第一单元第3讲组成细胞的有机物(一)

1第3讲组成细胞的有机物（一）走进高考第一关：教材关合作梳理知识体系蛋白质含量：占细胞鲜重的7%～10%，干重的50%以上组成元素：①_______________等元素氨基酸（基本组成单位）种类：约20种通式：结构特点：至少有一个②________和一个③____________，且连在④____________碳原子上多肽缩合方式⑤_______________构成：多个氨基酸分子经脱水缩合形成含有多个肽键_____________⑥的化合物，如：n个氨基酸脱水缩合n肽+（n-1)H2O(含有n-1个肽键）结构：链状（即肽链）蛋白质（生命活动的体现者，主要承担者）结构多样性：氨基酸⑦_________不同；氨基酸⑧____________不同；⑨________变化多端；肽链⑩__________千差万别功能多样性决定①构成细胞和生物体的重要成分：如人或动物肌肉中的蛋白质→蛋白②_____________功能：如酶③____________运输功能：如蛋白、载体④___________功能：如胰岛素、生长激素⑤_______（信息传递功能）功能：如抗体蛋白自我校对：①C、H、O、N②氨基③羧基④同一个⑤脱水缩合⑥（-NH-CO-）⑦种类⑧数目⑨排列次序空间结构催化血红调节免疫功能解读高考第二关：考点关考点1氨基酸的结构与功能氨基酸的分类和结构特点1.分类（1）必需氨基酸：人体不能合成，必须从食物中获取，共8种。（2）非必需氨基酸：可以由其他化合物转化而来，共12种。2.结构特点2（1）通式（2）特点分析举例氨基酸分子中—NH2、—COOH至少各有一个，因为R基中可能有—NH2或—COOHR基含—都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，否则不是构成生物蛋白质的氨基酸反例：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH非生物体内氨基酸生物体中氨基酸种类不同是由R基决定的甘氨酸：R基为—H丙氨酸：R基为—CH3谷氨酸：R基为—CH2—CH2—COOH例析1在下列物质中，若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合而形成蛋白质分子，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是（）①3②③④⑤⑥A.3、3、2B.4、3、3C.3、2、4D.2、2、2解析：从氨基酸的概念和结构通式看，找出构成人体的氨基酸有：①②③④⑥，⑤因没有氨基与羧基连在同一个碳原子上而被淘汰；构成蛋白质的氨基酸可脱水缩合成多肽。该多肽的羧基除肽链的游离端保留着一个，在③④的R基上各有一个羧基；氨基除肽链的游离端保留着一个，在②的R基上有一个。5个氨基酸脱水缩合共形成4个肽键。答案：C点评：羧基脱掉—OH后成为羰基（），易被误解为仍是羧基；氨基脱掉—H后成为，易被误解为仍是游离的氨基。互动探究1-1（2010·泰安模拟）关于生物体内氨基酸的叙述，错误的是（）A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是4B.人体内氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素C.人体内所有氨基酸均可以互相转化D.两个氨基酸通过脱水缩合形成二肽解析：氨基酸根据体内能否合成分为必需氨基酸（体内不能转化，必需从食物中获得）和非必需氨基酸（可在体内转化形成）两大类。答案：C互动探究1-2在下列物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成人体蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其中含有的氨基、羧基、肽键的数目依次是（）①NH2-CH2-COOH②NH2-CH2-CH2OH③④⑤A.3、3、2B.4、3、3C.2、2、2D.3、4、2解析：解答本题时，要根据氨基酸的结构通式把属于构成人体的氨基酸挑选出来。由于②号没有羧基，④号氨基和羧基没有连在同一个碳原子上，所以它们不是组成人体蛋白质的氨基酸。①③⑤是构成蛋白质的氨基酸，它们脱水缩合后形成三肽，由于③号氨基酸R基上有1个羧基，⑤号氨基酸R基上有1个氨基，因此三肽中有氨基2个，羧基2个，肽键2个。答案：C考点2氨基酸形成蛋白质的相关问题1.氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系可归纳成下图：5二肽分子的通式肽键的结构式可表示如下：2.关于氨基酸缩合反应的计算（1）当m个氨基酸脱水缩合形成1条肽链时，形成的肽键数=失去的水分子数=m-1。至少有一个-NH2和一个—COOH。（2）当m个氨基酸脱水缩合形成n条肽链时，形成的肽键数=失去的水分子数=m-n。至少有n个-NH2和n个-COOH。3.有关蛋白质分子的计算此类计算以规律1为基础，有如下规律：m个氨基酸，形成n条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由此形成的蛋白质相对分子质量为：m·a-(m-n)·18［其中(m-n)为失去的水分子数，18为水的相对分子质量］4.几种数量关系可总结如下：氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去水分子数目多肽相对分子质量氨基数目羧基数目1条肽链amm-1m-1ma-18(m-1)至少1个至少1个n条肽链amm-nm-nma-18(m-n)至少n个至少n个5.氨基酸数目与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系DNA（基因）转录信使RNA翻译蛋白质碱基数6:碱基数3:氨基酸数16特别提醒：（1）蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。（2）若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即根据脱水缩合的氨基酸个数命名。（3）脱去的水分子中，H既来自氨基又来自羧基，O来自羧基。（4）若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数=参与脱水的氨基酸数=肽键数，其游离的氨基、羧基只能在R基团上有可能出现。例析2（2010·青岛模拟）下面是某蛋白质的肽链结构示意图（图1，其中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图（图2），请据图判断下列叙述中不正确的是（）A.该蛋白质中含有两条肽链49个肽键B.图2中含有的R基是①②④⑥⑧C.从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基D.