高三生物一轮复习 2.2 生命活动的主要承担者——蛋白质精品学案 新人教版必修1

1、第2章 组成细胞的分子第2节 生命活动的主要承担者蛋白质【高考目标导航】蛋白质的结构和功能【基础知识梳理】一、蛋白质的基本组成单位氨基酸1、元素组成以C、H、O和N为主，个别还含有S、Fe等。2、种类组成蛋白质的氨基酸约有20种。分为必需氨基酸（8种）和非必需氨基酸（12种）。3、结构通式：特点：至少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碳原子上。R基不同导致氨基酸种类不同。二、蛋白质的结构及其多样性1、蛋白质的结构层次2、蛋白质的合成场所：核糖体 形成过程：脱水缩合 构成：多个氨基酸分子经脱水缩合形成含有多个肽键CONH的化合物。蛋白质是由多个氨基酸通过缩合反应即一个氨基酸

2、分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连，同时脱掉一分子水，连接氨基酸分子的化学键叫肽键。 结构：链状（多肽链）3、蛋白质结构的多样性的原因（1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数目和排列次序不同。（2）肽链方面：肽链的空间结构千差万别。三、蛋白质的功能一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的承担者。1、结构蛋白：构成细胞和生物体，如头发、肌肉等2、催化功能：绝大多数酶都是蛋白质3、运输功能：具有运输载体的功能，如血红蛋白4、调节功能：调节生命活动，如胰岛素、生长激素等5、免疫功能：如抗体【要点名师透析】一、蛋白质的结构层次及其多样性元素：C、H、O、N（有的含有S、Fe等） 【典例】下列关于蛋

3、白质的叙述中，正确的是()A蛋白质具有多样性，是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同B指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T、UC酶都是蛋白质，激素不一定是蛋白质D蛋白酶也是蛋白质，只能把蛋白质分解为氨基酸【解析】蛋白质具有多样性，是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同。指导蛋白质合成的基因中含有碱基C、G、A、T。酶为RNA和蛋白质，激素不一定是蛋白质，如性激素是固醇。蛋白酶是蛋白质，一般只能把蛋白质分解为多肽。【答案】A二、蛋白质的合成过程中相关计算1、蛋白质是由氨基酸脱水缩合而来的（1）一条完整的肽链上至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于

4、肽链两端。（2）水中的H来源于羧基和氨基，O只来源于羧基。2、相关计算（1）氨基酸数、肽链数、失去水分子数、肽键数之间的关系形成一条肽链时：肽键数失去水分子数氨基酸数1形成n条肽链时：肽键数失去水分子数氨基酸数n（2）氨基、羧基、原子个数与肽链、肽键的关系氨基数肽链数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N原子数肽键数肽链数R基上的N原子数各氨基酸中N的总数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的总数脱水数H原子数各氨基酸中H的总数2脱水数氨基酸、肽键、失去水分子数及多肽的相对分子质量氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去

5、水分子数多肽相对分子质量按基数目羧基数目1条肽键amm1m1Ma18（m1）至少一个至少一个N条肽键ammnmnMa18（mn）至少n个至少n个3、氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系 由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成一个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA（基因）上的6个碱基。【典例】某蛋白质含n个氨基酸，由m条肽链组成，以下相关叙述错误的是(双选) ()A该蛋白质分子中至少含氧原子2n个B该蛋白质分子中至少含氮原子n个C在该蛋白质合成过程中需要转运RNA的数目为3n个D在该蛋白质合成过程中至少失去水分子数为(nm)个【解析】一个肽键中含有一个N和

6、一个O，一条多肽链中至少含有一个游离的羧基和一个游离的氨基，所以该蛋白质分子中至少含氧原子(nm2m)(nm)个；该蛋白质分子中至少含氮原子(nmm)n个；一个转运RNA只能转运一个氨基酸，所以在该蛋白质合成过程中需要转运RNA n个；在该蛋白质合成过程中至少失去水分子(nm)个。【答案】AC【典例】(2011揭阳模拟)下列依次为丙氨酸、丝氨酸和天门冬氨酸的结构式：由这三个氨基酸脱水缩合成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目是()A1,1,3 B3,3,2C1,1,2 D1,2,2【解析】一条多肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别在肽链的两端。若一个氨基酸上有两个氨基或两个羧基

7、，则多余的氨基和羧基在R基团上，图中只有第三个氨基酸的R基团上有一个羧基，故该化合物中有氨基1个、羧基2个。而肽键数氨基酸数肽链数312(个)。【答案】D【感悟高考真题】1.(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】A项，胰岛素基因表达时只以一条链为模板编码氨基酸形成肽链，胰岛素A、B两条肽链的形成是因为蛋白酶对肽链的再加工。B项，沸水

