2019届高考生物一轮复习第一单元细胞的化学组成第2讲蛋白质的结构和功能备考一体学案苏教版

1、第2讲蛋白质的结构和功能考纲要求蛋白质的结构和功能()。考点蛋白质的结构和功能1.组成蛋白质的氨基酸及其种类巧记“8种”必需氨基酸甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。2.蛋白质的合成及其结构、功能多样性(1)二肽的形成过程过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。(2)蛋白质的结构层次氨基酸多肽蛋白质3.蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。4.蛋白质的功能(连线)1.判断有关氨基酸的叙述(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质

2、的氨基酸()(2)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合()(3)脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽()2.判断有关蛋白质的叙述(1)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能()(2)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能不会发生变化()(3)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质()下图表示蛋白质的结构层次示意图，据图分析：(1)组成蛋白质的化学元素中通常含有S，S元素在b中存在于哪部分？提示存在于b的R基中。(2)过程形成的化学键的分子式是NHCO或CONH，发生的场所是在细胞中的核糖体上。(3)若该蛋白质是胰岛素，那么发生的场所是哪里？提示由多肽到成熟分泌蛋白

3、的形成发生在内质网和高尔基体中。(4)图中和分别是什么过程？有何区别？提示是变性的过程，蛋白质的空间结构丧失；是水解的过程，蛋白质中肽键断裂。1.有关蛋白质结构的计算规律(1)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条链状多肽或m条链状多肽，则：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数蛋白质相对分子质量1n1n1na18(n1)mnmnmna18(nm)特别提醒计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(SS)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na18(nm)中的肽链

4、数(m)视为零，再进行相关计算。(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数。氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2。氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。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。由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨

5、基酸个数最为简便。2.利用“排列组合”解答多肽种类的计算题多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图(代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。(1)若每种氨基酸数目不限，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20202020204种)。(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20191817)种即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余

6、的19种中选择，即(20191817)种。命题点一 组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断1.下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸()A.CH3CH2COOHB.RCH2NH2C.D.答案D解析组成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，故选D项。2.谷氨酸的R基为C3H5O2,1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是()A.5、9、4、1 B.4、8、5、1C.5、8、4、1 D.4、9、4、1答案A解析氨基酸的结构通式的简式是C2H4O2NR，谷氨酸的R基为C3H5O2，所以谷氨酸的分子简式是C5H9O4N

7、。“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸命题点二蛋白质分子结构与功能的分析3.(2017海南，1)下列有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是()A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构答案C解析蛋白质的功能主要取决于组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序及其形成蛋白质的空间结构，A项正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式，可形成多种不同的多肽链，B项正确；抗体的本质是免疫球蛋白，蛋白质遇强酸、强碱、高温会变性失活，而NaCl溶液显中性，C项错误；氨基酸序

8、列相同的多肽链有多种折叠方式，可形成多种不同的蛋白质空间结构，D项正确。4.(2017凉山一诊)蛋白质是生命活动的主要承担者，下列相关叙述错误的是()A.蛋白质是细胞中含量最多的有机物，其种类随生命历程而改变B.蛋白质纤维组成的细胞骨架与信息传递等生命活动相关C.在细胞不同的生命活动中转运氨基酸的载体都是蛋白质D.细胞内蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成答案C解析蛋白质是在基因的指导下通过转录和翻译过程形成的，是细胞中含量最多的有机物，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此细胞中蛋白质的种类随生命历程而改变，A项正确；细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系，包括

9、微丝、微管和中间纤维，在信息传递、细胞分裂、细胞生长、物质运输、能量转换等许多生命活动中都具有非常重要的作用，B项正确；细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质，而细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是转运RNA，C项错误；细胞内蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成的，氨基酸脱水缩合的过程中形成的H2O来自氨基和羧基，相反，蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成，D项正确。蛋白质的结构与功能的“一、二、三、四、五”命题点三蛋白质的相关计算与分析5.(2018六安第一中学质检)下列关于蛋白质的叙述中，正确的是()A.水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂B.由N个氨基酸构成的一个蛋白质分子，有M条

10、肽链，其中X条是环状肽链，则这个蛋白质分子完全水解共需要(NMX)个水分子C.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合D.某肽的分子式为C13H16O5N3，则该肽一定是一种三肽答案B解析水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展但并不断裂，蛋白质变性失活但肽键数不变，A项错误；由N个氨基酸构成的一个蛋白质分子，有M条肽链，其中X条是环状肽链，则这个蛋白质分子完全水解共需要(NMX)个水分子，B项正确；组成蛋白质的氨基酸之间按相同的方式脱水缩合，C项错误；某肽的分子式为C13H16O5N3，则该肽可能是一种三肽，也可能是一种二肽，D项错误。6.某50肽中有丙氨酸(R基为CH3)4个，现脱掉其中

