高考生物总复习 第一单元 第三讲 生命活动的主要承担者 蛋白质课件 新人教版必修1.ppt

第一单元最基本的生命系统 细胞及其分子组成 第三讲生命活动的主要承担者 蛋白质 必修一 知识点一 蛋白质的结构1 氨基酸及其种类 判断正误 1 在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种 2 依据人体生命活动是否必需 可将氨基酸划分为必需氨基酸和非必需氨基酸 3 每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基 且都连在同一个碳原子上 4 各种氨基酸都共有的结构是 氨基酸间的差异在于r基团不同 2 蛋白质的结构及其多样性 1 脱水缩合 场所 脱水缩合的过程 一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的相连接 同时生成 二肽的形成 核糖体 1分子水 氨基 多肽链 种类 数目 排列 1 同样为氨基酸 酪氨酸几乎不溶于水 而精氨酸则易溶于水 这种差异是如何造成的 提示 由氨基酸的结构通式可知 不同氨基酸之间只有r基不同 故氨基酸是否溶于水等性质由r基决定 蛋白质的结构层次 1 多肽无空间结构 而蛋白质具有一定的空间结构 2 在核糖体中形成的产物为多肽 尚不具备空间结构 蛋白质空间结构形成于内质网 而具活性的较成熟的蛋白质则形成于高尔基体 1 2013 潍坊模拟 如图所示 表示有关蛋白质分子的简要概念图 对图示分析正确的是 a 甲中一定含有s p等元素b 过程发生所需的模板和运输乙的工具都是rnac 多肽中乙的数目等于丙的数目d 蛋白质结构的多样性是同一生物体细胞多样性的根本原因 解析 甲中主要由c h o n4种化学元素组成 很多重要的蛋白质中还含有p s等元素 过程表示基因控制蛋白质合成的翻译过程 其所需模板是mrna 运输氨基酸的工具是trna 多肽中氨基酸的数目大于或等于肽键的数目 同一生物体细胞多样性的根本原因是基因的选择性表达 答案 b 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 c 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52个密码子 解析 由图1可知 该蛋白质是由51个氨基酸形成的双链 应有49个肽键 r基是氨基酸之间的区别 图2中含有的r基是 为氨基 由图2的 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 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52个密码子 包含终止密码子 答案 b 知识点二 蛋白质的功能1 蛋白质功能 一切生命活动都离不开蛋白质 蛋白质是生命活动的 2 功能实例 连线 主要承担者 2 血红蛋白和心肌蛋白均为蛋白质 但其功能却截然不同 你能说出其中的道理吗 提示 由于组成这两类蛋白质的氨基酸的种类 数量和排列顺序以及蛋白质分子的空间结构都不同 它们的功能也不相同 1 几种常见蛋白质的分布和功能 2 蛋白质的结构和功能多样性原因分析 同一个体的不同体细胞中核dna mrna与蛋白质的关系 易混点 1 核dna相同 不同体细胞都是由一个受精卵分裂分化形成的 2 mrna和蛋白质不同 由于基因的选择性表达 不同细胞表达的基因不同 产生的mrna 蛋白质不同 3 下列有关蛋白质的作用 正确的是 催化与调节 运动 运输物质 储存遗传信息 免疫 主要的能源物质 信息传递 构成生物体和细胞的主要物质a b c d 解析 蛋白质不能储存遗传信息 也不是主要的能源物质 答案 b 4 绿色荧光蛋白是一种能发光的蛋白质 类似于示踪元素 可以标识生物体内蛋白质的位置 它照亮了人们以前看不到的世界 下列有关绿色荧光蛋白的叙述 正确的是 a 合成荧光蛋白至少需要20种氨基酸b 荧光蛋白质可作为标签蛋白 用于研究癌细胞的转移c 荧光蛋白必须在加热条件下 遇双缩脲试剂才呈紫色d 高温能破坏蛋白质的肽键 使荧光蛋白失去发荧光的特性 解析 构成生物体内所有蛋白质的氨基酸种类约有20种 用双缩脲试剂检测荧光蛋白无需加热 高温能破坏蛋白质的空间结构 二硫键 离子键等 而不是肽键 可用荧光蛋白质标记癌细胞表面的蛋白质 从而用于研究癌细胞的转移 答案 b 2012 海南高考 关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述 错误的是a 分子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 蛋白质的化学组成及结构 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 甘氨酸的分子量是75 不是分子量最大的氨基酸 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 1 蛋白质与多肽的区别及联系 2 酶 激素 抗体 载体蛋白 维生素等与蛋白质的概念图 