高考調(diào)研·2016高考生物(新課標)一輪配套教學(xué)教案：03生命活動地主要承擔者-蛋白質(zhì)

第3講生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)考綱要求蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能(Ⅱ)教材導(dǎo)學(xué)一、基本組成單位——氨基酸1.種類在生物體內(nèi)約有________種。其種類是由________基決定的。2.分類①________：人體細胞不能合成，必須從外界直接獲取，8種(嬰兒9種)。②________：人體細胞能夠合成的，12種。3.結(jié)構(gòu)通式4.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點每個氨基酸分子至少有________，且都有一個氨基和一個羧基連在________。二、多肽1.氨基酸形成多肽的方式________。2.場所________。3.形成二肽的過程4.肽鍵的結(jié)構(gòu)________。三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能1.結(jié)構(gòu)層次氨基酸排列順序、多肽鏈折疊和盤繞、蛋白質(zhì)分子天然折疊、蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用。2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性 ①________不同(1)氨基酸 ②________成百上千 ③________千變?nèi)f化(2)多肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的________千差萬別。3.蛋白質(zhì)功能的多樣性(1)構(gòu)成________的重要物質(zhì)，稱為________蛋白，如羽毛、蛛絲等。(2)對細胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有________作用，如酶。(3)具有________功能，如血紅蛋白。(4)起________作用，能夠________機體的生命活動，如胰島素。(5)具有________作用，如抗體。4.蛋白質(zhì)在生命活動中的意義一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是________。5.蛋白質(zhì)鑒定蛋白質(zhì)與________呈現(xiàn)紫色。自我校對一、1.20R2.①必需氨基酸②非必需氨基酸4.一個氨基和一個羧基同一個碳原子上二、1.脫水縮合2.核糖體4.—NH—CO—三、2.(1)①種類②數(shù)目③排列順序(2)空間結(jié)構(gòu)3.(1)細胞和生物體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(2)催化(3)運輸(4)信息傳遞調(diào)節(jié)(5)免疫4.生命活動的主要承擔者5.雙縮脲試劑基礎(chǔ)自測判斷正誤(1)各種氨基酸理化性質(zhì)不同的原因在于R基的不同。()(2)評價蛋白質(zhì)食品營養(yǎng)價值主要依據(jù)其必需氨基酸的種類和含量。 ()(3)每種氨基酸分子都含有一個氨基和一個羧基，且連在同一個碳原子上。 ()(4)人體必需的氨基酸稱為必需氨基酸，共8種。 ()(5)組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合。()(6)細胞中氨基酸種類和數(shù)目相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)。()(7)沸水浴加熱之后，構(gòu)成胰島素的肽鏈充分伸展并斷裂。()(8)蛋白質(zhì)肽鏈的盤曲和折疊被解開時，其特定功能并未發(fā)生改變。 ()(9)蛋白質(zhì)都是由20種氨基酸脫水縮合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。()(10)蛋白質(zhì)在核糖體中合成后已具有正常的功能。()(11)細胞內(nèi)以及細胞間傳遞信息的物質(zhì)都是蛋白質(zhì)。()(12)同一生物體的不同細胞中所含的蛋白質(zhì)不完全相同。()(13)有些氨基酸不能在人體細胞中合成。 ()(14)蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)。 ()(15)有些蛋白質(zhì)是染色體的組成成分。 ()(16)蛋白質(zhì)區(qū)別于脂質(zhì)的特有元素是氮。 ()(17)洋蔥根尖細胞染色體的復(fù)制過程涉及肽鍵數(shù)量的變化。()(18)一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，并分別位于肽鏈的兩端。 ()【答案】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)×(11)×(12)√(13)√(14)√(15)√(16)×(17)√(18)√考點突破考點一氨基酸的判斷1.氨基酸結(jié)構(gòu)特點2.氨基酸的種類結(jié)構(gòu)特點至少有一個氨基和一個羧基都有一個氨基和羧基連在同一個碳原子上約20種能否在人體內(nèi)合成(依據(jù))必需氨基酸8種非必需氨基酸(12種)巧記8種必需氨基酸：一(異亮氨酸)家(甲硫氨酸)來(賴氨酸)寫(纈氨酸)兩(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)書(蘇氨酸)?！纠?】

