高中生物蛋白质知识讲解

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
翻译的直接产物——多肽，不叫蛋
提醒
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
三.蛋白质的功能
• 结构蛋白：构成细胞和生物体的主要成分 • 催化：催化细胞内的化学反应：酶 • 调节生活动：部分激素（如胰岛素、生长激素） • 运输：如血红蛋白、细胞膜载体 • 免疫：如抗体 • 运动作用：如肌动蛋白、肌球蛋白 • 凝血：如纤维蛋白 • 接受、传递信息
➢不同氨基酸的区别在于 R基团 的不同。
② 氨基酸的来源
必需氨基酸8种;（婴儿有9种） 苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、赖氨酸、苏氨酸、 色氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、亮氨酸;
非必需氨基酸12种。
3.氨基酸的去路
• 蛋白质 蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸
吸 收
生命活动
细胞
循环系统
二、蛋白质的结构
1．脱水缩合 在酶的作用下，一个氨基酸的羧基提供的 －OH与另一个 氨基酸的氨基提供的－H生成 1 分子水被脱去，而羧基和 氨基剩余的基团相连成为 肽键，其结
第 3 讲 生命活动的主要承担 者——蛋白质、H、O、N，有的还含 Fe、 S 。 2. 基本单位—— 氨基酸 。 （1）种类：①R 基不同, 20 种。
➢ 结构通式：
。
➢结构特点：一个中心碳原子上连接一个 氨基 、一个 羧基、一 个 H 和一个 R基团 。
一切生命活动离不开蛋白质， 蛋白质是生命 活动的主要承担者。
1． 2008 年 8 月底，在市场上出售的某些品牌的婴幼
儿配方奶粉及液态奶中被检测出三聚氰胺，这是一
些不法商家为了提高奶粉及液态奶中的含氮量而
添加的。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 )
A．—CO—NH— C．游离的羧基
构式为
。
2．蛋白质结构多样性的原因 (1)组成蛋白质多肽链的氨基酸在 种类 、 数量和 排列顺序 上的不同。 (2)构成蛋白质的多肽链在 空间结构上的不同。
3．蛋白质的热变性 (1)蛋白质的空间结构表现蛋白质的 生物活性 。 (2)温度过高使空间结构发生改变而失去生物活性。
4．蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的 结构 多样性决定了其 功能 多样性，二者 是高度 统一 的。
(3)蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而 可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白 质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑 事案件的侦破或亲子鉴定。 特别提醒 生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨 基酸等则不具有物种差异性。
对位训练
4．如图表示人体细胞内的几种重要化合物 A、B、C
3.二硫键形成过程
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。
4.有关蛋白质相对分子质量计算
蛋白质的相对分子质量= 氨基酸个数×氨基酸平均相对分子质量—18 ×脱水数
(3)m 条肽链的相关计算
下图为形成某蛋白质分子的 m 条肽链的结构模式 图，两个氨基酸中间的横线为肽键，1 条肽链的两 端的横线分别表示直接连接氨基和羧基的化学键。
由 n 个氨基酸形成 m 条肽链，肽键数＝脱去的水 分子数＝氨基酸数目－m；该蛋白质分子中至少含 有 m 个氨基和 m 个羧基。
归纳提升 假定氨基酸的平均相对分子质量为 a，参与
DNA、mRNA 中碱基数，则一般用关键词“至少”， 原因是该计算过程中都不考虑终止密码子的问题。
断裂前
断裂后
变化数量
肽键数变化 39－1＝ 35(氨基酸数)－ 38－31＝7 个，即
38
4(肽链数)＝31
减少 7 个
氨基、羧基数
(至少)
各1个
各4个
1－4＝－3 个，即 增加 3 个
N 原子数
假设 m 个
B．游离的氨基 D．R 基团
2．下列关于蛋白质结构和功能的叙述中，错误的是 (D )
A．不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺 序不同，而且各自具有独特的空间结构
B．蛋白质之所以具有多种生理功能，是因为它具 有多种多样的结构
C．蛋白质的多样性也是长期进化的结果 D．开水煮沸鸡蛋清，不仅破坏了其中蛋白质的空
m－4(4 个丙氨 酸每个含 1 个
氮原子)
m－m＋4＝4 个， 减少 4 个
C 原子数
假设 m 个
m－3×4(即 4 个丙氨酸，每个 含 3 个碳原子)
