2013年高考生物知识点：蛋白质学习中的“两个难点”

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　　一、蛋白质的计算
        　　1.利用归纳法分析推导蛋白质形成过程中脱去水分子数、形成肽键数、消耗氨基和羧基数、最少含有氨基和羧基数及蛋白质分子量。 蛋白质由氨基酸通过脱水缩合形成多肽，肽链通过一定的化学键互相连接在一起，形成具有特定空间结构的蛋白质。一个氨基酸的羧基(—COOH)与其相邻氨基酸的氨基(—NH2)相连接，同时失去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。每脱去一分子水将形成一个肽键，同时将消耗一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH);由于每一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，故每条肽链的主链将保留一个氨基和一个羧基，由于氨基酸的R基可能含有氨基和羧基，所以每个多肽分子至少含有一个氨基和一个羧基。表解如下： ⑴当蛋白质由n个氨基酸分子构成的一条肽链构成时(见下表)
        　　氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 氨基酸平均相对分子质量 蛋白质平均 相对分子质量 氨基 数目 羧基 数目
        　　1条肽链 n n-1 n-1 b nb-18(n-1) 至少1个 至少1个
        　　⑵当蛋白质由n个氨基酸构成的m条肽链构成时：设m条肽链中，第一条肽链由n1个氨基酸构成，第二条肽链由n2个氨基酸构成，…，第m条肽链由nm个氨基酸构成，且n1 +n2+…+nm =n，则有：
        　　肽链 序数 氨基 酸数 肽键数 脱去水 分子数 氨基酸平均 相对分子质量 蛋白质平均 相对分子质量 氨基 数目 羧基 数目
        　　1 n1 n1-1 n1-1 b n1b-18(n1-1) 至少1个 至少1个
        　　2 n2 n2-1 n2-1 b n2b-18(n2-1) 至少1个 至少1个
        　　… … … … … … … …
        　　m nm nm-1 nm -1 b nm b-18(nm -1) 至少1个 至少1个
        　　合计 n n-m n-m b nb-18(n-m) 至少m个 至少m个
        　　2.蛋白质形成前后分子质量总量不变，即反应前氨基酸分子量之和=形成的蛋白质分子、水分子及其它物质的分子量之和。
        　　3.例题解析
        　　例1.某蛋白质的相对分子质量为11 935，在合成这个蛋白质分子过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均相对分子质量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有：( ) A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
        　　解析：据物质守恒可知：蛋白质平均相对分子质量+合成蛋白质分子过程中脱水量=氨基酸分子量之和，即n×127=11 935+1 908，推知：n=109;由n-m=1 908÷18=106，得m=109-106=3。即此蛋白质由3条肽链构成。 答案：C。
        　　
       
               

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                　　例2.胰岛素是一种蛋白质分子，它含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过2个二硫键(二硫键是由2个-SH连接而成的)连接，在A链上也形成1个二硫键，如右图所示为结晶牛胰岛素的平面结构示意图，据此回答:
       

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                　　(1)这51个氨基酸形成胰岛素后，分子质量比原来减少了 。
       
       
                　　(2)胰岛素分子中含有肽键 个，肽键可表示为 。
       
       
                　　(3)从理论上分析，胰岛素分子至少有 个-NH2，至少有 个-COOH。
       
       
                　　解析：(1)该蛋白质分子形成过程中，脱水分子数=n-m=51-2=49，形成3个二硫键(-S-S-)时脱掉6个氢，因此，分子质量减少量=49×18+6=888; (2)形成肽键数=脱水分子数=49，肽键可表示为：-CO-NH-; (3)每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，两条肽链至少含有2个氨基和2个羧基。 答案：(1) 888;(2) 49 -CO-NH-;(3) 2 2
       
       
                　　二、蛋白质的多样性
       
       
                　　蛋白质是性状的表现者和主要承担者，性状的多样性反映其功能的多样性，以蛋白质结构的多样性为基础，而组成蛋白质的基本单位——氨基酸仅有20种，20种氨基酸如何形成多种蛋白质呢?可用计算多肽种类突破难点：
       
       
                　　例1.有3个不同氨基酸，可形成3肽的种数?有足够数量的3种不同氨基酸，可形成多少种3肽?有n(n≤20)个不同氨基酸，可形成多少种2肽、3肽、…、n肽(组成肽的氨基酸各不相同)?有足够数量的n(n≤20)种不同氨基酸，可形成多少种2肽、3肽、…、m肽(组成肽的氨基酸各不相同)?
       
       
                　　解析：⑴6种(即3×2×1); ⑵3肽种数=3×3×3=33=27; ⑶同理可得：2肽=n×(n-1)、3肽=n×(n-1)×(n-2)、…、n肽=n!; ⑷2肽种数=n×n= n2、3肽种数= n×n×n = n3、…、m肽种数=nm。通过上述分析与计算，结合“组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，由氨基酸形成的肽链的空间结构千差万别”，即可理解蛋白质种类的多样性、功能的多样性。