高考生物专项3生命活动的主要承担者蛋白质生物 解析版.docx
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高考生物专项3生命活动的主要承担者蛋白质生物解析版
【师说考问】
考问1 判断下列化合物是否是组成蛋白质的氨基酸
属于组成蛋白质的氨基酸的是①③⑥⑦（填序号）。
考问2 分析氨基酸结构并回答问题
（1）比较上述三种氨基酸，写出氨基酸共有的结构
。
（2）氨基酸理化性质的不同取决于R基的不同，图中三种氨基酸的R基依次是—CH（CH3）2、—CH2—CH2—COOH、—（CH2）4—NH2。
（3）从氨基和羧基的数量和位置上分析、归纳、总结组成蛋白质氨基酸的特点。
①数量上：
至少有一个—NH2和一个—COOH。
②位置上：
必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。
考问3 据图示判断位置
在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图示①～④中的①部位。
科学思维
1．[归纳与概括]头发和肌肉的主要成分均为蛋白质，但功能相差极大，从氨基酸角度分析，原因是什么？
答案：
组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。
2．[模型与建模]请用集合图的形式表示蛋白质、酶、激素、抗体、载体之间的关系。
答案：
科学探究
在“探究添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育的影响”的实验中，应当选择身体健康、发育正常、体重相同的大鼠若干，随机均分为A、B两组，分笼饲养；其中A组大鼠每天都饲喂适量普通饲料，B组大鼠每天饲喂等量的添加皮革蛋白粉的饲料。
【题组跟进】
高考题组——研考向
组成蛋白质的氨基酸相关知识考查
1．真题重组，判断正误。
（1）氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中，氢来自于氨基和羧基。
[2016·江苏卷，T4B]（√）
（2）人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质都含有20种氨基酸。
[2015·福建卷，T1]（×）
（3）不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同。
[2013·江苏卷，T20A]（√）
（4）组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合。
[2013·江苏卷，T20B]（√）
（5）组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。
[2013·江苏卷，T20D]（×）
提示：
脱水缩合的方式只有一种。
（6）有些氨基酸不能在人体细胞中合成。
[2012·海南卷，T1B]（√）
（7）相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸。
[2012·海南卷，T1A]（×）
提示：
甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸。
（8）氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。
[2012·海南卷，T1C]（√）
（9）不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。
[2012·海南卷，T1D]（√）
蛋白质结构和功能的综合考查
2．[2018·全国卷Ⅱ]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
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。
答案：
C
3．[经典高考]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：
由题干信息，不能确定胰岛素的A、B两条肽链是由胰岛素基因的一条DNA单链编码的，A错误；高温仅破坏蛋白质的空间结构，不能破坏肽键而使肽链断裂，B错误；胰岛素的功能不仅取决于氨基酸序列，还与其空间结构有关，C错误；核糖体上合成的1条多肽链在蛋白酶的作用下去掉部分肽段变成2条肽链，并形成具有特定空间结构的蛋白质即为胰岛素，D正确。
答案：
D
[高考VS,教材]
高考溯源 以上内容主要源于教材P21～23关于蛋白质的合成、多样性及功能的内容，把握氨基酸的种类、特性；氨基酸如何形成蛋白质及蛋白质重要功能举例是解答本类题目的关键。
[即时对练] （教材必修1P24T3改编）下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。
下列说法正确的是（ ）
A．牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键
B．牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH
C．牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸
D．牛胰岛素形成时，减少的分子质量为882
解析：
由图可知，牛胰岛素是由两条肽链形成的蛋白质，含有的肽键数＝氨基酸的分子数－肽链数＝51－2＝49，A错误；牛胰岛素含有两条肽链，每条肽链至少含有一个—NH2和一个—COOH，因此至少含有2个—NH2和2个—COOH，B正确；牛胰岛素水解产物最多含有20种不同的氨基酸，C错误；牛胰岛素形成的过程中，形成了49个肽键，还形成了3个二硫键，所以减少的相对分子质量为49×18＋6＝888，D错误。
