版高考生物一轮复习讲义必修1 第1单元 第3讲 蛋.docx

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版高考生物一轮复习讲义必修1第1单元第3讲蛋

第3讲　蛋白质的结构和功能

考纲要求

全国卷五年考情

蛋白质的结构和功能（Ⅱ）

2015·卷ⅠT5，2014·卷ⅠT1

考点一|蛋白质的结构和功能

（对应学生用书第12页）

[识记—基础梳理]

1．组成蛋白质的氨基酸及其种类

2．蛋白质的结构及其多样性

（1）二肽的形成

①过程a名称：

脱水缩合；场所：

核糖体。

②物质b：

二肽。

③结构c：

肽键，其结构简式为：

—CO—NH—。

④多个氨基酸发生该反应，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）

①肌肉、毛发等a．免疫功能

②绝大多数酶b．信息传递和调节

③血红蛋白c．催化作用

④胰岛素d．运输功能

⑤抗体e．构成生物体

【提示】　①－e　②－c　③－d　④－b　⑤－a

1．判断正误

（1）组成生物体蛋白质的氨基酸约20种，有些氨基酸在人体细胞中不能合成。

（√）

（2）分子式中只要有氨基和羧基，就可以判断为构成生物体的氨基酸。

（×）

【提示】　构成生物体的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且必须有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

（3）氨基酸中R基不同，决定了氨基酸的空间结构不同。

（×）

【提示】　氨基酸是组成蛋白质的单体，无空间结构差异。

（4）组成氨基酸的元素只有C、H、O、N四种。

（×）

【提示】　主要由C、H、O、N组成，有的还有P、S等。

（5）高尔基体是肽链合成和加工的场所。

（×）

【提示】　肽链合成的场所是核糖体。

（6）血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。

（×）

【提示】　血红蛋白的不同肽链之间的化学键不是肽键，而是其他的化学键。

（7）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。

（×）

【提示】　蛋白质的空间结构破坏，其特定功能会改变。

（8）由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白酶结构中至少含有129个氨基和129个羧基。

（×）

【提示】　至少含有1个氨基和1个羧基。

2．据图思考

（1）A代表的元素是C、H、O、N。

（2）B的种类约20种，人体可自身合成的B称作非必需氨基酸。

（3）图中C的名称为肽键，可写作—CO—NH—，图中①过程称为脱水缩合，发生场所为核糖体。

[理解—深化探究]

1．氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系

2．蛋白质的结构多样性和功能多样性

[运用—考向对练]

◎考向1　组成蛋白质的氨基酸

1．（2018·聊城月考）下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有（　　）

A．2种　　　　　　　　B．3种

C．4种D．5种

B　[该多肽片段中有四个—NH—CO—，故有5个氨基酸。

但氨基酸中共有—CH3、—H和—CH2CH3三种R基，因此该多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有3种。

]

2．（2018·邯郸模拟）层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链（α）和两条轻链（β1、β2）经二硫键交联而成，外形呈十字形。

若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是（　　）

【导学号：

41780013】

A.

B．

C．

D．

D　[层粘连蛋白是糖蛋白，所以彻底水解产物有糖类和氨基酸，可能获得葡萄糖，A正确；B项和C项均为组成蛋白质的氨基酸，可能获得，B、C正确；D项结构不符合氨基酸的结构特点，即都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，D错误。

]

[技法总结]“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸

◎考向2　蛋白质的结构和功能

3．在人体血浆中，有多种不同功能的蛋白质，这些蛋白质的功能不包括（　　）

A．催化蛋白质水解为多肽

B．与抗原特异性相结合

C．刺激B细胞增殖和分化

D．降低血糖浓度

A　[人体血浆属于内环境，内环境中不存在催化蛋白质水解的酶；血浆中有抗体，能与抗原发生特异性结合；血浆中有抗原，某些抗原是蛋白质，能刺激B细胞增殖分化；血浆中有胰岛素，其本质为蛋白质，能降低血糖浓度。

]

4．下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是（　　）

【导学号：

41780014】

A．蛋白质结构的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．已知某化合物具有催化功能，可以推断此物质为蛋白质

C．有些蛋白质具有防御功能，如抗体；有些蛋白质具有传递信息的功能，如受体。

抗体与受体都具有专一性

D．蛋白质空间结构改变，不会影响其生物活性

C　[蛋白质多样性与肽链的空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关；具有催化功能的是酶，绝大多数酶是蛋白质，少部分是RNA；蛋白质具有防御、信息传递等功能，而抗体只能与特异性抗原相结合，受体只能与特定的信号分子结合，它们都具有专一性；蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。

]