控制该蛋白质合成的mRNA中至少含有51个密码子解析：解答本题时，首先结合图1、图2写出肽链数、R基等，然后根据他们之间的相互关系进行相应选择。逐项分析如下：选项内容指向·逐项分析A由图1可知，该蛋白质是由51个氨基酸形成双链，应有49个肽键BR基是氨基酸之间的区别，图2中含有的R基是②④⑥⑧,①为氨基C由图2的⑥⑧两个R基含有羧基可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基D由于该蛋白质是由51个氨基酸组成的，据中心法则“DNA→RNA→蛋白质”的关系可知控制该蛋白质合成的mRNA上至少有51个密码子7答案：B互动探究2-1（2009·上海，15）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.n-mB.n-2mC.n+mD.n+2m解析：由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中含有（n-m）个肽键，每个肽键中有一个氧原子；m条肽链至少有m个游离的氨基和羧基，每个羧基中有2个氧原子，因此，该蛋白质中至少有（n-m）+2m=m+n个氧原子。答案：C互动探究2-2据下图所示的化合物结构简示，请回答问题：（1）该化合物中有______________个氨基和____________个羧基。（2）该化合物中有__________种氨基酸构成，形成这种化合物的不同氨基酸的R基编号是_______________________________。（3）该化合物是由___________个氨基酸失去__________分子的水形成的，这种反应叫做________________________。（4）该化合物中有__________个肽键，编号是____________，该化合物属于____________。（5）该化合物水解时被破坏的是键，使该键断裂的酶是__________________。（6）若氨基酸的平均相对分子质量为90，则该化合物的相对分子质量约为。（7）合成肽链的细胞器是，在合成肽链时决定肽链的氨基酸种类和顺序的是_________________________。答案：（1）22（2）3bdg（3）32脱水缩合反应（4）2ce三肽（5）肽肽酶（6）234（7）核糖体信使RNA(mRNA）上碱基排列顺序考点3蛋白质的结构和功能及其多样性1.蛋白质的分子结构8（1）形成：氨基酸脱水缩合多肽（肽链）折叠蛋白质。（2）蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键（肯定不是肽键）连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。2.蛋白质的多样性蛋白质结构的多样性①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同-□-□-□-□-□-□--○-○-○-○-○-○-②氨基酸的数目不同，构成的肽链不同-□-□-□-□-□--□-□-□-□-③氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同-□-○-○-□-○--○-□-○-□-○-④肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种蛋白质。但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。3.蛋白质功能多样性结构多样性功能多样性决定结构蛋白：构成成分功能蛋白免疫；催化；运动运输；调节；信息传递特别提醒：1.多肽和蛋白质的区别（1）结构上有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，无空间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。（2）蛋白质多样性有四个方面原因，但多肽多样性只有三个方面的原因，这一点在组织答案时应特别注意。（3）一条刚刚从核糖体这一车间下线的多肽链可以叫多肽，但不能称为蛋白质。蛋白质往往是由一条或几条多肽链和其他物质结合而成的。即基因控制蛋白质合成时，翻译的直接产物应为多肽，不能写成蛋白质。2.蛋白质的多样性与生物多样性的关系9例析3下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是（）A.蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B.已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质C.有些蛋白质具有防御功能，如抗体；有些蛋白质具有接受信息的功能，如受体。抗体与受体都具有专一性D.蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性解析：解答本题时应明确蛋白质结构多样性是由组成蛋白质的氨基酸种类、数目及排序和蛋白质空间结构不同决定的。蛋白质的空间结构改变会影响其功能。蛋白质结构的多样性与肽链的空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关；具有催化功能的是酶，酶绝大多数是蛋白质，少部分是RNA；蛋白质具有防御、信息传递等功能，而抗体只能与特异性抗原相结合，受体只能与特定的信号分子结合，它们都具有专一性；蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。答案：C特别提醒：本题易误选A或B。误认为（1）氨基酸的空间结构与蛋白质多样性有关；（2）具催化功能的有机物都是蛋白质。点评：氨基酸的排列与多肽的种类计算：假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：333（33=27种）形成二肽的种类：33（32=9种）②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：321（3×2×1=6种）形成二肽的种类：32（3×2=6种）互动探究3-1如果有足量的三种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含三种氨基酸的三肽种类最多是()A.9种、9种B.6种、3种C.27种、6种D.3种、3种10答案：C互动探究3-2下列叙述能对蛋白质的功能进行高度概括的是（）A.细胞和生物体的重要结构物质B.收缩、运输、免疫等生理活动的物质基础C.生命活动的主要承担者D.调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质解析：A、B、D三项只是蛋白质部分功能的列举，蛋白质的功能还有许多，可以说一切生命活动都离不开蛋白质，所以蛋白质是生命活动的主要承担者。答案：C笑对高考第三关：技巧关实验设计的解题思路1.明确实验目的和原理(验证的生物学事实是什么?所依据的生物学原理是什么?)。2.找出实验变量、反应变