11、的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是()A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子B.若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4分子H2OD.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基答案C解析据图分析可知，每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键，脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键，即有8分子水参与，故该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子，A项正确；得到的5个氨基酸，其中有4个是丙氨酸，故这5个氨基酸缩合成5肽，可有5种不同的氨

12、基酸序列，B项正确；若这4条多肽链重新连接成一条长链，则需要形成3个肽键，脱去3分子水，C项错误；每条肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基，D项正确。7.现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有()A.9种，9种 B.6种，3种C.18种，6种 D.27种，6种答案D解析足量的3种氨基酸构成的三肽有3327种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“”来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种，第三个位置只能安放剩余的1种，即3216种。

13、矫正易错强记长句1.组成蛋白质的元素一定有C、H、O、N，一般还含有S元素。2.多肽和蛋白质的区别：在核糖体上合成的是多肽，没有明显的空间结构，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。3.蛋白质的盐析、变性和水解(1)盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。(2)变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。(3)水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。1.组成蛋白质的氨基酸的共同特点是每种氨基酸都至少含有一个氨基和一

14、个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。2.脱水缩合是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，同时脱去一分子水的过程。3.氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。4.蛋白质多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。重温高考演练模拟1.(2017江苏，3)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是()A.-鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8 个肽键B.蛋白质是由2 条或2 条以上多肽链构成的C.蛋白质变性是由于肽键

15、的断裂造成的D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应答案A解析环状肽有几个氨基酸就会形成几个肽键，所以环状八肽含有8 个肽键，A项正确；蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的，也可能只含有一条肽链，B项错误；蛋白质变性是空间结构被破坏，氨基酸之间形成的肽键不被破坏，C项错误；含有肽键的化合物都能与双缩脲试剂产生紫色反应，变性蛋白质仍然含有肽键，仍可与双缩脲试剂发生反应，D项错误。2.(2015福建，1)人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质()A.都含有20种氨基酸B.都是在细胞内发挥作用C.都具有一定的空间结构D.都能催化生物化学反应答案C解析组成人体蛋白质的氨基酸约有20种，但并不是每种蛋白质都含有2

16、0种氨基酸，A项错误；有的蛋白质可以在细胞外发挥作用，例如人体内的消化酶等，B项错误；每种蛋白质都具有一定的空间结构，C项正确；酶能催化生物化学反应，绝大多数酶是蛋白质，少数为RNA，但是蛋白质不一定是酶，例如某些激素、抗体等，D项错误。3.(2012海南，1)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基引起的答案A解析甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸，A项错误；氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，由于必需氨基酸只能从食物中获取，人体内不能合成，B项正确；

17、氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键，C项正确；R基的特异性决定了氨基酸的特异性，D项正确。4.蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是()A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质B.氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中，氢来自于氨基和羧基C.细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，而且也与功能基团有关答案A解析细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质，细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，A项错误；氨基酸之间缩合脱去的水分子中的氢来自氨基和羧基，B项正确；细胞内蛋白质水解时需蛋白酶催化，蛋白酶属于蛋白质，C项正确；蛋白

18、质的基本性质与碳骨架有关，也与功能基团有关，D项正确。5.(2012海南，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。1.形成蛋白质分子结构的层次，从小到大依次是()氨基酸C、H、O、N等元素氨基酸脱水缩合一条或几条多肽链连接在一起多肽蛋白质A.B.C.D.答案D解析蛋白质的基

19、本组成单位是氨基酸，氨基酸由C、H、O、N等元素组成；氨基酸经过脱水缩合形成多肽；一条或几条多肽链连接在一起，形成一定的空间结构，构成蛋白质。所以形成蛋白质分子结构的层次，从小到大依次是。2.(2018青岛模拟)如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是()A.该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键B.该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基C.高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性D.形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基答案C解析脑啡肽是五肽化合物，由4种氨基酸组成，含有4个肽键，肽键可表示为CONH，A项错误；该脑啡肽中含1个游离的氨基、1个

20、游离的羧基，B项错误；高温、X射线、强酸、强碱、重金属盐等会破坏蛋白质的空间结构，从而引起蛋白质变性，C项正确；脱去的水中的氧来自羧基，氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，D项错误。3.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(即3021)个氨基酸，所

21、以肽键的数目51249(个)；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基中)；沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键；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。4.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()A.m,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

22、间一条为环状，故失去水分子数为(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。5.下列对蛋白质的结构和功能叙述正确的是()A.每个蛋白质分子由一条肽链通过盘曲、折叠形成一定的结构B.高温会破坏蛋白质的空间结构，使其不易被蛋白酶水解C.蛋白质具有催化、运输、防御等功能，这些蛋白质称为结构蛋白D.食物中的蛋白质分解成必需氨基酸和非必需氨基酸才能被人体吸收答案D解析蛋白质不一定由一条肽链组成，如胰岛素由2条肽链组成，血红蛋白由4条肽链组成，A错误；高温会破坏蛋白质的空间结构，但仍可以被蛋白酶水解，B错误；蛋白质具有催化、运输、防御等功能，这些蛋白质不