[规律总结]几种常见蛋白的分布和功能

名称

分布

功能

绝大多数酶

细胞内或细胞外

降低化学反应的活化能（催化作用）

载体蛋白

细胞膜

运输某些物质如离子、氨基酸等

通道蛋白

细胞膜

运输水、K＋、Na＋等

糖蛋白

细胞膜表面

保护、润滑、识别等

核孔复合体

核膜

核质之间物质交换、信息交流

某些激素（如生长激素、促甲状腺激素、胰岛素、胰高血糖素等）

内环境中

传递信息、调节生命活动

抗体

内环境中

消灭抗原

血红蛋白

红细胞内

主要运输氧气和部分二氧化碳

结构蛋白

细胞内

细胞的组成成分

考点二|蛋白质的合成及蛋白质与核酸的关系

（对应学生用书第14页）

[识记—基础梳理]

1．氨基酸脱水缩合的过程

2．过程分析

（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）H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。

（3）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。

1．由n个氨基酸经脱水缩合形成的化合物称为n肽或多肽。

（×）

【提示】　当n≥3时才称为多肽。

2．氨基酸脱水缩合形成肽键时脱去的水分子中的氧原子来自氨基和羧基。

（×）

【提示】　水中的氧原子来自羧基。

3．蛋白质中氮原子数目与肽键数目相等。

（×）

【提示】　N原子数目＝肽键数＋R基中N原子数＋n，n表示蛋白质中的肽链数。

4．甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则该甜味肽一定含有两个肽键。

（×）

【提示】　从分子式中可以看出甜味肽是一种二肽，链状二肽只含有一个肽键。

[理解—深化探究]

1．蛋白质合成过程的相关计算

（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条肽链或m条肽链

形成

肽链数

形成肽

键数

脱去水

分子数

氨基

数目

羧基

数目

多肽相对

分子质量

1

n－1

n－1

至少1个

至少1个

an－18（n－1）

m

n－m

n－m

至少m个

至少m个

an－18（n－m）

（2）蛋白质中游离氨基或羧基数的计算

①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。

②游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数＝各氨基酸中氨基或羧基的总数－肽键数。

（3）蛋白质中各原子数的计算

①碳原子数＝氨基酸数×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－脱去水分子数×2。

③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去水分子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数。

（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。

2．核酸与蛋白质的区别与联系

项目

核　酸

蛋白质

DNA

RNA

元素

C、H、O、N、P

C、H、O、N等

组成单位

氨基酸

形成场所

主要在细胞核中复制产生

主要在细胞核中转录生成

核糖体

检测试剂

甲基绿（绿色）

吡罗红（红色）

双缩脲试剂（紫色反应）

分子结构

一般为规则的双螺旋结构

一般为单链结构

氨基酸→多肽→蛋白质

结构多样性的决定因素

核苷酸的种类、数量及排列顺序

氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链空间结构

联系

核酸控制蛋白质的合成

[运用—考向对练]

◎考向1　蛋白质合成过程中的相关计算

1．如图为某蛋白质的结构示意图，其中“－S－S－”为由两个“－SH”（硫基）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．（m－4），18（m－4）

C．（m－3），18（m－3）＋4D．（m－2），18（m－2）＋4

D　[图中有3条肽链，中间一条为环状，故失去水分子数为氨基酸数－肽链数，即（m－2），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（m－2）＋4。

]

2．下图表示胰岛素分子中一条多肽链，其中有3个甘氨酸（R基：

—H）分别位于第8、20、23位。

下列叙述正确的是（　　）

A．该多肽含有一个游离的羧基，位于第1位

B．用特殊水解酶除去3个甘氨酸，形成的短肽比原多肽多5个氧原子

C．用特殊水解酶除去3个甘氨酸，形成的产物中有4条多肽

D．该多肽释放到细胞外需要经过两种细胞器的加工

D　[本题考查多肽和氨基酸的结构、分泌蛋白的合成和分泌，意在考查考生在理解和分析推理方面的能力，难度较大。

该多肽至少含有一个游离的羧基，位于第30位（多肽一般从N端开始给氨基酸编号）；除去3个甘氨酸后，形成的短肽中氧原子的数目不变化；除去3个甘氨酸后，形成的肽有4种，分别是一分子二肽、两分子七肽、一分子十一肽，七肽和十一肽是多肽，二肽不是多肽；该多肽释放到细胞外之前，需要通过内质网和高尔基体的加工。

]

[误区警示]

1．形成环肽时

（1）肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。

（2）环状肽中主链上无游离的氨基和羧基，即氨基或羧基数＝R基中氨基或羧基数目。

2．在计算蛋白质相对分子质量时，还要考虑是否存在特殊的变化，如二硫键（—S—S—）的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，相对分子质量减少2。

