高考生物大一轮总复习第一单元走进细胞与组成细胞的分子第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质

1、第3讲生命活动的主要承担者蛋白质考纲要求蛋白质的结构和功能()。考点一蛋白质的结构和功能1氨基酸及其种类(1)写出图中结构的名称：a.氨基；c.羧基。(2)通过比较图中两种氨基酸，写出氨基酸的结构通式：CH2NRCOOHH。(3)根据写出的氨基酸结构通式归纳其结构特点：每个氨基酸分子至少含有一个氨基(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。(4)不同的氨基酸取决于R基的不同，图中两种氨基酸的R基分别是b、d(填字母)。2蛋白质的结构及其多样性(1)氨基酸的脱水缩合过程：一个氨基酸分子的氨基(NH2)和另一个氨基酸分子的羧基(COOH)相连接，同时脱去一分

2、子水。二肽形成示例肽键：连接两个氨基酸分子的化学键可表示为CONH。(2)蛋白质的结构层次肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。H2O中H与O的来源：每形成一个肽键脱去一分子水，其中的H分别来自氨基和羧基，O来自羧基。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。(3)蛋白质分子多样性的原因氨基酸多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。3蛋白质的功能(连线)思维诊断(1)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，20D)(×)(2)生物体内组成蛋

3、白质的氨基酸中，不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(2012·海南，1D)()(3)生物体内组成蛋白质的氨基酸中，有些氨基酸不能在人体细胞中合成(2012·海南，1B)()(4)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质(×)(5)细胞内以及细胞间传递信息的物质都是蛋白质(×)(6)蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的功能(×)题组一氨基酸的种类及结构特点的分析1(2015·西安模拟)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

4、、N四种元素D组成人体的氨基酸都在人体内合成答案B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。2下列物质分子中，不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是()ABCD答案B解析解题的关键是熟记氨基酸的结构通式。构成生物体蛋白质的氨基酸必须是一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，不管如何书写，只要具备，就可以认定是构成生物体蛋白质的氨基酸。四个选项的物质分子中，只有B项中的物质不具有此结构，因此其不属于构成生物体蛋白质的氨基酸。题组二蛋白质的形成过程及结构分析3如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确

5、的是()AA代表的元素是C、H、O、N、PB用2个不同的B可以合成2种二肽C每种蛋白质一定由20种B组成D每个B只含有一个氨基和一个羧基答案B解析由图可知，A是组成氨基酸的元素，包括C、H、O、N等，不含P，A项错误；B表示构成蛋白质的基本单位氨基酸，两个不同的氨基酸的排列顺序不同可以合成两种二肽，B项正确；每种蛋白质不一定都由20种氨基酸组成，C项错误；每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，R基中也可能含有氨基或羧基，D项错误。4如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是()A胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程

6、中共脱去50分子水B胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C沸水浴时肽键断裂导致了胰岛素的生物活性丧失D理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能答案D解析从图中可以看出，保留的肽链中含有51(即3021)个氨基酸，所以肽键的数目51249(个)，A项错误；胰岛素分子至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基，也可能含有更多的氨基和羧基(存在于R基上)，B项错误；沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键，C项错误；因为合成一个胰岛素分子就要切去一段C肽，所以可以通过测量C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能。蛋白质知识的3个易错提醒(1)不要将氨基错写为NH2或NH3；不要将羧

7、基误写为或COOH；也不要将肽键误写为CONH或。(2)多肽蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(3)高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。题组三蛋白质功能多样性的分析5下列生理活动与蛋白质功能无关的是()A氨基酸被运输进入细胞内B细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上C葡萄糖在细胞内氧化分解D激素被靶细胞识别答案B解析氨基酸被运输进入细胞需要载体蛋白参与；细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上是tRNA完成的；葡萄糖的氧化分解需要酶的催化；激素被靶细胞识别需要细胞膜上的糖蛋白参与。6

8、正常人体内的胰岛素、呼吸酶和抗体，这三类物质都是()A在B细胞中合成B通过胞吐的方式释放C与特定的分子结合后发挥作用D在细胞间进行信息交流答案C解析胰岛素是由胰岛B细胞合成的，抗体是由浆细胞合成的，而呼吸酶是所有活细胞均可合成的，A错误；呼吸酶属于胞内酶，不释放到细胞外，B错误；呼吸酶在细胞内发挥作用，不能在细胞间进行信息交流，D错误；胰岛素、呼吸酶和抗体均能与特定的分子结合后发挥作用，C正确。一些功能物质是否为蛋白质的判断方法一些功能物质的化学本质如下：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中，有些是蛋白质，有些不是蛋白质。抗体和载体的本质都是蛋白质，但结构各不相同。蛋白质与酶、激素、抗体

