高考生物一轮复习生命活动的主要承担者蛋白质精

第2节生命活动的主要承担者——蛋白质考纲考情三年8考高考指数：★★★★☆1.氨基酸及其种类2.蛋白质的结构及其多样性3.蛋白质的功能三年考题2014年(1考)：江苏T12013年(5考)：江苏T1、T20，海南T1，重庆T1，四川T92012年(2考)：海南T1、T2考情播报1.考查内容：主要是蛋白质的组成元素、基本单位、空间结构、特殊蛋白质(如胰岛素、血红蛋白、瘦素)的功能等。2.考查方式：较少单独考查，常与其他化合物结合考查或以特殊蛋白质为例考查与蛋白质相关的基础知识。3.考查题型：以选择题为主，偶尔出现在非选择题中，属中低档题。【知识梳理】一、氨基酸及其种类1.组成元素：___________，有的还含有_____等。2.结构特点：(1)氨基和羧基的数量：每个氨基酸至少有_____氨基和_____羧基。(2)氨基和羧基的连接位置：都有一个氨基和一个羧基连接在______________上。(3)氨基酸不同的决定因素：____的不同。C、H、O、NP、S一个一个同一个碳原子R基3.种类：约___种。根据能否在人体内合成_____氨基酸(8种，婴儿9种)_______氨基酸(12种)必需非必需20二、蛋白质的结构及其多样性1.蛋白质的结构层次：氨基酸_____蛋白质多肽2.二肽的形成过程：(1)过程①名称：_________，场所为_______。(2)物质②名称：_____。(3)结构③名称：_____，其结构简式为：_________________________。(4)H2O中各元素的来源：H来自_____________，O来自_______。(5)多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为_____。脱水缩合核糖体二肽肽键—NH—CO—(或—CO—NH—)—COOH和—NH2—COOH多肽3.蛋白质分子多样性的原因：(1)氨基酸(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的_________千差万别。①_____不同②_____成百上千③_________千变万化种类数目排列顺序空间结构三、蛋白质的主要功能和实例(连一连)【小题快练】1.考题诊断：(1)(2014·江苏高考T1C)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。

()【分析】肽链中相邻氨基酸依靠肽键连接，血红蛋白的不同肽链间可以靠二硫键等相互连接。×(2)(2013·江苏高考T1B)蛋白质是生物体主要的能源物质。()【分析】生物体主要的能源物质是糖类，而不是蛋白质。(3)(2013·重庆高考T1D)蛋白质区别于脂质的特有元素是氮。()【分析】磷脂属于脂质，磷脂中含有N。××2.易错诊断：(1)具有氨基和羧基的化合物，不一定是构成蛋白质的氨基酸。()【分析】构成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且必须有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。√(2)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质。()【分析】蛋白质的多样性体现在构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式和空间结构不同。(3)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽。()【分析】由几个氨基酸脱水缩合而成就称为几肽。××3.教材研习：(必修1P24拓展题改编)神经细胞和肌肉细胞含量最多的有机物都是蛋白质，但二者功能完全不同，从组成二者的蛋白质来考虑，其原因不包含(

)A.元素种类不同B.氨基酸数目不同C.氨基酸种类不同D.氨基酸排列顺序不同【解析】选A。蛋白质不同取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链形成的空间结构。不同蛋白质组成元素基本相同，都有C、H、O、N，有的含有S和P。因此A项错误。4.有关蛋白质中肽键的叙述，错误的是(

)A.核糖体是形成肽键的场所B.蛋白质中的N主要存在于肽键中C.肽键的结构简式可表示为NH—COD.双缩脲试剂可与肽键作用生成紫色物质【解析】选C。肽键的结构简式正确的写法为“—NH—CO—”。5.下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，不正确的是(

)A.各种蛋白质的基本连接键都是肽键B.各种蛋白质的结构单位都是氨基酸C.氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质的功能D.细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递【解析】选C。蛋白质的功能决定于氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链形成的空间结构，不决定于氨基酸的结构。6.下列关于蛋白质和氨基酸的叙述正确的是(

