生物高考一轮复习必修生命活动的主要承担者—蛋白质

1、考纲内容及能力要求 考向定位 1蛋白质、核酸的结构和功 能（简述） 2糖类、脂类的种类和作用 3水和无机盐的作用 4观察DNA和RNA在细胞中 的分布 5检测生物组织中还原糖、 脂肪和蛋白质 1生物体的基本特征及相 互关系 2生命系统的各个层次的 相互关系 3使用高倍显微镜观察比 较不同细胞的异同点 4实验设计遵循原理的应 用及如何安排最佳实验步骤 第二节 生命活动的主要承担者蛋白质 基础梳理 氨基酸的结构和种类氨基酸的结构和种类 基础梳理 1.结构：组成蛋白质的氨基酸结构特点：每个氨基酸至少 有一个_和一个_，且连在同一个 _上，不同的氨基酸的_不同。即通过 _判断氨基酸的种类。 2.种类：

2、构成蛋白质的氨基酸有20种，20种氨基酸的不同 之处是R基的不同。即20种氨基酸就有20种不同的 _。 其中有8种必需氨基酸，记忆口诀：甲携来一本亮色书，分 别是甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、 亮氨酸、色氨酸、苏氨酸。 R基基 氨基氨基羧基羧基 碳原子碳原子 R基基 R基基 探究思考：探究思考： 多肽与蛋白质有何区别？蛋白质的空间结构在哪里形成？ 答案：答案： 多肽多呈链状结构，往往无生物活性而蛋白质具有一定的 空间结构，有生物活性。蛋白质的空间结构是在内质网中 形成的。 易错提示：易错提示： 1.蛋白质初步水解的产物是多肽，彻底水解的产物是氨基 酸，氧化分解的终产物有CO2、

3、H2O和尿素。 2.必需氨基酸（essential amino acid）：人体（或其他脊 椎动物）必不可少，而机体内又不能合成的，必须从食物 中补充的氨基酸，称必需氨基酸。对成人来说，这类氨基 酸有8种，包括赖氨酸、甲硫氨酸（又叫蛋氨酸）、亮氨 酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。对 婴儿来说，有9种，由于组氨酸也是必需氨基酸。 归纳整合 组成蛋白质的基本单位氨基酸 1.基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有P、S等。 2.结构通式 （1）结构通式及不同表达形式 R H2N H COOHC HNH2 氨基 N H COHCOOH 羧基 H R H2N H COOHC COH H

4、 HN H C R H （2）特点 氨基酸分子中至少有一个NH2、一个COOH，因为 R基中可能有NH2、COOH； 都有一个NH2和一个COOH连在同一个碳原子上， 否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸； 根据氨基酸结构通式可解决肽链中所含氨基和羧基的数 目问题，但一般限定于计算其最小值，因为R基所含的氨 基和羧基数目一般不能确定。 跟踪训练 1. (2008年天津卷)下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正 确的是（ ） A.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的 B.高等动物能合成生命活动所需要的20种氨基酸 C.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是一种蛋白质 D.在胚胎发育过程中，基因选择性表达，

5、细胞会产生新 的蛋白质 解析：解析：考查蛋白质的相关知识。构成蛋白质的基本单 位是氨基酸，人体所必须的氨基酸共有20种，其中有8种 是人体不能合成的，必须从食物中获得，称为必需氨基酸。 酶的主要成分是蛋白质，还有少量的RNA。蛋白质具有多 样性，其原因是构成蛋白质的氨基酸种类、排列顺序、数 量以及肽链的空间结构不同。在细胞分化过程中，基因选 择性表达，形成不同的mRNA和不同的蛋白质。 答案：答案：D 2. （2009年汕头二模）同为组成生物体蛋白质的氨基酸， 酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产 生，取决于（ ） A.两者R基组成的不同 B.两者的结构完全不同 C.酪氨酸的氨基

6、多 D.精氨酸的羧基多 解析：解析：氨基酸的通式基本是一致的，不同氨基酸其R 基不同。 答案：答案：A 蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能 基础梳理 1.蛋白质分子是由许多氨基酸通过_连接起来的 高分子化合物。缩合反应方程式是： C H2N R H C OH+H N H C O H R COOH C H2N R H C N H C O H R COOH+H2O 肽键肽键 缩合反应在化学上称为缩聚反应，在细胞内进行的场所是 _。 2.蛋白质分子结构具有多样性就决定了蛋白质分子具有多种 重要的生理功能，蛋白质的功能主要有下列五点： （1）组成细胞的_：如细胞膜中的蛋白质，染 色体中的蛋白质； （

