【优化方案】2017版高考生物大一轮复习-第一单元-细胞及分子组成-第3讲-生命活动的主要承担者-蛋

1第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质蛋白质的结构和功能(Ⅱ)[学生用书P14])一、氨基酸的结构及其种类1．氨基酸的结构(1)结构通式：(2)(3)各氨基酸之间的区别在于R基的不同2．氨基酸的种类生物体中约20种能否在体内合成（依据）必需氨基酸（8种）非必需氨基酸（12种）巧记八种必需氨基酸一．(异亮氨酸)家．(甲硫氨酸)来．(赖氨酸)写．(缬氨酸)两．(亮氨酸)三．(色氨酸)本．(苯丙氨酸)书．(苏氨酸)。二、蛋白质的结构及其多样性元素：C、H、O、N(有的还含有Fe、S等元素)2[解惑]多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数，即两个氨基酸形成二肽，三个氨基酸形成三肽，不是肽键的总数。蛋白质形成的四个“一”三、蛋白质的功能[连一连]1．(必修1P24拓展题改编)神经细胞和肌肉细胞含量最多的有机物都是蛋白质，但二者功能完全不同，从组成二者的蛋白质来考虑，其原因不包含()A．元素种类不同B．氨基酸数目不同C．氨基酸种类不同D．氨基酸排列顺序不同答案：A2．思维诊断(1)判断下列有关氨基酸的叙述①细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质。(×)②分子式中只要有氨基和羧基，就可以判断为构成生物体的氨基酸。(×)③胰岛素含有碳元素。(√)3④蛋白质区别于脂质的特有元素是氮。(×)⑤不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。(√)⑥人体必需的氨基酸称为必需氨基酸。(×)(2)判断下列有关蛋白质结构与功能的叙述①血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。(×)②氨基酸脱水缩合产生水，水中的H来自氨基和羧基。(√)③生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致氨基酸分解为氨基和碳链化合物。(×)④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。(×)⑤由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白酶结构中至少含有129个氨基和129个羧基。(×)⑥蛋白质具有多样性的根本原因是DNA的多样性。(√)4考点一以蛋白质的形成过程分析蛋白质的结构层次[学生用书P15]1．判断组成蛋白质的氨基酸的方法(1)判断依据：氨基酸中氨基、羧基数目和连接位置。(2)判断方法①从数量上看，至少有一个—NH2和一个—COOH，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：a．H2N—CH2—CH2OH⇒缺乏羧基(—COOH)。b．缺乏氨基。②从位置上看，必须有一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：氨基和羧基不连在同一个碳原子上。2．蛋白质形成过程分析从以上图示过程明确：(1)脱水缩合反应：一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子水，形成—CO—NH—，这种结合方式叫做脱水缩合反应。脱水缩合还存在于多糖、核酸的形成过程中。(2)肽键的结构式可表示如下5(3)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基(或羧基)在R基上。(4)H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。下面a～e是五种化合物的结构式，f为由200个氨基酸构成的蛋白质分子结构，据图回答：(1)a～e代表的五种化合物中，不属于构成蛋白质氨基酸的是________。(2)a～e5种化合物中，属于构成蛋白质的氨基酸，其R基团分别是________________。6(3)图f显示该分子中含有2条肽链，共有________个肽键，参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有________个氨基。(4)200个氨基酸缩合成该蛋白质(f)时相对分子质量减少了________，该蛋白质中至少含有________个—NH2。[答案](1)a、b、c(2)—CH2—CH2—COOH，—(CH2)4—NH2(3)199201(4)358221.人体内合成蛋白质的氨基酸是通过基因的转录和翻译而来的吗？2．在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图示①～④中的哪一部位？提示：1.不是，主要是从消化道吸收而来。2．35S存在于氨基酸的R基上，题图中①处是R基，②处是肽键，③处连接的是肽键或羧基，④处连接的是碳原子，故35S存在于①部位。1．关于蛋白质分子的结构模式图的分析策略[信息解读]对于上图，首先找出肽键③⑤⑦，确定其数量为3个；然后以肽键的前后C原子为准找出每个氨基酸的R基②④⑥⑧，并确定氨基酸的种类和数量为4；在此基础之上作进一步的统计计算，即R基中有1个氨基、2个羧基。2．有关蛋白质计算的一般规律7(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由m个氨基酸分别形成1条或n条肽链，则氨基酸数、肽键数、失去水分子数及多肽的相对分子质量之间的关系如下表：氨基酸平均相对分子质量氨基酸数肽键数目脱去水分子数目肽链相对分子质量氨基数目羧基数目一条肽链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(2)利用守恒法计算蛋白质分子中各原子数量氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：①碳原子数＝氨基酸的分子数×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＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。氨基酸的种类判断及氨基酸缩合形成多肽的过程分析1．(2016·邯郸模拟)层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，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。