内容正文:
第3讲 蛋白质和核酸
[新课标要求]
1.阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。
2.概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。
考点一 蛋白质的结构和功能
1.组成蛋白质的氨基酸
(1)元素组成:主要由C、H、O、N四种元素组成,有的还含有S等。
(2)结构。
①通式:(各种氨基酸之间的区别在于R基的不同)。
②特点:每种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一个羧基连接在同一个碳原子上。
(3)种类。
氨基酸
2.蛋白质的合成及结构层次
(1)多肽的形成过程。
①肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。
②H2O中各元素的来源:H来自氨基和羧基,O来自羧基。
③一条肽链上氨基数或羧基数的确定: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(或羧基)在 R基上。
(2)蛋白质的结构层次。
3.蛋白质结构多样性与功能多样性
[易错辨析]
1.具有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸。( × )
提示:构成生物体蛋白质的氨基酸应至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质。( √ )
3.胰岛素和抗体的差异与组成它们的氨基酸之间的连接方式有关。( × )
提示:氨基酸之间都是通过形成肽键连接。
4.肽链能折叠是由于氨基酸之间能形成氢键或二硫键。( √ )
[链接教材·发展思维]
1.(必修1教材P32“与社会的联系”拓展)蛋白质变性后还能用双缩脲试剂检测吗?请说明理由。
提示:能。因为蛋白质变性后其特定的空间结构改变,但没有破坏氨基酸之间的肽键。
2.(必修1教材P38“复习与提高”)人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质,但红细胞主要承担运输氧的作用,心肌细胞承担心脏律动作用,请从蛋白质结构的角度分析这两种细胞功能不同的主要原因。
提示:蛋白质的功能是由氨基酸种类、数目和排列顺序以及多肽链折叠或盘曲形成的空间结构等决定的,两种细胞的结构不同,决定了其功能不同。
1.归纳总结常考蛋白质的分布和功能
2.有关蛋白质形成过程中的数量关系
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条链状多肽或m条链状多肽时:
形成
肽链数
形成
肽键数
脱去
水分子数
蛋白质相对
分子质量
1
n-1
n-1
na-18(n-1)
m
n-m
n-m
na-18(n-m)
(1)若肽链上出现了二硫键(—S—S—,由两个—SH脱H形成),每形成一个二硫键要再减去2(两个氢原子),若无特殊说明,则不考虑二硫键。
(2)若为环状多肽,则可将相对分子质量计算公式na-18(n-m)中的肽链数(m)视为零,再进行相关计算。
(3)游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
组成蛋白质的氨基酸的种类与结构
1.(2022·河北秦皇岛二模)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述,正确的是( C )
A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S
B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测
C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标
D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉
解析:组成氨基酸的基本元素是C、H、O、N,有的含有S;双缩脲试剂是通过与蛋白质中的肽键发生反应而鉴定蛋白质的,而氨基酸中不含肽键,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测;必需氨基酸是人体细胞不能合成而且是人体需要的氨基酸,只能从食物中获得,因此,必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标;通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有种的特异性。
2.层黏连蛋白是一种大型的糖蛋白,由一条重链(α)和两条轻链(β1、β2)经二硫键交联而成,外形呈十字形。若将层黏连蛋白彻底水解,不可能产生的物质是( D )
A.
B.
C.
D.
解析:糖蛋白由蛋白质和多糖组成,多糖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。
蛋白质合成过程的分析
3.(2022·四川成都模拟)分析多肽链E、F,得到以下结果(单位:个),则多肽链E和F中氨基酸的数目可能是( D )
元素或基团
C
H
O
N
氨基
羧基
多肽链E
201
348
62
53
3
2
多肽链F
182
294
55
54
6
1
A.47和53 B.48和53
C.47和49 D.51和49
解析:一个氨基