘氨酸，形成的产物所含的氧原子与原多肽相等。多肽中含有的一个羧基可以位于第1位，也可以位于第30位。多肽是由至少3个氨基酸脱水形成的，除去图中3个甘氨酸，形成的产物中有3条多肽和1条二肽。
二、非选择题
13.我国是世界上第一个人工合成结 ( http: / / www.21cnjy.com )晶胰岛素的国家。胰岛素对于糖尿病，特别是胰岛素依赖性糖尿病的治疗至关重要。其合成过程如下：刚合成的多肽称前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，前胰岛素原的信号肽被切除，而成为胰岛素原。最后胰岛素原通过蛋白酶的水解作用生成胰岛素和一个多肽C(如图所示)。请回答问题：
(1)前胰岛素原可与________试剂产生颜色反应，前胰岛素原水解所需的水中的氢用于形成________。
(2)胰岛素分子由51个氨基酸经__ ( http: / / www.21cnjy.com )______的方式形成两条肽链，这两条肽链通过一定的________，如图中的________相互连接在一起而形成。这些氨基酸形成蛋白质后，相对分子质量比原来减少了________。
(3)从理论上分析，胰岛素分子至少有________个—NH2，________个—COOH。
(4)由前胰岛素原最终生成胰岛素的过程要有________(填细胞器名称)的参与。
解析：(1)由图分析，前胰岛素原是由多 ( http: / / www.21cnjy.com )个氨基酸形成的多肽，因此其与双缩脲试剂产生紫色反应；前胰岛素原水解所需的水中的氢用于形成—NH2和—COOH。(2)胰岛素分子由51个氨基酸经脱水缩合方式形成两条肽链，这两条肽链通过一定的化学键，如图中的—S—S—相互连接在一起而形成。这些氨基酸形成蛋白质后，相对分子质量比原来减少了(51－2)×18＋3×2＝888。(3)由于胰岛素具有两条链，因此从理论上分析，该分子至少有2个—NH2和2个—COOH。(4)由前胰岛素原最终生成胰岛素的过程要有内质网和高尔基体参与。
答案：(1)双缩脲　—NH2和—COOH　(2)脱水缩合　化学键　—S—S—　888　(3)2　2　(4)内质网和高尔基体
14．(2014·江西部分重 ( http: / / www.21cnjy.com )点中学联考)所谓“皮革水解蛋白粉”，是指利用皮革下脚料甚至动物毛发等物质，经水解而生成的一种粉状物。因其氨基酸或者说蛋白质含量较高，人们称之为“皮革水解蛋白粉”。
严格来讲，“皮革水解蛋白粉 ( http: / / www.21cnjy.com )”对人体健康并无伤害，与在家里熬制猪皮汤、猪蹄汤得到的“肉冻”成分相差不多。不过无毒害的前提是用的皮革必须未经糅制、染色等人工处理，否则，就会含有重铬酸钾和重铬酸钠等有毒物质。如果用这种经人工处理过的皮革等原料生产水解蛋白，重铬
酸钾和重铬酸钠自然就被带入产品中，被人体吸收、积累，可导致人体中毒，使关节疏松肿大，甚至造成儿童死亡。
根据上述材料回答：
(一)“皮革水解蛋白粉”的基本组成单位的结 ( http: / / www.21cnjy.com )构通式是__________________。高温可使蛋白质变性失活的主要原理是______________________________。
(二)某学校生物兴趣小组拟对添加皮革蛋白粉的饲料对动物的生长发育的影响进行探究实验。你若是该小组成员，请完善下列实验。
(1)实验材料和用具：大鼠若干只，普通饲料，添加皮革蛋白粉的饲料，其他所需条件均满足。
(2)实验目的：探究添加皮革蛋白粉的饲料对动物的生长发育是否有影响。
(3)实验步骤：
①选__________________________________的大鼠若干，随机均分为A、B两组，分笼饲养；
②A组大鼠每天都饲喂适量普通饲料，B组大鼠饲喂________________________；
③A、B两组大鼠均在相同且适宜的条件下饲养一段时间；
④检查大鼠的生长状况，统计各组大鼠的体重及发育情况。
(4)请预测该实验的实验结果并作出相应的合理分析(至少写出三种情况)。
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：设计实验时，首先要分析实验目 ( http: / / www.21cnjy.com )的，然后分析自变量、因变量，注意无关变量的一致和适宜。另外，设计实验时要遵循单一变量原则和对照原则。探究性实验结论不唯一，要逐一分析。本题探究的是皮革蛋白粉对动物的生长发育的影响，因此本实验的自变量是皮革蛋白粉的有无，因变量是大鼠的生长状况，以大鼠的体重和发育情况为观测指标。另外，注意所选取大鼠的身体状况、发育情况及体重要相同。
答案：(一) ( http: / / www.21cnjy.com )　高温使蛋白质的空间结构遭到破坏
(二)(3)实验步骤：①身体健康、发育正常、体重相同
②等量的添加皮革蛋白粉的饲料　( ( http: / / www.21cnjy.com )4)①若A、B两组大鼠的体重、发育状况基本相同，说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物的生长发育没有影响　②若A组大鼠的体重大于B组大鼠，且A组大鼠的生长发育状况比B组大鼠好，说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物的生长发育有抑制作用　③若A组大鼠的体重小于B组大鼠，且A组大鼠的生长发育状况比B组大鼠差，说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物的生长发育有促进作用
解答蛋白质计算题的三把“金钥匙”
与蛋白质相关的计算题，题型较多，难度较大。但总体上可分为三种类型，且每类题型都有相应解题策略。如下表：
题目类型 解题策略
蛋白质(或多肽)中原子数计算 用原子守恒解答
多肽种类计算 用数学中“排列组合”解答
基因表达中氨基酸与DNA、RNA中碱基数的关系 用比例关系解答
一、多肽中各原子数的计算
氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口 ( http: / / www.21cnjy.com )。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：
(1)碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。
(2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。