如圖是四種構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)式，下列敘述錯誤的是 ()A.構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.上述四種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2—OH、—CH2—COOHC.R基中可以有氨基或羧基D.只要含有氨基和羧基的化合物就是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸【解析】

氨基酸結(jié)構(gòu)中至少有一個氨基與一個羧基連接在同一個碳原子上，而D選項只說明化合物含有氨基和羧基，但它們不一定連接在同一個碳原子上?！敬鸢浮緿考點二蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次及其多樣性2.三個角度分析蛋白質(zhì)多樣性的原因千變?nèi)f化的環(huán)境條件→通過自然選擇保留適應(yīng)環(huán)境的個體及個體內(nèi)的蛋白質(zhì)→個體的多樣性和蛋白質(zhì)的多樣性生物進化千變?nèi)f化的堿基對排列順序→遺傳信息的多樣性→蛋白質(zhì)的多樣性遺傳物質(zhì)氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序及多肽鏈盤曲折疊形成的空間結(jié)構(gòu)→結(jié)構(gòu)多樣性→功能多樣性蛋白質(zhì)本身蛋白質(zhì)多樣性的原因分析角度【例2】(2011·北京)胰島素的A、B兩條肽鏈是由一個基因編碼的。下列有關(guān)胰島素的敘述，正確的是 ()A.胰島素基因的兩條DNA單鏈分別編碼A、B兩條肽鏈B.沸水浴加熱之后，構(gòu)成胰島素的肽鏈充分伸展并斷裂C.胰島素的功能取決于氨基酸的序列，與空間結(jié)構(gòu)無關(guān)D.核糖體合成的多肽鏈需經(jīng)蛋白酶的作用形成胰島素【解析】

由題干信息，不能確定胰島素的A、B兩條肽鏈是由胰島素基因的兩條DNA單鏈分別編碼的，故A錯誤；高溫僅破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，不能破壞肽鍵而使肽鏈斷裂；胰島素的功能不僅取決于氨基酸序列，還與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān)；核糖體上合成的2條多肽鏈在蛋白酶的作用下去掉部分肽段后形成具有特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。【答案】D【例3】

下列生理活動與蛋白質(zhì)功能無關(guān)的是 ()A.氨基酸被運輸進入細胞內(nèi)B.細胞質(zhì)中的氨基酸被運輸?shù)胶颂求w上C.葡萄糖在細胞內(nèi)氧化分解D.激素被靶細胞識別【解析】

氨基酸被運輸進入細胞需要載體蛋白參與；細胞質(zhì)中的氨基酸被運輸?shù)胶颂求w上是tRNA完成的；葡萄糖的氧化分解需要酶的催化；激素被靶細胞識別需要細胞膜上的糖蛋白完成?！敬鸢浮緽考點三蛋白質(zhì)相關(guān)計算1.理解蛋白質(zhì)(多肽)的形成過程(1)一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端；其余的氨基和羧基在R基上。(2)H2O中的H來自于—COOH和—NH2，而O則只來自于—COOH。(3)參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。2.相關(guān)計算(1)蛋白質(zhì)分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系：①肽鍵數(shù)=失去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)；②蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量-脫去水分子數(shù)×18。至少n個至少n個am-18(m-n)m-nm-nmn條至少1個至少1個am-18(m-1)m-1m-1m1條羧基數(shù)目氨基數(shù)目多肽鏈相對分子質(zhì)量脫去水分子數(shù)肽鍵數(shù)目氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)目注：氨基酸平均分子質(zhì)量為a。(2)蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)目的計算：①至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)。②游離氨基或羧基數(shù)目=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)。(3)蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計算：①N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中N原子總數(shù)。②O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中O原子總數(shù)-脫去水分子數(shù)。(4)氨基酸數(shù)目與相應(yīng)DNA、RNA片段中堿基數(shù)目的關(guān)系：DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì)堿基數(shù)∶堿基數(shù)∶氨基酸數(shù)

6∶3∶1【注意】(1)若形成的多肽是環(huán)狀：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，相對分子質(zhì)量減少2?！纠?】