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是()A.解析：选D。D物质不属于组成生物体蛋白质的氨基酸。2．(2016·苏州市高三测试)某多肽分子结构如下图所示，该多肽分子中的肽键数和氨基酸种类为()8A．2个、1种B．2个、2种C．3个、2种D．3个、2种解析：选B。—CO—NH—是肽键，由图可知有2个肽键，故C、D错误。氨基酸数有3个，但其中有2个氨基酸的R基都是H，说明是同一种氨基酸，故是2种，故A错误，B正确。(1)区分“种类”与“数量”在关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。(2)蛋白质的变性及其原因在重金属盐、高温、强酸、强碱和紫外线等理化因素的影响下，蛋白质的空间结构发生改变，其生物活性丧失。如高温杀菌、消毒。蛋白质的相关计算3．(考查直链肽)(2016·江苏盐城月考)分析多肽E和多肽F(均由1条肽链组成)得到以下结果。(单位：个)原子或基团CHON—NH2—COOH多肽E201348625332多肽F182294555461请推算这两种多肽中参与缩合的氨基酸的数目最可能是()选项ABCD多肽E58595051多肽F53544849解析：选D。多肽E有3个游离的氨基，其中有两个位于R基上，可判断多肽E含有的氨基酸数为53－2＝51，多肽F有6个游离的氨基，有5个位于R基上，多肽F含有的氨基酸数为54－5＝49。4.(考查环肽)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—CH2—CH2—COOH)，则该多肽()A．有38个肽键B．可能没有游离的氨基9C．至少有5个游离的羧基D．至多有36种氨基酸解析：选B。一条由39个氨基酸形成的环状多肽，应有39个肽键，A错误；因为谷氨酸的R基上没有游离氨基，又不知其他氨基酸的R基的情况，则可能没有游离氨基，B正确；由于谷氨酸的R基上有1个游离羧基，则该多肽至少有4个游离羧基，C错误；组成蛋白质的氨基酸最多为20种，D错误。5．(考查二硫键)(2016·怀化模拟)如图表示一个由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R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述不正确的是()A．组成该分子的氨基酸最多有20种B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4824C．该分子至少含有3个游离的氨基D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应解析：选B。组成蛋白质的氨基酸最多有20种；由271个氨基酸合成该分子时，脱去268分子水，同时在形成4个二硫键时脱去8个氢，即减少的相对分子质量为268×18＋8＝4832；该分子由三条多肽链形成，至少含有3个游离的氨基；蛋白质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应。6．(考查原子数量)(2016·湖南长沙三校联考)某六十肽中有2个丙氨酸(C3H7O2N)，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是()A．肽键数目减少4个B．氢原子数目增加8个C．氨基和羧基分别增加4个D．氧原子数目增加2个解析：选D。1个丙氨酸左右有2个肽键，脱掉2个丙氨酸肽键数目减少4个。该过程得到3条短肽链和2个游离的丙氨酸，3条短肽链增加了2个氨基和2个羧基，2个游离的丙氨酸增加了2个氨基和2个羧基，氨基和羧基分别增加4个。增加的氨基、羧基中氢原子和氧原子分别增加了12个和8个，又因为水解过程肽键减少4个，减少了4个氢原子和4个氧原子，所以氢原子数目增加8个，氧原子数目增加4个。易错点1计算蛋白质分子量时忽略了二硫键[点拨]当肽链上出现二硫键(—S—S—)时，要再减去2(即2个H)。易错点2不能正确区分环状肽和链状肽[点拨]一般情况下，多肽呈链状，故又叫肽链，它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基；环状肽首尾相接，只有R基上才有游离的氨基和羧基。环状肽的肽键数＝脱水数＝氨基酸数。10考点二以蛋白质的多样性为基础考查蛋白质的功能[学生用书P17]理清蛋白质的结构多样性决定功能多样性(2016·衡阳模拟)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；有些蛋白质具有传递信息的功能，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]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]C1．辨识一些功能物质是否为蛋白质的图示判断法一些功能物质的化学本质如下：(1)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中，有些是蛋白质，有些不是蛋白质。(2)抗体和载体的本质都是蛋白质，但结构各不相同。蛋白质与酶、激素、抗体、载体的关系如下图所示：112．理清蛋白质多样性与生物多样性的关系DNA(基因)多样性决定根本原因蛋白质多样性体现直接原因生物多样性基因多样性物种多样性生态系统多样性由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。1．(2016·安阳模拟)朊病毒蛋白(PrP)有两种：一种是PrPc，一种是PrPsc，它们的比较如下表：朊病毒蛋白PrPcPrPsc空间结构以螺旋为主以折叠为主溶解度高低致病性不致病致病肽链中氨基酸排列顺序相同由此可以推测这两种蛋白质表现出不同性质的原因是()A．溶解度不同B．氨基酸的种类不同C．空间结构不同D．氨基酸的数量不同解析：选C。由表中信息可知，两种蛋白质的肽链中氨基酸排列顺序相同，由此可确定两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。2．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：选B。氨基酸被运输进入细胞需要载体蛋白参与；细胞质中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参与。几种常见蛋白质的分布和功能名称分布功能绝大多数酶细胞