)A.具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的B.高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸C.氨基酸脱水缩合的产物是蛋白质D.在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质【解析】选D。酶是活细胞中具有催化作用的有机物，其化学本质是蛋白质或RNA，所以构成酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。高等动物体内只能合成非必需氨基酸，不能合成必需氨基酸。氨基酸脱水缩合的直接产物是二肽或者多肽，由多肽进一步盘曲、折叠才能形成蛋白质。在胚胎发育过程中，由于基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质(如酶等)。【速记卡片】1.氨基酸中氨基和羧基的两大特点：(1)数目：至少含有一个氨基和一个羧基。(2)连接方式：都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2.氨基酸的种类和性质的唯一决定因素：R基。3.蛋白质的四个结构层次：元素C、H、O、N等→氨基酸→多肽→蛋白质。4.脱水缩合过程中重要的数量关系：肽键数=脱掉水分子数=氨基酸数-肽链数5.蛋白质结构多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸种类、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不同。6.蛋白质的五大功能：构成细胞和生物体、催化、运输、免疫、调节。考点一氨基酸的结构1.结构特点：(1)氨基酸的结构通式：(2)结构通式分析。①数量：至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-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：必须有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)连在同一个碳原子上。例如：2.依据氨基酸的结构通式的两种计算：(1)依据：氨基酸的结构通式可以简写为R-C2H4O2N，氨基酸分子式中各原子数等于R基中各原子数分别加上结构通式中C、H、O、N原子数。(2)两种计算类型。①已知氨基酸分子式，推测R基的组成：如某氨基酸分子式为C6H14O2N2，则R基为-C4H10N。②已知R基，写出氨基酸的分子式：丙氨酸的R基为-CH3，则丙氨酸的分子式为C3H7O2N。【高考警示】(1)氨基、羧基书写误区：不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为或COOH，其中的一个短线代表一个化学键，不能省略。(2)氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。【考题回访】(2015·宜宾模拟)下面是三种化合物的结构简式，有关三种化合物的叙述中错误的是(

)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的游离氨基数相同、羧基数不同【解析】选B。A正确，三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示。B错误，图中三种氨基酸共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”。C正确，双缩脲试剂鉴定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。D正确，三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1，羧基数分别是2、1、2。【易错提醒】双缩脲试剂不能鉴定氨基酸，能鉴定蛋白质(包含变性的蛋白质)和多肽。【加固训练】1.(2015·达州模拟)在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图中的(

)A.①

B.②

C.③

D.④【解题指南】(1)明确氨基酸结构通式中的基本元素是C、H、O、N，若某氨基酸含有其他元素，则一定位于R基中。(2)明确图中各标号代表的结构。【解析】选A。35S存在于氨基酸的R基上，题图中①处连接R基，②处是肽键，③处连接的是肽键或羧基，④处连接的是碳原子。2.关于生物体内氨基酸的叙述错误的是(

)A.构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式是B.人体内氨基酸的分解代谢终产物是水、二氧化碳和尿素C.人体内所有氨基酸均可以相互转化D.两个氨基酸分子通过脱水缩合形成二肽【解析】选C。组成生物体的氨基酸约有20种，彼此之间可以通过脱水缩合的方式形成多肽，有几个氨基酸脱水缩合就形成几肽；由于氨基酸由C、H、O、N等元素组成，故其分解代谢终产物不仅有水、CO2，还有尿素；人体内的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸，非必需氨基酸之间可以相互转化，必需氨基酸则只能从食物中获取。3.(2015·资阳模拟)同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生，取决于(