(3)氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
(4)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
(5)由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
(6)含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1。
(7)含2个羧基的氨基酸数为：
(O原子数－肽键数－2)/2。
[例1]　某多肽链为199肽，其分 ( http: / / www.21cnjy.com )子式为CxHyNaObS2(a＞199、b＞200)，并且由下列5种氨基酸组成。那么该多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数为(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．a－199、(b－200)/2B．a－200、b－200
C．a－199、(b－199)/2 D．a－200、(b－200)/2
[解析]　从题意知该多肽为199肽， ( http: / / www.21cnjy.com )则它是由199个氨基酸组成的；又知该多肽分子式为CxHyNaObS2，其中N有a个，则可知组成该多肽的199个氨基酸共有a个氨基；又知组成该多肽的5种氨基酸中只有赖氨酸含有2个氨基，所以赖氨酸个数为a－199。由于组成该多肽的5种氨基酸中只有天冬氨酸含有2个羧基，设该多肽共含有天冬氨酸为d个，反应前199个氨基酸中氧原子共有4d＋(199－d)×2，形成199肽时脱去198个水分子，每个水分子含一个氧原子，所以该多肽分子中尚存在氧原子数为b＝4d＋(199－d)×2－198＝2d＋200，d＝(b－200)/2。
[答案]　A
二、多肽种类的计算
多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排 ( http: / / www.21cnjy.com )列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。 可以借助下面的示意图( 代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识， 推导出相关的计算规律。(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)
(1)若每种氨基酸数目无 ( http: / / www.21cnjy.com )限，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20＝204种)。
(2)若每种氨基酸只有一个，可形成 ( http: / / www.21cnjy.com )肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……即(20×19×18×17)种]。
[例2]　现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有(　　)
A．9种，9种 B．6种，3种
C．18种，6种 D．27种，6种
[解析]　 由上述 ( http: / / www.21cnjy.com )“规律(1)”很容易计算出足量的3种氨基酸构成的三肽有33＝27种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“□—□—□”来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种，第三个位置只能安放剩余的1种，虽然这3种氨基酸足量，但是仍需按“规律(2)”计算，即3×2×1＝6种。
[答案]　D
三、氨基酸数与相应DNA、RNA片段中碱基数的计算
基因表达中，DNA控制mRNA的合 ( http: / / www.21cnjy.com )成，mRNA指导蛋白质的合成。DNA中碱基排列顺序转录为mRNA中碱基排列顺序，进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。其数量关系图解如下：
DNA(基因)mRNA蛋白质
　碱基数　∶　碱基数　∶氨基酸数
6　　 ∶　　 3　　∶　　1
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。
[例3]　氨基酸的平均相对分子质 ( http: / / www.21cnjy.com )量为120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是12 276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数目至少依次是(　　)
A．144,864　　　　　　　B．144,432
C．120,720 D．120,360
[解析]　多肽的相对分子质量＝氨基 ( http: / / www.21cnjy.com )酸的数目×氨基酸平均相对分子质量－(氨基酸的数目－肽链条数)×18，把相应数字代入上式可得：氨基酸的数目＝120，再根据基因控制蛋白质合成过程中：DNA分子中脱氧核苷酸数∶相应mRNA分子核糖核苷酸数∶指导合成的蛋白质上氨基酸数＝6∶3∶1，可知DNA分子中脱氧核苷酸数目＝6×120＝720。
[答案]　C
1．已知天冬酰胺的R基为— ( http: / / www.21cnjy.com )C2H4ON，现有分子式为C63H103O18N17S2的多肽，其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽中最多有肽键(　　)
A．17个 B．16个
C．15个 D．14个
解析：选D　多肽C63H103 ( http: / / www.21cnjy.com )O18N17S2中有17个N，因含有两个天冬酰胺(R基为—C2H4ON)，故该多肽由15个氨基酸脱水缩合而成，形成的肽键数目为14。
2．某条多肽的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是(　　)
A．75对碱基　　　　　　　B．78对碱基
C．90对碱基 D．93对碱基
解析：选D　设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质的相对分子质量＝110m－18(m－1)＝2 778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因至少有93对碱基。