答案：
B
4．[2018·浙江卷，13]蛋白质在生物体内具有重要作用。
下列叙述，正确的是（ ）
A．蛋白质化学结构的差异只是R基团的不同
B．某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变
C．蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性
D．“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂A和B
解析：
氨基酸化学结构的差异只是R基团的不同，A错误；某些化学物质，如蛋白酶可催化蛋白质水解，使蛋白质的空间结构发生改变，B正确；遗传物质DNA控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性，C错误；“检测生物组织中的蛋白质”，需先向组织样液中加入双缩脲试剂A液（0.1g/mL的NaOH溶液）1mL，摇匀后再加入双缩脲试剂B液（0.01g/mLCuSO4溶液）4滴并摇匀，D错误。
答案：
B
5．[2017·海南卷，1]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
解析：
蛋白质的功能主要取决于组成其的氨基酸数目、种类、排列顺序及形成的空间结构，A正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式且形成长度不同的多肽链，B正确；将抗体溶于NaCl溶液中会出现盐析现象，但其生物活性没有丧失，C错误；氨基酸序列相同的多肽链可折叠形成不同的空间结构，D正确。
答案：
C
[题后归纳]
1．几种常见蛋白质的分布和功能
名称
分布
功能
绝大多数酶
细胞内或细胞外
催化作用
载体蛋白
细胞膜
运输某些物质如离子、氨基酸等
某些激素（如生长激素、胰岛素）
内环境中
调节生命活动
抗体
内环境中
免疫作用
血红蛋白
红细胞内
主要运输氧气和部分二氧化碳
糖蛋白
细胞膜表面
保护、润滑、识别等作用
结构蛋白
细胞膜、肌细胞等
构成细胞和生物体的成分
2.酶、激素、抗体、载体蛋白、维生素等与蛋白质、脂质的关系概念图
6．[2018·全国卷Ⅲ，30]回答下列与蛋白质相关的问题：
（1）生物体中组成蛋白质的基本单位是__________，在细胞中合成蛋白质时，肽键是在________这一细胞器上形成的。
合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如________________________________________________________________________
（填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”）。
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是________________________________________________________________________。
（2）通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________________结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是____________________。
（3）如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是____________________。
解析：
（1）生物体中组成蛋白质的基本单位是氨基酸；细胞中合成蛋白质时，在核糖体上mRNA的密码子翻译成氨基酸，氨基酸之间脱水缩合形成肽键；胃蛋白酶是胞外酶，属于分泌蛋白，逆转录酶和酪氨酸酶属于胞内酶；分泌蛋白从合成至分泌到细胞外还需要内质网加工，再经过高尔基体的进一步加工、分类、包装，最后形成囊泡转运至细胞膜，通过胞吐的方式分泌出去。
（2）细胞内的蛋白质都有特定的氨基酸数目、种类和排列顺序以及由肽链盘曲、折叠形成的一定的空间结构；某些物理或化学因素可以使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易与蛋白酶接触，使蛋白质水解。
（3）编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，改变后的密码子翻译的氨基酸还是原来的氨基酸，这是密码子的简并性，所以不引起血红蛋白中氨基酸序列的改变。
答案：
（1）氨基酸 核糖体 胃蛋白酶 对蛋白质进行加工、分类和包装
（2）空间 蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解
（3）遗传密码具有简并性
模拟题组——预趋势
组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断
1．[经典模拟]下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是（ ）
A．氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成
B．组成蛋白质的氨基酸共有的结构是
C．每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
D．组成人体的氨基酸都在人体内合成
解析：
氨基酸的结构通式为
，不同的氨基酸R基不同，因此共有的结构为
；甲硫氨酸中含有C、H、O、N、S五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成。
