第4讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
知识点一 组成蛋白质的氨基酸及其种类
知识点二 蛋白质的结构及其多样性
1．蛋白质的形成过程
2．蛋白质的结构多样性与功能多样性
1．巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能 一个结构式 二个标准 氨基酸的结构通式 组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有2个：一是数量标准，二是位置标准 蛋白质分子合成过程的3个数量关系：脱去水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数 蛋白质分子结构多样性的原因有4个：氨基酸的种类不同、氨基酸的数量不同、氨基酸的排列顺序不同、蛋白质的空间结构不同 蛋白质分子有5个功能：细胞的组成物质、催化作用、免疫作用、运输作用和调节作用 三个关系 四个原因 五个功能 2.巧记蛋白质形成的四个“一”
蛋白质的结构层次与功能
[过程体验]
1．分析下列氨基酸结构并回答问题
(1)比较上述三种氨基酸，写出氨基酸共有的结构：
。
(2)氨基酸理化性质的不同取决于R基的不同，图中三种氨基酸的R基依次是—CH(CH3)2、__—CH2—CH2—COOH、—(CH2)4—NH2。
(3)从氨基和羧基的数量和位置上，归纳总结组成蛋白质氨基酸的特点： ①数量上：至少有一个—NH2和一个—COOH。
②位置上：必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。 (4)判断下列化合物是否是组成蛋白质的氨基酸： ①NH2—CH2—COOH ②NH2—CH2—CH2OH
属于组成蛋白质的氨基酸的是①③⑥⑦。(填序号)
2．如图是蛋白质结构示意图，图中“?、★、■、●”代表不同种类的氨基酸，其间的“—”代表肽键。根据图示回答下列问题：
(1)50个●和50个■组成的蛋白质的结构不相同，原因是氨基酸的种类不同。 (2)分别由200个和100个★所代表的氨基酸组成的蛋白质，其结构不相同，原因是氨基酸的数目不同。
(3)?—●—?—●—?与?—?—●—●—?的结构不相同，原因是氨基酸的排列顺序不同。
(4)A链
和B链
是由种类相同、数目相等、排列顺序相同的氨基酸组
成的蛋白质，这两种蛋白质的结构不相同，原因是肽链的空间结构不同。
[系统认知]
1．熟记氨基酸的结构通式
找出氨基酸的共同体，即图中“不变部分”(连接在同一碳原子上的—NH2、—COOH和—H)，剩下的部分即为R基。倘若找不到上述“不变部分”，则不属于构成蛋白质的氨基酸。
2．关注两个“不等于”
(1)氨基酸数目≠氨基酸种类：组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千，但构成生物体蛋白质的氨基酸种类约有20种。
(2)多肽≠蛋白质：在核糖体上经脱水缩合形成的多肽往往没有生物活性，由一条或多条肽链通过一定化学键(如二硫键等)盘曲、折叠形成具有复杂空间结构的蛋白质才能行使特定功能。
3．明辨蛋白质结构和性质的四个易错点
(1)不要将氨基误写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为
或COOH；也不要将
肽键误写为CO—NH或。
(2)高温破坏肽链盘曲折叠形成的空间结构，没有破坏氨基酸之间的肽键(破坏肽键的是蛋白酶和肽酶)，所以蛋白质变性后仍可采用双缩脲试剂检测。
(3)高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。
(4)酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。
[题点全练]
1．如图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是( )
A．结构④在生物体内约有20种
B．氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自于②和③ C．结构④中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合
D．生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n种密码子
解析：选C ①为氨基，③为羧基，④为侧链基团(R基)。构成人体氨基酸的种类约有20种，而不是R基的种类约有20种，A错误；脱水缩合形成水，水中的氢来自①③，B错误；生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n个密码子而不是需要n种密码子，D错误。
2．下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是( )
A．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是C5H11O2NS B．酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异是由R基的不同引起的 C．n个氨基酸共有m个氨基，则这些氨基酸缩合成的一条多肽链中的氨基数必为m－n
D．甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则甜味肽一定是一种二肽
解析：选C 根据氨基酸的结构通式，写出甲硫氨酸的结构式，不难得出结论，A正确；R基的不同决定了不同氨基酸的结构和功能特性的不同，B正确；一条多肽链中的氨基数等于全部氨基酸的氨基数减去肽键数，题中的氨基数应为m－n＋1，C错误；甜味肽含有两个N，只能是二肽，D正确。
3．如图所示，物质甲是在胰岛B细胞中合成的，且与血糖调节有关；物质乙是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复制；物质丙由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用；物质丁由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨骼的生长。下列有关说法正确的是( )
A．物质甲、乙、丙、丁的结构多样性只与a有关
B．与甲、乙、丙、丁四种物质合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
C．甲、乙、丙、丁四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、抗利尿激素
D．物质甲与胰高血糖素具有协同作用，物质乙、丙均在特异性免疫中发挥作用，物质丁的分泌体现了生物膜的流动性
解析：选B 蛋白质结构多样性不仅与氨基酸的种类、数目、排列顺序有关，也与蛋白质的空间结构有关。物质甲、乙、丙、丁分别是胰岛素、淋巴因子、抗体和生长激素。物质甲与胰高血糖素之间具有拮抗作用。
[探规寻律] “两看法”判断组成生物蛋白质的氨基酸