3．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(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．2个　　　　　　　　　B．3个
C．5个 D．8个
解析：选B　假设甘氨酸、苯丙氨酸和赖 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
4．某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为(　　)
A.ab－6b＋18n B.ab－6b
C．(b－a)×18 D.ab－(b－n)×18
解析：选D　控制某蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质由个氨基酸缩合而成；氨基酸平均相对分子质量为a，则组成该蛋白质的氨基酸的总相对分子质量为ab；由于氨基酸经脱水缩合形成n条肽链，进而组成该蛋白质共脱去水分子(－n)，相对分子质量减少(b－n)×18。即该蛋白质的相对分子质量为：ab－(b－n)×18。
5．(2014·泸州联考 ( http: / / www.21cnjy.com ))某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是(　　)
A．该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了4个氧原子
B．若将得到的5个氨基酸缩合成一个5肽，则有5种不同的氨基酸序列
C．若新生成的4条多肽链共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在R基上
D．若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则会脱去3个H2O
解析：选A　一条肽链水解 ( http: / / www.21cnjy.com )成4条多肽链和5个氨基酸共9个部分，需要水解8个肽键，共需要8个水分子，因而水解产物比原物质增加8个氧原子而非4个氧原子。
6．现有氨基酸100个，其中氨基总数为102个，羧基总数为101个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质中，含有氧原子的数目是(　　)
A．101 B．102
C．103 D．104
解析：选D　这个蛋白质分子中有98个 ( http: / / www.21cnjy.com )肽键(每个肽键含有1个氧原子)，3个羧基(每个羧基含有2个氧原子)，故多肽中氧原子数目为98×1＋3×2＝104个。
7．(2014·江西四市联考)经测定， ( http: / / www.21cnjy.com )某多肽链分子式是C21HxOyN4S2(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，其中含有一个二硫键(—S—S—)。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(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽的叙述，正确的是(　　)
A．该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和亮氨酸
B．该多肽中H原子数和O原子数分别是32和5
C．该多肽形成过程中至少需要4种tRNA
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56
解析：选D　根据该多肽链中N的数目＝氨基端(1个)＋肽键中的N＋R基中的N(五种氨基酸中都没有)可推出，肽键中的N为3个，该多肽链由4个氨基酸组成；半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和亮氨酸的碳原子数之和为3＋4＋3＋6＝16，与题目中该多肽链的分子式不符。根据该多肽链中碳原子和硫原子的数目，可确定组成该多肽链的氨基酸应该为一个苯丙氨酸(C9H11O2N)、一个亮氨酸(C6H13O2N)、两个半胱氨酸(C3H7O2NS)；该多肽中H原子数为11＋7＋13＋7－3×2－2＝30，O原子数为2＋2＋2＋2－3×1＝5。该多肽由3种氨基酸组成，其形成过程中至少需要3种tRNA。该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少18×3(形成肽键时脱水)＋2(形成一个二硫键脱下2个H)＝56。
8．现有足量的a、b两种氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可以形成二肽的种类数是(　　)
A．6 B．2
C．4 D．8
解析：选C　二肽由两个氨基酸组成，这个问 ( http: / / www.21cnjy.com )题实际上是求两种氨基酸在两个位置上的排列方式的种类。二肽的第一个位置上的氨基酸有两种选择(a或者b)，第二个位置上的氨基酸也有两种选择，所以种类数为2×2＝4，即有a－a、b－b、a－b、b－a 4种，a－b中a提供羧基，b提供氨基形成肽键，b－a中b提供羧基，a提供氨基形成肽键，这是两种不同的二肽。此结果可以推而广之，n种氨基酸形成m肽的种类数为nm种。
9．现有一种“十三肽”，分子式为C54H95N17O20，已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)将该“十三肽”彻底水解后有________个丙氨酸，_______个赖氨酸，________个天冬氨酸。
(2)和未水解的化合物相比，水解后哪几种元素的数目增加了？________。哪几种元素的数目减少了？________。
解析：(1)“十三肽”是由13个氨基酸 ( http: / / www.21cnjy.com )脱水缩合而生成的，所以“十三肽”的C、N数目为全部氨基酸中的C、N数之和。设水解后有x个丙氨酸，y个赖氨酸，z个天冬氨酸，依题意有：3
解方程组得x＝6，y＝4，z＝3。
(2)水解时肽键打开，水分子中的—OH和肽键 ( http: / / www.21cnjy.com )中的—CO—相连，水分子中的－H和肽键中的—NH—相连，因此和未水解的多肽相比，水解后H和O两种元素的数量增加了，其他元素的数目都没有减少。
答案：(1)6　4　3　(2)H和O　无

展开更多......

收起↑