8、浴加热之后，构成胰岛素的肽链空间结构发生改变，可能会充分伸展，但肽键不会打开，因此不会断裂；C项，胰岛素的化学本质为蛋白质，功能取决于空间结构。蛋白质空间结构的多样性与组成它的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠及其形成的空间结构千差万别有关。D项，胰岛素合成过程中，先在核糖体上合成多肽链，然后经内质网、高尔基体的加工、修饰等才能形成胰岛素，这个加工、修饰的过程需要蛋白酶的水解作用，适当去掉一些氨基酸等。【答案】D2（2010江苏高考）某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质下列叙述正确的是 A.该蛋白酶分子结构中至少古有l29个氨基酸和l29个羧基 B.该蛋白酶溶液与双缩脲

9、试剂发生作用产生紫色反应 C.利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液 D.用含该蛋白酶的洗衣粉击除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好【解析】本题考查蛋白酶的化学本质、组成、结构及鉴定等。该蛋白酶只有一条链时，所含有的氨基和羧基数目最好，都至少含有一个，项错误。因其本质为蛋白质，故可与双缩脲试剂反应产生紫色反应，项正确。用透析法纯化蛋白酶时，应用缓冲液做透析液以保持蛋白酶的活性，C项错误。因酶具有专一性，油渍为脂肪，故利用蛋白酶去污比用含脂肪酶的效果差，项错误。【答案】B2.（2009上海高考）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.

10、n+mD. n+2m【解析】由氨基酸的结构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，2n-(n-m)=n+m。【答案】C3.（2009福建高考）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】肽链的盘曲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

11、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。所以A不正确。【答案】A 【考点模拟演练】一、选择题1.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同一种蛋白质D在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质【解析】酶是活细胞中具有催化作用的有机物，其化学本质是蛋白质或RNA，所以构成酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。高等动物体内只能合

12、成非必需氨基酸，不能合成必需氨基酸。细胞中构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序和蛋白质的空间结构都相同才可称为是同一种蛋白质。在胚胎发育过程中，由于基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质(如酶等)。【答案】D2.下列关于蛋白质结构和功能的叙述中，错误的是（）A.不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺序不同，而且各自具有独特的空间结构B.蛋白质之所以具有多种生理功能，是因为它具有多种多样的结构C.蛋白质的多样性也是长期进化的结果D.开水煮沸鸡蛋清，不仅破坏了其中蛋白质的空间结构，同时也破坏了氨基酸之间的肽键【解析】蛋白质结构的多样性取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构，结构的

13、多样性决定了功能的多样性。蛋白质的多样性也是长期进化的结果。开水煮沸鸡蛋清，仅仅破坏了蛋白质的空间结构，并没有破坏氨基酸之间的肽键。【答案】D3.(2011 中山联考)某条多肽的相对分子质量为 2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为 110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是A75 对碱基 B78 对碱基C90 对碱基 D93 对碱基【解析】据题意，若求基因的长度首先应计算出氨基酸的个数(设为n)，则有n110(n1)182778，推出n30，又因为题干中给出“考虑终止密码子”，所以密码子数为n131个。【答案】D4. 某类高分子化合物含C、H、O、N、S等元素，则该类化合物最不

14、可能具有的功能是()A构成生物膜的主要成分B抵抗病菌引起的感染C激发并维持高等动物的第二性征D降低血糖【解析】解析：该类化合物为蛋白质，性激素能激发并维持生物体的第二性征，是固醇类激素，A、B、D都是蛋白质的功能。【答案】C5.(2011长春模拟)美国威斯康星大学的一个研究小组发现：用合成的蛋白质可以抑制艾滋病病毒的关键蛋白质gp41，使其不能与宿主细胞中的蛋白质发生交互作用，从而使病毒无法顺利入侵细胞。下列叙述不正确的是()A艾滋病病毒主要侵染人的免疫系统，人体内所有艾滋病病毒可构成种群B鉴定多肽和蛋白质时都可以使用双缩脲试剂C蛋白质合成场所在核糖体上D有些蛋白质具有传递信息的作用，进而调节

15、生命活动【解析】病毒营寄生生活，不能构成生命系统的结构层次；多肽和蛋白质都含有肽键，遇双缩脲试剂呈紫色；氨基酸在核糖体上合成多肽，多肽在内质网和高尔基体上加工形成蛋白质；蛋白质具有调控生命活动的功能。【答案】A6.绿色荧光蛋白简称GFP，是由238个氨基酸组成的单链，最初是从维多利亚多管发光水母中分离出来的结构蛋白，会发出绿色荧光。下列有关GFP的说法正确的是()AGFP合成过程中形成了239个肽键BGFP是由核糖体合成、内质网加工并由高尔基体分泌的，同时由线粒体提供能量C由于此种蛋白质合成时进行了逆转录的过程，故GFP会发出荧光DGFP可以整合到细胞膜表面用于标记定位癌细胞【解析】GFP是由

