【步步高】高考生物一轮总复习精品讲义 第3讲 生命活动的主要承担者 蛋白质 新人教版(1).docVIP

第3讲生命活动的主要承担者蛋白质考点一蛋白质的结构与功能1 氨基酸及其种类(1)种类：约有20种，根据能否在体内合成分为必需氨基酸和非必需氨基酸。(2)结构特点：每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(3)结构通式：，氨基酸的不同在于侧链r基的不同。2 蛋白质的结构及其多样性(1)蛋白质的结构层次氨基酸多肽蛋白质(2)脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸分子的氨基相连接形成肽键，同时脱去一分子水，肽键可表示为nhco。(3)蛋白质多样性的原因氨基酸方面：氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。肽链方面：肽链的空间结构不同。3 蛋白质的功能连线1 探究蛋白质的基本单位氨基酸如图是四种化合物的结构式，据图回答：(1)组成蛋白质的氨基酸有两个判断标准：数量标准：至少含有一个nh2和一个cooh。位置标准：一个nh2和一个cooh连接在同一个碳原子上。由此看出，图中丙不是构成蛋白质的氨基酸。(2)构成蛋白质的氨基酸分子的基本元素是：c、h、o、n。(3)上述构成蛋白质的氨基酸的r基依次是：h、ch3、ch2cooh。(4)写出构成蛋白质的氨基酸的分子通式：c2h4o2nr。2 探究蛋白质的结构及其多样性观察蛋白质形成的示意图，回答问题：(1)相邻氨基酸的连接过程称之为脱水缩合，形成的化学键称之为肽键，其结构式表示为conh或nhco。(2)h2o中的h来自于cooh和nh2，o来自于cooh。(3)多肽的命名方法：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽(三个或三个以上的也可称为多肽)，如：由六个氨基酸分子构成一条肽链，则其名称是六肽，也可称为多肽。(4)如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶，需要参与的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(5)据图分析蛋白质功能多样性的形成原因易错警示蛋白质结构与功能的3个易错点(1)导致蛋白质结构多样性有四个原因，并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。(2)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。(3)在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经内质网和高尔基体加工后，才能形成具有一定结构和功能的蛋白质。1 判断下列关于蛋白质结构与功能的叙述：(1)各种氨基酸理化性质不同的原因在于r基的不同()(2)评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量()(3)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，20d)()提示脱水缩合的方式只有一种。(4)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质()(5)沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂()(6)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()(7)蛋白质大多是由20种氨基酸脱水缩合而成的链状结构()(8)蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的功能()(9)细胞内以及细胞间传递信息的物质都是蛋白质()(10)同一生物体的不同细胞中所含的蛋白质不完全相同()用“一、二、三、四、五”巧记蛋白质的结构与功能“一个通式”指氨基酸的结构通式。“两个标准”指组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有两个：一是数量标准，二是位置标准。“三个数量关系”指蛋白质分子合成过程中的3个数量关系：脱去水分子数肽键数氨基酸数肽链数。“四个原因”指蛋白质分子结构多样性的原因有四个：氨基酸的种类不同、氨基酸的数量不同、氨基酸排列顺序不同、蛋白质的空间结构不同。“五大功能”指蛋白质分子有5个功能：细胞的组成物质、催化作用、免疫作用、运输作用和调节作用。考点二蛋白质的相关计算1 探究肽键数、脱去水分子数、蛋白质相对分子质量的计算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：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n1n1至少1个至少1个na18(n1)mnmnm至少m个至少m个na18(nm)2 探究多肽中h、o、n原子数的计算(1)h原子数各氨基酸的h原子数之和2脱水数。(2)o原子数肽键数2肽链数r基上的o原子数各氨基酸的o原子数之和脱水数。(3)n原子数肽键数肽链数r基上的n原子数各氨基酸中n原子数之和。