高考生物一輪復(fù)習(xí)生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)精

第2節(jié)生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)考綱考情三年8考高考指數(shù)：★★★★☆1.氨基酸及其種類2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性3.蛋白質(zhì)的功能三年考題2014年(1考)：江蘇T12013年(5考)：江蘇T1、T20，海南T1，重慶T1，四川T92012年(2考)：海南T1、T2考情播報1.考查內(nèi)容：主要是蛋白質(zhì)的組成元素、基本單位、空間結(jié)構(gòu)、特殊蛋白質(zhì)(如胰島素、血紅蛋白、瘦素)的功能等。2.考查方式：較少單獨考查，常與其他化合物結(jié)合考查或以特殊蛋白質(zhì)為例考查與蛋白質(zhì)相關(guān)的基礎(chǔ)知識。3.考查題型：以選擇題為主，偶爾出現(xiàn)在非選擇題中，屬中低檔題?！局R梳理】一、氨基酸及其種類1.組成元素：___________，有的還含有_____等。2.結(jié)構(gòu)特點：(1)氨基和羧基的數(shù)量：每個氨基酸至少有_____氨基和_____羧基。(2)氨基和羧基的連接位置：都有一個氨基和一個羧基連接在______________上。(3)氨基酸不同的決定因素：____的不同。C、H、O、NP、S一個一個同一個碳原子R基3.種類：約___種。根據(jù)能否在人體內(nèi)合成_____氨基酸(8種，嬰兒9種)_______氨基酸(12種)必需非必需20二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次：氨基酸_____蛋白質(zhì)多肽2.二肽的形成過程：(1)過程①名稱：_________，場所為_______。(2)物質(zhì)②名稱：_____。(3)結(jié)構(gòu)③名稱：_____，其結(jié)構(gòu)簡式為：_________________________。(4)H2O中各元素的來源：H來自_____________，O來自_______。(5)多個氨基酸發(fā)生脫水縮合，產(chǎn)物名稱為_____。脫水縮合核糖體二肽肽鍵—NH—CO—(或—CO—NH—)—COOH和—NH2—COOH多肽3.蛋白質(zhì)分子多樣性的原因：(1)氨基酸(2)肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的_________千差萬別。①_____不同②_____成百上千③_________千變?nèi)f化種類數(shù)目排列順序空間結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)的主要功能和實例(連一連)【小題快練】1.考題診斷：(1)(2014·江蘇高考T1C)血紅蛋白中不同肽鏈之間通過肽鍵連接。

()【分析】肽鏈中相鄰氨基酸依靠肽鍵連接，血紅蛋白的不同肽鏈間可以靠二硫鍵等相互連接?！?2)(2013·江蘇高考T1B)蛋白質(zhì)是生物體主要的能源物質(zhì)。()【分析】生物體主要的能源物質(zhì)是糖類，而不是蛋白質(zhì)。(3)(2013·重慶高考T1D)蛋白質(zhì)區(qū)別于脂質(zhì)的特有元素是氮。()【分析】磷脂屬于脂質(zhì)，磷脂中含有N?！痢?.易錯診斷：(1)具有氨基和羧基的化合物，不一定是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。()【分析】構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，且必須有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上?！?2)細(xì)胞中氨基酸種類和數(shù)量相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)。()【分析】蛋白質(zhì)的多樣性體現(xiàn)在構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈的盤曲、折疊方式和空間結(jié)構(gòu)不同。(3)脫水縮合形成的多肽中含有幾個肽鍵就稱為幾肽。()【分析】由幾個氨基酸脫水縮合而成就稱為幾肽?！痢?.教材研習(xí)：(必修1P24拓展題改編)神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞含量最多的有機(jī)物都是蛋白質(zhì)，但二者功能完全不同，從組成二者的蛋白質(zhì)來考慮，其原因不包含(

)A.元素種類不同B.氨基酸數(shù)目不同C.氨基酸種類不同D.氨基酸排列順序不同【解析】選A。蛋白質(zhì)不同取決于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)。不同蛋白質(zhì)組成元素基本相同，都有C、H、O、N，有的含有S和P。因此A項錯誤。4.有關(guān)蛋白質(zhì)中肽鍵的敘述，錯誤的是(

