高考生物一轮蛋白质

第2节生命活动的主要承担者——蛋白质梳理双基基础一、判断正误1．自然界中组成蛋白质的氨基酸约有20种 ()2．每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素 ()3．蛋白质的结构决定了它的功能 ()4．蛋白质的变性与肽键的断裂无关 ()√√××二、基础填空(一)氨基酸及其种类1．种类：约有20种，根据能否在体内合成分为______________和

。2．结构特点：每种氨基酸至少都含有_____________________，并且都有一个氨基和一个羧基连在

。3．结构通式： ，氨基酸的不同在于

的不同。必需氨基酸非必需氨基酸一个氨基和一个羧基同一个碳原子上侧链R基2．脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基与另一个氨基酸分子的氨基相连接形成

，同时脱去一分子水，肽键可表示为

。3．蛋白质多样性的原因(1)氨基酸方面：氨基酸的

。(2)肽链方面：肽链的

不同。肽键—NH—CO—种类数目和排列顺序不同空间结构(三)蛋白质的功能

功能实例

蛋白羽毛、肌肉、头发绝大多数酶血红蛋白信息传递抗体结构催化作用运输作用胰岛素、生长激素免疫功能三、思维激活1．多肽能与双缩脲试剂反应吗？提示：可以，因为反应的原理是肽键与双缩脲试剂发生反应。2．蛋白质的变性与肽键的生成与断裂有关吗？提示：无关，但会与肽键以外的化学键如“—S—S—”等有关。精研核心考点[例1]

(2012年海南单科，1)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是(

)A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键D．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的[解析]

本题主要考查组成生物体蛋白质的氨基酸的种类及氨基酸脱水缩合合成蛋白质等相关的知识内容。甘氨酸的分子量是75，不是分子量最大的氨基酸。由于缺乏中间产物，有8种氨基酸不能在人体细胞中合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸。氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。R基的特异性决定氨基酸的特异性。[答案]

A1．通式2．特点分析分析举例氨基酸分子中—NH2、—COOH至少各有一个，因为R基中可能有—NH2、—COOHR基含—COOH：R基含—NH2：要有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上反例：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH非生物体内氨基酸3.种类根据人体内的来源不同，分为：必需氨基酸：自身不能合成，必须从外界摄取(8种)。非必需氨基酸：自身能合成(12种)。[精彩提示]►►(1)自然界的氨基酸中，只有符合上述通式的α—氨基酸，才能参与蛋白质的合成；(2)氨基酸为两性电解质，因为它有酸性的羧基(—COOH)和碱性的氨基(—NH2)。1．(2012年济南外国语学校质检)下面是三种化合物的结构式，下列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答案：B[例2]

(2012年海南单科，2)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[解析]

C本题主要考查了蛋白质的特性。染色体的化学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。[答案]

C

②由两个氨基酸脱水缩合后形成的是二肽，由三个氨基酸脱水缩合后形成的就是三肽，依次类推。形成的多肽常呈链状结构，叫做肽链，肽链不呈直线，也不在同一个平面上，因此使得蛋白质具有十分复杂的空间结构。[精彩提示]►►多肽和蛋白质的区别(1)结构上有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式。(2)功能上有差异。多肽往往是无生物活性的，而蛋白质是具有生物活性的。(3)一条刚刚从核糖体这一“车间”下线的多肽链可以叫多肽，但不能称为蛋白质。蛋白质往往是由一条或几条多肽链和其他物质结合而成的，且有空间结构。所以蛋白质无论结构上还是功能上都远比多肽复杂得多。

5．与蛋白质相关的计算(1)关于组成蛋白质相关的肽链、氨基酸、肽键、脱去水分子的数目对应关系表如下：氨基酸数肽键数脱去水分子数游离的氨基游离的羧基一条肽链nn－1n－1至少1个至少1个m条肽链nn－mn－m至少m个至少m个(2)相关计算公式①脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数＝水解需水数②氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数③羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数④蛋白质相对分子质量＝各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数⑤N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N的总数⑥O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱水数⑦H原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱水数②在利用DNA中脱氧核苷酸数或RNA中核糖核苷酸数求其指导合成的蛋白质中氨基酸数目时，一般不考虑终止密码子问题，所求出的氨基酸数为其最大值。③在计算蛋白质相对分子质量时，除考虑肽键的形成外，有时也要考虑因其他化学键的形成而导致相对分子质量的变化，如形成二硫键。2．(原创题)如图表示胰岛素分子中一条多肽链，其中有3个甘氨酸且分别位于第8、20、23位。下列叙述正确的是(