9、、载体的关系如下图所示：题组四蛋白质新情景信息的规范审答案例7GPCPs(G蛋白偶联受体)是一条往返穿膜七次的跨膜蛋白，下图是其结构模式图。下列有关G蛋白和G蛋白偶联受体的说法中，错误的是()AG蛋白偶联受体(GPCPs)可能是糖蛋白BGPCPs只有一个游离的氨基和一个游离的羧基C此多肽链中氨基酸的“R基”之间形成的“SS”，具有维持活性的作用DG蛋白是在细胞质中的核糖体上合成的审提取信息(1)GPCPs的中文名称为G蛋白偶联受体，其本质为蛋白质，存在于细胞膜上“请在原题中划出填写上述问题所对应的题干关键信息”(2)由题图中文字“信号分子结合位点”信息可知，GPCPs的某些部位可以结合信息分子

10、，即GPCPs具有识别作用(3)由图中信息可知，GPCPs是由一条肽链构成，某些部位由“SS”化学键形成相应的折叠，这是发挥作用的必需结构(4)GPCPs与G蛋白作用的片段位于细胞膜内侧析解读信息(1)GPCPs具有识别作用，可推知其本质可能是糖蛋白(2)信号分子的结合位点在细胞膜的外侧，此处可能有糖侧链(3)图示GPCPs中至少含有一个氨基和一个羧基，可能在氨基酸的R基中还含有游离的羧基和氨基(4)S只能存在于氨基酸的R基中，所以“SS”结构是在氨基酸的“R基”之间形成的(5)由G蛋白作用的片段的位置可推知：G蛋白是胞内蛋白，所以G蛋白是在细胞质中的核糖体上合成规范答案B同点异构2012年1

11、0月10日，69岁的美国科学家罗伯特·莱夫科维茨和57岁的布莱恩·科比尔卡因进一步揭示了G蛋白偶联受体的内在工作机制，分享了2012年诺贝尔化学奖。G蛋白偶联受体是细胞表面的信号接收器，下列关于G蛋白及G蛋白偶联受体的叙述错误的是()AG蛋白的合成场所为一种无膜结构的细胞器BG蛋白分子中氨基数等于羧基数CG蛋白偶联受体存在于细胞膜的外侧，与细胞膜的信息传递功能有关DG蛋白偶联受体与双缩脲试剂反应呈现紫色答案B解析蛋白质的合成场所核糖体是一种无膜结构的细胞器，A正确；组成G蛋白的氨基酸的R基中也可能含有氨基或羧基，故G蛋白中的氨基数与羧基数可能相同，也可能不同，B错误；由题干

12、信息“G蛋白偶联受体是细胞表面的信号接收器”可知，G蛋白偶联受体是一种位于细胞膜外侧的糖蛋白，能与双缩脲试剂反应呈现紫色，C、D正确。考点二蛋白质的相关计算题组一多肽形成过程中的有关数量计算1某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是()答案C解析解答本题的关键是清楚肽键上氨基和羧基的位置，氨基酸数与肽链数的关系以及肽键数与脱水数(或需水数)的关系。在这9个短肽的分子中，每条肽链的一端有一个氨基，另一端有一个羧基，其他氨基(或羧基)应在R基上，所以最少有9个氨基。这些短

13、肽的肽键数等于“氨基酸数肽链数”，故肽键总数为51(1233)42。又因共有9个短肽，水解成这些短肽需要破坏8个肽键，需要8分子水。故选C。2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,18m B(m4)，18(m4)C(m3)，18(m3)4 D(m2)，18(m2)4答案D解析图中有三条肽链，中间一条为环状，故失去水分子数为氨基酸数肽链数，即(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1

14、8(m2)4。利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律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mm1m1ma18(m1)至少1个至少1个n条mmnmnma18(mn)至少n个至少n个注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。特别提醒(1)有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键(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，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。题组二利用原子守恒法完成蛋白质的计算3某蛋白质由m条肽链，n个氨基酸组成。该蛋白质至少含氧原子的个数是()Anm Bn2mCnm Dn2m答案C解析每

