生命活動的主要承擔者-蛋白質

生命活動的主要承擔者——蛋白質1.通式2.特點分析分析舉例氨基酸分子中—NH2、—COOH至少各有一個，因為R基中可能有—NH2、—COOHR基含—COOH：R基含—NH2：分析舉例要有一個—NH2和一個—COOH連在同一個碳原子上反例：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH非生物體內氨基酸3.種類根據人體內的來源不同，分為：必需氨基酸：自身不能合成，必須從外界攝?。?種）非必需氨基酸：自身能合成（12種）①自然界的氨基酸中，只有符合上述通式的α-氨基酸，

才能參與蛋白質的合成；②氨基酸為兩性電解質，因為它有酸性的羧基(－COOH)

和堿性的氨基(－NH2)。1.(2010·揭陽質檢)同為組成生物體蛋白質的氨基酸，酪

氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的

產生，取決于(

)A.兩者R基團組成的不同B.兩者的結構完全不同

C.酪氨酸的氨基多

D.精氨酸的羧基多解析：組成蛋白質的氨基酸大約有20種，不同種類的氨基酸分子的差異主要與氨基酸分子中的R基的差異有關。答案：A2.下列物質中屬于組成蛋白質的氨基酸的是(

)解析：參與生物體內蛋白質組成的氨基酸必須是α-氨基酸，其特點是：至少都含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。答案：B1.結構層次氨基酸

多肽(一般為開鏈)蛋白質。2.特點——多樣性(1)直接原因氨基酸：種類、數量、排列順序不同肽鏈：空間結構不同蛋白質結構的多樣性(2)根本原因

DNA分子的多樣性。3.功能如肌肉中的蛋白質——

結構蛋白蛋白質性質的酶、激素、——功能蛋白生命活動體現者抗體、載體等4.性質與鑒定鹽析：可逆變性：不可逆（2）鑒定：與雙縮脲試劑呈紫色。（1）性質5.與蛋白質相關的計算(1)關于組成蛋白質相關的肽鏈、氨基酸、肽鍵、脫去水

分子的數目對應關系表如下：氨基酸數肽鍵數脫去水分子數游離的氨基游離的羧基一條肽鏈nn－1n－1至少1個至少1個m條肽鏈nn－mn－m至少m個至少m個(2)相關計算公式①脫水數＝肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈數＝水解需水數②氨基數＝肽鏈數＋R基上的氨基數＝各氨基酸中氨

基的總數－肽鍵數③羧基數＝肽鏈數＋R基上的羧基數＝各氨基酸中羧

基的總數－肽鍵數④蛋白質相對分子質量＝各氨基酸平均相對分子質量

×氨基酸數－18×脫水數⑤N原子數＝肽鍵數＋肽鏈數＋R基上的N原子數＝各氨基酸中N的總數⑥O原子數＝肽鍵數＋2×肽鏈數＋R基上的O原子數＝各氨基酸中O的總數－脫水數⑦H原子數＝各氨基酸中H的總數－2×脫水數3.下列依次為丙氨酸、絲氨酸和天門冬氨酸的結構式：由這三個氨基酸脫水縮合成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽鍵的數目是(

)A.1,1,3B.3,3,2C.1,1,2D.1,2,2解析：一條多肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別在肽鏈的兩端。若一個氨基酸上有兩個氨基或兩個羧基，則多余的氨基和羧基在R基團上，圖中只有第三個氨基酸的R基團上有一個羧基，故該化合物中有氨基1個、羧基2個。而肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈數＝3－1＝2(個)。答案：D某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質至少有氧原子的個數是(

)A.n－m

B.n－2mC.n＋mD.n＋2m[解析]兩個氨基酸脫水縮合形成一個肽鍵，里面含一個氧原子，n個氨基酸縮合形成m條肽鏈，應有肽鍵n－m個，所以肽鍵中氧原子是n－m個，一條肽鏈中除肽鍵外還至少含有一個完整的羧基，里面有兩個氧原子，所以m條肽鏈中應至少還有2m個氧原子，再加上肽鍵中的n－m個，所以應至少有氧原子個數為n－m＋2m＝n＋m。[答案]

