高中生物专题复习生命活动的主要承担者—蛋白质

学海导航·高考总复习（第1轮）生物专题一第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质必修1高考有我，前程无忧考点1氨基酸(1)氨基酸及其种类：①基本组成元素：，有的还含有S等。②生物体氨基酸的结构通式：试梳理C、H、O、N考点2蛋白质的结构和功能(1)氨基酸的脱水缩合：①过程：一个氨基酸分子的和另一个氨基酸分子的相连接，同时脱去。②肽键：连接两个氨基酸分子的化学键可表示为。(2)蛋白质分子多样性的原因：氨基(—NH2)羧基(—COOH)一分子水—CO—NH—②多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的千差万别。(4)蛋白质在生命活动中的意义：一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的。空间结构主要承担者(1)有些氨基酸不能在人体细胞内合成(2012·海南卷T1－B)()(2)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(2012·海南卷T1－D)()(3)每种氨基酸不一定只含有一个氨基和一个羧基()(4)只要有氨基和羧基，就可以判断是构成蛋白质的氨基酸()(5)人体必需的氨基酸称为必需氨基酸，共8种()(6)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合(2013·江苏卷T20－D)()(7)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质()(8)沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂(2011·北京卷T4－B)()(9)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变()(10)蛋白质都是由20种氨基酸脱水缩合而成的链状结构()(11)蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的功能()查能力(12)细胞内以及细胞间传递信息的物质都是蛋白质()(13)蛋白质区别于脂质的特有元素是氮()(14)洋葱根尖细胞染色体的复制过程涉及肽键数量的()(15)蛋白质是生物体主要的能源物质(2013·江苏卷）()(16)食盐作用下析出的蛋白质发生了变性(2012·海南卷T2－C()答案（1）√（2）√（3）√（4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9）×（10）×（11）×（12）×（13）×（14）√（15）×（16）×考点1氨基酸例1关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是()A．相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键D．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的解析：本题主要考查组成生物体蛋白质的氨基酸的种类及氨基酸脱水缩合合成蛋白质等相关的知识内容。甘氨酸的相对分子质量是75，不是相对分子质量最大的氨基酸，而是最小的。由于缺乏中间产物，有8种氨基酸不能在人体细胞中合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸。氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。R基的特异性决定氨基酸的特异性。答案：A提升：与氨基酸有关的知识(1)生物体内的氨基酸分为必需氨基酸(8种)和非必需氨基酸(12种)，必需氨基酸不能在人体内合成，只能来自食物(也有少部分来自体内原有蛋白质的分解)。非必需氨基酸可以通过体内代谢生成。(2)衡量食物营养价值时，氨基酸的种类比数量更重要，尤其注重必需氨基酸的种类。(3)构成生物体的氨基酸，必须符合生物体氨基酸的结构特点，一般通过以下步骤来判断：①看氨基和羧基数量：至少有一个—NH2和一个—COOH。下列不属于构成蛋白质的氨基酸的原因：a．H2N—CH2—CH2OH⇒缺乏羧基(—COOH)②看氨基和羧基位置：必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。下列不属于构成蛋白质的氨基酸的原因：变式1(2016·长沙模拟)某糖蛋白由一条重链(α)和两条轻链(β1、β2)经二硫键交联而成，外形呈十字形。若将该蛋白彻底水解，不可能产生的物质是()解析：糖蛋白由蛋白质和多糖组成，多糖彻底水解得到葡萄糖，蛋白质彻底水解得到氨基酸。选项D中—NH2和—COOH未连在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。D考点2蛋白质的结构和功能例2胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是()A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素解析：对一个基因而言，只有一条链作为模板链，故A错误；高温仅破坏蛋白质的空间结构，不能破坏肽键而使肽链断裂；胰岛素的功能不仅取决于氨基酸序列，还与其空间结构有关；核糖体上合成的两条多肽链在蛋白酶的作用下去掉部分肽段后形成具有特定空间结构的蛋白质。答案：D例3下列生理活动与蛋白质功能无关的是()A．氨基酸被运输进入细胞内B．细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上C．葡萄糖在细胞内氧化分解D．激素被靶细胞识别解析：氨基酸被运输进入细胞需要载体蛋白参与；细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上是tRNA完成的；葡萄糖的氧化分解需要酶的催化；激素被靶细胞识别需要细胞膜上的糖蛋白完成。答案：B提升一：三个角度分析蛋白质多样性的原因提升二：几种常见蛋白质的分布和功能提升三：蛋白质与酶、激素、抗体、载体的关系变式2GPCPs(G蛋白偶联受体)是一条往返穿膜七次的跨膜蛋白，下图是其结构模式图。下列有关G蛋白和G蛋白偶联受体的说法中，错误的是()A．G蛋白偶联受体(GPCPs)可能是糖蛋白B．GPCPs至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C．此多肽链中氨基酸的“R基”之间形成的“—S—S—”，具有维持活性的作用D．G蛋白是在细胞质中的核糖体上合成的D解析：由图可知，该蛋白上有信号分子结合位点，故可推测该蛋白是糖蛋白。该蛋白由一条肽链构成，故至少含有一个游离的氨基和羧基。由图中信息可知，GPCPs某些部位的折叠是由“—S—S—”化学键维持的，这是发挥作用的必需结构，故活性的维持需要该键的作用。该蛋白是细胞膜上的蛋白质，是由内质网上的核糖体合成的，故D错误。