16、238个氨基酸组成的单链，则在合成过程中脱去了237个水分子，形成237个肽键。GFP为结构蛋白，不能由高尔基体分泌到细胞外。逆转录是某些病毒具有的过程。GFP可以整合到细胞膜表面用于癌细胞的标记定位。【答案】D7.胰岛素由51个氨基酸组成，如果用肽酶将其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次是()A4、49、49 B9、42、42C9、42、8 D9、49、49【解析】胰岛素分子所含氨基酸的数目为51，被分解成9个片段后，氨基的数目至少是9，肽键的数目为42，水解时参与的水分子数目为8。【答案】C8.(201

17、1南通模拟)如图是某蛋白质分子的结构示意图，图中“”表示不同种类的氨基酸，图中甲链由21个氨基酸，乙链由19个氨基酸组成，图中“SS”是在蛋白质加工过程中由两个“SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述中，错误的是()A该蛋白质多样性的主要原因是氨基酸的排列顺序B该蛋白质分子中至少含有两个羧基C图中“”代表的化学键是在高尔基体中形成的D形成该蛋白质分子时分子质量减少了686【解析】组成蛋白质的基本单位是氨基酸；图中“”代表肽键，它的形成是在核糖体上通过缩合完成的，而在形成该蛋白质分子的过程中脱去38分子的水，同时形成一个二硫键失去2个氢，分子质量减少38182686；通过分析肽链分子的结构，不难发

18、现每条多肽链至少保留一个羧基(COOH)和一个氨基(NH2)。【答案】C9.(2011安阳模拟)某蛋白质分子由M个氨基酸、4条肽链组成，则该蛋白质分子()A共有M个肽键B含有20种氨基酸C水解时需要M4个水分子D至少含有4个游离的羧基【解析】肽键数脱去水分子数氨基酸数肽链数M4；每种蛋白质中并不一定都含有20种氨基酸；4条肽链至少含有4个游离的羧基和4个游离的氨基。【答案】D10. 艾滋病研究者发现，有1%2%的HIV感染者并不发病，其原因是他们在感染HIV之前，体内存在3种名叫“阿尔法防御素”的小分子蛋白质。以下对“阿尔法防御素”的推测中正确的是()A高温和强酸强碱会使其功能丧失B控制其合成

19、的基因可能含A、U、C、G 4种碱基C一定含有全部的20种氨基酸D可与双缩脲试剂发生蓝色反应【解析】组成蛋白质的氨基酸约有20种，“阿尔法防御素”是小分子蛋白质，是由氨基酸脱水缩合形成的，但其不一定含有全部的20种氨基酸。控制其合成的基因可能含A、T、C、G 4种碱基。蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。【答案】A11.(2011年温州模拟)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：朊病毒蛋白项目PrPcPrPsc空间结构螺旋为主折叠为主溶解度高低致病性不致病致病肽链氨基酸排列顺序相同因此可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序以及它们表现出不同性质的

20、原因分别是()A不相同；溶解度不同B不相同；氨基酸组成的种类不同C相同；空间结构不同D相同；组成氨基酸的数量不同【答案】肽链中氨基酸的排列顺序相同，基因中核苷酸的排列顺序也相同，蛋白质表现的性质不同的原因是空间结构不同。【解析】C12.肽链在核糖体上合成后，进一步形成蛋白质时往往要进行加工，在加工时常常要切去一部分氨基酸，再构成蛋白质。现有一条含100个氨基酸的肽链，其中含游离的氨基14个，加工时共切去氨基酸16个，则加工后多肽链所含的游离氨基至少还有()A0个B1个C2个 D14个【解析】一条肽链含有游离的氨基14个，说明该多肽链的R基上含有13个游离的氨基。若加工时切去的16个氨基酸中包括

21、含13个游离氨基的氨基酸，则此时该多肽链中所含游离的氨基最少，为1个(位于肽链的一端)。【解析】B13.氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是12 276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数目依次是()A144,864 B144,432C120,720 D120,360【解析】多肽的相对分子质量氨基酸的数目氨基酸平均相对分子质量(氨基酸的数目肽链条数)18，把相应数字代入上式可得：氨基酸的数目120，再根据基因控制蛋白质合成过程中：DNA分子中脱氧核苷酸数相应mRNA分子核糖核苷酸数指导合成的蛋白质上氨基酸数631，可知DNA分子中脱

