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2013年高考生物知识点:蛋白质学习中的“两个难点”

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发表于 2016-7-25 10:42:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
  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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发表于 2016-7-25 12:19:33 | 显示全部楼层

                  (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。
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