考点3蛋白质的相关计算例4某多肽有20个氨基酸，其中含天门冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位(如图所示)；肽酶X专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是()A．该二十肽至少含有20个肽键B．若氨基酸的平均相对分子质量为a，则该二十肽的相对分子质量为20aC．肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个D．肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比二十肽多了4个解析：20个氨基酸形成一条肽链，需要脱去19分子的水，形成19个肽键，A错误。在二十肽形成过程中要脱水缩合，因此二十肽的相对分子质量为20a－19×18＝20a－342，B错误。肽酶X专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6位的天门冬氨酸脱离该多肽链，剩下的多肽链中共含有19个氨基酸，C正确。肽酶Y专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，完全作用后第5位和第20位的天门冬氨酸脱离多肽链，共带走7个氧原子，产生3个多肽，每个多肽末尾均增添一个—OH，其增添3个氧原子，故产生的多肽中氧原子数目比原二十肽少了4个，D错误。答案：C提升：与蛋白质有关的计算(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系：①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。(3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：(4)氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间的关系：DNA(基因)中碱基数∶信使RNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数≈6∶3∶1。(5)在计算蛋白质相对分子质量时，还要考虑是否存在特殊的变化，如二硫键(—S—S—)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，相对分子质量减少2。(6)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。①碳原子数＝氨基酸分子数×2＋R基上的碳原子数；②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2；③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数；④氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数；⑤由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。变式3图甲、乙、丙为组成生物体的相关化合物，乙为一个由α、β、γ三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个巯基(－SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述不正确的是()A．甲为组成乙的基本单位，且乙中最多含有20种甲B．由不同的甲形成乙后，相对分子量比原来少了4832C．丙主要存在于细胞核中，且在乙的生物合成中具有重要作用D．如果甲中的R为C3H5O2，则由两分子甲形成的化合物中含有16个HC解析：蛋白质的基本单位是氨基酸，构成蛋白质的氨基酸约20种，故A正确；氨基酸经过脱水缩合形成蛋白质，两个巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键，相对分子量比原来减少了(271－3)×18＋4×2＝4832，故B正确；核苷酸包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸，有DNA的地方就有游离的脱氧核糖核苷酸，有RNA的地方就有游离的核糖核苷酸，这两种核苷酸大多数存在于细胞核中，少部分存在于线粒体，叶绿体中，也有少部分存在于细胞质中，最终经过核孔进入细胞核。基因控制蛋白质的合成，与核苷酸没有关系，核苷酸只是合成DNA和RNA的原料，故C错误；如果甲中的R为C3H5O2，则甲的分子式为C5H9O4N。两分子甲脱去一个水分子形成的化合物的分子式为C10H16O7N，故D正确。(1)不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为COOH或COOH；也不要将肽键误写为CO—NH或CONH。(2)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(3)高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。考点1氨基酸1．下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸种类有()B解析：该片段含4个肽键，R基有—CH3、—H、—CH2—CH33种，R基团不同，氨基酸不同，故能产生3种氨基酸。2．生物体内的某多肽是由几种不同的氨基酸分子构成的，其中含有三个氨基和两个肽键，下列分子中能构成该多肽的是()D解析：根据氨基酸的结构通式，可以判断①、③、④、⑤是构成蛋白质的氨基酸。由于该多肽含有三个氨基和两个肽键，又是由不同的氨基酸构成的，所以该多肽是由①④⑤或③④⑤构成的。考点2蛋白质的结构与功能3．(2016·泰安检测)如图是有关蛋白质分子的简要概念图，对该图的分析正确的是()A．甲中可能含有SB．从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性C．多肽中乙的数目等于丙的数目D．①过程所需的模板和运输乙的工具的基本组成单位都含有脱氧核糖A解析：由图分析可知，甲为构成蛋白质的基本元素，构成蛋白质的元素包括C、H、O、N，有的还含有S、P，因此甲中可能含有S；从根本上说，生物的多样性取决于遗传信息的多样性；乙为氨基酸，对于直链多肽来说，肽键数＝氨基酸数－肽链数，而对于环状多肽而言，氨基酸数等于肽键数；①过程为氨基酸脱水缩合过程，所需的模板为mRNA，运输乙的工具为tRNA，二者的基本组成单位均为核糖核苷酸，均含有核糖。4．(2015·潍坊七校联考)蛋白质是生命活动的主要承担者，下列有关蛋白质的叙述正确的是()A．抗体、酶和部分激素都属于蛋白质B．由96个氨基酸构成的含4条肽链的蛋白质分子中，含有的氧原子数至少为100个C．细胞分化的过程中，细胞膜上的蛋白质种类和数量不会发生改变D．在癌变过程中，细胞膜上出现的不同于正常细胞的蛋白质不会成为抗原解析：部分RNA也是酶；由96个氨基酸构成的含4条肽链的蛋白质分子中，含有的氧原子数至少为92＋