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1、分子與細胞分子與細胞第第3 3講講生命活動的主要承擔者生命活動的主要承擔者蛋白質蛋白質 蛋白質的結構和功能。 1(2010江蘇)某種蛋白酶是由129個氨基酸脫水縮合形成的蛋白質，下列敘述正確的是( ) A該蛋白酶分子結構中至少含有129個氨基和129個羧基 B該蛋白酶溶液與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應 C利用透析法純化該蛋白酶時，應以蒸餾水作為透析液 D用含該蛋白酶的洗衣粉去除油漬，效果比其他類型加酶洗衣粉好B 蛋白質氨基的數(shù)目等于肽鏈條數(shù)加上R基上氨基的數(shù)目，與氨基酸總數(shù)目無關；蛋白酶的本質是蛋白質，與雙縮脲試劑反應產(chǎn)生紫色反應；透析蛋白質時透析液應該是緩沖液；油漬的主要成分是脂肪，酶具

2、有專一性，蛋白酶無法去除油漬。 2(2010江蘇)探索遺傳物質的過程是漫長的，直到20世紀初期，人們?nèi)云毡檎J為蛋白質是遺傳物質。當時人們作出判斷的理由不包括( ) A不同生物的蛋白質在結構上存在差異 B蛋白質與生物的性狀密切相關 C蛋白質比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復制 D蛋白質中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息C 蛋白質遇高溫變性，相對于DNA而言，蛋白質的熱穩(wěn)定性更低。 3(2009上海)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(shù)是( ) Anm Bn2m Cnm Dn2mC 氧原子分布于蛋白質的羧基、肽鍵中。某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成，則其

3、游離羧基數(shù)目至少為m個，肽鍵數(shù)nm個，故氧原子的個數(shù)至少2mnmnm個。 1.含量：占細胞鮮重的7%10%，干重的 以上。 2.組成元素： 等元素。蛋蛋白白質質50%C、H、O、N 種類：約20種，可分必需氨基酸和非必需氨基酸兩大類 結構通式： 結構特點：至少有一個 和一個羧基連接在同一個碳原子上，R基不同，氨基酸種類不同。 3.基本組基本組 成單位成單位 氨基酸氨基酸蛋白質蛋白質氨基氨基 形成：脫水縮合 構成： 結構：鏈狀(肽鏈)4.多肽多肽蛋白質蛋白質 氨基酸種類不同 氨基酸數(shù)目不同 不同 肽鏈數(shù)目不同 不同5.蛋白質蛋白質的多樣性的多樣性結構的結構的多樣性多樣性構建細胞和生物體構建細胞和

4、生物體催化作用催化作用運輸作用運輸作用調節(jié)作用調節(jié)作用(信息傳遞作用信息傳遞作用) 作用作用功能的功能的多樣性多樣性氨基酸排列順序氨基酸排列順序空間結構空間結構免疫免疫蛋白質蛋白質 1. 氨基酸形成蛋白質的相關計算問題。 (1)蛋白質類物質形成過程中肽鍵、水分子的計算 由氨基酸分子脫水縮合可知，蛋白質形成過程中每形成一個肽鍵，同時失去一分子水，即形成的肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)。 (2)形成的蛋白質分子的相對分子質量 蛋白質相對分子質量=氨基酸相對分子質量總和失去水分子的相對分子質量總和。注：有時還要考慮一些其他化學變化過程，如二硫鍵(SS)形成等。 (1)(2)可總結如下：肽鏈數(shù)肽鏈數(shù)1條條m條條氨