2012 北京高考 科学家为了研究蛋白a的功能 选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验 处理及结果见下表 蛋白质的功能 1 将 组卵母细胞放入低渗溶液后 水分子经自由扩散 渗透 穿过膜的 进入卵母细胞 2 将蛋白a的mrna注入卵母细胞一定时间后 该mrna 的蛋白质进入细胞膜 使细胞在低渗溶液中体积 3 与 组细胞相比 组细胞对水的通透性 说明hgcl2对蛋白a的功能有 作用 比较 组的结果 表明试剂m能够使蛋白a的功能 推测hgcl2没有改变蛋白a的氨基酸序列 而是破坏了蛋白a的 4 已知抗利尿激素通过与细胞膜上的 结合 可促进蛋白a插入肾小管上皮细胞膜中 从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的 5 综合上述结果 可以得出 的推论 解析 本题以蛋白a与水分子进入细胞的关系为背景考查了实验的分析和探究能力 1 组卵母细胞由于缺乏蛋白a 水分子经自由扩散穿过膜的磷脂双分子层进入细胞 2 将蛋白a的mrna注入卵母细胞后 该mrna经翻译过程合成的蛋白质进入细胞膜 使卵母细胞的水通透速率增大 细胞因大量吸水体积迅速增大 3 组与 组相比 低渗溶液中卵母细胞的水通透速率降低 说明 组细胞对水的通透性明显降低 可推测hgcl2抑制了蛋白a的功能 组细胞用试剂m处理后水通透速率明显升高 但仍低于 组细胞 由此说明试剂m可部分恢复蛋白a的功能 由于蛋白a的功能可恢复 说明hgcl2没有改变蛋白a的氨基酸序列 而是破坏了蛋白a的空间结构 4 抗利尿激素与靶细胞膜上的受体结合 使肾小管上皮细胞膜中蛋白a含量增多 从而增强了肾小管上皮细胞对原尿中水的重吸收 5 因为该实验的目的是研究蛋白a的功能 综合分析实验结果可知 蛋白a与水的吸收密切相关 从而得出蛋白a是水通道蛋白的推论 答案 1 磷脂双分子层 2 翻译迅速增大 3 明显降低抑制部分恢复空间结构 4 受体重吸收 5 蛋白a是水通道蛋白 功能多样性与结构多样性的关系 蛋白质合成中的相关计算 专题归纳 1 多肽 蛋白质 的结构分析或计算 1 氨基数 肽链数 r基上的氨基数 各氨基酸中氨基总数 肽键数 2 羧基数 肽链数 r基上的羧基数 各氨基酸中羧基总数 肽键数 3 n原子数 各氨基酸中n的总数 肽键数 肽链数 r基上的n原子数 4 o原子数 各氨基酸中o的总数 脱去水分子数 肽键数 2 肽链数 r基上的o原子数 5 肽键数 脱水数 氨基酸数 肽链数 水解需水数 2 脱水缩合过程的相关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 1 若n个氨基酸形成一环状多肽 则 肽键数 脱去水分子数 氨基酸数 n 2 在多肽相对分子质量计算时 还要考虑一些其他化学变化过程 如二硫键 s s 的形成 每形成一个二硫键 脱去2个 h 故相对分子质量减少2 3 若已知多肽中氮原子数为m 则缩合成该多肽的氨基酸数目最多为m 典例透析 2013 福州模拟 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 以致死亡 该外毒素为环状肽 结构式如下图所示 请据图分析并回答问题 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是依靠其结构中的 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 该化合物称为 化合物 含有 个肽键 5 填写虚线框内结构的名称 a b 从氨基酸结构通式的角度分析 6 该化合物具有8个氮原子 其中 个位于肽键上 个位于r基上 7 该化合物具有10个氧原子 其中 个位于肽键上 个位于r基上 8 该外毒素在环状肽形成过程中失去了 个水分子 相对分子质量减小了 5 填写虚线框内结构的名称 a b 从氨基酸结构通式的角度分析 6 该化合物具有8个氮原子 其中 个位于肽键上 个位于r基上 7 该化合物具有10个氧原子 其中 个位于肽键上 个位于r基上 8 该外毒素在环状肽形成过程中失去了 个水分子 相对分子质量减小了 解析 解答第 1 5 小题可据图分析 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3次 其r基为 ch3 区别氨基酸的种类依靠其结构中的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 解答第 6 7 小题可据图计数 每个肽键中各有1个氮原子和1个氧原子 7个肽键所含氮原子和氧原子数均为7个 r基上的氮原子和氧原子分别为1个和3个 解答第 8 问 形成1个环状肽时 有多少个氨基酸参与缩合 即形成多少个肽键 脱掉多少个水分子 答案 1 00 2 7r基 3 53 ch3 4 环状七肽7 5 肽键r基 6 71 7 73 8 7126 避开蛋白质计算题的误区 1 从特殊元素 n o s等 入手建立氨基酸脱水缩合前后某些特定原子的数目守恒模型是解决相关计算的突破口 2 务必清晰 