3 探究多肽种类的计算假若有a、b和c 3种氨基酸，由这3种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情形分析：(1)a、b、c 3种氨基酸，每种氨基酸数都无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：3333327(种)。形成二肽的种类：33329(种)。(2)a、b、c 3种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：3216(种)。形成二肽的种类：326(种)。易错警示关于蛋白质相关计算的4个失分点(1)若形成的多肽是环状：氨基酸数肽键数失去水分子数。(2)在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。(3)计算o和h的数量变化时，不要漏掉增加h2o中的o、h数值。(4)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”。1 如图为某蛋白质的结构示意图，其中“ss”为由两个“sh”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为()am,18m b(m4)，18(m4)c(m3)，18(m3)4 d(m2)，18(m2)4答案d解析图中有三条肽链，中间一条为环状，故失去水分子数为氨基酸数肽链数，即(m2)，由于有2个二硫键，而形成一个二硫键失去2个“h”，故减少的相对分子质量为18(m2)4。2 全世界每年有成百上千人由于误吃毒蘑菇而死亡，鹅膏蕈碱就是一种毒蘑菇的毒素，它是一种环状八肽。若以20种氨基酸的平均相对分子质量为128来计算，则鹅膏蕈碱的相对分子质量大约是()a1 024 b898 c880 d862答案c解析鹅膏蕈碱是一种环状八肽，在形成时比同氨基酸数的链状肽多脱掉一分子水。其相对分子质量8128818880。高考模拟提能训练高考题组1 (2013江苏卷，20)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是()a不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同b有些结构不同的蛋白质具有相似的功能c组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合d组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合答案d解析各种酶的结构不同，但其功能都是具有催化作用，b正确；任意两个氨基酸之间的脱水缩合方式是相同的，都是氨基中的氢与羧基中的羟基结合成水，d错误。2 (2012海南卷，2)下列关于蛋白质的叙述，错误的是()a有些蛋白质是染色体的组成成分b酶在催化反应前后，其分子结构不变c食盐作用下析出的蛋白质发生了变性d蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应答案c解析染色体的组成成分主要是蛋白质和dna。酶是生物催化剂，反应前后其分子结构不变。蛋白质遇高温、重金属盐变性，盐析出的蛋白质没有变性。双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合物。3 (2009上海卷，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()anm bn2mcnm dn2m答案c解析该蛋白质中含有肽键数为(nm)个，每个肽键(conh)含有一个氧原子；m条肽链至少含有m个游离的羧基(cooh)，因此，该蛋白质中至少含有的氧原子的个数为nm2mnm。模拟题组4 关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是(双选)()a相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸b所有氨基酸都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基引起的答案ab解析根据教材中列举的几种氨基酸的结构示意图可知，甘氨酸的相对分子质量最小，a项错误；有些氨基酸人体能够合成，称为非必需氨基酸，有些氨基酸人体不能合成，只能从食物中摄取，称为必需氨基酸，如赖氨酸，b项错误；氨基酸通过脱水缩合形成肽键，进而形成蛋白质，c项正确；根据氨基酸的结构通式，氨基酸之间的根本差异是r基的不同，d项正确。5 下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有()a2种 b3种 c4种 d5种答案b解析该多肽片段中有四个nhco，故有5个氨基酸。但氨基酸中共有ch3、h和ch2ch3三种r基，因此该多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有3种。6 回答下列有关蛋白质的问题。(1)下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的，这样的反应叫_。该化合物中有_个羧基。脑啡肽分子是由_种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是_。