答案：
B
2．[2019·潍坊统考]蜂毒素是由26个氨基酸组成的一条多肽，则蜂毒素分子（ ）
A．至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
B．水解后一定能得到20种氨基酸
C．能与双缩脲试剂产生蓝色反应
D．氮元素只能存在于氨基中
解析：
蜂毒素是由26个氨基酸组成的一条多肽，至少含有游离的氨基和羧基各1个，A正确；由于组成生物体蛋白质的氨基酸约为20种，蜂毒素经水解可能得到20种氨基酸，也可能少于20种，B错误；蜂毒素能与双缩脲试剂产生紫色反应，C错误；氮元素可存在于氨基、R基和肽键中，D错误。
答案：
A
蛋白质结构、功能多样性分析
3．[2019·广东省高三年级百校联考题]下列有关肽键的叙述，错误的是（ ）
A．蛋白质中的肽键数等于或小于脱水缩合过程中的氨基酸数
B．含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
C．核糖体上可形成肽键，溶酶体内可发生肽键的水解
D．肽键的元素组成为C、H、O、N，其牢固程度与碳碳双键紧密相关
解析：
在链状肽中，肽键数＝蛋白质中含有的氨基酸数—肽链数，在环状肽中，肽键数＝蛋白质中含有的氨基酸数，A正确；双缩脲反应是指具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成紫色的络合物，可见，含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，B正确；氨基酸的脱水缩合过程发生在核糖体上，因此核糖体上可形成肽键，溶酶体内含有多种水解酶，可发生肽键的水解，C正确；肽键的元素组成为C、H、O、N，其结构式为－CO－NH－，不含碳碳双键，D错误。
答案：
D
4．[2019·陕西榆林二中高三模拟]下列关于蛋白质的叙述，错误的是（ ）
A．氨基酸之间脱水缩合生成的水中，氧来自于羧基
B．在细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是蛋白质
C．番茄的叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同
D．细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与
解析：
脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，脱去的水分子中的氧原子来自羧基，A正确；在细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，不是蛋白质，B错误；番茄的叶肉细胞中，液泡与类囊体的功能不同，因此液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同，C正确；细胞内蛋白质发生水解时，通常需要蛋白酶参与催化，而蛋白酶的化学本质也是蛋白质，D正确。
答案：
B
5．[2019·安阳模拟]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
PrPc
PrPsc
空间结构
以螺旋为主
以折叠为主
溶解度
高
低
致病性
不致病
致病
肽链中氨基酸排列顺序
相同
由此可以推测这两种蛋白质表现出不同性质的原因是（ ）
A．溶解度不同 B．氨基酸的种类不同
C．空间结构不同D．氨基酸的数量不同
解析：
由表中信息可知，两种蛋白质的肽链中氨基酸排列顺序相同，由此可确定两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。
答案：
C
6．[原创]G蛋白偶联受体（GPCRs）是一大类膜蛋白受体的统称。
气味分子可与GPCRs结合进而在大脑皮层产生嗅觉，多种激素可与相应GPCRs结合进而发挥作用。
下列相关叙述，错误的是（ ）
A．GPCRs可与双缩脲试剂发生紫色反应
B．通过GPCRs的作用，可实现细胞间的信息交流
C．细胞中合成GPCRs需经过转录、翻译等过程
D．GPCRs可接受多种形式的信号，故没有特异性
解析：
GPCRs是受体蛋白，能与双缩脲试剂发生紫色反应，受体在细胞间的信息交流中具有作用，蛋白质的合成需经转录、翻译过程。
GPCRs是一类膜蛋白受体，激素与相应的GPCRs结合，故GPCRs具有特异性。
答案：
D
蛋白质合成过程的相关计算（国考近年未考）
（地方卷：
2018江苏卷；2017江苏卷；2014上海卷）
【师说考问】
考问1 参考下列结构图完成相关计算
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。
总结：
（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。
（2）蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：
①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。
②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
考问2 有关蛋白质中几种原子数的计算
（1）一个氨基酸中的各原子的数目计算
①C原子数＝R基团中的C原子数＋2。
②H原子数＝R基团中的H原子数＋4。
③O原子数＝R基团中的O原子数＋2。
④N原子数＝R基团中的N原子数＋1。
（2）蛋白质中各原子数的计算
①C原子数＝（肽链数＋肽键数）×2＋R基上的C原子数。
②H原子数＝（氨基酸分子个数＋肽链数）×2＋R基上的H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－脱去的水分子数×2。