15、条肽链的C端都保留一个完整的羧基，m条肽链的C端共含有2m个氧原子；另外每个肽键有1个氧原子，一共有(nm)个肽键，所以共含nm个氧原子，所以该蛋白质至少含有2m(nm)nm个氧原子。4经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。经分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为() 半胱氨酸丙氨酸 赖氨酸苯丙氨酸Apq BqpCpq1 Dqp1答案D解析根据观察可知，四种氨基酸的R基中都不含O原子，只有赖氨酸的R基中含有1个N原子。O原子数各氨基酸中的O原子总数脱去水分子数，由于R基中都不含O原子，所以O原子数氨基酸数1，N原子数各氨基酸中N原子数氨基酸数

16、R基中N原子数，故根据O原子数计算出肽链中的氨基酸数为p1，因此多肽中含有的赖氨酸数N原子数氨基酸数q(p1)qp1。利用原子守恒法计算肽链中的原子数在一个氨基酸中，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。氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。(1)碳原子数氨基酸分子数×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；(4)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的总数；(5)由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原

17、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。网络构建要语强记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多样性的直接原因。5蛋白质是构成细胞和

18、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。探究高考明确考向1(2012·上海，6)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致()A蛋白质分解为多肽链B多肽链分解为若干短肽C多肽链分解为氨基酸D氨基酸分解为氨基和碳链化合物答案C解析根据题干信息可知，某种肽酶使末端的肽键水解，这样会得到一个氨基酸和一条肽链，这时多肽链又出现新的末端肽键，继续水解，直到多肽全部水解为氨基酸。2(2012·海南，2)下列关于蛋白质的叙述，错误的是()A有些蛋白质是染色体的组成成分B酶在催化反应前后，其分子结构

19、不变C食盐作用下析出的蛋白质发生了变性D蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应答案C解析染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA；酶是生物催化剂，反应前后其分子结构不变；蛋白质遇高温、重金属盐变性，盐析出的蛋白质没有变性；双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合物。3. (2013·上海，16)某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个SH，在肽链形成空间结构(如图)时，生成4个二硫键(SS)，若氨基酸平均分子量为125，则该蛋白质的分子量约为()A13 278 B13 286C13 294 D15 500答案A解析由题干信息可知，该蛋白质形成过程中，脱去123个水分子和8个氢原子(每形成1

20、个二硫键，脱掉2个氢原子)，则该蛋白质的相对分子质量为125×124123×188×113 278。4(2013·江苏卷，20)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是()A不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合答案D解析各种酶的结构不同，但其功能都是具有催化作用，B正确；任意两个氨基酸之间的脱水缩合方式是相同的，都是氨基中的氢与羧基中的羟基结合成水，D错误。5(2011·北京，4)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编

21、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答案D解析胰岛素分子是由A、B两条肽链组成的，本质是蛋白质，由基因决定。一个基因中的两条DNA单链中只有一条是编码链，编码出两条肽链，A项错误；加热导致蛋白质变性，而蛋白质变性是空间构象的改变，即高温使蛋白质分子从原来有序的、卷曲的紧密结构变为无序的、松散的伸展状结构，肽链不一定会充分伸展，但一定不会断裂，B项错误；蛋白质的功能既与氨基酸的序列有关，也与空间结构有关

22、，C项错误；多肽链在核糖体上合成后，需要在内质网上进行加工，要通过蛋白酶处理，打开肽键，切掉部分肽段，然后进入高尔基体中进行加工，D项正确。练出高分1有关蛋白质中肽键的叙述，错误的是()A核糖体是合成肽键的场所B蛋白质中N元素主要存在于肽键中C肽键的结构式可表示为NHCOD双缩脲试剂可与肽键作用生成紫色物质答案C解析肽键的结构式正确的写法为“NHCO”。2亮氨酸的R基为C4H9，缬氨酸的R基为C3H7，它们缩合形成的二肽分子中，C、H原子个数的比为()A1124 B918C1122 D1022答案C解析氨基酸通式可以用C2H4O2NR表示，而脱水缩合过程中，失去了一分子的水，所以C原子的个数是

23、11，H原子的个数是22，所以C项正确。3下列过程中，涉及肽键数量变化的是()A洋葱根尖细胞染色体的复制B用纤维素酶处理植物细胞C小肠上皮细胞吸收氨基酸D蛋清中加入NaCl使蛋白质析出答案A解析洋葱根尖细胞有丝分裂间期染色体复制，包括组成染色体的DNA分子的复制和有关蛋白质的生物合成；纤维素酶在催化反应前后没有发生化学本质的变化。4当改变条件后，蛋白质生理活性不受影响的是()A胰岛素与靶细胞上受体结合后B将唾液淀粉酶置于0 下进行保存C血红蛋白氨基酸序列中第6位谷氨酸被缬氨酸替换D将进入肠腔中的胃蛋白酶再移入胃内答案D解析胰岛素与靶细胞上的受体结合后即被灭活，A错误；唾液淀粉酶在0 条件下活性

