2021新高考生物选择性考试B方案一轮复习学案第1单元第3讲生命活动的主要承担者-蛋白质

必修1第一单元第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质[考纲明细]蛋白质的结构和功能(Ⅱ)课前自主检测判断正误并找到课本原文1．至少含有一个氨基和一个羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。(必修1P21—正文)(×)2．各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。(必修1P21—正文)(√)3．必需氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取。(必修1P21—与生活的联系)(√)4．一个氨基酸分子的羧基和同一氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。(必修1P22—正文)(×)5．脱水缩合形成的蛋白质中含有n个肽键就称为n肽。(必修1P22—正文)(×)6．多肽通常呈链状结构，为肽链，也可称为多肽链，具有空间结构。(必修1P22—正文)(×)7．细胞中蛋白质种类繁多的原因是蛋白质分子的结构多样性。(必修1P23—正文)(√)8．在鸡蛋清中加入一些食盐，会看到白色絮状物，这个过程中蛋白质结构也发生变化。(必修1P23—与生活的联系)(×)9．高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。(必修1P23—与生活的联系)(√)10．蛋白质中氨基酸的排列顺序是由细胞核中贮存的遗传信息决定的。(必修1P23—知识链接)(√)11．有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如酶。(必修1P23—图2—7)(×)12．一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。(必修1P24—正文)(√)13．包括胰岛素在内的所有蛋白质，每种蛋白质都含有20种氨基酸。(必修1P25—科学史话)(×)(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答案C解析蛋白质的功能主要取决于组成其的氨基酸数目、种类、排列顺序及其形成的空间结构，氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构，A、D正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式形成不同的多肽链，B正确；抗体的化学本质是蛋白质，因此将抗体溶于一定浓度的NaCl溶液中会造成盐析，但不会使其生物活性丧失，C错误。知识自主梳理一蛋白质的基本单位——eq\x(\s\up1(01))氨基酸。1．氨基酸组成元素：主要是eq\x(\s\up1(02))C、H、O、N，有的还含有eq\x(\s\up1(03))S元素。2．氨基酸种类(约为eq\x(\s\up1(04))20种)(1)必需氨基酸：eq\x(\s\up1(05))8种(婴儿9种)，人体细胞eq\x(\s\up1(06))不能合成的，必须从eq\x(\s\up1(07))外界环境中直接获取的氨基酸。(2)非必需氨基酸：12种，人体细胞eq\x(\s\up1(08))能合成的氨基酸。3．氨基酸结构(1)氨基酸的结构通式：eq\x(\s\up1(09))CH2NHRCOOH。(2)氨基酸的结构特点：每种氨基酸至少都含有一个eq\x(\s\up1(10))氨基和一个eq\x(\s\up1(11))羧基，并且都有eq\x(\s\up1(12))一个氨基和一个羧基连接在eq\x(\s\up1(13))同一个碳原子上。(3)各种氨基酸之间的区别在于eq\x(\s\up1(14))R基不同。二氨基酸脱水缩合过程

1．概念：一个氨基酸分子的eq\x(\s\up1(01))氨基和另一个氨基酸分子的eq\x(\s\up1(02))羧基相连接，同时脱去eq\x(\s\up1(03))一分子水的过程。2．过程a的名称：eq\x(\s\up1(04))脱水缩合。场所：eq\x(\s\up1(05))核糖体。脱去的水中，氢来自eq\x(\s\up1(06))氨基和eq\x(\s\up1(07))羧基，氧来自eq\x(\s\up1(08))羧基。3．结构b的名称：eq\x(\s\up1(09))肽键，结构简式为eq\x(\s\up1(10))—CO—NH—。4．化合物c的名称：eq\x(\s\up1(11))二肽。三蛋白质形成过程氨基酸eq\o(→,\s\up7(脱水缩合))二肽→三肽…→多肽(肽链)eq\o(→,\s\up7(盘曲、折叠))蛋白质四结构多样性原因和功能多样性1．结构多样性原因(1)氨基酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(\s\up1(01))种类不同,\x(\s\up1(02))数目成百上千,\x(\s\up1(03))排列顺序千变万化))(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的eq\x(\s\up1(04))空间结构千差万别。2．功能多样性(1)功能蛋白eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(\s\up1(05))催化：绝大多数酶,\x(\s\up1(06))运输：血红蛋白、载体蛋白,\x(\s\up1(07))调节：蛋白质类激素,\x(\s\up1(08))免疫：抗体))(2)结构蛋白：如肌肉。下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的打“√”，不属于的打“×”。(1)NH2—CH2—COOH(√)(2)NH2—CH2—CH2OH(×)(3)NH2NH2—CH—(CH2)2—COOH(×)(4)COOHHOOC—CH—CH2—COOH(×)1．游离的氨基和羧基：一条肽链上至少有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH，并分别位于肽链两端。2．形成肽链时R基中的—NH2和—COOH不参与脱水缩合。3．肽链无空间结构。1．蛋白质结构多样性根本原因：控制蛋白质合成的基因具有多样性。2．蛋白质的结构与功能相适应。蛋白质的空间结构发生改变后，其特定功能也会发生改变。