③O原子数＝肽链数×2＋肽键数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子数。
④N原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。
考问3 有关多肽种类的计算
假设有n（0（1）若每种氨基酸数目无限（允许重复）的情况下，可形成肽类化合物的种类：
有nm种。
（2）若每种氨基酸只有一个（不允许重复）的情况下，可形成肽类化合物的种类：
有n×（n－1）×（n－2）…×（n－m＋2）×（n－m＋1）＝A
种。
考问4 蛋白质中氨基酸数目与核酸中碱基数的计算
（1）DNA基因的碱基数（至少）：
mRNA的碱基数（至少）：
氨基酸的数目＝6：
3：
1。
（2）肽键数（得失水数）＋肽链数＝氨基酸数＝基因（DNA）碱基数/6（至少）＝mRNA碱基数/3（至少）。
易错警示
关于蛋白质相关计算的4个失分点
（1）若形成的多肽是环状：
氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。
（2）在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。
（3）计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加H2O中的O、H数值。
（4）关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。
【题组跟进】
高考题组——研考向
基础计算类考查
1．[经典高考]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—CH2—CH2—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
解析：
一条由39个氨基酸形成的环状多肽，应有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4个谷氨酸的R基上共有4个游离羧基，则至少有4个游离羧基，C错误；组成蛋白质的氨基酸最多约为20种，所以D错误。
答案：
B
2．[经典高考]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－2m
C．n＋mD．n＋2m
解析：
该蛋白质中含有肽键数为（n－m）个，每个肽键（—CO—NH—）含有一个氧原子；m条肽链至少含有m个游离的羧基（—COOH），因此，该蛋白质中至少含有的氧原子的个数为n－m＋2m＝n＋m。
答案：
C
综合计算类考查
3．[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
解析：
由图解可知，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。
答案：
D
[高考揭秘]
与蛋白质有关的计算，是以氨基酸的结构以及氨基酸脱水缩合形成肽链为基础，关于脱水数、肽键数、氨基数、羧基数、相对分子质量等的相关计算，首先掌握直链肽的计算公式，若涉及其他结构，还应考虑形成相应化学键所减掉的原子数。
模拟题组——预趋势
多肽形成过程中的有关数量计算
1．[经典模拟]下列有关图中所示多肽的叙述中，正确的是（ ）
A．由5个氨基酸缩合而成
B．有游离的氨基和羧基各1个
C．有4种不同的侧链基团
D．该多肽在形成过程中失去了3分子水
解析：
图示多肽中共有3个肽键，形成过程中失去3分子水；由4个氨基酸缩合而成，但R基只有3种，游离的氨基为1个、羧基为2个。
答案：
D
利用原子守恒法完成蛋白质的计算
2．经测定，某多肽链分子式是C21HxOyN4S2，其中含有一个二硫键（—S—S—）。
已知该多肽是由下列几种氨基酸中的几种作为原料合成的：
苯丙氨酸（C9H11O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、丙氨酸（C3H7O2N）、亮氨酸（C6H13O2N）、半胱氨酸（C3H7O2NS）。
下列关于该多肽的叙述，不正确的是（ ）
A．该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和半胱氨酸
B．该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5
C．该多肽形成过程中至少需要3种tRNA
D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了54
解析：
多肽链分子式是C21HxOyN4S2，含有2个硫，所以水解产物中有2个半胱氨酸。
题中每个氨基酸中都只有1个N，所以该多肽是由三种氨基酸组成。
根据C原子守恒，半胱氨酸含有3个C，所以另两个氨基酸共含有15个C，可知为苯丙氨酸和亮氨酸。
该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸，A正确；该多肽形成过程脱去3分子水和形成一个二硫键脱去2个氢，所以多肽中氧为8－3＝5，多肽中氢为38－6－2＝30，B正确；该多肽由3种氨基酸组成，形成过程至少需要3种tRNA，C正确；该多肽形成时脱去3分子水和2个氢，减少18×3＋2＝56，D错误。
答案：
D
课堂总结 网络建构
[网络建构]
[答题必备]
1．写出氨基酸的结构通式：
。
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。
6．蛋白质的功能是：
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、信息传递等功能。
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