7、2）_功能：如细胞膜上的载体蛋白、运输氧 气的血红蛋白等； （3）_功能：如催化各种生化反应的酶等； 核糖体核糖体 结构成分结构成分 运输运输 催化催化 （4）_功能：如生长激素、胰岛素等激素； （5）_功能：如B淋巴细胞受到抗原刺激后产生 的抗体是蛋白质，具有与特异性的抗原结合，从而达到清 除抗原的目的。 因此，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动 的_。 主要承担者主要承担者 调节调节 免疫免疫 探究思考：探究思考： 蛋白质的多样性与生物多样性有什么关系？ 答案：答案： 生物多样性包括遗传物质的多样性、物种多样性和生态系 统多样性；遗传物质的多样性决定蛋白质的多样性，蛋白 质的多样

8、性决定物种的多样性，物种的多样性组成生态系 统的多样性。 易错提示：易错提示： 1.肽键的正确写法为“NHCO”或“CONH”，而 “CONH”是错误的。 2.蛋白质结构多样性的原因是氨基酸的种类、数目和排列 次序的不同，空间结构千变万化是肽链方面。 归纳整合 一、氨基酸缩合成蛋白质一、氨基酸缩合成蛋白质 1.氨基酸经脱水缩合形成蛋白质。在脱水缩合过程中一个氨 基酸的非R基上羧基和另一个氨基酸非R基上的氨基分别脱 下OH和H结合形成H2O，同时形成一个肽键。 2.肽键的不同表达形式 NHCO或CONH或 NC HO 二、蛋白质的结构和功能及其多样性二、蛋白质的结构和功能及其多样性 1.蛋白质的

9、分子结构 (1)形成： 氨基酸 多肽（肽链） 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。 脱水缩合折叠 2.蛋白质的多样性 (1)蛋白质结构的多样性 氨基酸的种类不同，构成的肽链不同 氨基酸的数目不同，构成的肽链不同 氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同 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

10、点，这两个蛋白 质的分子结构就不同了。 (2)蛋白质功能的多样性 蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。 蛋白质据功能分为结构蛋白和功能蛋白两大类，前者如人 和动物的肌肉，后者如具有催化作用的绝大多数酶、具有 免疫功能的抗体等。 三、关于蛋白质形成过程的有关计算三、关于蛋白质形成过程的有关计算 1.蛋白质分子量的计算 必记公式：肽键数脱水缩合产生的水分子数 蛋白质的相对分子质量氨基酸相对分子质量的总和失 去的水分子的相对分子质量的总和 如果氨基酸平均分子量为a，氨基酸数目为m,即 肽键 数目 脱去水 分子数 多肽链相对 分子质量 氨基 数目 羟基 数目 一条 肽链 m-1m-1am-18

11、 (m-1)至少1个 至少1个 N条 肽链 m-nm-nam-18 (m-n)至少n个 至少n个 相关计算公式： （1）脱水数=肽键数=氨基酸数肽链数 （2）氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的 总数肽键数 （3）羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的 总数肽键数 （4）N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基 酸中N原子的总数 （5）O原子数=肽键数+2肽链数+R基上的O原子数=各氨 基酸中O原子的总数脱水数 （6）H原子数=各氨基酸中H原子的总数2脱水数 2.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系 注： （1）对真核生物而言，上式中的DNA片段相

12、当于基因结构 中的外显子。 （2）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。 氨基酸数mRNA核糖核苷酸数DNA脱氧核苷酸数 m3m6m 四、蛋白质的常见种类、激素与蛋白质 1.生物体内蛋白质的常见种类有：酶如各种消化酶；某 些激素也是蛋白质如胰岛素、生长激素和促激素；抗 体免疫球蛋白；载体生物膜进行主动运输的工具； 受体如突触后膜上接受神经递质刺激的物质等。 2.激素与蛋白质 （1）生物体内的激素多数属于蛋白质类激素，但也有不属 于此类的，按其化学本质分类如下： 蛋白质类（含多肽类）：胰岛素、生长激素、促激素、抗利 尿激素、胰高血糖素等；