23、属于结构蛋白，C错误；食物中的蛋白质分解成必需氨基酸和非必需氨基酸才能被人体吸收，D正确。6.如图甲、乙为组成生物体的相关化合物，乙为一个由、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巯基(SH)脱氢形成一个二硫键(SS)。下列相关叙述错误的是()A.甲为组成乙的基本单位，且乙中含有20种不同的甲B.由不同的甲形成乙后，相对分子质量比原来少了4 832，刚形成的乙并无催化、调控等生物活性C.甲形成乙的场所在细胞质、线粒体、叶绿体中均存在D.如果甲中的R为C3H5O2，则由两分子甲形成的化合物中含有16个H原子答案A解析甲为氨基酸，乙为蛋白质，构成蛋白质的氨基酸约有2

24、0种，但具体到某一种蛋白质可能会出现少于20种的情况，所以乙中不一定含有20种氨基酸，故A错误。7.经测定，某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种为原料合成的，苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽链的叙述错误的是()A.该肽链是三肽化合物B.水解后能产生3种氨基酸C.氢原子数和氧原子数分别是32和5D.在核糖体上形成时相对分子质量减少了54答案A解析分析题干信息可知，题干中给出的几种氨基酸都只含有一个氮原子，因此分子式为C21HxOyN4S2的

25、多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽，A错误；该化合物中含有2个硫原子，因此分子式为C21HxOyN4S2的多肽中含有2个半胱氨酸(C3H7O2NS)，由碳原子数可推知除了两个半胱氨酸，还有两个氨基酸参与该多肽的形成，分别是苯丙氨酸和亮氨酸。所以，该四肽化合物水解产生的氨基酸是3种，多肽中的氢原子数和氧原子数分别是32和5，B、C正确；4个氨基酸脱水缩合形成了3分子水，相对分子质量减少了54，D正确。8.下列哪项不是人体血浆中的蛋白质具有的功能()A.降低血糖浓度B.维持血浆渗透压C.抵御病原微生物的入侵D.运输氧气答案D解析胰岛素可降低血糖浓度，血浆蛋白可维持血浆渗透压，抗体可抵御病原微生物

26、的入侵，运输氧气应为血红蛋白的功能，上述物质中，只有血红蛋白不存在于血浆中，其他物质均可存在于血浆中。9.分析下列化合物，回答下面问题：(1)图中的结构的名称分别是 ；图中表示R基的序号是 。(2)该化合物由 个氨基酸构成，该化合物的名称是 。(3)形成该化合物的化学反应叫做 ，在这个过程中相对分子质量减少了 。(4)组成这类化合物的基本单位的结构通式是 。答案(1)氨基、肽键、羧基(2)3三肽 (3)脱水缩合36(4)解析(1)由以上分析知，题图中的结构分别是氨基、肽键、羧基；题图中的表示R基。(2)该化合物含有2个肽键(CONH)、3个R基(题图中的)，是由3个氨基酸构成的三肽。(3)由氨

27、基酸形成该化合物的化学反应叫做脱水缩合，此化合物含有2个肽键，说明由氨基酸经脱水缩合形成该化合物的过程中脱去的水分子数为2个，相对分子质量减少21836。(4)组成这类化合物的基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式是。10.(2017临汾一模)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NH2答案C解析该分子由两条肽链组成，正常情况下应有198个肽键，但两条链之间的R基上的氨基和羧基也脱水缩合形成了一个肽键，应有199个肽键，A项错误；由

28、题图可知，这200个氨基酸中至少有201个氨基，B项错误；合成该蛋白质时脱去了199个水分子，相对分子质量减少了181993 582，C项正确；该蛋白质中至少有2个游离的氨基，D项错误。11.如图为部分细胞结构及胞外环境示意图，对与之相关的几种蛋白质的叙述错误的是()A.若蛋白使细胞间的黏着性增强，用胰蛋白酶处理可使细胞分散开B.若蛋白参与跨膜运输，其方式可能是主动运输或协助扩散C.若蛋白与多糖结合，形成的物质在细胞癌变后含量将增多D.若蛋白具有催化功能，其有可能是将葡萄糖分解成丙酮酸的酶答案C解析胰蛋白酶可以将细胞间具有黏着性的胶原蛋白水解掉，A正确；在主动运输或协助扩散过程中充当载体的蛋白质均嵌插于磷脂双分子层中，B正确；细胞癌变后，细胞膜表面的糖蛋白减少，C错误；葡萄糖分解成丙酮酸发生于细胞质中，若蛋白具有催化功能，说明