2020版高考生物复习第1单元第3讲蛋白质的结构和功能教学案苏教版必修1.docx

第3讲蛋白质的结构和功能考纲展示蛋白质的结构和功能()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2蛋白质的结构及其多样性(1)多肽的形成及过程过程a名称：脱水缩合；场所：核糖体。物质b：二肽。多个氨基酸发生a过程形成的产物被称为多肽。结构c：肽键，其结构简式为NHCO(或CONH)。H2O中H原子的来源：H来自相邻氨基酸的氨基(NH2)和羧基(COOH)；O来源于羧基(COOH)。由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有1个游离的氨基和1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)蛋白质的结构层次氨基酸多肽蛋白质(3)蛋白质结构多样性的原因3蛋白质的功能(连线)肌肉、毛发等 a免疫功能绝大多数酶 b信息传递和调节血红蛋白 c催化作用胰岛素 d运输功能抗体 e构成细胞和生物体提示：ecdba判断与表述1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。()提示：构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(2)生物体内组成蛋白质的氨基酸中，不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。()(3)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。(4)蛋白质在核糖体上合成后已具有正常生理功能。()提示：多数蛋白质在核糖体上合成后需加工才具有正常生理功能。(5)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。(6)在蛋白酶的作用下，蛋白质水解过程中肽键断裂。()2思考回答(规范表述)(1)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现白色固态状，导致蛋白质出现这两种情况的原理相同吗？说明理由。提示：不相同。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。(2)头发和肌肉的主要成分均为蛋白质，但功能相差极大，从氨基酸的角度分析原因。提示：组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。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3区别蛋白质的三种变化(1)盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。(2)变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。(3)水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。考法1考查组成蛋白质的氨基酸解题指导 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸1层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链()和两条轻链(1、2)经二硫键交联而成。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是()AD层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，所以彻底水解产物有糖类和氨基酸，可能获得葡萄糖；B、C所示氨基酸结构符合组成蛋白质的氨基酸结构特点，故可能会产生；D中所示氨基酸不符合组成蛋白质的氨基酸的结构特点，其中的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上。2(2019湖北黄冈一中起点考试)如图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是()A结构在生物体内约有20种 B氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自于和 C结构中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合 D生物体内n个氨基酸形成1条多肽链需要n种密码子A为氨基，为羧基，为侧链基团(R基)。构成人体的氨基酸约有20种，A项正确。氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自，B项错误。R基中的氨基或羧基不参与脱水缩合，C项错误。生物体内n个氨基酸形成1条多肽链需要n个密码子而不是需要n种密码子，D项错误。考法2考查蛋白质的结构和功能3下列有关蛋白质的叙述中，正确的是()A若某蛋白质中含有N条多肽链，则其含有N个氨基B生物膜上的蛋白质有的能运输物质，有的能起催化作用，有的能与神经递质结合C蔗糖酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖，并产生ATPD蛋白质功能的多样性决定其结构的多样性B若某蛋白质中含有N条多肽链，则其至少含有N个氨基，A项错误；生物膜上的蛋白质，载体蛋白能运输物质，信号转导过程中的信号传递蛋白的胞外部分接受信号分子、胞内部分具有催化作用，突触后膜上的受体蛋白能与神经递质结合，B项正确；蔗糖酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖，但没有产生ATP，C项错误；蛋白质结构的多样性决定其功能的多样性，D项错误。4(2018全国卷)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C浆细胞产生的特异性抗体可与相应抗原结合而发挥免疫功能，A项正确；肌细胞中的肌球蛋白、肌动蛋白等参与肌肉收缩的过程，B项正确；参与氧气运输的血红蛋白中有Fe2，而没有Mg2，C项错误；染色体主要由蛋白质和DNA组成，所以细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分，D项正确。归纳总结 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等糖蛋白细胞膜外表面保护、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考点二| 蛋白质和核酸的比较1填表比较核酸和蛋白质项目核酸蛋白质DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等组成单位氨基酸合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、排列顺序及多肽链盘曲折叠形成的空间结构联系核酸控制蛋白质的合成2.DNA、蛋白质和生物多样性的关系(1)生物多样性的根本原因是基因的多样性。