高考生物一轮复习专题13生命活动的主要承担者蛋白质教学案.docx
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高考生物一轮复习专题13生命活动的主要承担者蛋白质教学案
专题1.3生命活动的主要承担者--蛋白质
1．近年高考中，蛋白质的结构和功能、蛋白质的鉴定是高考命题的热点。
在理综高考中蛋白质的结构和功能常与代谢、调节、遗传等知识进行综合考查。
2．对本讲的复习可从以下角度展开：
（1）按照网络图中的元素→氨基酸→多肽→结构→功能的层次依次掌握各部分知识。
（2）联系翻译过程和分泌蛋白的加工理解氨基酸的脱水缩合和蛋白质的空间结构。
（3）通过示意图和模型理解蛋白质结构的多样性，通过调节、免疫、催化、运输等具体实例理解蛋白质功能的多样性。
（4）由蛋白质的多样性联系基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
一、蛋白质的结构和功能
1.组成蛋白质的氨基酸及其种类
（1）组成元素：
C、H、O、N，有的还含有P、S等。
（2）结构特点
①氨基和羧基的数量：
每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基。
②氨基和羧基的连接位置：
都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
③氨基酸不同的决定因素：
R基的不同。
（3）种类：
约20种。
根据能否在人体内合成
2.蛋白质的结构及其多样性
（1）二肽的形成过程
①过程a名称：
脱水缩合，场所为核糖体。
②物质b名称：
二肽。
③结构c名称：
肽键，其结构简式为：
—NH—CO—（或—CO—NH—）。
④H2O中各元素的H来自—COOH和—NH2，O来自—COOH。
⑤多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为多肽。
（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多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
3.蛋白质的功能（连线）
二、蛋白质的相关计算
利用蛋白质结构图示完成相关计算
肽链数目
氨基酸数目
肽键数目
脱去水
分子数
多肽的相对
分子质量
氨基数目
羧基数目
1条
m
m－1
m－1
ma－18（m－1）
至少1个
至少1个
n条
m
m－n
m－n
ma－18（m－n）
至少n个
至少n个
注：
设氨基酸的平均相对分子质量为a。
高频考点一 氨基酸的种类与结构
例1．下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是（ ）
A．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是C5H11O2NS
B．酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异是由R基的不同引起的
C．n个氨基酸共有m个氨基，则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为m－n
D．甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则甜味肽一定是一种二肽
答案 C
【变式探究】层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白。
若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是（ ）
A.
答案 D
解析 糖蛋白是由多糖和蛋白质构成的。
多糖的基本组成单位是葡萄糖，A正确；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，该类氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基且连在同一个碳原子上，B、C正确，D错误。
【感悟提升】“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
题型二 蛋白质的合成、结构与功能
例2．蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。
肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。
下列说法正确的是（ ）
A．上图所示肽链一定由5种氨基酸脱水缩合而成
B．在肽酶P的作用下，经过脱水缩合可以形成两条肽链
C．肽酶P可以催化1处的化学键断裂
D．该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个
答案 C
解析 根据题目中“肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键”的信息，可判断肽酶作用于肽链中的1处，C正确；图中所示肽链有4个肽键，肯定由5个氨基酸构成，但可能有的R基相同，故不一定是由5种氨基酸脱水缩合而成，A错误；在肽酶P的作用下，应是经过水解形成两条肽链，B错误；因为不知道R基中是否含有氨基或羧基，故该肽链中至少含有游离的氨基和羧基各1个，D错误。
【变式探究】下列生命活动与蛋白质有关的是（ ）
①改变反应速率 ②血液中运输O2 ③与特定抗原结合 ④构成细胞和生物体结构 ⑤信息传递
A．仅①②③B．仅②③④
C．仅①②③④D．①②③④⑤
答案 D
【变式探究】下列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 不同的蛋白质分子中氨基酸的数量、种类和排列顺序都不尽相同，A、C正确；有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，如血红蛋白和载体蛋白都具有运输作用，B正确；组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同，D错误。
【易错提醒】
1一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基和羧基在R基上。
2参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。
题型三 借助脱水缩合示意图，考查多肽形成过程中有关数量计算
例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30＋21）个氨基酸，组成两条肽链，所以肽键的数目＝51－2＝49（个），共脱去49分子的水，A错误；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），B错误；沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键，C错误；因为合成一个胰岛素分子就要切去一段C肽，所以可以通过测量C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能，D正确。
【变式探究】如图表示一个由100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98个肽键
B．该蛋白质中至少含有3个—NH2
C．氨基酸脱水缩合形成该蛋白质时相对分子质量减少了1782