有關(guān)下圖中蛋白質(zhì)的敘述，正確的是 ()A.含有兩條肽鏈B.共有126個肽鍵C.R基中共含17個氨基D.形成該蛋白質(zhì)時共脫掉125個水分子【思路分析】①坐標圖中“羧基的總數(shù)”和“R基上的羧基數(shù)目”是關(guān)鍵信息。羧基的總數(shù)減去R基上的羧基數(shù)目就是肽鏈一端的羧基數(shù)目。②每條肽鏈一端是羧基，另一端是氨基，因此肽鏈一端的羧基數(shù)目就是肽鏈數(shù)目。【解析】

蛋白質(zhì)中的羧基總數(shù)=R基上羧基數(shù)+肽鏈一端游離的羧基數(shù)，所以可知有17-15=2條肽鏈；該蛋白質(zhì)合成脫下的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=126-2=124；R基上的氨基數(shù)=氨基總數(shù)-肽鍵數(shù)=17-2=15?！敬鸢浮緼【例5】

如圖表示胰島素分子中一條多肽鏈，其中有3個甘氨酸且分別位于第8、20、23位。下列敘述正確的是()A.圖中多肽至少含有一個羧基(位于第1位)和一個氨基(位于第30位)B.用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個甘氨酸，形成的產(chǎn)物比原多肽多5個氧原子C.用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個甘氨酸，形成的產(chǎn)物中有4條多肽D.該多肽釋放到細胞外需要經(jīng)過兩種細胞器的加工【解析】

一條多肽鏈至少含有一個羧基和一個氨基，但不能確定哪一端是氨基，哪一端是羧基；每除去一個甘氨酸會破壞兩個肽鍵，每水解一個肽鍵會增加一個氧原子，因此新形成的產(chǎn)物中氧原子數(shù)比原多肽的氧原子數(shù)多6個；第20位和第23位間形成的產(chǎn)物是二肽，因此用特殊水解酶選擇性除去該鏈中的三個甘氨酸，形成的產(chǎn)物中有三條多肽和一個二肽；該多肽釋放到細胞外需要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體這兩種細胞器的加工。【答案】D精要點撥有關(guān)蛋白質(zhì)的計算公式有很多，把握好氨基酸的結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的形成過程是解題的根本。(1)每個氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，再有多余的氨基或羧基，則位于R基，而脫水縮合過程中，脫去的水中的H來自—NH2，OH來自—COOH，若不考慮R基中的氨基或羧基，每條鏈至少含有一個氨基和一個羧基，若考慮R基，加上R基中含有的氨基或羧基即可。(2)脫水縮合過程中脫去一分子水，產(chǎn)生一個肽鍵，因此肽鍵數(shù)和脫去水分子數(shù)相等，對于一個由肽鏈組成的多肽來說，肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)，注意：對于環(huán)狀肽來說，肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)。(3)蛋白質(zhì)是氨基酸脫水縮合而成，因此蛋白質(zhì)的分子量=總的氨基酸的分子量-脫去水的分子量。(4)若去掉多肽鏈中的某個氨基酸，處于首、尾的氨基酸，每去掉一個，打開一個肽鍵，加一分子水，氨基、羧基各增加一個；位于中間的氨基酸則每去掉一個，打開兩個肽鍵，加兩分子水，氨基、羧基分別增加兩個。課堂練習(xí)1.教材原話填空。(1)8種氨基酸是人體細胞________(嬰兒有9種，比成人多的一種是組氨酸)，必須從外界環(huán)境中直接獲取，這些氨基酸叫做________氨基酸，如賴氨酸、苯丙氨酸等。(2)細胞內(nèi)，氨基酸的數(shù)目成百上千，氨基酸形成肽鏈時，不同種類氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的盤區(qū)、折疊方式及其形成的________千差萬別，因此，蛋白分子的結(jié)構(gòu)是極其多樣的。(3)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多種多樣，在細胞中承擔的功能也是多樣的。許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，稱為________。例如，羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。細胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化。大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。有些蛋白質(zhì)具有________的功能。有些蛋白質(zhì)起________作用，能夠調(diào)節(jié)機體的生命活動。有些蛋白質(zhì)有免疫功能，人體內(nèi)________是蛋白質(zhì)。一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的________。答案