)A.两者R基的不同 B.两者的结构完全不同C.酪氨酸的氨基多 D.精氨酸的羧基多【解析】选A。组成蛋白质的氨基酸大约有20种，不同种类的氨基酸分子的差异主要与氨基酸分子中R基的差异有关。考点二蛋白质的合成1.合成场所及条件：(1)场所：核糖体。(2)条件：酶、能量(ATP)、氨基酸、mRNA、tRNA等。2.合成过程——脱水缩合：(1)参与脱水缩合的部位：一个氨基酸氨基中的-H与另一个氨基酸羧基中的-OH。R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合。(2)脱水后连接相邻氨基酸的化学键：肽键。书写方式为、—CO—NH—或—NH—CO—。3.蛋白质合成过程中的相关数量关系：(1)氨基数和羧基数。①氨基数=肽链数+R基中的氨基数。②羧基数=肽链数+R基中的羧基数。(2)肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量。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蛋白质相对分子质量1n-1n-1至少1个至少1个na-18(n-1)mn-mn-m至少m个至少m个na-18(n-m)【考题回访】1.(2013·江苏高考)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【解题指南】解答本题需要注意以下两点：(1)明确蛋白质种类不同的四大因素——氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽链的空间结构不同。(2)明确脱水缩合的过程——羧基脱去羟基，氨基脱去氢原子，羟基和氢原子结合形成水分子。【解析】选D。本题考查蛋白质的结构以及合成过程。A项中，不同蛋白质含有的氨基酸数量一般不同，故正确。B项中，有些结构不同的蛋白质，如唾液淀粉酶和胰淀粉酶，可以具有相似的功能，故正确。C项中，组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序经脱水缩合相连，故正确。D项中，氨基酸之间的脱水缩合方式都是相同的，都是脱水形成肽键，故错误。2.(2015·内江模拟)下列关于肽键的说法，正确的是(

)A.在形成多肽的过程中形成的肽键数目一定等于所失去的水分子数B.肽键可以表示为CO—NH或NH—COC.几条肽链在形成蛋白质的过程中也通过肽键连接起来D.在链状肽中一个十肽分子比一个八肽分子多一个肽键【解析】选A。氨基酸通过脱水缩合形成肽键，所以肽键数等于脱去水分子数；肽键可以表示为—CO—NH—；肽链之间不能形成肽键；肽键数=氨基酸数-肽链数，链状肽中一个十肽分子比一个八肽分子多两个肽键。【延伸探究】(1)C项中，肽链之间通过什么化学键连接成蛋白质？提示：不同肽链之间通过氢键和二硫键等连接形成蛋白质。(2)D项中的十肽分子肽键数目是几个？提示：9个。链状十肽分子是由10个氨基酸脱水缩合形成9个肽键形成的。【加固训练】1.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胰岛素生物活性的丧失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【解析】选D。从图中可以看出，保留的肽链中含有51(即30+21)个氨基酸，所以肽键的数目=51-2=49(个)，A错。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基中)，B错。沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键，C错。因为合成一个胰岛素分子就要切去一段C肽，所以可以通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能。2.如图是某蛋白质分子的结构示意图，图中“▲”“★”“■”“●”等表示不同种类的氨基酸，图中甲链由21个氨基酸组成，乙链由19个氨基酸组成，图中“—S—S—”是在蛋白质加工过程中由两个“—SH”脱去2个H形成的。下列有关叙述中，错误的是(

)A.该蛋白质多样性的主要原因是氨基酸的排列顺序B.该蛋白质分子中至少含有两个羧基C.图中“—”代表的化学键是在高尔基体中形成的D.形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了686【解析】选C。组成蛋白质的基本单位是氨基酸；图中“—”代表的化学键也包括肽键，肽键是在核糖体上通过脱水缩合形成的；在形成该蛋白质分子的过程中脱去38分子的水，同时形成一个二硫键，失去2个氢，相对分子质量减少38×18+2=686；通过分析肽链分子的结构，不难发现每条肽链至少保留一个羧基(—COOH)和一个氨基(—NH2)。3.(2015·宜春模拟)如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”形成的二硫键，其作用是连接两条相邻肽链。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(

)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】选D。图中有3个多肽，中间一个为环状肽，故失去水分子数为m-2，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(m-2)+4。【知识总结】蛋白质特殊情况的相关计算(1)若形成的多肽是环状肽，则氨基酸数=肽键数=失去水分子数。(2)在计算多肽相对分子质量时，还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(—S—S—)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，故相对分子质量减少2。【备选考点】蛋白质功能实例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+等糖蛋白细胞膜表面保护、润滑、识别等核孔核膜核