1高考生物苏教陕贵新素养备考大一轮讲义第一单元 第讲 蛋白质的结构和功能 含答案.docx

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1高考生物苏教陕贵新素养备考大一轮讲义第一单元第讲蛋白质的结构和功能含答案

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（Ⅱ）。

1．组成蛋白质的氨基酸

2．蛋白质的合成及其结构层次

（1）二肽的形成过程

①过程a：

脱水缩合，物质b：

二肽，结构c：

肽键。

②H2O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．蛋白质的多样性

知识拓展　

（1）必需氨基酸

成人有8种，巧记为：

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）。

婴儿多1种：

组氨酸。

（2）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，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不会断裂。

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是相反的。

（3）人工合成蛋白质

1965年我国科学家完成了结晶牛胰岛素的全部合成，这是世界上第一个人工合成并具有生物活性的蛋白质。

1．判断下列关于氨基酸说法的正误

（1）具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸（　×　）

（2）脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽（　×　）

（3）组成生物体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（　√　）

2．判断下列关于蛋白质说法的正误

（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（　×　）

（4）蛋白质是生物体主要的能源物质（　×　）

考向一　氨基酸的结构和种类

（1）长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因：

赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。

（2）请叙述氨基酸的结构特点：

每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。

命题示例

1.如图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是（　　）

A．结构④在所有生物体内均有20种

B．氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自②和③

C．结构④中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合

D．生物体内n个氨基酸形成一条多肽链脱去n个水

答案　C

解析　氨基酸的种类由R基决定，R基约有20种，所以氨基酸的种类约有20种，但并不是所有的生物体内均有20种，A错误；氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自一个氨基酸的①氨基和另一个氨基酸的③羧基，B错误；n个氨基酸形成一条多肽链脱去（n－1）个水，D错误。

2．（2019·山西四校联考）下列关于人体氨基酸的叙述，正确的是（　　）

A．氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位

B．不同氨基酸的R基一定不同

C．酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因

D．非必需氨基酸的合成与基因的功能无关

答案　B

解析　部分激素不是蛋白质（如性激素），它们的基本组成单位不是氨基酸，A错误；不同氨基酸的R基一定不同，B正确；人患白化病的根本原因是基因突变，C错误；非必需氨基酸的合成与基因的功能有关，D错误。

3．下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸（　　）

A．CH3—CH2—COOH

B．R—CH2—NH2

C．

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D项正确。

方法技巧　“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸

考向二　蛋白质分子结构与功能的分析

图甲表示人胰岛素分子的简要概念图；图乙中的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种物质。

请分析：

（1）图甲中过程①和②分别发生在那些细胞器上？

提示　过程①在核糖体上；过程②在内质网、高尔基体上。

（2）请写出c的结构通式______________。

提示　—CO—NH—

（3）胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性，请从蛋白质的结构方面分析原因：

核糖体上合成的多肽需经内质网、高尔基体加工后才具备一定的空间结构，从而成为有活性的蛋白质。

（4）熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。

命题示例

4．（2018·江苏，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　分析题中激素的结构简式可知，激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的，故为六肽环，A错误；氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基，B错误；肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸R基上的氨基数目有关，C错误；分析题中激素的结构简式可知，两种激素间有2个氨基酸种类不同，故这两种激素的生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。

5．（2019·陕西高三质检）关于蛋白质的结构和功能的叙述，正确的是（　　）

A．加热变性蛋白质仍可与双缩脲试剂发生显色反应

B．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合

C．食物中的蛋白质在消化道中发生水解通常伴随ATP水解

D．核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用

答案　A

解析　蛋白质在高温下变性后，其空间结构发生改变，但肽键没有断裂，因此仍能与双缩脲试剂反应产生紫色，A正确；组成蛋白质的氨基酸之间均按脱水缩合的方式相互结合，B错误；食物中的蛋白质在消化道中发生水解不消耗ATP，C错误；细胞核中DNA复制需要的解旋酶、DNA聚合酶等都是蛋白质，都是在核糖体合成的，D错误。

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条链状多肽时：

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

1

n－1

n－1

na－18（n－1）

m

n－m

n－m

na－18（n－m）

特别提醒　①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，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（两个氢原子），若无特殊说明，不考虑二硫键。

②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18（n－m）中的肽链数（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：

在一个氨基酸中，若不考虑R基，则含有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：

①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。

②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。

③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。

④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。

⑤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基酸个数最为简便。

2．多肽种类的计算题

以20种氨基酸构成四肽的种类为例：

（1）若每种氨基酸数目不限，可形成四肽的种类有：

204种。

（2）若每种氨基酸只有一个，可形成四肽的种类有（20×19×18×17）种。

考向　蛋白质结构的有关计算与分析

6．（2019·黑龙江大庆实验中学第一次月考）有一条直链多肽链，分子式为C69H121O21N25S，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸，则该多肽的肽键数为（　　）

A．19B．20C．23D．25

答案　A

解析　假设水解得到的氨基酸个数为n，则该直链多肽合成时脱去的水分子数目为n－1。

图示四种氨基酸都只含有一个羧基，每个羧基含2个氧原子，则该多肽链中的氧原子数目＝氨基酸数目×2－脱去的水分子数，即21＝2n－（n－1），计算可得n＝20，所以肽键数＝20－1＝19，A正确。

7．（2019·临汾模拟）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．合成该蛋白质时相对分子质量减少了3582

D．该蛋白质中至少含有3个—NH2

答案　C

解析　分析题图可知，该蛋白质分子由两条肽链组成，且两条链之间的R基上的氨基和羧基脱水缩合形成了一个肽键，则该分子中含有199个肽键，A错误；这200个氨基酸中至少有201个氨基，B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18×199＝3582，C正确；该蛋白质中至少有2个游离的氨基，D错误。

8．下图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸（R基为—CH3）。

现脱掉其中的丙氨酸，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），请回答下列问题：

（1）水解得到的几种有机物比原五十肽增加了______个氧原子。

（2）新生成的4条多肽链至少含有____________个游离的羧基，若将这4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去______分子H2O。

（3）若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有______种不同的氨基酸序列。

答案　

（1）8　

（2）4　3　（3）5

解析　

（1）据题图分析可知，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，则有8分子水参与，故该五十肽水解得到的几种有机物比原五十肽增加了8个氧原子。

（2）每条肽链中至少含有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，若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，需要形成3个肽键，脱去3分子水。

（3）得到的5个氨基酸，其中有4个是丙氨酸，故将这5个氨基酸缩合成五肽，可有5种不同的氨基酸序列。

1．氨基酸的结构通式：

。

2．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个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

3．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。

4．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。

5．蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，具有催化、运输、免疫、信息传递等许多功能。

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和体现者。

1．（2017·江苏，3）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