(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。判断与表述1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)氨基酸数量及序列影响蛋白质的结构和功能。()(2)脱氧核苷酸数目及序列决定DNA的空间结构。()提示：脱氧核苷酸数目及序列决定DNA的多样性，DNA的空间结构是双螺旋结构，不是由脱氧核苷酸数目和序列决定的。(3)蛋白质与核酸的合成过程均需对方的参与和作用。()(4)蛋白质多样性的根本原因是核酸具有多样性。()2据图思考(规范表述)生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用d或e表示，请分析回答：(1)A、B、C分别表示_；a、b、c分别表示_。(2)人体细胞中的n共有_种，d共有_种。(3)d、e都能水解吗？_。(4)C具有多样性，从c的角度分析原因是_。A具有多样性的主要原因是_。答案：(1)DNA、RNA、蛋白质脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸(2)58(3)d能水解为m、f和n；e为氨基酸，不能水解(4)氨基酸的种类、数目和排列顺序不同a的排列顺序千变万化1核酸和蛋白质的关系(1)DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系(3)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”2各种有机物的组成、种类、结构和功能总结考法1核酸和蛋白质的综合考查解题指导 明确蛋白质与核酸概念图的转换依据图1图21图1是通过蛋白质与核酸间的关系构建的概念图，判断的依据是中心法则。 图中A、B、C依次为DNA、mRNA和蛋白质。X代表的元素为N、P，Y代表的元素中一定有N，也可能含有其他元素，单体a、b、c依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。2图2是通过结构中的化合物组成构建的概念图，判断的依据是染色体和细胞膜的物质组成。 图中甲、乙、丙分别是DNA、蛋白质和磷脂。1(2018全国卷)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A真核细胞染色体和染色质中都存在DNA蛋白质复合物B真核细胞的核中有DNA蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶B真核细胞染色体和染色质主要由DNA和蛋白质组成，因此都存在DNA蛋白质复合物，A正确；原核细胞的拟核含一个裸露的环状DNA分子，该DNA的复制及转录都需要酶催化，故拟核中存在由DNA和酶构成的DNA蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶的作用，DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，故复合物中参与DNA复制的蛋白质可能是DNA聚合酶，C正确；如果复合物中正在进行RNA的合成，则复合物中含有RNA聚合酶，因为核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键需要RNA聚合酶的催化，D正确。2分析HIV的化学组成，得到下图所示组成关系，相关叙述正确的是()Aa甲的过程在HIV的核糖体上完成B乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基Ca与a之间通过“NHCOOH”相连接DHIV的遗传信息储存在大分子乙中D首先由图中HIV联想到RNA和蛋白质，然后推出甲、乙两种物质分别是蛋白质和RNA，a、b是构成甲、乙的小分子物质，所以a、b可能是氨基酸和核糖核苷酸，最后根据元素组成，再确认甲、a分别是蛋白质和氨基酸，乙、b分别是RNA和核糖核苷酸。HIV无细胞结构，只有侵入宿主细胞，利用宿主细胞的核糖体才能合成自身的蛋白质；RNA中含有U而不含有T；氨基酸之间通过肽键“NHCO”相连接；RNA是HIV的遗传物质。3(2019蚌埠检测)如图表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能，其中C、D、E1、E2为小分子化合物，F、G、H、I、J均为高分子化合物。下列分析不正确的是()A控制生物性状的物质是FBC和D共有的元素有C、H、O、NCE1和E2的区别是空间结构不同DJ具有改变化学反应速率的作用C依题意并分析图示可知：C为核苷酸，D为氨基酸，E1为脱氧核糖核苷酸，E2为核糖核苷酸，F是DNA，G是RNA，H是蛋白质，I是结构蛋白，J是酶。控制生物性状的物质是DNA(F)，A项正确；C核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，D氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N，B项正确；脱氧核糖核苷酸(E1)和核糖核苷酸(E2)的区别是含有的五碳糖不同以及含有的碱基不完全相同，C项错误；酶(J)能降低化学反应的活化能，因此能改变化学反应速率，D项正确。考法2细胞内重要有机物之间关系的考查4(2019厦门高三质检)下列关于组成细胞的化合物的说法，正确的是()A组成淀粉、肝糖原、肌糖原、纤维素的单体不同B胆固醇能促进小肠上皮细胞对钙、磷的吸收C肽链的主链只含有C、H、O、N四种元素D豌豆叶肉细胞中的遗传物质含有5种碱基C组成淀粉、肝糖原、肌糖原、纤维素的单体均为葡萄糖，A错误；维生素D能促进小肠上皮细胞对钙、磷的吸收，B错误；肽链的主链只含有C、H、O、N四种元素，C正确；豌豆叶肉细胞中的遗传物质是DNA，含有4种碱基，D项错误。5如图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲丙及结构丁的示意图。下列相关叙述错误的是()A若图中物质甲能与碘液发生蓝色反应，则单体3为葡萄糖B若图中丁是一种细胞器，则单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸C若图中丁能被碱性物质染成深色，则物质丙可控制物质乙的合成 D物质甲、乙、丙为生物大分子，都有物种特异性D若物质甲能与碘液发生蓝色反应，则其为淀粉，单体3为淀粉的组成单位葡萄糖；若图中丁是一种细胞器，由核酸和蛋白质构成，其是核糖体，单体1为氨基酸，单体2为核糖核苷酸；若图中丁能被碱性物质染成深色，则丁为染色体(质)，物质丙为DNA，物质乙为蛋白质，DNA可控制蛋白质的合成；物质甲是多糖，没有物种特异性。考点三| 蛋白质的合成及相关计算1利用图解总结与蛋白质有关的计算方法(1)氨基数和羧基数的计算。氨基数肽链数R基中的氨基数氨基酸中所有的氨基数肽键数。羧基数肽链数R基中的羧基数氨基酸中所有的羧基数肽键数。(2)肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量的计算。