22、氧核苷酸数目6120720。【答案】C14.a、b、c表示生物体内的三个生理过程，如下图所示的三过程中Y代表的物质和特性分别是()酶抗体载体选择性特异性专一性A； B；C； D；【解析】本题考查了蛋白质的生理功能及特性，a过程中Y使X物质进入细胞，则在此过程中，Y起到了载体的运输作用，载体具有选择性；b过程中Y使X物质变成其他物质，则在此过程中，Y起到了酶的催化作用，酶具有专一性；c过程中，Y使K被清除，则在此过程中，Y起到了抗体的免疫作用，抗体具有特异性。【解析】C15.有关蛋白质结构和功能多样性的说法正确的是()A蛋白质结构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

23、含有C、H、O、N等元素，且具有催化作用，可以推断此物质是蛋白质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。抗体和受体都具有专一性D一条刚刚从核糖体上合成的肽链，其氨基酸的种类、数目及排列顺序便已确定，因此具有生物活性【答案】C16“三鹿奶粉事件”中，不法商人给奶粉中添加有害物质“三聚氰胺”以提高奶粉检测时N元素的含量，造成了部分儿童患肾结石，蛋白质中N元素主要存在于蛋白质的()A肽键 B游离的氨基C游离的羧基 DR基【解析】蛋白质中的氮主要存在于肽键中，少数存在于游离的氨基中。【答案】A17. 如图表示多肽X、Y的合成及构成蛋白质Z的过程，相关说法正确的是()AZ

24、表现的性状受两个基因控制BX和Y与Z一样具有生物活性CX和Y的合成经过转录和翻译过程DX和Y的肽键数一定相同【解析】多肽链经过加工形成蛋白质才具有生物活性，肽链X和肽链Y的肽键数不一定相同。【答案】AC18.(2011郑州模拟)“三鹿奶粉事件”暴露了不法分子在奶粉中添加了三聚氰胺。三聚氰胺俗称蛋白精，其分子式为C3N6H6，含氮量为66%左右，用凯氏定氮法测定饲料或食品中蛋白质含量时，根本不会区分出此为伪蛋白质。长期食用含三聚氰胺的奶粉会损害生殖泌尿系统，形成膀胱肾脏结石。下列相关说法正确的是()A蛋白质所含的氮元素主要存在于R基中B三聚氰胺与氨基酸组成元素相同，食品中添加三聚氰胺，可提高含氮

25、率，使劣质食品通过质检机构的检测C用双缩脲试剂鉴定牛奶和三聚氰胺，后者不会生成紫色复合物D三聚氰胺在细胞内脱去氨基后可氧化分解最终生成CO2和H2O【解析】蛋白质所含的氮元素主要存在于NH2中；氨基酸至少含有C、H、O、N，而三聚氰胺只有C、H、N；三聚氰胺(CN)3(NH2)3脱去氨基后，还有N，氧化分解产物不仅仅是CO2和H2O。【答案】C19.(2011开封模拟)如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中肯定含有S元素B过程发生需模板和运输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【解析】A中可能含有S元素，也

26、可能不含。多肽中氨基酸数不一定等于肽键数(在环状多肽中氨基酸数等于肽键数)。细胞多样性的根本原因是遗传信息的多样性。【答案】B20.(2011金华模拟)下列有关蛋白质的叙述正确的是 ()A.蛋白质热变性时肽键数不改变B.蔗糖酶能使蔗糖水解为葡萄糖和果糖，并产生ATPC.RNA聚合酶催化的底物是RNAD.癌细胞快速增殖过程中能大量合成糖蛋白【解析】蛋白质热变性是空间结构的改变，不涉及肽键的变化，如需肽键的变化一般需相关的酶；蔗糖水解为葡萄糖和果糖时并不产生ATP；RNA聚合酶催化的底物是RNA的基本单位核糖核苷酸；癌细胞易转移，因为癌细胞细胞膜上的糖蛋白减少。【答案】A二、非选择题21.(2011广州联考)我国中科院上海生化所于1982年5月合成一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物脑啡肽，下面是它的结构简式。据此回答：(1)脑啡肽的化学本质是一种_，它的基本组成单位的结构特点是都至少含有_，并且都有_。(2)如果脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数目均不变，改变其中的_，就可以改变其性质。(3)脑啡肽只有皮下注射才有效，而不能口服，主要原因是_。(4)若将脑啡肽完全水解，需要水分子_个，水解后的产物有_种。(5)脑啡肽可用_试剂鉴定，呈现_色，其原因是该化