24、受到明显限制，B错误；血红蛋白氨基酸序列第6位谷氨酸被缬氨酸替换后，氨基酸序列发生变化，生理活性很可能改变，C错误。5下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有()A.2种 B3种 C4种 D5种答案B解析该多肽片段中有四个NHCO，故有5个氨基酸。但氨基酸中共有CH3、H和CH2CH3三种R基，因此该多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有3种。6胰腺合成的胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶，该激活过程如图所示(图中数据表示氨基酸位置)，下列分析不正确的是()A胰蛋白酶原是一条由229个氨基酸组成的多肽B胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了6个肽键C肠激酶激活胰蛋白酶的过程可避免胰蛋白酶破坏

25、自身细胞D激活过程是在内质网和高尔基体中进行答案D解析胰蛋白酶原含有229个氨基酸，共228个肽键，胰蛋白酶含有223个氨基酸，222个肽键，因此胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了6个肽键。该激活过程是在小肠腔内进行的，不需要内质网和高尔基体的参与，D项错误。7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分子水答案D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。8在胰岛B细胞中先合成胰岛素原，胰岛素原再通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素(

26、如图)，胰岛素原水解所需的水分子中的氢用于()A形成COOH和SHB形成NH2和COOHC形成SH和OHD形成COOH和连接碳的H答案B解析比较胰岛素原与胰岛素的结构，可见胰岛素原通过蛋白酶的水解作用破坏的是氨基酸之间的肽键。肽键形成时水分子中的氢来自氨基和羧基，故肽键被破坏时消耗的水分子中的氢用于形成氨基和羧基。9已知氨基酸的平均相对分子质量为128，测得某蛋白质的相对分子质量为5 646，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数及其至少含有的游离的氨基数分别为()A51个、1个、51个 B51个、2个、2个C51个、2个、51个 D44个、2个、2个答案B解析解题时可采用“列方程求解”的方法。设氨

27、基酸数为n，肽链数为x，则n×1285 646(nx)×18，化简得110 n18 x5 646。当x1时，n51.16(舍去)；当x2时，n51。因此只有B、C项的数值符合。又知两条肽链上至少含有2个游离的氨基，故B项正确。10(2015·大连双基测试)现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3类氨基酸的三肽种类分别最多有()A9种，9种 B6种，3种C18种，6种 D27种，6种答案D解析若3种氨基酸形成三肽，每种氨基酸的数目不限，则构成的三肽有3327(种)；若包含3种氨基酸的三肽，第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能

28、从剩余2种氨基酸中任选一种，第三个位置只能安放剩余的1种，共有3×2×16(种)。11某五十肽中有丙氨酸(R基为CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)。脱下的氨基酸均以游离态正常存在，且没有肽键形成，下列有关叙述错误的是()A将得到4条多肽链B将得到5个氨基酸C比原来增加了3个羧基D需消耗8分子水答案C解析由题意知，某多肽共有50个氨基酸，去掉21、27、35、49位的丙氨酸后，得到的是120、2226、2834、3648号氨基酸形成的肽链，4个丙氨酸以及游离的50号氨基酸，故将得到4条多肽链和5个氨基酸，A、B项正确；每脱掉一个丙氨酸需消耗2个水分子，增加2

29、个羧基，故去掉4个丙氨酸需消耗8分子水，比原来增加了8个羧基，C项错误、D项正确。12某十九肽含4个天门冬氨酸(C4H7O4N)，分别位于第7、8、14、19位(见下图)。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是()A该十九肽含有的肽键数目为19个B该十九肽至少含有6个游离的羧基C肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽D肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个答案D解析十九肽含有的肽键数目为18个；根据天门冬氨酸的分子式(C4H7O4N)，天门冬氨酸的R基中含有一个羧基，因此十九肽至少含有5个游离的羧基；肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、五肽；肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，肽酶E2完全作用后产生的多肽中需要4个H2O，脱掉2个天门冬氨酸，因此多肽中氧原子数目比十九肽少了4个。13某蛋白质分子由2条肽链组成，共657个氨基酸，如图所示。请回答下列问题：(1)该蛋白质分子