【生物】2020届 一轮复习 人教版 生命活动的主要承担者——蛋白质 学案

【生物】2020届 一轮复习 人教版 生命活动的主要承担者——蛋白质 学案

‎2020届 一轮复习 人教版 生命活动的主要承担者——蛋白质 学案 考试说明 蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。‎ 考点一　蛋白质的结构和功能 ‎1.组成蛋白质的氨基酸及其种类 图1-3-1‎ ‎2.多肽与蛋白质的结构及其多样性 图1-3-2‎ ‎(1)元素组成(主要):a.　　　　　　　。 ‎ ‎(2)基本单位:b.　　　　。 ‎ ‎(3)①过程有水产生的原因是　。 ‎ ‎(4)肽键可表示为　　　　　　　　　　。直链多肽中b的数目与c的数目的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)d表示的是　　　　　　　。 ‎ ‎3.蛋白质的功能 将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来。‎ ‎　　实例　　　　　　　　　功能 ‎①肌肉、毛发等 (a)免疫功能 ‎②血红蛋白 (b)调节作用 ‎③抗体 (c)催化作用 ‎④胰岛素 (d)运输作用 ‎⑤唾液淀粉酶 (e)细胞和生物体的结构蛋白 正误辨析 ‎(1)具有氨基和羧基的物质就是构成蛋白质的氨基酸。 (　　)‎ ‎(2)人体内不同氨基酸之间的差异是由DNA决定的。 (　　)‎ ‎(3)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。 (　　)‎ ‎(4)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。 (　　)‎ ‎(5)蛋白质中肽链的盘曲和折叠被解开时,其特定功能并未发生改变。 (　　)‎ ‎(6)蛋白质结构具有多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构不同,只要有其中一项不同,蛋白质的结构就不同。 (　　)‎ ‎(7)蛋白质在核糖体上合成后已具有正常生理功能。 (　　)‎ ‎(8)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。 (　　)‎ 教材拾遗 ‎[必修1　P23] 在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物,高温加热后鸡蛋清会呈白色固体状态,导致蛋白质出现这两种情况的原因是否相同?试进行分析。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎1.蛋白质的结构层次及其多样性 ‎(1)氨基酸的脱水缩合 ‎①过程:一个氨基酸分子中的氨基(—NH2)和另一个氨基酸分子中的羧基(—COOH)相连接,同时脱去一分子水。‎ ‎②二肽形成示例,如图1-3-3所示。‎ 图1-3-3‎ ‎③肽键:连接两个氨基酸分子的化学键可表示为—CO—NH—。‎ ‎(2)蛋白质的结构层次 图1-3-4‎ ‎①肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽,含三个及三个以上氨基酸分子的可称为多肽。‎ ‎②H2O中各元素的来源:H来自—COOH和—NH2,O来自—COOH。‎ ‎③一条肽链上氨基数或羧基数的确定: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(或羧基)在R基上。‎ ‎2.蛋白质的结构多样性决定其功能多样性 图1-3-5‎ 命题角度1　考查氨基酸种类及结构特点 ‎1.[2018·江苏常州一中模拟] 图1-3-6是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是 (　　)‎ 图1-3-6‎ A.三种化合物可以用一个结构通式表示 B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基 C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应 D.三种化合物两两结合形成的物质中游离氨基数相同 题后归纳　“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 图1-3-7‎ 命题角度2　考查蛋白质结构及多样性 ‎2.图1-3-8是某一多肽链的分子结构式,据图分析,下列叙述错误的是 (　　)‎ 图1-3-8‎ A.①是氨基,⑤是羧基 ‎ B.该肽链中只有一个肽键,是④‎ C.该肽链中的R基有②③⑥ ‎ D.该多肽形成时失去了两分子水 ‎3.[2018·黑龙江大庆铁人中学模拟] 朊病毒蛋白(PrP)有两种构象: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 题后归纳　蛋白质结构的3点提醒 ‎(1)不要将氨基写为NH2或—NH3;不要将羧基写为或COOH;也不要将肽键写为CO—NH或。