D．参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有100个氨基
答案 C
解析 该蛋白质分子中两条肽链之间含有肽键，共有100－2＋1＝99个肽键，A错误；两条肽链至少含有两个—NH2，B错误；氨基酸脱水缩合成该蛋白质时失去99个水分子，相对分子质量减少了99×18＝1782，C正确；参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有101个氨基，D错误。
【感悟提升】
（1）蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。
②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。
（不考虑形成二硫键）
注：
氨基酸平均分子质量为a。
（2）蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算
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。
3环状肽分析
①环状肽中氨基或羧基数目＝R基中氨基或羧基数目。
②肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。
③环状多肽的相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－氨基酸数目×18。
4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—S—S—时，要再减去2即两个氢原子，若无特殊说明，不考虑二硫键。
高频考点四 利用原子守恒法进行蛋白质计算
例4．某50肽中有丙氨酸（R基为—CH3）4个，现脱掉其中的丙氨酸（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个H2O
D．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
答案 C
【变式探究】下图示为由30个氨基酸组成的多肽链，经加工，第1位甲硫氨酸被切除，第16与17位氨基酸之间的肽键被切断并生成两条多肽链，两条多肽链通过二硫键相连。
有关此过程的说法错误的是（ ）
A．加工过程中，氧原子数目增加一个
B．经加工，该多肽比原多肽链增加了一个氨基和一个羧基
C．此加工过程是在内质网中进行的
D．此多肽链的合成过程生成了29个水分子、加工过程消耗了2个水分子
答案 A
解析 加工过程减少了一个肽键（含一个氧），另一个肽键（含一个氧）被水解，生成一个羧基（含两个氧）和一个氨基，所以氧原子数没变；此多肽链的合成过程生成了29个肽键，形成29个水分子、加工过程水解了两个肽键，消耗了2个水分子。
【感悟提升】利用原子守恒法计算肽链中的原子数
（1）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。
（2）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。
（3）H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－2×脱水数。
（4）C原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上碳原子数。
高频考点五 多肽多样性的相关计算
例5．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类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 若3种氨基酸形成三肽，每种氨基酸的数目不限，则构成的三肽有33＝27（种）；若包含3种氨基酸的三肽，第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从剩余2种氨基酸中任选一种，第三个位置只能安放剩余的1种，共有3×2×1＝6（种）。
【变式探究】下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述不正确的是（ ）
A．以上三种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH
B．将这三种氨基酸（足量）置于适宜条件下，经脱水
缩合形成的三肽化合物最多有27种
C．甲是最简单的氨基酸
D．含有一个氨基和一个羧基的化合物都是组成蛋白质的氨基酸
答案 D
解析 构成蛋白质的氨基酸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个碳原子上，D错误；氨基酸的不同取决于R基的不同，甲、乙、丙的R基依次为—H、—CH3、—CH2OH，所以甲是最简单的氨基酸，这三种氨基酸（足量）脱水缩合形成的三肽最多有33＝27（种），A、B、C正确。
【感悟提升】多肽种类的计算
如有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分析如下：
高频考点五 结合基因表达进行蛋白质的相关计算
例5．某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为（ ）
A.
ab－6b＋18nB.
ab－6b
C.
×18D.
ab－
×18
答案 D
【变式探究】某条多肽的相对分子质量为2778，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（ ）
A．75对碱基B．78对碱基
C．90对碱基D．93对碱基
答案 D
解析 设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子质量＝110m－18（m－1）＝2778，则m等于30。
那么控制该多肽的密码子有31个（终止密码子不编码氨基酸），则控制该多肽合成的基因至少有93对碱基。
【感悟提升】
基因表达中，DNA控制mRNA的合成，mRNA指导蛋白质的合成。
DNA中碱基排列顺序转录为mRNA中碱基排列顺序，进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。
其数量关系图解如下：
由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1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。
1．（2018全国Ⅱ卷，1）下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是（ ）
A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
【答案】C
【解析】抗原能和抗体特异性结合，病毒、细菌等病原体表面的蛋白质等物质，都可以作为引起免疫反应的抗原，可见，浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原，A正确；肌肉细胞中的某些蛋白质（如肌动蛋白等）参与肌肉收缩的过程，B正确；蛋白质结合Fe2＋形成的血红蛋白参与O2的运输，C错误；染色体是细胞核的结构之一，染色体主要由DNA和蛋白质组成，D正确。
2．（2018江苏卷，5）哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。