◎考向2　蛋白质和核酸之间关系

3．下列关于核酸和蛋白质的叙述，不正确的是（　　）

A．DNA和RNA都是由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息

B．蛋白质的功能与氨基酸的排列顺序有关，与空间结构无关

C．DNA分子结构的多样性决定于碱基排列顺序的多样性

D．DNA分子的结构多样性决定了蛋白质分子结构和功能的多样性

B　[本题考查蛋白质和核酸的结构和功能及两者的关系。

DNA和RNA分别由四种脱氧核糖核苷酸和四种核糖核苷酸组成，可以储存遗传信息。

蛋白质的功能与氨基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构都有关。

DNA分子中四种碱基排列顺序决定了DNA分子结构的多样性。

蛋白质是基因控制合成的，因此DNA分子的多样性决定了蛋白质分子结构和功能的多样性。

]

4．（2018·山东滨州一模）甲图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系，乙图是甲图中某物质的分子结构图。

下列叙述中正确的是（　　）

【导学号：

41780015】

A．乙图表示的物质是甲图中的a

B．甲图中的X表示的元素是N，Y表示的元素是N和P

C．C由m个氨基酸构成，含n条肽链，其中有z个环状多肽，完全水解C共需水分子m－n＋z个

D．甲图中过程①②③碱基配对方式完全相同

C　[根据甲图分析可知，A、B、C依次是DNA、RNA和蛋白质。

过程①②③分别是DNA复制、转录和翻译。

单体a、b、c分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸。

乙图表示的物质是甲图中的b，A项错误；甲图中的X表示的元素是N和P，Y表示的元素是N，B项错误；设环状多肽的氨基酸总数为x，则环状多肽完全水解共需要水分子为x；其他肽链数为（n－z），氨基酸数为（m－x），则完全水解其他肽链共需要水分子数为氨基酸数－肽链数＝（m－x）－（n－z），因此水解C共需要水分子数＝（m－x）－（n－z）＋x＝m－n＋z，C项正确；DNA复制、转录和翻译过程中碱基配对方式不完全相同，D项错误。

]

真题验收|感悟高考　淬炼考能

（对应学生用书第15页）

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

C　[生物体的结构决定其功能，因此蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关，氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构；数量相同的5种氨基酸可以组成55种多肽链；抗体的化学本质是蛋白质，蛋白质溶于NaCl溶液中，会发生盐析现象，但不会造成其生物活性的丧失。

]

2．（2016·江苏高考）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，而且也与功能基团相关

A　[细胞膜上运载氨基酸的载体是蛋白质，但细胞质基质中负责转运氨基酸的是tRNA，tRNA属于核酸，A选项错误；氨基酸脱水缩合生成的H2O中，氢分别来自于氨基和羧基，B选项正确；细胞内蛋白质的水解通常需要蛋白酶的催化，而蛋白酶的化学本质是蛋白质，C选项正确；蛋白质的结构决定其功能，蛋白质的结构与碳骨架和功能基团都有关，D选项正确。

]

3．（2015·海南高考）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

D　[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·福建高考）人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质（　　）

【导学号：

41780016】

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

C　[A项，组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，但并不是所有蛋白质都同时含有20种氨基酸，很多蛋白质只含有几种氨基酸。

B项，有的蛋白质在细胞内发挥作用，如呼吸酶；有的在细胞外发挥作用，如消化酶、抗体等。

C项，蛋白质都承担着一定的功能，而蛋白质的功能取决于其空间结构。

D项，蛋白质种类多种多样，每种蛋白质都有各自的功能。

催化生物化学反应只是某些蛋白质（酶）的功能。

蛋白质还具有免疫作用、调节作用、运输作用、构成细胞成分等功能。

]

5．（2010·课标全国卷）水中氧含量随水温的升高而下降。

生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。

如图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是（　　）

A．甲　　B．乙　　　　C．丙　　D．丁

A　[水中氧含量随水温升高而下降，而血液中血红蛋白的功能是运输氧气，机体要维持正常生命活动的氧供应，在一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量会随水温升高而增加；超过某一温度时，温度升高，血红蛋白不再增加。

所以甲、乙、丙、丁四条曲线，只有甲曲线符合题意。

]

1．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．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．蛋白质是由许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键，再由肽键彼此相连而成。

4．组成肽链的氨基酸在种类、数目、排列顺序上的不同，以及构成蛋白质的肽链在数目和空间结构上的不同，决定蛋白质的种类多种多样。

5．蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结构，并执行各种特定的生理功能，如催化、运输、运动、结构、防御、调控等。

6．高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。