5、基酸平均相對分子質量氨基酸平均相對分子質量aa氨基酸數(shù)氨基酸數(shù)mm肽鍵數(shù)肽鍵數(shù)m-1m-n脫去水分子數(shù)脫去水分子數(shù)m-1m-n多肽相對分子質量多肽相對分子質量ma-18(m-1)ma-18(m-n)氨基數(shù)目氨基數(shù)目至少至少1個個至少至少n個個羧基數(shù)目羧基數(shù)目至少至少1個個至少至少n個個 (3)氨基酸的排列與多肽的種類 假若有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分如下兩種情形分析： A、B、C三種氨基酸，每種氨基酸數(shù)目無限的情況下，可形成肽類化合物的種類： 形成三肽的種類： (33=27種) 形成二肽的種類： (32=9種)3 333 3 A、B、C三種氨基酸，且每種氨基酸只有一

6、個的情況下，形成肽類化合物的種類： 形成三肽的種類：(321=6種) 形成二肽的種類：(32=6種)3 213 2 蛋白質相對分子質量計算時要考慮特殊情況：如二硫鍵(SS)的形成。 堿基數(shù)目與氨基酸之間的關系中，由已知氨基酸推導出的DNA或mRNA的堿基數(shù)是至少數(shù)，比實際數(shù)要少。 2.如何理解蛋白質的多樣性？ (1)蛋白質結構的多樣性：它是由蛋白質分子的復雜結構決定的，蛋白質的結構通常分為四級：一級結構是指蛋白質分子的多肽鏈中氨基酸的種類和排列順序；二級結構是指蛋白質分子中多肽鏈本身的折疊方式，在二級結構中主要依靠氫鍵來維持結構的穩(wěn)定性； 三級結構指二級結構的肽鏈，按照一定的方式再進一步卷曲、

7、盤繞、折疊成一種更復雜的空間結構；四級結構是指在含有兩條或多條肽鏈的蛋白質中，各條肽鏈之間依靠靜電引力、分子引力、氨基側鏈的相互作用，聯(lián)合成為更復雜的空間結構的大分子。所以，蛋白質分子的多樣性是由氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序及千差萬別的空間結構所決定的。 (2)蛋白質功能的多樣性：蛋白質是構成細胞和生物體結構的基本物質，例如構成動物和人體的肌肉，構成生物膜、核糖體、染色體等。蛋白質還是細胞和生物體的功能物質，具體如下： 具有催化作用：例如參與生物體各種生命活動的酶絕大部分是蛋白質； 具有運輸作用：如紅細胞中的血紅蛋白； 具有運動功能：如肌動蛋白和肌球蛋白，兩者相協(xié)調滑動，使肌肉實現(xiàn)收縮，產(chǎn)生運

8、動； 具有調節(jié)作用(信息傳遞作用)：如胰島素和生長激素，能調節(jié)人體的新陳代謝和生長發(fā)育； 具有免疫作用：如動物和人體內(nèi)的抗體，可以消除外來抗原對身體生理功能的干擾，起到免疫作用； 蛋白質也是細胞內(nèi)的能源物質。 總之，蛋白質分子結構的多樣性是由于氨基酸種類、排列順序和數(shù)目及肽鏈空間結構的不同決定的，但其根本原因是DNA分子的多樣性。蛋白質分子結構的多樣性決定了其功能的多樣性。 氨基酸的結構特點及其種類 下列4種化合物中，能參與構成蛋白質的是( ) A.H2NCH2CHCOOH NH2 B.H2NCH2CH2COOH C.CH3CH2COOH D.CH3CH2CH2NH3 A 構成蛋白質的氨基酸具

9、有以下兩方面的特點：(1)從氨基和羧基的數(shù)量看，它們都至少含有一個氨基和一個羧基(R基中可以含有數(shù)量不等的氨基和羧基)。(2)從氨基和羧基的位置看，至少一個氨基和一個羧基連在同一碳原子上，即都為-氨基酸，但并非所有的氨基和羧基都連在同一碳原子上。 細胞內(nèi)的氨基酸在分子結構上的主要區(qū)別是( ) A.氨基數(shù)量的不同 B.羧基數(shù)量的不同 C.氨基和羧基與碳連接的位置不同 D.側鏈基團(R基)的不同 自然界氨基酸發(fā)現(xiàn)有300多種，但作為構成蛋白質的氨基酸大約只有20種。不同的氨基酸分子，具有不同的R基。R基的不同是氨基酸在分子結構上的主要區(qū)別。D 蛋白質的結構及其多樣性 下列各項與蛋白質分子結構多樣性