两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。
下列叙述正确的是（ ）
A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
【答案】D
【解析】考查氨基酸的结构通式以及分子结构多样性。
根据题意可知，两种激素都是由六环肽和三肽侧链构成的多肽化合物，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自于一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，B错误；肽链中游离的氨基酸数目与参与构成肽链的氨基酸的种类有关，C错误；根据以上分析可知，两种激素在两个氨基酸种类上不同，进而导致两者的功能不同，D正确。
1.[2017·海南高考]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
2．[2017·江苏高考]下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是（ ）
A．α 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】环状八肽的分子中含有8个肽键，A正确；蛋白质是由肽链盘曲折叠构成的，也可能只有1条肽链，B错误；蛋白质变性是由空间结构发生改变造成的，肽键并没有断裂，仍可与双缩脲试剂发生反应，C、D错误。
1.（2016•江苏卷.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错误；氨基酸之间脱去的水分子中的氢来自氨基和羧基，氧来自羧基，B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正确；蛋白质的基本性质与碳骨架有关，也与功能基团有关，D正确。
2.【2015广东卷.2】关于人胰岛素的叙述，正确的是（）
①以碳链为基本骨架②与双缩脲试剂反应呈蓝色
③促进肝糖原分解④由胰岛B细胞合成、分泌
A①③B①④C②③D③④
【答案】B
3.【2015海南卷.11】关于蛋白质的叙述，错误的是（）
A．rRNA能参与蛋白质的生物合成B．DNA和蛋白质是染色体的组成成分
C．人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质D．核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用
【答案】D
【解析】rRNA是核糖体的组成成分，核糖体是蛋白质合成的场所，A正确；DNA和蛋白质是染色体的组成成分，B正确；人体血浆中含有浆细胞分泌的抗体，抗体属于蛋白质，C正确；核糖体上合成的蛋白质可通过核孔进入细胞核，在细胞核中发挥作用，D错误。
4.【2015福建卷.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】人体中蛋白质不是每种都含有20种氨基酸，例如胰岛素含有16种51个氨基酸，A错误。
分泌蛋白例如消化酶、抗体、蛋白质类的激素均在细胞外发挥作用，B错误。
只有酶起催化作用，但不是所有的蛋白质都属于酶，蛋白质在人体中结构多样性决定了其功能的多样性，人体中蛋白质具有运输、催化、免疫、调节等多种功能，D错误。
蛋白质分子由多肽链组成，肽链的折叠、盘曲或者糖基化等过程使得蛋白质都具有一定的空间结构，C正确。
5.【2015四川卷﹒5】人体感染链球菌等细菌后可致急性肾小球肾炎，患者体内存在抗原－抗体复合物，并出现蛋白尿。
下列叙述正确的是（ ）
A．用双缩脲试剂检测蛋白尿，需水浴加热方可呈现出紫色
B．患者血浆蛋白减少使血浆渗透压升高，可出现组织水肿
C．链球菌的抗原由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜
D．内环境中形成的抗原－抗体复合物可被吞噬细胞吞噬消化
【答案】D
【解析】用双缩脲试剂检测蛋白尿时，无需水浴加热直接观察即可；A错误。
患者血浆蛋白减少使血浆渗透压降低，可出现组织水肿；B错误。
对抗链球菌的抗体由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜；C错误。
内环境中形成的抗原－抗体复合物可被吞噬细胞吞噬消化；D正确。
6.【2015课标I卷.5】人或动物PrP基因编码一种蛋白（PrPc）,该蛋白无致病性。
PrPc的空间结构改变后成为PrPBc（朊粒），就具有了致病性。
PrPBc可以诱导更多PrPc的转变为PrPBc，实现朊粒的增——可以引起疯牛病.据此判——下列叙述正确的是（）
A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D.PrPc转变为PrPBc的过程属于遗传信息的翻译过程
【答案】C
7.【2014·上海卷】一条由39个氨基酸形成的环状多肽，其中有4个谷氨酸（R基为一CH2一CH2一COOH），则该多肽
A．有38个肽键B．可能没有游离氨基
C．至少有5个游离羧基D．至多有36种氨基酸
【答案】B
【解析】一条由39个氨基酸形成的环状多肽，应用39个肽键，A错误；因为谷氨酸的R基上没有游离氨基，又不知其他的R基的情况，则可能没有游离氨基，B正确；由于谷氨酸的R基上有4个游离羟基，则至少有4个游离羧基，C错误；由于组成蛋白质的氨基酸一般为20种，所以D错误。
8.【2014·江苏卷】下列关于细胞中化合物及其化学键的叙述，正确的是
A.tRNA分子中含有一定数量的氢键
B.每个ADP分子中含有两个高能磷酸键
C.血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接
D.DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接
【答案】A
【解析】tRNA分子为“三叶草”型，单链RNA在某些区域折叠形成局部双链，通过氢键相连，A正确。
ADP分子中含有一个高能磷酸键，B错误。
蛋白质分子不同肽链之间以二硫键相连，C错误。
D.DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过碱基互补配对，以氢键相连，D错误。
9.【2013·江苏高考】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
【解析】本题考查蛋白质分子结构与功能的相关知识。
不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同；组成蛋白质的氨基酸可有不同的排序，但脱水缩合的方式只有一种；结构不同的蛋白质可能具有相似的功能。
【答案】D
10.【2013·上海高考】某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成空间结构（如下图）时，生成4个二硫键（—S—S—），若氨基酸平均分子量为125，则该蛋白质的分子量约为（ ）
A.13278 B.13286
C.13294D.15500
【解析】124个氨基酸的相对分子质量是124×125，脱去了123个水分子其相对分子质量是18×123,8个—SH形成4个二硫键脱去8个H原子，所以其相对分子质量是124×125－18×123－8＝13278。
【答案】A
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