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条链状多肽或m条链状多肽：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1n1n1至少1个至少1个an18(n1)mnmnm至少m个至少m个an18(nm)2.利用原子守恒法计算肽链中的原子数氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：(1)碳原子数氨基酸的分子数2R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的水分子数2。(3)氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数肽键数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。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的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。判断与表述1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有COOH、NH2、氧原子的个数分别为m、m、nm。()(2)鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键。()(3)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CH2CH2COOH)，则该多肽至多有36种氨基酸。()提示：组成蛋白质的氨基酸为20种。(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。 ()2据图思考(规范表述)如图为无活性的胰岛素原加工为有活性的胰岛素的过程，据图填写相关内容。(1)切除C肽过程中要切开2个肽键，由蛋白酶完成。(2)有活性的胰岛素至少含有2个氨基，2个羧基，含有49个肽键。考法1考查蛋白质的合成1(2019甘肃灵台二中月考)如图是某一多肽链的分子结构式，据图分析下列叙述错误的是()A是氨基，是羧基 B该多肽链中只有一个肽键，是 C该多肽链中的R基有 D该多肽链形成时失去了两分子水 B分析题图，图中为氨基，为羧基，A项正确。该多肽链中共有两个肽键，B项错误。该多肽链中的R基有三个，为图中，C项正确。该多肽链中有两个肽键，形成时失去了两分子水，D项正确。2(2018江苏高考)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，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D据图可知，两种激素都是由九个氨基酸脱水缩合形成的肽状肽，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；肽链中游离的氨基数目与参与构成肽链的氨基酸的种类有关，C错误；根据分析可知，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。考法2考查与蛋白质合成相关的计算3(2019湖南株洲质检)如图表示胰岛素分子中的一条多肽链，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，形成的产物比原多肽多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之前需要经过两种细胞器的加工D该多肽至少含有一个游离的羧基，位于第1位或第30位，A错误；除去3个甘氨酸需要加上6个H2O分子，破坏6个肽键，形成的产物中氧原子的数目比原多肽多6个氧原子，B错误；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，C错误；多肽释放到细胞外之前，需要经过内质网和高尔基体的加工，D正确。4如图为某蛋白质的结构示意图，其中“SS”为由两个“SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两个相邻肽链。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()Am，18mB(m4)，18(m4)C(m3)，18(m3)4D(m2)，18(m2)4D题图中有三条肽链，中间一条为环状肽，故形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数为(m2)，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(m2)4。特别提醒1计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(SS)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。2若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na18(nm)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。真题体验| 感悟高考淬炼考能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蛋白质种类多样性取决于构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链条数以及蛋白质的空间结构；蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关，蛋白质的空间结构发生改变时其生物活性也发生改变，A正确；数量相同的5种氨基酸种类可能不同，排列顺序也可能不同，因此可以组成不同的多肽链，B正确；抗体的化学本质是免疫球蛋白，蛋白质遇强酸、强碱、高温会变性失活，而在NaCl溶液中会发生盐析现象，生物活性并不改变，C错误；氨基酸序列相同的多肽链折叠方式可不同，形成的蛋白质空间结构也不同，D正确。2(2015全国卷)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是()A朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化DPrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程C首先要理解PrPc与PrPsc的关系：PrPc本身无致病性，但其空间结构改变后，就成为具有致病性的PrPsc。朊粒是蛋白质，所以不会整合到宿主的基因组中，A项错误。朊粒属于有毒的蛋白质，它是基因表达出的PrPc经诱导后改变相关结构形成的。肺炎双球菌的增殖方式为二分裂，B项错误。蛋白质的功能取决于其空间结构，蛋白质的空间结构改变会引起其功能发生改变，C项正确。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。由题意可知，PrPc转变为PrPsc是已有