m－m＋3×4＝ 12 个，减少 12 个
O 原子数 H 原子数
m－8(4 个丙氨
酸含 8 个 O 原 假设 m 个 子)＋7(肽键减
少 7 个，需消耗
2．蛋白质与核酸的关系
(1)由 A、B、C 三种大分子之间的关系分析推断甲、 乙、丙三个过程分别为：甲是 DNA 复制，乙是转录， 丙是翻译。组成单位 a、b、c 分别是脱氧核苷酸、核 糖核苷酸和氨基酸，大分子物质 A、B、C 分别是 DNA、mRNA 和蛋白质。 (2)生物多样性的直接原因是蛋白质多样性；根本原 因是 DNA 多样性(不能说核酸多样性，因为核酸有两 种)；同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原 因是基因的选择性表达(转录形成的 RNA 不同)。
4．氨基酸与相应 DNA、RNA 片段中碱基数目之间的 关系 DNA(基因)—转—录→mRNA—翻—译→蛋白质(性状) 碱基数 6 ∶ 碱基数 3 ∶ 氨基酸数 1 mRNA 为单链，DNA 为双链，故 DNA∶RNA(碱 基数)＝2∶1；而 mRNA 上每相邻的 3 个碱基决定 1 个氨基酸，故碱基与氨基酸为 3∶1 的关系。 特别提醒 若已知 DNA、mRNA 中碱基数求氨基 酸数，一般用关键词“最多”；若已知氨基酸数求
A．n－m C．n＋m
B．n－2m D．n＋2m
(C )
2.血红蛋白由 574 个氨基酸，4 条肽链组成，脱去的 水分子数和肽键数各为多少？
3．某三十九肽中共有丙氨酸 4 个，现去掉其中的丙 氨酸得到 4 条长短不等的多肽(如图所示)，分析该过 程中肽键数、游离的氨基、羧基数至少为多少?
4．如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图 1，其中数
1.血红蛋白由574个氨基酸形成4条肽链构成， 氨基酸的平均分子质量是127，求血红蛋白 的相对分子质量?
2.氨基酸平均分子质量是128,求由100个氨基酸 通过脱水缩合形成2条肽链构成，求蛋白质 的相对分子质量?
3.有一种毒蘑菇，是环状8肽，如果氨基酸的 平均分子质量是128，求毒蘑菇的相对分子 质量?
1．氨基酸数、肽键数、脱水数、肽链数
(1)由脱水缩合反应可知，多肽在形成的过程中，每 形成一个肽键就脱去一个水分子，因此肽键数＝脱 去的水分子数。 (2)由 n 个氨基酸形成一条肽链，则有如下等式：肽 键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－1；该多肽 至少含有一个氨基和一个羧基，它们分别位于肽链 的两端，R 基团中也可能有氨基和羧基。
6. 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
间结构，同时也破坏了氨基酸之间的肽键
3．如图所示，表示有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析
正确的是
()
A. 甲中一定含有 S、P 等元素 B．①过程发生所需的模板和运输乙的工具都是 RNA C．多肽中乙的数目等于丙的数目 D．蛋白质结构的多样性是同一生物体细胞多样性的根本原因
突破考点提炼方法
考点 蛋白质的合成过程及相关计算
脱水缩合反应的氨基酸数目为 n，则存在以下关系：
肽键 脱去水分 多肽相对分子 氨基 羧基
数目 子数目
质量
数目 数目
1条 肽链
n－1
n－1
至少 至少 an－18(n－1) 1 个 1 个
m条 肽链
n－m
至少 至少 n－m an－18(n－m) m 个 m 个
1．(2009·上海生物，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
5．如图为人体中的两种重要有机物 B、E 的组成及 相互关系图，关于此图的叙述中正确的是 ( )
A.E 和 G 在同一个体的不同细胞中含量基本相同 B．G 是遗传物质的载体，在细胞核中合成 C．B 是细胞中含量最多的有机物 D．鉴定 B 时需要水浴加热
解析 由元素的种类和 E、G、B 的关系可知，E 代 表 DNA，G 代表 mRNA，B 代表蛋白质，蛋白质是 细胞中含量最多的有机物。在同一个体的不同细胞 中，DNA 基本相同，但由于基因的选择性表达，合 成的 mRNA 的种类和数量不同。染色体是遗传物质 的载体。用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，不需要加热。 答案 C
识图析图
想一想 (1)多肽的多样性和蛋白质多样性有何不同？
(2)所有酶、激素都是蛋白质吗？
提示 (1)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。 (2)绝大多数酶是蛋白质，少数酶为 RNA；部分激素 如生长激素、胰岛素、胰高血糖素是蛋白质，但性激 素是脂质。
疑误辨析 蛋白质与多肽的区别与联系
的化学组成及它们之间的关系。下列相关说法中，
不正确的是
()
A.A 和 B 是染色体的主要成分 B．过程 1、2、4 都有水的产生 C．密码子存在于 B 和 C D．过程 3、4 进行的场所和所利用的酶不同