)A．图中多肽至少含有一个羧基(位于第1位)和一个氨基(位于第30位)B．用特殊水解酶选择性除去图中的3个甘氨酸，形成的产物比原多肽多5个氧原子C．用特殊水解酶选择性除去图中的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需要经过两种细胞器的加工解析：一条多肽链至少含有一个羧基和一个氨基，但不能确定哪一端是氨基，哪一端是羧基；每除去一个甘氨酸会破坏两个肽键，产生的羧基会增加一个氧原子，但甘氨酸会带走一个氧原子，因此新形成的产物中氧原子数和原多肽的氧原子数相等；第20位和第23位间形成的产物是二肽，因此用特殊水解酶选择性除去该链中的三个甘氨酸，形成的产物中有三条多肽和一个二肽；该多肽释放到细胞外需要经过内质网和高尔基体这两种细胞器的加工。答案：D剖析易混易错[典例1]

现有100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基，这些氨基酸缩合成6条多肽链时共含有—NH2个数是(

)A．6

B．12C．22 D．100[常见错误]

错选A项。[错因分析]

错选A项的原因有两点：(1)受思维定势的影响，将“共含有”错误理解为“至少含有”，即分析为6条多肽链至少含有6个—NH2。(2)没有充分挖掘题干中的信息。由“100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基”可知，这100个氨基酸的R基中共含有16个羧基和6个氨基，在脱水缩合过程中R基和处于每条多肽链两端的氨基和羧基不参加反应，故共含有12个—NH2。[正确解答]

选B。[典例2]

下列有关蛋白质的叙述，正确的是(

)A．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B．细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质C．由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中至少有n＋m个氧原子D．细胞膜上的载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质[常见错误]

错选A项或D项。[错因分析]

错选A项或D项的原因主要是：易错选项错因分析A项对蛋白质的结构和功能的理解不到位。错误地认为蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，蛋白质的结构未完全破坏，其特定功能并未发生改变，忽略了蛋白质的结构与功能的统一性D项对载体蛋白的结构理解不透。错误地认为细胞膜上的载体蛋白具有运输作用，其就是镶在细胞膜内外表面的蛋白质，忽略了载体蛋白的结构，载体蛋白是几乎所有类型的生物膜上普遍存在的跨膜蛋白分子[正确解答]