‎ ‎(2)氨基酸数目≠氨基酸种类:组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千,但构成生物体蛋白质的氨基酸种类约有20种。‎ ‎(3)多肽≠蛋白质:在核糖体上经脱水缩合形成的多肽往往没有生物活性,由一条或多条肽链通过一定化学键(如二硫键等)盘曲、折叠形成具有复杂空间结构的蛋白质才能行使特定功能。‎ 命题角度3　结合生活实践综合考查蛋白质的功能 ‎4.下列生理过程中,没有蛋白质直接参与的是 (　　)‎ A.线粒体基质中的CO2进入细胞质基质的过程 B.有丝分裂间期DNA进行半保留复制的过程 C.受精作用过程中精子与卵细胞的识别过程 D.免疫系统清除侵入内环境的病原体的过程 ‎ ‎5.[2018·成都七中模拟] HSP是机体细胞受高温刺激后合成的一类热休克蛋白。该蛋白可发挥如图1-3-9所示的 作用,以保护机体细胞不受破坏。图中HSP起的作用是 (　　)‎ 图1-3-9‎ A. 促进肽键的形成 B. 抑制氨基酸脱水缩合 C. 促使肽链形成空间结构 D. 维持蛋白质结构稳定性 题后归纳　几种常考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O2‎ 和部分CO2‎ 糖蛋白(受体蛋白)等 细胞膜表面 保护、润滑、‎ 识别等作用 结构蛋白 细胞膜、肌纤维等 构成细胞和 生物体的成分 考点二　蛋白质的相关计算 ‎1.蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算 ‎(1)至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数。‎ ‎(2)游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。‎ ‎2.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的关系 ‎(1)肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。‎ ‎(2)蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。‎ 肽链 数 氨基 酸数 肽键 数 脱去的 水分子数 多肽链相对 分子质量 氨基 数 羧基 数 ‎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:氨基酸的平均相对分子质量为a。‎ ‎3.与蛋白质中的氮原子数、氧原子数相关的计算 ‎(1)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为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。‎ ‎(2)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数。‎ ‎(3)氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数-脱去的水分子数。‎ 命题角度1　直链肽的相关计算 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1.[2018·山东聊城高二模拟] 某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)2个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图1-3-10所示)得到几种不同的有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在,下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述,错误的是 (　　)‎ 图1-3-10‎ A.肽键数目减少4个 ‎ B.氨基和羧基分别增加4个 C.氢原子数目增加8个 ‎ D.氧原子数目增加2个 题后拓展　分析“碳骨架”,确定氨基酸种类和数目 当题目中给出肽链的结构简式时,首先找出“中心碳原子”和“—CO—NH—”交替连接构成的“基本骨架”,然后在肽键中间“断开”,即可数出氨基酸的个数,通过比较R基的种类数可得出氨基酸的种类数。‎ 命题角度2　环状肽的相关计算 ‎2.[2019·河南林州一中调研] 某蛋白质的结构如图1-3-11所示,其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键,若该蛋白质由m个氨基酸构成,则每分子蛋白质在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为 (　　)‎ 图1-3-11‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.m个、18m ‎ B.(m-4)个、18(m-4)‎ C.(m-3)个、18(m-3)+4 ‎ D.