C水稻細胞內合成的某物質，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質(

)A.在4℃條件下易變性

B.只含有C、HC.也能催化淀粉合成

D.含有羧基[解析]由題意可知，該物質是淀粉酶，淀粉酶的化學本質是蛋白質，一端含游離氨基，另一端含游離羧基。[答案]

D某蛋白質分子由一條含176個氨基酸的肽鏈構成。下列敘述中正確的是(多選)(

)A．參與合成該多肽的細胞器只有核糖體B．組成該多肽的氨基酸應該有20種C．該多肽的模板mRNA上能被翻譯的密碼子最多可有61種D．參與合成該多肽的tRNA最多可有61種[解析]合成多肽的細胞器只有核糖體；參與蛋白質組成的氨基酸有20種，但不一定每種蛋白質都是由20種氨基酸組成；模板mRNA上能被翻譯的密碼子最多可有61種，因為三種終止密碼子不對應氨基酸，tRNA也最多有61種。[答案]

ACD(1)有關蛋白質計算問題

①氨基酸與相應DNA及RNA片段中堿基數目之間的關系計算DNA(基因)信使RNA蛋白質堿基數6

∶堿基數3

∶氨基酸數1中有的片段無遺傳效應，不能轉錄形成mRNA。b.基因片段中有的片段起調控作用，不能轉錄。中有終止密碼子，終止密碼子不對應氨基酸。②在利用DNA中脫氧核苷酸數或RNA中核糖核苷酸數求其指導合成的蛋白質中氨基酸數目時，一般不考慮終止密碼子問題，所求出的氨基酸數為其最大值。③在計算蛋白質相對分子質量時，除考慮肽鍵的形成外，有時也要考慮因其他化學鍵的形成而導致相對分子質量的變化，如形成二硫鍵。(2)遺傳多樣性與生物多樣性的關系本講實驗變量及變量控制的相關原則理論指導1.變量的種類(1)實驗變量與反應變量①實驗變量：是實驗中由實驗者操縱的因素或條件，

是作用于實驗對象的刺激變量(也稱自變量)，實驗變量

須以實驗目的和假設為依據確定，應具有可變性和可

操作性。....②反應變量(又稱因變量)：是隨自變量變化而產生反應或發(fā)生變化的變量，反應變量是研究是否成功的證據，應具有可測性和客觀性。③二者關系：實驗變量是原因，反應變量是結果，即具因果關系。....(2)無關變量與額外變量①無關變量(控制變量)：是指實驗中除實驗變量外的影

響實驗結果與現象的因素或條件。實驗者應嚴格控制

無關變量，否則實驗結果的準確性無法得到認定。我

們常在實驗過程中強調“選取生長狀況相同的幼苗”“數

量大小相同的種子”“置于相同并適宜條件下培養(yǎng)”“加入等量的清水”等均是為了控制無關變量對實驗結果的干擾。②由無關變量引起的變化結果就叫額外變量。③二者關系：也是前因后果的關系，但它們的存在對實