环肽 与 肽链 的计算区别 3 计算游离氨基或羧基数目时一定要界定准 至少 有多少 还是 总共 有多少 4 关注是否有肽键之外的化学键 如二硫键 形成 专题专练 1 一条肽链的分子式为c22h34o13n6 其水解后共产生了下列3种氨基酸 据此判断 下列有关叙述错误的是 a 1个c22h34o13n6分子水解后可以产生3个谷氨酸b 合成1个c22h34o13n6分子同时将产生5个水分子c 1个c22h34o13n6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基 d 在细胞中合成1个c22h34o13n6分子至多需要基因中36个碱基解析 构成该多肽的3种氨基酸都只含有1个氨基 从其分子式中共有6个n原子可知 该多肽是6个氨基酸脱水缩合产生5个水分子后形成的 6个氨基酸羧基的氧原子有12个 脱水后剩7个 而该多肽分子中共有13个氧原子 则其余6个氧原子来自3个谷氨酸r基中的3个羧基 由于该多肽有6个氨基酸 其中3个是谷氨酸 故1个c22h34o13n6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基 该多肽为六肽 合成中至少需要基因中36个碱基 答案 d 2 有关下图中蛋白质的叙述 正确的是 a 含有两条肽链b 共有126个肽键c r基中共含17个氨基d 形成该蛋白质时共脱掉125个水分子 解析 蛋白质中游离的羧基数 肽链条数 r基上羧基数 同理 游离的氨基数 肽链条数 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 答案 a 3 2013 山西模拟 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 合成该蛋白质时分子量减少了3582d 该蛋白质中至少含有3个 nh2 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200 2 1 199 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分子量为199 18 3582 c正确 该蛋白质分子有两条肽链 所以至少有两个氨基 d错误 答案 c 4 2013 福州模拟 由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子 含n条肽链 其中z条是环状多肽 这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为 a m n zb m n zc m z nd m z n 解析 在形成蛋白质的过程中 脱水缩合形成的水分子数 氨基酸数目 肽链的条数 假如这n条肽链都是直链的话 则形成m n个水分子 由于形成一个环状多肽将多产生1分子水 故形成z条环肽将多产生z分子水 故该蛋白质分子完全水解共需水分子数为m n z 答案 a 5 分析多肽e和多肽f得到以下结果 单位 个 多肽e和多肽f中氨基酸的数目最可能是 a 199和181b 340和281c 58和53d 51和49解析 根据氨基酸分子的通式 每个氨基中含有一个氮原子 多肽e共含53个氮原子 3个氨基 而多肽一端有一个氨基 故r基上有2个氨基 则多肽e是由53 2 51个氨基酸缩合成的 同理 多肽f是由54 5 49个氨基酸缩合成的 答案 d 1 2012 上海高考 生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键导致 a 蛋白质分解为多肽链b 多肽链分解为若干短肽c 多肽链分解为氨基酸d 氨基酸分解为氨基和碳链化合物解析 本题考查酶的专一性 多样性的相关知识 肽酶可水解肽链末端的肽键 最终将多肽链分解为氨基酸 答案 c 2 2012 海南高考 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解析 染色体的化学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 答案 c 3 2011 北京高考 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 胰岛素基因包括两条dna单链 在合成蛋白质的过程中是以其中一条链为模板进行转录 翻译并合成蛋白质的 并不是两条dna单链分别编码a b两条肽链 故a选项错误 沸水浴加热会使胰岛素的空间结构遭到破坏 发生不可逆的变化 使其失活 加热一般不能使肽键断裂 故b选项错误 胰岛素的功能既与氨基酸的种类 数量 排列顺序有关 也与肽链的空间结构有关 故c选项错误 核糖体合成的多肽链经过内质网 高尔基体内某些蛋白酶的作用形成一定的空间结构才能形成胰岛素 故d选项正确 答案 d 4 2010 宁夏高考 水中氧含量随水温的升高而下降 生活在寒温带湖泊中的某动物 其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关 右图中能正确表示一定温度范围内该