(2)一些大分子蛋白质的结构非常复杂，高温、x射线、强酸、强碱、重金属盐等会引起蛋白质变性，其主要原因是蛋白质的_遭到了破坏。(3)现有800个氨基酸，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质，共有_个肽键和_个氨基，至少含有的o的个数是_。答案(1)脱水缩合14r基的不同(2)空间结构(3)79812818解析(1)该多肽化合物仅在最右端有一个羧基，肽键中的“co”不能算作羧基。氨基酸种类的区分应该以r基的确认、区分为突破口，左数第2、3个氨基酸的r基均为“h”，应属于同一种氨基酸，另外3种不同的r基，故共有4种氨基酸。(2)一般情况下，高温等破坏的是蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，而不是肽键受到破坏。(3)800个氨基酸中有810个氨基、808个羧基，说明r基上有10个氨基、8个羧基。800个氨基酸合成2条肽链，共形成798个肽键，每条肽链上一端游离1个氨基，一端游离1个羧基。两条肽链上共有2个游离的氨基，再加上r基上的10个氨基，共计12个氨基。同样可计算出游离着10个羧基，每个羧基中有2个o,798个肽键中共有798个o，因此，该蛋白质中共有818个o。一、单项选择题1 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存在于图中的()a b c d答案a解析35s存在于氨基酸的r基上，题图中处连接r基，处是肽键，处连接的是肽键或羧基，处连接的是碳原子。2 下列有关氨基酸或蛋白质的叙述，正确的是()a分子量最大的氨基酸是甘氨酸b蛋白质是组成叶绿体、高尔基体、核糖体等具膜结构的重要成分c某种肽酶可水解肽链末端的肽键，将多肽链分解为若干短肽d同种生物经分化形成的不同细胞内的蛋白质的种类和功能不同答案d解析甘氨酸的r基为h，是分子量最小的氨基酸；核糖体没有生物膜；某种肽酶水解的是肽链末端的肽键，可将多肽链分解为若干氨基酸，而不是短肽；同种生物经分化形成的不同细胞中，基因表达的情况不完全相同，因此不同细胞中蛋白质的种类和功能不同。3 有关蛋白质中肽键的叙述，错误的是()a核糖体是合成肽键的场所b蛋白质中n元素主要存在于肽键中c肽键的结构式可表示为nhcod双缩脲试剂可与肽键作用生成紫色物质答案c解析肽键的结构式正确的写法为“nhco”。4 如图表示某细胞中一条肽链的结构简式，r1、r2和r3是3个不同的化学基团。下列有关分析不正确的是()a该肽链中的肽键数是2b该肽链是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的c合成该肽链的细胞器是核糖体d该化合物能与双缩脲试剂发生紫色反应答案b解析图中所示的化合物为三肽，含有2个肽键，是由3个氨基酸脱去2分子水形成的，合成场所是核糖体，a、c正确，b错误；含有肽键的化合物均能与双缩脲试剂发生紫色反应，d正确。5 如图所示，一分子的胰岛素原切去c肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是()a胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水b胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基c沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失d理论上可通过测定c肽的含量间接反映胰岛b细胞的分泌功能答案d解析从图中可以看出，保留的肽链中含有51(3021)个氨基酸，所以肽键的数目51249(个)，a错。胰岛素分子至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基，也可能含有更多的氨基和羧基(存在于r基上)，b错。沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键，c错。因为合成一个胰岛素分子就要切去一段c肽，所以可以通过测定c肽的含量间接反映胰岛b细胞的分泌功能。6 肉毒杆菌是一种致命病菌，在繁殖过程中分泌毒素。军事上常将这种毒素用于生化武器。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏。该毒素是由两个亚单位(每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成)组成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构式，据此判断下列说法中正确的是 ()a组成肉毒素的元素一定只有c、h、o、nb图中该片段由5种氨基酸组成，有4个肽键c一分子肉毒类毒素至少含有1个氨基和2个羧基d高温下可使肉毒类毒素失活，主要原因是肽键发生断裂答案b解析从局部结构式可判断，肉毒素有c、h、o、n四种元素，但在其他部分的侧链可能有s等元素，a项错误；图中所示片段有4个肽键，且由5种氨基酸脱水缩合而成，b项正确；题干表明，该物质由两条肽链构成，已知侧链上有1个羧基，且每一条肽链至少在首端和末端分别含有一个氨基和一个羧基，故该物质应至少含有2个氨基和3个羧基，c项错误；高温破坏蛋白质的空间结构，使其丧失活性，其肽键需要在蛋白酶(或肽酶)的作用下发生断裂，d项错误。