选C。由n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为n－m，每个肽键中有一个氧原子；每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含两个氧原子，故该蛋白质至少含有的氧原子个数为n－m＋2m＝n＋m。探究实验专项变量及变量控制的相关原则1．变量的种类(1)实验变量与反应变量①实验变量：是实验中由实验者操纵的因素或条件，是作用于实验对象的刺激变量(也称自变量)，实验变量须以实验目的和假设为依据确定，应具有可变性和可操作性。②反应变量(又称因变量)：是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具有可测性和客观性。③二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。(2)无关变量与额外变量①无关变量(控制变量)：是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的准确性无法得到认定。我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同且适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。②由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。③二者关系：也是前因后果的关系，但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。2．控制原则(1)单因子变量原则所谓单因子变量原则，是指实验组和对照组相比只能有一个变量。只有这样当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置，即要明确把谁作为变量，也就是要把所要验证的中心条件作为变量。如要探索pH对淀粉酶活性的影响，则需把pH作为变量。(2)等量性原则等量性原则与单因子变量原则是完全统一的，只不过强调的侧面不同：单因子变量原则强调的是实验变量的单一性，而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同，以平衡和消除无关变量对结果的影响。需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条件下的等量。[精彩提示]►►实验设计的关键在于找准变量，并合理控制，然后设计好对照实验，这类题型即可迎刃而解。牛奶中含有丰富的蛋白质，空腹喝牛奶不能充分利用其营养价值，食物中的蛋白质被消化后将更多地被分解形成尿素随尿液排出，如果在喝牛奶的同时多吃些糖类食物就能充分利用其营养价值。请你设计实验探究空腹喝牛奶时营养物质(蛋白质)是否能更多地被分解。实验材料与用品：生长状态、体型大小等基本一致的正常小白鼠20只，15N标记的牛奶液，淀粉饲料等。实验原理：________________________。实验步骤：①选材及处理：选择生长状态、体型大小等基本一致的正常小白鼠20只，________________，等量分为A、B两组；②饲喂：_____________________________；③检测：几小时(一段时间)后检测两组小白鼠排出尿液中的15N含量。可能的实验结果和结论：①__________________________________。②____________________________________。③___________________________________。解析：解答本题应先明确实验的目的及相关问题，然后才能确定自变量，进而确定实验原理、进行实验设计。从题干不难看出，问题是“空腹喝牛奶是否会降低其营养价值”，因此自变量为是否在喝牛奶时进食糖类食物，因变量是尿素的产生量。答案：实验原理：食物中蛋白质经消化吸收后被利用，最终会被分解形成尿素随尿液排出。在实验动物空腹时，用放射性同位素15N标记的牛奶液饲喂小白鼠，一组不补充糖类，而另一组同时给予补充糖类作对照，通过检测和比较两组小白鼠排出尿液中的15N含量，来探究空腹喝牛奶时营养物质(蛋白质)是否更多地被分解实验步骤：①饥饿处理12小时(一段时间)使其呈空腹状态(相同意思即可)②A组饲喂15N标记的牛奶液，B组饲喂等量15N标记的添加了含淀粉饲料的牛奶液可能的实验结果和结论：①尿液中15N含量A组多于B组；说明空腹喝牛奶时营养物质(蛋白质)被分解更多②尿液中15N含量A组少于B组；说明空腹喝牛奶时营养物质(蛋白质)被分解更少③尿液中15N含量A组等于B组；说明空腹喝牛奶时不影响营养物质(蛋白质)的分解提升目标课堂1．(原创题)蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。下面有关蛋白质的叙述正确的是(

)A．每一种蛋白质中都含有20种氨基酸B．由多个氨基酸分子缩合成多肽时就可执行特定的生理功能C．蛋白质中的肽键在碱性条件下与Cu2＋结合生成紫色化合物D．生物界具有多样性的根本原因是蛋白质具有多样性解析：在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种；多肽只有折叠成特定的空间结构进而形成蛋白质时，才能执行特定的生理功能；生物界具有多样性的根本原因是遗传物质(基因)具有多样性。答案：C2．生物体内的某多肽是由几种不同的氨基酸分子构成的，其中含有三个氨基和两个肽键，下列分子中能构成该多肽的是(

)A．①②③④⑤

B．①③④C．②③④

D．①④⑤解析：根据氨基酸的通式，可以判断①、③、④、⑤是构成蛋白质的氨基酸。由于该多肽含有三个氨基和两个肽键，又是由不同的氨基酸构成的，所以该多肽是由①④⑤或③④⑤构成的。答案：D3．某种酶是由419个氨基酸形成的蛋白质。科学家利用生物技术做出5种不同长度的该酶的片段，并分别测定其活性如图所示，分析该酶最可能具有活性的部分是(

)A．第1号氨基酸到第43号氨基酸B．第44号氨基酸到第85号氨基酸C．第196号氨基酸到第419号氨基酸D．第197号氨基酸到第302号氨基酸解析：根据活性片段示意图，找出具有活性片段的交集。答案：B4．(改编题)下列关于人体内蛋白质的叙述中，正确的是(

)A．蛋白质具有多样性，是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同B．指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T、UC．人体内的酶都是蛋白质，激素也都是蛋白质D．蛋白酶也是蛋白质，蛋白酶可以水解所有的肽键解析：蛋白质具有多样性，是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同。指导蛋白质合成的基因中的碱