(1)不能合成的必需(2)空間結(jié)構(gòu)(3)結(jié)構(gòu)蛋白運輸信息傳遞抗體主要承擔者2.①②③依次為丙氨酸、絲氨酸和天冬氨酸的結(jié)構(gòu)式。由2個丙氨酸、3個絲氨酸和1個天冬氨酸脫水縮合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目分別是 ()A.1、1、5 B.1、2、5C.1、2、6 D.6、7、5解析由氨基酸脫水縮合所形成的化合物中至少有1個游離的氨基和1個游離的羧基，據(jù)圖可知只有天冬氨酸的R基中含有1個羧基；因此游離的氨基數(shù)是1，游離的羧基數(shù)是2；總共有6個氨基酸參與形成化合物，因此形成5個肽鍵。答案B3.蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，下列有關(guān)蛋白質(zhì)的敘述錯誤的是 ()A.從化學(xué)本質(zhì)上說，全部抗體、絕大多數(shù)的酶、部分激素屬于蛋白質(zhì)B.細胞分化的過程中，細胞膜上的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量會發(fā)生改變C.在癌變過程中，細胞膜上出現(xiàn)的不同于正常細胞的蛋白質(zhì)會成為抗原D.人血紅蛋白含574個氨基酸，合成一分子該蛋白質(zhì)脫去573個水分子解析抗體、絕大多數(shù)的酶、部分激素(胰島素、生長激素等)是蛋白質(zhì)；細胞分化時，細胞器的種類和數(shù)量及細胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量會發(fā)生改變；癌變過程中，癌細胞膜上與正常細胞不同的蛋白質(zhì)會成為抗原；人血紅蛋白由四條肽鏈組成，脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=574-4=570。答案D4.蛋白質(zhì)是細胞膜的重要組成成分，下列不能體現(xiàn)膜蛋白功能的是 ()A.根細胞膜上的載體B.A型血的人紅細胞表面的凝集原C.B型血的人血清中的凝集素D.甲狀腺細胞上接受促甲狀腺激素的受體解析膜蛋白為構(gòu)成生物膜的重要成分之一，不同的膜蛋白有不同的功能。人血清中的凝集素為血清蛋白，不是膜蛋白。答案C5.層粘連蛋白是由一條重鏈(A鏈)和兩條輕鏈(B1、B2鏈)構(gòu)成的高分子糖蛋白，作為細胞結(jié)構(gòu)成分，含有多個結(jié)合位點并對保持細胞間粘連及細胞分化等都有作用，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖，該蛋白質(zhì)共由m個氨基酸構(gòu)成，則下列有關(guān)說法錯誤的是 ()A.該蛋白質(zhì)中含有肽鍵數(shù)為m-3，而指導(dǎo)其合成的基因中至少含有核苷酸對數(shù)為3mB.該蛋白質(zhì)可能在細胞間信息傳遞中具有重要作用C.該蛋白質(zhì)的合成需要核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等結(jié)構(gòu)參與D.皮膚癌細胞中層粘連蛋白基因表達活躍解析根據(jù)題意，層粘連蛋白由3條肽鏈構(gòu)成，故含肽鍵數(shù)為m-3，因該蛋白質(zhì)共由m個氨基酸構(gòu)成，指導(dǎo)其合成的基因中至少含有核苷酸對數(shù)為3m；由“糖蛋白”可推知，該蛋白質(zhì)可能在細胞間信息傳遞中具有重要作用；因糖蛋白是由蛋白質(zhì)和多糖鏈結(jié)合而成的，故其合成需要核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等結(jié)構(gòu)的參與；由“對保持細胞間粘連及細胞分化等都有作用”可推知，皮膚癌細胞中層粘連蛋白應(yīng)該較少，所以層粘連蛋白基因表達不活躍。答案D6.某50肽中有丙氨酸(R基為—CH3)4個，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應(yīng)位置如圖)得到4條多肽鏈和5個氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有關(guān)敘述錯誤的是 ()A.該50肽水解得到的幾種有機物比原50肽增加了4個氧原子B.若將得到的5個氨基酸縮合成一個5肽，則有5種不同的氨基酸序列C.若新生成的4條多肽鏈共有5個羧基，那么其中必有1個羧基在R基上D.若