(m-2)个、18(m-2)+4‎ 题后归纳　‎ 图1-3-12‎ ‎(1)环状肽的结构与计算 环状肽如图1-3-12所示:‎ 根据图示可知,肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连,故形成一个环状肽时,比形成一条直链肽要多脱去一个水分子)。‎ ‎(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,要考虑脱去的H的质量,每形成一个二硫键,脱去2个H。‎ 命题角度3　利用原子守恒法进行蛋白质的计算 ‎3.[2018·山西太原五中模拟] 经测定,某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是以下列氨基酸中的几种为原料合成的,苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽链的叙述错误的是(　　)‎ A.该肽链是三肽化合物 B.水解后能产生3种氨基酸 C.氢原子数和氧原子数分别是32和5‎ D.在核糖体上形成时相对分子质量减少了54‎ 真题·预测 ‎1.[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 ‎2.[2018·江苏卷] 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。两者结构简式如图1-3-13所示,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是 (　　)‎ 图1-3-13‎ 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 ‎3.[2017·海南卷] 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 ‎4.[2017·江苏卷] 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 ‎1.下列有关肽键的叙述,错误的是 (　　)‎ A.多肽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 ‎2.纤毛是某些原核细胞和真核细胞表面伸出的、能运动的突起,精子的尾部也属于纤毛。纤毛的运动与其含有的动力蛋白有关,动力蛋白具有ATP酶的活性,能通过自身空间结构的改变引起运动。下列说法合理的是 (　　)‎ A. 真核细胞和原核细胞中合成动力蛋白的细胞器不同 B. 动力蛋白具有催化功能,通过提供能量与改变结构引起纤毛运动 C. 纤毛运动中动力蛋白通过肽键的合成与断裂改变空间结构 D. 动力蛋白基因突变可能导致男性不育 ‎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.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(残基)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。‎ ‎4.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,是蛋白质结构具有多样性的直接原因。‎ ‎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。‎ 生命活动的主要承担者——蛋白质 考点一 ‎【知识梳理】‎ ‎1.C、H、O、N　　氨基　羧基 同一个碳原子上　非必需　必需 ‎2.(1)C、H、O、N　(2)氨基酸 ‎(3)氨基酸脱水缩合形成多肽 ‎(4)—NH—CO—　直链多肽中肽键的数目=氨基酸的数目-肽链的数目　(5)功能多样性 ‎3.①-(e)　②-(d)　③-(a)　④-(b)　⑤-(c)‎ 正误辨析 ‎(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×‎ ‎[解析] (1)构成蛋白质的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,且它们连接在同一个碳原子上,故具有氨基和羧基的物质不一定是构成蛋白质的氨基酸。‎ ‎(2)DNA控制蛋白质的合成,而不是控制氨基酸的合成。‎ ‎(3)组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同。‎ ‎(4)蛋白质的不同肽链间可通过二硫键等化学键连接,不一定是肽键。‎ ‎(5)蛋白质的空间结构被破坏,其特定功能会改变。‎ ‎(6)蛋白质结构具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同,以及蛋白质的空间结构不同,而不是氨基酸的空间结构不同。‎ ‎(7)多数蛋白质在核糖体上合成后需经过加工才具有正常生理功能。‎ ‎(8)每种蛋白质不一定都含有20种氨基酸。‎ 教材拾遗 ‎　 不同。在食盐作用下析出蛋白质,蛋白质本身的结构没有改变,仍维持原有的生物活性;高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变,丧失了原有的生物活性。