13、 氨基酸类：甲状腺激素、肾上腺素等； 类固醇类：性激素、醛固酮等； 其他：生长素（吲哚乙酸）、乙烯等。 （2）蛋白质的主要理化性质 酸碱两性（分子内存在NH2和COOH）； 盐析（可以从浓的无机盐溶液中沉淀出来）； 变性和凝固（一定的理化因素，如过酸过碱等，使其变性 凝固）； 水解反应（在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸）； 显色反应（如蛋白质与硝酸作用显黄色）。 跟踪训练 1. （2009年天津卷）下列过程中，涉及肽键数量变化的是 （ ） A.洋葱根尖细胞染色体的复制 B.用纤维素酶处理植物细胞 C.小肠上皮细胞吸收氨基酸 D.蛋清中加入NaCl使蛋白质析出 解析：解析：洋葱根尖细胞染色体复

14、制过程中发生蛋白质的 合成，涉及肽键数量的变化；用纤维素酶处理植物细胞， 只是使细胞壁中的纤维素水解；小肠上皮细胞吸收氨基酸 是一个主动运输的过程，不发生蛋白质的合成；蛋清中加 入NaCl是使蛋白质析出，不发生蛋白质的合成。 答案：答案：A 2. （2009年福建卷）下列关于组成细胞化合物的叙述，不正 确的是（ ） A.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 B.RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储 存遗传信息 C.DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性 D.胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂 质的运输 解析：解析：肽链的盘曲

15、和折叠构成具有一定空间结构的蛋 白质，不同结构的蛋白质，具有不同的功能，因此蛋白质 肽链的盘曲和折叠被解开时，其功能肯定发生改变；RNA 与DNA的分子结构相似，由四种核糖核苷酸组成，可以储 存遗传信息；DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA 分子的特异性；胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体 内参与血液中脂质的运输。 答案：答案：A 热点聚焦 蛋白质的有关计算蛋白质的有关计算 （2009年上海卷）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-m B.n-2m C.n+m D.n+2m 解析：解析：每条肽链主链上的氧原子数比氨基酸多一个。 由氨基酸的结构

16、通式可知一个氨基酸至少有两个O，形成 蛋白质缩合过程中要脱掉水，故该蛋白质至少有氧原子的 个数为2n-(n-m)=n+m。 答案：答案：C 名师点睛：名师点睛：氨基酸缩合成多肽时，涉及到一些有机化学知 识，掌握起来有一定的难度，应先了解几个问题： 第一，一个碳原子可与其他的非金属元素形成四个共价键， 一个氮原子可与其他的非金属元素形成三个共价键。 第二，掌握氨基、羧基及肽键的写法，特别是肽键的写法 （NHCO）。 第三，掌握氨基酸的通式，能够找出R基团。 第四，氨基酸缩合成一条多肽链时，形成肽键的数目总比 氨基酸的数目少一个。失去的水分子数也比氨基酸的数目 少一个。 第五，有些氨基酸的R基团上

17、也有氨基或羧基，分析时不 能漏掉。 热点训练 （2009年韶关二模）有一多肽，分子式为C55H70O19N10， 将 它 彻 底 水 解 后 ， 得 到 下 列 四 种 氨 基 酸 ： 谷 氨 酸 （ C 5 H 9 N O 4 ） 、 甘 氨 酸 （ C 2 H 5 N O 2 ） 、 丙 氨 酸 （C3H7NO2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。控制该多肽形 成的基因中至少含有碱基对（ ） A.10 B.30 C.60 D.无法确定 解析：解析：从四种氨基酸：谷氨酸（C5H9NO4）、甘氨酸 （C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、苯丙氨酸 （C9H11NO2）可知，各个氨基酸只含有

18、一个N，可以 推断N只存于氨基，R基没有。因此分子式为C55H70 O19N10的多肽中10个N均来自氨基，故此多肽是由 10个氨基酸通过脱水缩合反应而来。控制该多肽形成的基 因中至少含有碱基对为106/2=30。 答案：答案：B 课时作业 1. （2009年茂名一模）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 （ ） A中肯定含有S元素 B过程发生所需模板和运输B的工具都是RNA C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 解析：解析：蛋白质的必有组成元素为C、H、O、N，只有个 别氨基酸才含有S、Fe等元素，故A错误；过程为翻译， 需要

19、mRNA为模板，B为氨基酸，转运B的是转运RNA,故B 正确；肽键数=氨基酸数-肽链数，故C错误；根本原因是遗 传物质(基因)的多样性，故D错误。 答案：答案：B 2. （2009年海淀区模拟）下列物质中，属于组成蛋白质的 氨基酸有几种（ ） A4 B3 C2 D1 解析：解析：氨基酸是组成蛋白质的基本单位，约有20种。判 断是否是氨基酸的依据氨基酸的特点“至少有一个氨基 和一个羧基且连接在同一碳原子上。”由此可得为氨基酸的 是、，因此一共有三种。 答案：答案：B 3. （2009年成都模拟）已知天冬酰胺的R基为（ C2H4ON），现有分子式为C63H103O45N17S2的多肽， 其中含有2

