还剩6页未读,继续阅读
文本内容:
蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合【考点归纳】
1.蛋白质的合成过程氨基酸f核糖体(进行脱水缩合,形成肽链)一细胞质基质一胞内蛋白I内质网(剪切、折叠、糖基化和二硫键的形成)I高尔基体(进一步修饰加工、浓缩、分选、包装)I细胞膜(具膜小泡与细胞膜融合实现外排)I分泌蛋白到细胞外整个过程线粒体提供能量.
2.分泌蛋白的形成过程核糖体一内质网-高尔基体一细胞膜(合成)(加工、运输)(加工、分泌)(外排)所以
①与分泌蛋白的形成有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
②与分泌蛋白的形成有关的膜性细胞器有内质网、高尔基体、线粒体
③与分泌蛋白的形成有关的结构有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜、细胞核等
④分泌蛋白有抗体、消化酶、蛋白质类激素等血红蛋白、呼吸酶、光合酶、载体、解旋酶不属于分泌蛋白
3.分泌蛋白与细胞内蛋白的区别
①作用部位不同分泌蛋白分泌到细胞外起作用,细胞内蛋白则在细胞内起作用;
②合成部位不同分泌蛋白是由粗面内质网上的核糖体所合成的,由粗面内质网加工;而细胞内蛋白质是由细胞质基质中游离的核糖体所合成的,加工则与滑面内质网有关.
4.与蛋白质相关的计算
(1)关于组成蛋白质相关的肽链、氨基酸、肽键、脱去水分子的数目对应关系表如下氨基肽键数脱去水游离的游离的酸数分子数氨基竣基一条肽链n n-1n-1至少1个至少1个m条肽链n n-m n-m至少m个至少m个
(2)相关计算公式
①脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数=水解需水数
②氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数
③按基数=肽链数+R基上的竣基数=各氨基酸中竣基的总数-肽键数
④蛋白质相对分子质量=各氨基酸平均相对分子质量X氨基酸数-18X脱水数@N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N的总数
⑥0原子数=肽键数+2X肽链数+R基上的0原子数=各氨基酸中0的总数-脱水数@H原子数=各氨基酸中H的总数-2X脱水数
⑧若是环状蛋白质氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数(与链肽相差1)©-S-S-的形成侧链脱去2个H.【易错点分析1
①脱去的水分子中的氢来自氨基和竣基,氧来自段基;O HII
②肽键的写法有以下几种,这三种都是正确的.一C—N—或-CO-NH-或-NH-CO-;
③多肽中具体有几个氨基或几个竣基,应关注R基中是否有氨基或较基;
④若形成的多肽链是环状氨基酸数=肽键数=失去水分子数;
⑤在蛋白质分子量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质分子中含有二硫键时,要考虑脱去氢的质量,每形成一个二硫键,脱去2个H.【命题方向】题型一有关氨基数和竣基数的计算
(1)蛋白质中氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数;
(2)蛋白质中竣基数=肽链数+R基上的竣基数=各氨基酸中竣基的总数-肽键数;
(3)在不考虑R基上的氨基数时,氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中,至少含有的氨基数为1,蛋白质分子由多条肽链构成,则至少含有的氨基数等于肽链数;
(4)在不考虑R基上的短基数时,氨基酸脱水缩合形成的一条多肽链中,至少含有的竣基数为1,蛋白质分子由多条肽链构成,则至少含有的痰基数等于肽链数.典例1(2008•上海)现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,竣基总数为808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和竣基的数目依次分别为()A.
798、2和2B.
798、12和10C.
799、1和1D.