10、無關的是( ) A.氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序 B.構成蛋白質分子的多肽鏈的數(shù)目 C.構成蛋白質分子的多肽鏈的空間結構 D.每個氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基 D 此題考查蛋白質多樣性的原因。其中構成蛋白質分子的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序不同，蛋白質結構則不同；構成蛋白質分子的多肽鏈數(shù)目不同，蛋白質的結構也不同；多肽鏈的空間結構不同，蛋白質結構也不同。因此A、B、C三項是蛋白質分子結構多樣性的原因，只有D項不是。 同一草場上的牛和羊吃了同樣的草，可牛肉和羊肉的口味卻有差異，這是由于( ) A.同種植物對不同生物的影響不同 B.牛和羊的消化功能強弱有差異 C.牛和羊的蛋白質結構有差異

11、D.牛和羊的親緣關系比較遠 不同的生物體由于遺傳物質的差異，合成的蛋白質結構就有差異。C 蛋白質的功能 下列有關蛋白質結構、功能多樣性的說法正確的是( ) A.蛋白質結構的多樣性與構成蛋白質的氨基酸的種類、數(shù)目和空間結構有關 B.已知某化合物具有催化功能，可以推斷此物質為蛋白質 C.有些蛋白質具有防御功能，如抗體;有些蛋白質具有接受信息的功能，如受體 D.蛋白質空間結構改變，不會影響其生物活性 C 蛋白質結構的多樣性與肽鏈折疊形成的空間結構有關；具有催化功能的是酶，絕大多數(shù)酶的化學本質是蛋白質，少數(shù)是RNA；蛋白質空間結構的改變會影響其生物活性。 下列不屬于植物體內(nèi)蛋白質功能的是( ) A構成

12、細胞膜的主要成分 B催化細胞內(nèi)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 蛋白質的功能特點主要有5點：結構蛋白、催化蛋白、運輸?shù)鞍?、調節(jié)蛋白、免疫蛋白，蛋白質不是主要的能源物質。C 氨基酸、多肽、肽鍵和蛋白質的關系 下列物質中，有的屬于構成蛋白質的氨基酸，有的不是。若將其中構成蛋白質的氨基酸縮合成蛋白質，則其中含有的氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目依次是( ) H2NCH2COOH H2NCH2CH2OH H2NCHCH2COOH COOH H2NCH2CHCOOH COOH H2NCH(CH2)4NH2 COOH A.2、2、2 B.3、3、2 C.4、3、3 D.3、4、

13、3 首先根據(jù)氨基酸分子的結構通式判斷哪些是構成蛋白質的氨基酸，哪些不是構成蛋白質的氨基酸。將5種物質與氨基酸的結構通式進行比較，就可發(fā)現(xiàn)：不是氨基酸，雖是氨基酸，但不是構成蛋白質的氨基酸，因為構成蛋白質的氨基酸都至少有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。其次，將構成蛋白質的氨基酸按脫水縮合的方式連接起來形成三肽，最后數(shù)出此三肽中氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目：氨基2個，羧基2個，肽鍵2個。 (2007上海改編)免疫球蛋白IgG的結構示意圖如圖，其中SS表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鏈。若該IgG由m個氨基酸構成，則該IgG至少有游離的氨基和羧基分別是( ) Am和m B4和4 C(m-2) 和（m+1) D（m-4）和4B 一條肽鏈至少有一個游離的氨基和羧基，其原因是一條肽鏈的一個末端一定游離一個氨基，另一端一定游離一個羧基，而肽鏈的R基中也可能含有游離的氨基和羧基。當R基中沒有游離的氨基和羧基時，肽鏈中游離的氨基和羧基數(shù)量最少，各有一個。