)A.核糖體是形成肽鍵的場所B.蛋白質(zhì)中的N主要存在于肽鍵中C.肽鍵的結(jié)構(gòu)簡式可表示為NH—COD.雙縮脲試劑可與肽鍵作用生成紫色物質(zhì)【解析】選C。肽鍵的結(jié)構(gòu)簡式正確的寫法為“—NH—CO—”。5.下列有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的敘述中，不正確的是(

)A.各種蛋白質(zhì)的基本連接鍵都是肽鍵B.各種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位都是氨基酸C.氨基酸的空間結(jié)構(gòu)和種類決定了蛋白質(zhì)的功能D.細(xì)胞膜上的糖蛋白參與生物細(xì)胞間的信息傳遞【解析】選C。蛋白質(zhì)的功能決定于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)，不決定于氨基酸的結(jié)構(gòu)。6.下列關(guān)于蛋白質(zhì)和氨基酸的敘述正確的是(

)A.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸組成的B.高等動物能合成生命活動所需的20種氨基酸C.氨基酸脫水縮合的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)D.在胚胎發(fā)育過程中，基因選擇性表達(dá)，細(xì)胞會產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)【解析】選D。酶是活細(xì)胞中具有催化作用的有機(jī)物，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，所以構(gòu)成酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。高等動物體內(nèi)只能合成非必需氨基酸，不能合成必需氨基酸。氨基酸脫水縮合的直接產(chǎn)物是二肽或者多肽，由多肽進(jìn)一步盤曲、折疊才能形成蛋白質(zhì)。在胚胎發(fā)育過程中，由于基因選擇性表達(dá)，細(xì)胞會產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)(如酶等)?！舅儆浛ㄆ?.氨基酸中氨基和羧基的兩大特點：(1)數(shù)目：至少含有一個氨基和一個羧基。(2)連接方式：都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。2.氨基酸的種類和性質(zhì)的唯一決定因素：R基。3.蛋白質(zhì)的四個結(jié)構(gòu)層次：元素C、H、O、N等→氨基酸→多肽→蛋白質(zhì)。4.脫水縮合過程中重要的數(shù)量關(guān)系：肽鍵數(shù)=脫掉水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)5.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序不同，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同。6.蛋白質(zhì)的五大功能：構(gòu)成細(xì)胞和生物體、催化、運輸、免疫、調(diào)節(jié)?？键c一氨基酸的結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)特點：(1)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：(2)結(jié)構(gòu)通式分析。①數(shù)量：至少含有一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH)，“至少”的原因是在R基中也可能含有氨基和羧基。例如：②位置：必須有一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH)連在同一個碳原子上。例如：2.依據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式的兩種計算：(1)依據(jù)：氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可以簡寫為R-C2H4O2N，氨基酸分子式中各原子數(shù)等于R基中各原子數(shù)分別加上結(jié)構(gòu)通式中C、H、O、N原子數(shù)。(2)兩種計算類型。①已知氨基酸分子式，推測R基的組成：如某氨基酸分子式為C6H14O2N2，則R基為-C4H10N。②已知R基，寫出氨基酸的分子式：丙氨酸的R基為-CH3，則丙氨酸的分子式為C3H7O2N?！靖呖季尽?1)氨基、羧基書寫誤區(qū)：不要將氨基錯寫為NH2或—NH3；不要將羧基誤寫為或COOH，其中的一個短線代表一個化學(xué)鍵，不能省略。(2)氨基酸數(shù)目≠氨基酸種類：蛋白質(zhì)分子含有多個氨基酸，構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種?！究碱}回訪】(2015·宜賓模擬)下面是三種化合物的結(jié)構(gòu)簡式，有關(guān)三種化合物的敘述中錯誤的是(

)A.三種化合物可以用一個結(jié)構(gòu)通式表示B.三種化合物的共同點之一是都含有一個氨基、一個羧基C.三種化合物都不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)D.三種化合物兩兩結(jié)合形成的物質(zhì)的游離氨基數(shù)相同、羧基數(shù)不同【解析】選B。A正確，三種物質(zhì)都是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，都可用氨基酸的結(jié)構(gòu)通式表示。B錯誤，圖中三種氨基酸共同點應(yīng)為“至少都含有一個氨基、一個羧基”。C正確，雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)產(chǎn)生紫色反應(yīng)，是由于蛋白質(zhì)中有肽鍵，氨基酸中無肽鍵，故不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。D正確，三種化合物兩兩結(jié)合形成的物質(zhì)中游離的氨基數(shù)分別是1、1、1，羧基數(shù)分別是2、1、2?！疽族e提醒】雙縮脲試劑不能鑒定氨基酸，能鑒定蛋白質(zhì)(包含變性的蛋白質(zhì))和多肽?！炯庸逃?xùn)練】1.(2015·達(dá)州模擬)在分泌蛋白的合成、加工、運輸和分泌過程中，用含35S標(biāo)記的氨基酸作為原料，則35S存在于圖中的(