20、个天冬酰胺。在上述多肽中肽键最多有（ ） A17个 B16个 C15个 D14个 解析：解析：减去基中的两个原子，剩下的15个N原子最 多可以分在15个氨基酸中，而15个氨基酸在结合成一条肽 链的情况下形成的肽键最多，共14个。 答案：答案：D 4. （2009年深圳一模）蛋白质具有而糖类不具有的功能是 （ ） A调节细胞代谢 B构成细胞膜 C构成遗传物质 D主要能源物质 解析：解析：蛋白质可以作为某些激素调节细胞代谢，而糖不 具有此功能。 答案：答案：A 5. 下列哪项不是蛋白质在人体内的主要生理功能（ ） A调节作用 B免疫作用 C运输作用 D遗传作用胞内蛋白质含量高 解析：解析：遗传作用

21、来自于核酸，与蛋白质无关。 答案：答案：D 6 . （ 2 0 0 9 年 湛 江 一 模 ） 某 有 机 分 子 的 分 子 式 为 C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸据此判断， 下列说法正确的一项是（ ） A在细胞中合成1个这样的分子至少需要3种tRNA B合成1个这样的分子同时将产生6个水分子 C该分子中存在一个游离氨基和一个游离羧基 D1个这样的分子水解后可以产生2个谷氨酸 解析：解析：由水解出的三种氨基酸可以看出，其R基没有含 有N，故N全部来自氨基。该有机分子C22H34O13N6含有6个N， 即由6个氨基酸构成。脱水数是615。在不考虑R基情况 下，6个氨基酸脱

22、水缩合成多肽，其氧个数应为2657。 但该多肽氧含量为13，多出6个氧。其多出的氧均全部来自 谷氨酸中的R基。因此，水解后，可以产生3个谷氨酸。该 分子中存在一个游离氨基和四个游离羧基。 答案：答案：A 7. （2009年广饶一中模拟）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2条肽链52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51个密码子 解析：解析：图1有两条多肽链，总的氨基酸为51，则肽键为 49个；图2中的为氨基

23、。 答案：答案：AB 8. （2008年江门一模）下图表示免疫球蛋白IgG的结构示 意图，其中-S-S-表示连接两条相邻肽链的二硫键。下列说 法正确的是（ ） A构成IgG的基本元素有C、H、O、N B连接IgG基本单位的化学键的结构式是NH-CO C该IgG分子中至少含有4个氨基和4个羧基 D与IgG分泌有关的细胞器是高尔基体 解析：解析：构成IgG的基本元素有C、H、O、N、S；连接 IgG基本单位的化学键的结构式是NHCO；该IgG分 子由四条多肽链组成，每条多肽链至少含1 个氨基和1个羧 基；IgG分子是抗体，属于分泌蛋白质，与高尔基体有关。 答案：答案：CD 9. 根据下列化合物的结

24、构分析回答： （1）该化合物由 个氨基酸构成，含有 个氨基和 个羧基。 （2）该化合物由 种氨基酸构成，决定氨基酸不同的基 团编号是 。 （3）该化合物是氨基酸之间脱去 分子水形成的，形成 的化合物叫 。 （4）该化合物中肽键的编号是 。 答案：答案： （1）3 2 2 （2）3 （3）2 三肽 （4）（表示的是普通的化学键，不是肽键） 祝祝您您 归纳整合 组成蛋白质的基本单位氨基酸 1.基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有P、S等。 2.结构通式 （1）结构通式及不同表达形式 R H2N H COOHC 缩合反应在化学上称为缩聚反应，在细胞内进行的场所是 _。 2.蛋白质分子结构具有多样性就决定了蛋白质分子具有多种 重要的生理功能，蛋白质的功能主要有下列五点： （1）组成细胞的_：如细胞膜中的蛋白质，染 色体中的蛋白质； （2）_功能：如细胞膜上的载体蛋白、运输氧 气的血红蛋白等； （3）_功能：如催化各种生化反应的酶等； 核糖体核糖体 结构成分结构成分 运输运输 催化催化 探究思考：探究思考： 蛋白质的多样性与生物多样性有什么关系？ 答案：答案： 生物多样性包括遗传物质的多样性、物种多样性和