‎ ‎【对点训练】‎ ‎1.B　[解析] 三种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示,A正确;题图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”,B错误;双缩脲试剂与蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中有肽键,氨基酸中无肽键,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数都是1,D正确。‎ ‎2.B　[解析] 分析题图可知,①为氨基,⑤为羧基,A正确;该多肽链中共有2个肽键,B错误;该肽链中的R基有3个,为题图中②③⑥,C正确;该多肽链中有2个肽键,形成时失去两分子水,D正确。‎ ‎3.C　[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。‎ ‎4.A　[解析] CO2从线粒体基质进入细胞质基质的方式是自由扩散,不需要蛋白质的参与;DNA进行半保留复制的过程中需要解旋酶和DNA聚合酶的相关作用,这些酶属于蛋白质;受精作用过程中精子与卵细胞的识别过程与细胞膜上的糖蛋白有关;免疫系统清除侵入内环境的病原体的过程中,产生的抗体属于蛋白质。‎ ‎5.C　[解析] 分析题图可知,HSP能促进多肽链转变成蛋白质,即促使肽链形成空间结构,C项正确,A、B、D三项均错误。 ‎ 考点二 ‎【对点训练】‎ ‎1.D　[解析] 题述五十肽脱掉其中的2个丙氨酸(位于肽链中间),在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键,因此肽键数目减少4个,A正确;断裂四个肽键,即水解形成4个氨基和4个羧基,B正确;脱掉丙氨酸的过程需要4个水分子参与水解,所以氢原子数目增加8个,氧原子数目增加4个,C正确,D错误。‎ ‎2.D　[解析] 该蛋白质由一条环肽和两条肽链构成,脱去的水分子数等于肽键数,即(m-2)个。减少的相对分子质量应为18(m-2)+4,其中4是因为有两个二硫键,每形成一个二硫键,就要脱去2个H,所以共脱去4个H。‎ ‎3.A　[解析] 分析题干信息可知,题干中给出的几种氨基酸都只含有一个氮原子,因此分子式为C21HxOyN4S2的多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽,A错误;该化合物中含有2个硫原子,因此分子式是C21HxOyN4S2的多肽中含有2个半胱氨酸(C3H7O2NS),由碳原子数可推知除了两个半胱氨酸,还有两个氨基酸参与该多肽的形成,分别是苯丙氨酸和亮氨酸,所以该四肽化合物水解产生的氨基酸有3种,多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5,B、C正确;4个氨基酸脱水缩合形成多肽时脱去了3个水分子,相对分子质量减少了54,D正确。‎ ‎【五年真题】‎ ‎1.C　[解析] 蛋白质的功能包括组成细胞和生物体的结构(如组成肌肉的某些蛋白质)、免疫(如抗体)、运输(如血红蛋白)、调节(如蛋白质类激素)、催化(如大多数酶)等,A、B、D项正确。血红蛋白是由蛋白质结合Fe2+形成的,是具有运输O2功能的蛋白质,C项错误。‎ ‎2.D　[解析] 两种激素都是由六肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物,A项错误。氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢分别来自羧基和氨基,‎ B项错误。肽链中游离氨基的数目取决于参与构成肽链的氨基酸种类,C项错误。由题干和图可知,两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同,D项正确。‎ ‎3.C　[解析] 蛋白质的空间结构决定了它的理化性质以及生物活性,A项正确。数量、种类相同的氨基酸排列顺序不同,形成的肽链不同,B项正确。蛋白质在NaCl溶液中结构不变,生物活性不变,C项错误。氨基酸序列相同的多肽链折叠方式不同,会形成不同的空间结构, D项正确。‎ ‎4.A　[解析] 环状肽分子中肽键数与氨基酸数一致,A项正确。蛋白质可由1条多肽链构成,B项错误。蛋白质变性是其特定的空间构象改变,肽键没有断裂,仍能与双缩脲试剂发生反应,C、D项错误。‎ ‎【2020预测】‎ ‎1.D　[解析] 在链状肽中,肽键数=含有的氨基酸数-肽链数,在环状肽中,肽键数=含有的氨基酸数,A正确;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,其可表示为,不含碳碳双键,D错误。‎ ‎2.D　[解析] 动力蛋白的化学本质是蛋白质,真核细胞和原核细胞中合成动力蛋白的细胞器均是核糖体,A错误;动力蛋白具有ATP酶的活性,催化ATP水解放能从而改变结构引起纤毛运动,具有催化功能的动力蛋白不能提供能量,B错误;纤毛运动与其含有的动力蛋白有关,但该过程中没有肽键的合成与断裂,C错误;精子的尾部属于纤毛,纤毛的运动与其含有的动力蛋白有关,动力蛋白基因突变可能会导致精子的运动能力降低,从而引起男性不育,D正确。‎