)A.①

B.②

C.③

D.④【解題指南】(1)明確氨基酸結(jié)構(gòu)通式中的基本元素是C、H、O、N，若某氨基酸含有其他元素，則一定位于R基中。(2)明確圖中各標(biāo)號代表的結(jié)構(gòu)?！窘馕觥窟xA。35S存在于氨基酸的R基上，題圖中①處連接R基，②處是肽鍵，③處連接的是肽鍵或羧基，④處連接的是碳原子。2.關(guān)于生物體內(nèi)氨基酸的敘述錯誤的是(

)A.構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式是B.人體內(nèi)氨基酸的分解代謝終產(chǎn)物是水、二氧化碳和尿素C.人體內(nèi)所有氨基酸均可以相互轉(zhuǎn)化D.兩個氨基酸分子通過脫水縮合形成二肽【解析】選C。組成生物體的氨基酸約有20種，彼此之間可以通過脫水縮合的方式形成多肽，有幾個氨基酸脫水縮合就形成幾肽；由于氨基酸由C、H、O、N等元素組成，故其分解代謝終產(chǎn)物不僅有水、CO2，還有尿素；人體內(nèi)的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸，非必需氨基酸之間可以相互轉(zhuǎn)化，必需氨基酸則只能從食物中獲取。3.(2015·資陽模擬)同為組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生，取決于(

)A.兩者R基的不同 B.兩者的結(jié)構(gòu)完全不同C.酪氨酸的氨基多 D.精氨酸的羧基多【解析】選A。組成蛋白質(zhì)的氨基酸大約有20種，不同種類的氨基酸分子的差異主要與氨基酸分子中R基的差異有關(guān)?？键c二蛋白質(zhì)的合成1.合成場所及條件：(1)場所：核糖體。(2)條件：酶、能量(ATP)、氨基酸、mRNA、tRNA等。2.合成過程——脫水縮合：(1)參與脫水縮合的部位：一個氨基酸氨基中的-H與另一個氨基酸羧基中的-OH。R基中的氨基和羧基不參與脫水縮合。(2)脫水后連接相鄰氨基酸的化學(xué)鍵：肽鍵。書寫方式為、—CO—NH—或—NH—CO—。3.蛋白質(zhì)合成過程中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系：(1)氨基數(shù)和羧基數(shù)。①氨基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中的氨基數(shù)。②羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中的羧基數(shù)。(2)肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)和蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量。假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量1n-1n-1至少1個至少1個na-18(n-1)mn-mn-m至少m個至少m個na-18(n-m)【考題回訪】1.(2013·江蘇高考)下面關(guān)于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯誤的是(

)A.不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量不盡相同B.有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)具有相似的功能C.組成蛋白質(zhì)的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合D.組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合【解題指南】解答本題需要注意以下兩點：(1)明確蛋白質(zhì)種類不同的四大因素——氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序以及多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同。(2)明確脫水縮合的過程——羧基脫去羥基，氨基脫去氫原子，羥基和氫原子結(jié)合形成水分子?！窘馕觥窟xD。本題考查蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及合成過程。A項中，不同蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)量一般不同，故正確。B項中，有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶和胰淀粉酶，可以具有相似的功能，故正確。C項中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸可按不同的排列順序經(jīng)脫水縮合相連，故正確。D項中，氨基酸之間的脫水縮合方式都是相同的，都是脫水形成肽鍵，故錯誤。2.(2015·內(nèi)江模擬)下列關(guān)于肽鍵的說法，正確的是(