驗與反應變量的獲得起干擾作用。........2.控制原則(1)單因子變量原則所謂單因子變量原則，是指實驗組和對照組相比只能有

一個變量。只有這樣當實驗組和對照組出現不同結果時，

才能確定造成這種不同結果的原因肯定是這個變量造成

的，從而證明實驗組所給實驗因素的作用，因此在設計

對照組實驗時首先要確定變量并加以正確設置，即要明

確把誰作為變量，也就是要把所要驗證的中心條件作為

變量。如要探索pH對淀粉酶活性的影響，則需把pH作為

變量。.....(2)等量性原則等量性原則與單因子變量原則是完全統(tǒng)一的，只不過強

調的側面不同：單因子變量原則強調的是實驗變量的單

一性，而等量性原則強調的是除了實驗變量之外的一切

對實驗結果有影響的無關變量必須嚴格控制等量即相同，

以平衡和消除無關變量對結果的影響。需要強調的是這

些無關變量在進行嚴格控制時，不但要等量，而且是在

適宜條件下的等量，常態(tài)條件下的等量。

...............典例印證牛奶中含有豐富的蛋白質，空腹喝牛奶不能充分利用其營養(yǎng)價值，食物中的蛋白質被消化后將更多地被分解形成尿素隨尿液排出，如果在喝牛奶的同時多吃些糖類食物就能充分利用其營養(yǎng)價值。請你設計實驗探究空腹喝牛奶時營養(yǎng)物質(蛋白質)是否能更多地被分解。實驗材料與用品：生長狀態(tài)、體型大小等基本一致的正常小白鼠20只，15N標記的牛奶液，淀粉飼料等。

實驗原理：

。

實驗步驟：①選材及處理：選擇生長狀態(tài)、體型大小等基本一致的正常小白鼠20只，

，等量分為A、B兩組；

②飼喂：

；③檢測：幾小時(一段時間)后檢測兩組小白鼠排出尿液中的15N含量?？赡艿膶嶒灲Y果和結論：①

。②

。③

。[解析]解答本題應先明確實驗的目的及相關問題，然后才能確定自變量，進而確定實驗原理、進行實驗設計。從題干不難看出，問題是“空腹喝牛奶是否會降低其營養(yǎng)價值”，因此自變量為是否在喝牛奶時進食糖類食物，因變量是尿素的產生量。[答案]實驗原理：食物中蛋白質經消化吸收后被利用，最終會被分解形成尿素隨尿液排出。在實驗動物空腹時，用放射性同位素15N標記的牛奶液飼喂小白鼠，一組不補充糖類，而另一組同時給予補充糖類作對照，通過檢測和比較兩組小白鼠排出尿液中的15N含量，來探究空腹喝牛奶時營養(yǎng)物質(蛋白質)是否更多地被分解實驗步驟：①饑餓處理12小時(一段時間)使其呈空腹狀態(tài)(相同意思即可)②A組飼喂15N標記的牛奶液，B組飼喂等量15N標記的添加了含淀粉飼料的牛奶液可能的實驗結果和結論：①尿液中15N含量A組多于B組；說明空腹喝牛奶時營養(yǎng)物質(蛋白質)被分解更多②尿液中15N含量A組少于B組；說明空腹喝牛奶時營養(yǎng)物質(蛋白質)被分解更少③尿液中15N含量A組等于B組；說明空腹喝牛奶時不影響營養(yǎng)物質(蛋白質)的分解(1)原理的確定：實驗原理是實驗設計的依據，也是用來

檢驗和修正實驗過程中失誤的依據，因此，它必須是

經前人總結或經科學檢驗得出的科學結論，而且包含

了因變量的檢測原理。驗證性實驗的實驗原理中通常

會出現結論中的觀點，而探究性實驗的實驗原理中一

般不會出現結論中的觀點。

(2)變量的確定：自變量是作用于實驗對象的研究條件，

與其相對應的即將出現的可能結果(現象)是因變量，

確定依據是實驗目的。[隨堂高考]1.(2009·福建高考)下列關于組成細胞化合物的敘述，不正

確的是(

)A.蛋白質肽鏈的盤曲和折疊被解開時，其特定功能并未

發(fā)生改變

與DNA的分子結構相似，由四種核苷酸組成，可

以儲存遺傳信息.分子堿基的特定排列順序，構成了DNA分子的

特異性

D.膽固醇是構成細胞膜的重要成分，在人體內還參

與血液中脂質的運輸解析：蛋白質中特定的氨基酸種類、數目、排列順序以及蛋白質分子特定的空間結構決定了其功能特異性，一旦空間結構被破壞，功能特異性也就喪失。答案：A2.(2009·安徽高考)2008年諾貝爾化學獎授予了“發(fā)現和發(fā)