7 如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是()a该分子中含有198个肽键b这200个氨基酸中至少有200个氨基c合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582d该蛋白质中至少含有3个游离的氨基答案c解析由图可知，该蛋白质分子由两条肽链组成，两条肽链间还有一个肽键，所以该分子含有的肽键数为20021199(个)，a错误；由图可知，第70个氨基酸的r基中有一个氨基，所以这200个氨基酸中至少有201个氨基，b错误；合成该蛋白质时减少的相对分子质量为199183 582，c正确；该蛋白质分子有两条肽链，所以至少有两个游离的氨基，d错误。8 某直链多肽的分子式为c22h34o13n6，其水解后共产生下列3种氨基酸，相关叙述正确的是()a合成1分子该物质将产生6个水分子b在细胞中合成该物质时只需要3种trnac该多肽分子含一个游离氨基和一个游离羧基d每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸答案d解析分析结构简式可知，三种氨基酸都只含有一个氨基，因此该多肽含有6个氨基酸，合成1分子该物质将产生5个水分子；合成此多肽时需要几种trna是由mrna上有几种密码子决定的，如果只有3种密码子，则只需要3种trna，如果有3种以上密码子，则需3种以上trna；通过计算可知，该多肽由2个甘氨酸、1个丙氨酸和3个谷氨酸经脱水缩合形成，因此该多肽含有4个游离的羧基和1个游离的氨基。9 亮氨酸的r基为c4h9，缬氨酸的r基为c3h7，它们缩合形成的二肽分子中，c、h原子个数的比为()a1124 b918c1122 d1022答案c解析氨基酸通式可以用c2h4o2nr表示，而脱水缩合过程中，失去了一分子的水，所以c原子的个数是11，h原子的个数是22，所以c项正确。二、双项选择题10有关图中蛋白质的叙述，正确的是()a形成该蛋白质时共脱掉124个水分子b该蛋白质含有两条肽链c该蛋白质的r基中共含17个氨基d该蛋白质共有111个肽键答案ab解析蛋白质中游离的羧基数肽链数r基上羧基数，同理，游离的氨基数肽链数r基上氨基数。结合坐标图可知，该蛋白质含有两条肽链，124个肽键，r基中共含15个氨基，形成该蛋白质过程中共脱掉124个水分子。11下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是()aa中不一定含有s元素b过程发生所需模板和运输b的工具都是rnac多肽中b的数目等于c的数目d蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的根本原因答案ab解析分析图示，构成蛋白质的基本元素a包括c、h、o、n，不一定含有s元素；蛋白质的基本单位b是氨基酸，c是肽键，多肽链中氨基酸数总是比肽键数多一个；是指在核糖体上进行翻译过程，蛋白质合成过程中搬运氨基酸的工具是转运rna，模板是信使rna；细胞多样性的根本原因是dna的多样性，直接原因是蛋白质的多样性。12某50肽中有2个丙氨酸(nh2chch3cooh)，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。下列关于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9个c氨基和羧基分别增加4个d氧原子数目增加2个答案bd解析据图分析，脱去两个丙氨酸形成三个游离氨基酸，两条肽链，一条由20个氨基酸组成，含19个肽键，另一条由27个氨基酸组成，含有26个肽键。原有49个肽键，肽键数目减少4个；断4个肽键需要4个h2o分子，所以氢原子数目增加8个，氧原子增加4个；氨基和羧基原各有一个，现各有5个，分别增加4个。三、非选择题13某致病细菌分泌的外毒素，无色，细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等症状，以致死亡。该外毒素为环状肽，其结构简式如图所示：请据图分析回答：(1)该化合物中含有游离的_个氨基，_个羧基。(2)该化合物是由_个氨基酸组成的，区别这些氨基酸的种类依靠的是其结构中的_。(3)组成该化合物的氨基酸有_种，其中有_个氨基酸的r基相同，这个r基是_。(4)该化合物为_肽化合物，含有_个肽键。(5)填写虚线框内结构的名称：a._，b._。答案(1)00(2)7r基(3)53ch3 (4)环状七7(5)肽键r基解析据图分析，该外毒素为环状七肽，具有7个肽键，由5种不同的氨基酸组成，其中有1种氨基酸出现了3次，其r基为ch3，区别氨基酸的种类依靠的是其结构中的r基。该化合物没有游离的氨基和羧基。虚线框内结构a、b的名称依次是肽键和r基。14已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128。图1为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图2为部分肽链放大示意图，请据图回答下列问题：(1)该化合物由氨基酸脱去_个水分子形成，这种结合方式叫做_，图1所示的蛋白质的相对分子质量为_。(2)图2中有_种r基，肽键为_(填序号)；该肽链至少有_个游离的羧基。(3)假设有一个十肽，分子式为cxhyoznmsn，组成该多肽的氨基酸只有图2中的几种，则含有