)A.在形成多肽的過程中形成的肽鍵數(shù)目一定等于所失去的水分子數(shù)B.肽鍵可以表示為CO—NH或NH—COC.幾條肽鏈在形成蛋白質(zhì)的過程中也通過肽鍵連接起來D.在鏈狀肽中一個十肽分子比一個八肽分子多一個肽鍵【解析】選A。氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵，所以肽鍵數(shù)等于脫去水分子數(shù)；肽鍵可以表示為—CO—NH—；肽鏈之間不能形成肽鍵；肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)，鏈狀肽中一個十肽分子比一個八肽分子多兩個肽鍵。【延伸探究】(1)C項中，肽鏈之間通過什么化學(xué)鍵連接成蛋白質(zhì)？提示：不同肽鏈之間通過氫鍵和二硫鍵等連接形成蛋白質(zhì)。(2)D項中的十肽分子肽鍵數(shù)目是幾個？提示：9個。鏈狀十肽分子是由10個氨基酸脫水縮合形成9個肽鍵形成的。【加固訓(xùn)練】1.如圖所示，一分子的胰島素原切去C肽(圖中箭頭表示切點)可轉(zhuǎn)變成一分子的胰島素(圖中數(shù)字表示氨基酸序號)。下列分析正確的是(

)A.胰島素分子具有50個肽鍵，合成它的過程中共脫去50分子水B.胰島素分子含有一個游離的氨基和一個游離的羧基C.沸水浴時肽鍵斷裂導(dǎo)致胰島素生物活性的喪失D.理論上可通過測定C肽的含量間接反映胰島B細(xì)胞的分泌功能【解析】選D。從圖中可以看出，保留的肽鏈中含有51(即30+21)個氨基酸，所以肽鍵的數(shù)目=51-2=49(個)，A錯。胰島素分子至少含有兩個游離的氨基和兩個游離的羧基，也可能含有更多的氨基和羧基(存在于R基中)，B錯。沸水浴時破壞的是胰島素的空間結(jié)構(gòu)而不是肽鍵，C錯。因為合成一個胰島素分子就要切去一段C肽，所以可以通過測定C肽的含量間接反映胰島B細(xì)胞的分泌功能。2.如圖是某蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中“▲”“★”“■”“●”等表示不同種類的氨基酸，圖中甲鏈由21個氨基酸組成，乙鏈由19個氨基酸組成，圖中“—S—S—”是在蛋白質(zhì)加工過程中由兩個“—SH”脫去2個H形成的。下列有關(guān)敘述中，錯誤的是(

)A.該蛋白質(zhì)多樣性的主要原因是氨基酸的排列順序B.該蛋白質(zhì)分子中至少含有兩個羧基C.圖中“—”代表的化學(xué)鍵是在高爾基體中形成的D.形成該蛋白質(zhì)分子時相對分子質(zhì)量減少了686【解析】選C。組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸；圖中“—”代表的化學(xué)鍵也包括肽鍵，肽鍵是在核糖體上通過脫水縮合形成的；在形成該蛋白質(zhì)分子的過程中脫去38分子的水，同時形成一個二硫鍵，失去2個氫，相對分子質(zhì)量減少38×18+2=686；通過分析肽鏈分子的結(jié)構(gòu)，不難發(fā)現(xiàn)每條肽鏈至少保留一個羧基(—COOH)和一個氨基(—NH2)。3.(2015·宜春模擬)如圖為某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中“—S—S—”為由兩個“—SH”形成的二硫鍵，其作用是連接兩條相鄰肽鏈。若該蛋白質(zhì)分子共由m個氨基酸組成，則形成一個該蛋白質(zhì)分子時生成的水分子數(shù)和減少的相對分子質(zhì)量分別為(

)A.m，18m B.m-4，18(m-4)C.m-3，18(m-3)+4 D.m-2，18(m-2)+4【解析】選D。圖中有3個多肽，中間一個為環(huán)狀肽，故失去水分子數(shù)為m-2，由于有2個二硫鍵，而形成一個二硫鍵失去2個“H”，故減少的相對分子質(zhì)量為18(m-2)+4。【知識總結(jié)】蛋白質(zhì)特殊情況的相關(guān)計算(1)若形成的多肽是環(huán)狀肽，則氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)。(2)在計算多肽相對分子質(zhì)量時，還要考慮一些其他化學(xué)變化過程，如二硫鍵(—S—S—)的形成，每形成一個二硫鍵，脫去2個H，故相對分子質(zhì)量減少2?！緜溥x考點】蛋白質(zhì)功能實例名稱分布功能絕大多數(shù)酶細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(催化作用)載體蛋白細(xì)胞膜運輸某些物質(zhì)，如離子、氨基酸等通道蛋白細(xì)胞膜運輸水、K+、Na+等糖蛋白細(xì)胞膜表面保護(hù)、潤滑、識別等核孔核膜核