799、11和9分析蛋白质水解后为氨基酸.脱下的水分子数=肽键数目=氨基酸数-肽链数.若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链,则可形成(n-m)个肽键,脱去(n-m)个水分子,至少有氨基和短基分别为m个.解答氨基酸800个,其中氨基总数为810个,竣基总数为808个,则游离的氨基为810-800=10个,游离的竣基为808-800=8个.这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键为800-2=798个,氨基至少为2和较基至少为2,所以总的氨基为10+2=12个,总的竣基数目为8+2=10个.故选B.点评本题考查蛋白质的合成知识和氨基酸的基本结构,这是基础的知识,也是高考的重点,我们要牢固掌握.题型二蛋白质中肽键数及相对分子质量的计算
(1)蛋白质中的肽键数=脱去的水分子数=水解消耗水分子数=氨基酸分子个数-肽链数;
(2)蛋白质的相对分子质量=氨基酸总质量(氨基酸分子个数X氨基酸平均相对分子质量)-失水量(18X脱去的水分子数).注意有时还要考虑其他化学变化过程,如二硫键(-S-S-)的形成等,在肽链上出现二硫键时,与二硫键结合的部位要脱去两个H,谨防疏漏.典例2(2014•上海)一条由39个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为一CH2—CH2一COOH),则该多肽()A.有38个肽键B.可能没有游离氨基C.至少有5个游离短基D.至多有36种氨基酸分析蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合形成肽链,再形成蛋白质,该过程发生在核糖体.题中多肽链含有39个氨基酸,且是环状的.解答A、根据题干信息可知多肽链含有39个氨基酸,且是环状的,所以有39个肽键,A错误;B、由于该多肽链是环状的,所以氨基酸的基本结构上的所有氨基都发生反应了,所以在不考虑R基团的前提下,该多肽可能没有游离氨基,B正确;C、由于该多肽链是环状的,所以氨基酸的基本结构上的所有竣基都发生反应了,又因为有4个谷氨酸(R基为一CH2-CH2-COOH),在不考虑其他氨基酸的R基团的前提下,该多肽至少有4个游离装基,C错误;D、根据题干信息无法判断有至多少种氨基酸,但是构成生物体的氨基酸只有20种,D错误.故选B.点评本题考查蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合的相关知识,意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系、解决问题的能力.题型三有关蛋白质中各原子数的计算
(1)C原子数=(肽链数+肽键数)X2+R基上的C原子数;
(2)H原子数=(氨基酸分子个数+肽链数)X2+R基上的H原子数=各氨基酸中H原子的总数-脱去的水分子数X2;
(3)O原子数=肽链数义2+肽键数+R基上的O原子数=各氨基酸中原子的总数-脱去的水分子数;
(4)N原子数=肽链数+肽键数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子的总数.注意一个氨基酸中的各原子的数目计算
①C原子数=1^基团中的C原子数+2;
②H原子数=区基团中的H原子数+4;
③O原子数=区基团中的O原子数+2;
④N原子数=1^基团中的N原子数+
1.典例3(2009•上海)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成.该蛋白质至少有氧原子的个数是()A.11m B.n-2m C.n+m D.n+2m分析氨基酸脱水缩合过程中的有关计算
(1)脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸个数n-链数条数m;
(2)蛋白质分子量=氨基酸分子量X氨基酸个数-水的个数X18;
(3)蛋白质含氧原子个数=各氨基酸中氧原子总数-脱去水分子数.解答根据氨基酸的结构通式可知每个氨基酸至少含一个竣基(-COOH),所以n个氨基酸至少含2n个氧原子;m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质,在脱水缩合过程中脱去水分子数=氨基酸数目-肽链数=n-m,每分子水含1个0;蛋白质含氧原子个数=各氨基酸中氧原子总数-脱去水分子数=2n-(n-m)=n+m.答选C.点评本题考查氨基酸的结构通式和蛋白质合成过程--氨基酸脱水缩合,首先要求考生识记氨基酸的结构通式,掌握氨基酸的结构特点;其次识记脱水缩合的概念,掌握脱水缩合过程中的相关计算,能运用相关公式计算蛋白质至少含有氧原子的个数.题型四有关多肽种类的计算假设有n(0n^20)种、m个氨基酸,任意排列构成多肽(这里mWn)