展了水母綠色熒光蛋白”的三位科學家。將綠色熒光蛋

白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，

再將該融合基因轉入真核生物細胞內，表達出的蛋白

質就會帶有綠色熒光。綠色熒光蛋白在該研究中的主

要作用是(

)A.追蹤目的基因在細胞內的復制過程B.追蹤目的基因插入到染色體上的位置C.追蹤目的基因編碼的蛋白質在細胞內的分布D.追蹤目的基因編碼的蛋白質的空間結構解析：綠色熒光蛋白基因與目的基因整合在一起，起標記基因的作用，但是要通過控制合成的蛋白質來體現其標記作用。答案：C3.(2009·天津高考)下列過程中，涉及肽鍵數量變化的是 (

)A.洋蔥根尖細胞染色體的復制

B.用纖維素酶處理植物細胞

C.小腸上皮細胞吸收氨基酸

D.蛋清中加入NaCl使蛋白質析出解析：在蛋白質形成過程中氨基酸的脫水縮合形成肽鍵，所以涉及蛋白質的合成就應涉及肽鍵數量變化。洋蔥根尖細胞染色體復制時包含DNA復制和有關蛋白質的合成。纖維素酶處理植物細胞的目的是分解細胞壁；小腸僅是吸收氨基酸并沒有發(fā)生氨基酸縮合；蛋白質溶液中加入NaCl析出蛋白質，僅是析出并沒有發(fā)生重新合成。答案：A4.(2008·天津高考)下列關于蛋白質和氨基酸的敘述，正確

的是(

)A.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸組成的

B.高等動物能合成生命活動所需的20種氨基酸

C.細胞中氨基酸種類和數量相同的蛋白質是同一種蛋白質

D.在胚胎發(fā)育過程中，基因選擇性表達，細胞會產生新

的蛋白質解析：大多數酶是蛋白質，由氨基酸組成，少數酶是RNA，由核糖核苷酸組成。氨基酸分為必需氨基酸(8種)和非必需氨基酸(12種)兩大類，必需氨基酸不能在人和動物體的細胞內合成，只能從食物中獲得，非必需氨基酸可以在人和動物體內合成。蛋白質的基本組成單位是氨基酸，氨基酸的種類和數量雖然相同，但如果排列順序和空間結構不同，就不是同一種蛋白質了。答案：D5.(2008·上海高考)現有氨基酸800個，其中氨基總數為810

個，羧基總數為808個，則由這些氨基酸合成的含有2條

肽鏈的蛋白質共有肽鍵、氨基和羧基的數目依次分別為 (

)、2和、12和10、1和、11和9解析：由氨基酸數－肽鏈數＝肽鍵數可知，2條肽鏈的蛋白質共有肽鍵798，每條肽鏈的兩端各有一個氨基和一個羧基，故兩條肽鏈的氨基和羧基數為肽鏈兩端的氨基和羧基加氨基酸R基上的氨基和羧基，即氨基總數＝2＋10＝12，羧基總數＝2＋8＝10。答案：B6.(2007·上海高考)免疫球蛋白lgG的結構示意圖如下，其中

—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該lgG由m

個氨基酸構成，則該lgG有肽鍵數(

)

個

B.(m＋1)個

C.(m－2)個

D.(m－4)個解析：從二硫鍵情況可以分析出免疫球蛋白lgG共有4條多肽鏈，又知該免疫球蛋白由m個氨基酸構成，所以含有的肽鍵數為(m－4)個。答案：D7．(2007·江蘇高考)下列不屬于植物體內蛋白質功能的是(

)A．構成細胞膜的主要成分B．催化細胞內化學反應的酶C．供給細胞代謝的主要能源物質D．根細胞吸收礦質元素的載體解析：細胞膜的主要成分是蛋白質分子和脂質分子；催化細胞內化學反應的酶主要是蛋白質；供給細胞代謝的主要能源物質是糖類；根細胞吸收礦質元素為主動運輸，其中載體是蛋白質。答案：C8．(2006·江蘇高考)下圖為人體內兩種重要化合物A與B的化學組成關系，下列有關敘述正確的是(多選)