(1)若每种氨基酸数目无限(允许重复)的情况下,可形成肽类化合物的种类有加种;
(2)若每种氨基酸只有一个(不允许重复)的情况下,可形成肽类化合物的种类有nX(n-1)X(n-2)…X(n-m+2)X(n-m+1)=47种.例如
①假设有3种氨基酸,且各种氨基酸数目无限,则形成三肽的种类有33=27,二肽的种类有32=9种;
②假设有3种氨基酸,且各种氨基酸只有一个,则形成三肽的种类有3义2义1=6,二肽的种类有3X2=
6.典例4由4种氨基酸,每种氨基酸数量不限,最多能合成不同结构的三肽有()A.4种B43种C.34种D.12种分析本题主要根据公式进行解答即可.解答由于有4种氨基酸,每种氨基酸数目不限,因此根据加=43种.点评本题考察氨基酸形成的多肽数目的计算,要注意不同的前提计算结果不同.题型五蛋白质中氨基酸数目与核酸中碱基数的计算
(1)DNA基因的碱基数(至少)mRNA的碱基数(至少)氨基酸的数目=631;
(2)肽键数(得失水数)+肽链数=氨基酸数=(DNA)基因碱基数/6=mRNA碱基数/
3.注意解题时看清是“碱基数”还是“碱基对数”,二者关系为碱基数=2义碱基对数;对于真核生物而言,上式中的DNA片段相当于基因编码区中的外显子;关于终止密码子所占的数量,若题目中没有明确要求则不做计算.特别提示以上规律既适用于“链状肽”的相关计算,也适用于“环状肽”的相关计算,不过,若为环状肽,则可视为公式中的肽链数等于零,再进行相关计算.典例5(2012•浦东新区三模)由n个碱基对组成的基因,控制合成由1条多肽链组成的蛋白质(考虑终止密码),则该蛋白质中氧原子的个数至少为()n n nnAL B.-C.—+1D—+16363分析解决本题的关键基因为双链结构而RNA为单链结构,因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2;翻译过程中,信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸;脱水的个数=氨基酸个数-链数;O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数.解答解由n个碱基对组成的基因,则基因中含有由2n个碱基,根据DNA中碱基RNA中碱基蛋白质中氨基酸=631,则密码子个数为会考虑终止密码,则蛋白质中氨基酸个数为二g-1,脱水的个数=氨基酸个数-链数=5—2,O原子数=各氨基酸中原子总数-脱去水分子数=2(£—1)-(弓—2)=*故选B.点评本题考查基因控制蛋白质合成过程的相关计算,意在考查学生的分析能力和计算能力的培养.题型六有关蛋白质中氨基酸的种类和数量的计算典例6有一条多肽链由12个氨基酸组成,分子式为CxHyNzOwS(z12,w13),这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸半胱氨酸(C3H7NO2S)、丙氨酸(C3H6NO2)、天门冬氨酸(C4H7NO4)、赖氨酸(C6H14N2O2)、苯丙氨酸(C9H11NO2).水解产物中天门冬氨酸的数目是()W—13A.y+12B.z+12C.w+13D.―--分析据题干提供的5种氨基酸,可知天门冬氨酸中含有4个氧原子,而其他氨基酸中仅有2个氧原子,这说明天门冬氨酸中多的2个氧原子是存在于R基中的(因为一个氨基酸在不考虑R基中含氧原子时,仅竣基中含有2个氧原子).因此我们可以根据脱水缩合反应前后的氧原子数守恒进行计算.解答设组成该多肽的天门冬氨酸为n个,则有
①反应前氨基酸中的氧原子数=2义12(组成每分子多肽的氨基酸数)+2Xn(天门冬氨酸数);
②反应后生成物中的氧原子数=0(多肽中氧原子数)+11(脱下水中的氧原子数).所以,由“
①=
②”得点评根据其他元素在反应前后数量不变可以求出肽链中的另外几种氨基酸的数目.本题也可以根据反应前后各种原子个数不变,设5种氨基酸个数依次为m、n、o、p个,然后列方程组计算.总之利用物质守恒的思想是解决此类问题的关键.【解题思路点拨】氨基酸脱水缩合计算方法对各种类型的计算需要深入理解公式并熟记各种计算公式.。