考点题型突破考点1蛋白质的组成、结构和功能题型一氨基酸的种类与结构1．下图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式，有关叙述错误的是()甲：乙：丙：丁：A．构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB．上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH2OH、—CH3、—CH2—COOHC．R基中可以有氨基或羧基D．含有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸答案D2．(2019·邯郸模拟)层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链(α)和两条轻链(β1、β2)经二硫键交联而成，外形呈十字形。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是()A.B．CHHSCH2NH2COOHC．CCH3HCOOHNH2D．CHCH2NH2SHCOOH答案D解析糖蛋白由蛋白质和多糖组成，多糖彻底水解得到葡萄糖，蛋白质彻底水解得到氨基酸。选项D中—NH2和—COOH未连在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸题型二蛋白质的合成、结构与功能3．(2020·哈三中期中)如图所示为某细胞中某多肽的结构简式，R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析，不正确的是()A．该多肽中的肽键数是2B．该多肽是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的C．该多肽至少含有一个氨基和一个羧基D．该化合物能与双缩脲试剂发生紫色反应答案B解析肽键结构简式为—CO—NH—，故该多肽的肽键数是2，由3个氨基酸脱去2分子水形成的，A正确，B错误；肽链两端含有一个氨基和一个羧基，R基上可能含有氨基或羧基，由于不确定R基中是否含有氨基或羧基，所以该多肽(一条肽链)至少含一个氨基和一个羧基，C正确；双缩脲试剂可与肽键发生紫色反应，D正确。4．(2020·长郡中学月考)如图表示蛋白质的结构层次示意图，据图分析，下列说法错误的是()A．a一定含有的元素是C、H、O、N，N元素主要存在于肽键中B．图中c代表的化学键是—CO—NH—，数目可能等于b的数目C．①②为脱水缩合过程，发生的场所是核糖体D．蛋白质多样性与b的种类、数目、排列顺序和②过程有关，加热时不会发生④过程答案C解析a一定含有的元素是C、H、O、N，N元素主要存在于肽键中，另外氨基中也含有N，A正确；图中c代表的化学键是—CO—NH—，环状多肽中肽键数目等于b氨基酸的数目，B正确；①为脱水缩合过程，发生的场所是核糖体，②表示蛋白质的加工，发生在内质网及高尔基体中，C错误；蛋白质多样性与b氨基酸的种类、数目、排列顺序和②肽链的加工形成的空间结构有关，加热时不会发生④过程，即不会破坏蛋白质的肽键，D正确。5．(2019·山东曲阜期中)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解析氨基酸通过主动运输的方式进入细胞内，需要载体蛋白的运输作用，A不符合题意；细胞质中的氨基酸被tRNA运输到核糖体上，与蛋白质无关，B符合题意；葡萄糖在细胞内氧化分解是酶促反应，呼吸酶的本质是蛋白质，因此细胞内葡萄糖氧化分解与蛋白质的催化作用有关，C不符合题意；与细胞间的识别作用有关的物质是糖蛋白，因此激素被靶细胞的识别与蛋白质有关，D不符合题意。(1)导致蛋白质结构多样性的原因有四个，只要具备其中的一点，这两个蛋白质分子的结构就不同。(2)由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质的种类和数量会出现差异。(3)盐析、变性、水解、氧化分解盐析：只改变蛋白质的溶解度，蛋白质的空间结构未变，蛋白质仍然具有活性。变性：高温、强酸、强碱等可改变蛋白质的空间结构，使蛋白质永久失活。蛋白质失活断开的并非肽键。水解：蛋白质eq\o(→,\s\up7(蛋白酶))多肽eq\o(→,\s\up7(肽酶))氨基酸；水解过程断开肽键。氧化分解：产物为CO2、H2O、尿素。(4)从不同角度分析蛋白质多样性分析角度具体分析蛋白质本身氨基酸的数量、种类、排列顺序及多肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样→结构多样性→功能多样性遗传物质千变万化的碱基排列顺序→遗传信息的多样性→蛋白质的多样性生物进化千变万化的环境条件→通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质→个体的多样性和蛋白质的多样性考点2蛋白质的相关计算题型一多肽形成过程中有关数量的计算1．如图表示一个由100个氨基酸构成的蛋白质分子，下列叙述不正确的是()A．该分子中含有98个肽键B．该蛋白质中至少含有2个—NH2C．氨基酸脱水缩合形成该蛋白质时相对分子质量减少了1782D．参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有100个氨基答案C解析该蛋白质分子中有两条肽链，含有的肽键数＝氨基酸数－肽链数，所以共有100－2＝98个肽键，A正确；两条肽链至少含有两个—NH2，B正确；氨基酸脱水缩合成该蛋白质时失去98个水分子，形成二硫键脱去2个氢原子，相对分子质量减少了98×18＋2×1＝1766，C错误；参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有100个氨基，D正确。2．现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为()A．798、2和2 B．798、12和10C．799、1和1 D．799、11和9答案B解析800个氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键为800－2＝798个。氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则R基上的氨基为810－800＝10个，R基上的羧基为808－800＝8个，所以蛋白质的氨基数目＝肽链数＋R基上的氨基数＝2＋10＝12个，羧基数目＝肽链数＋R基上的羧基数＝2＋8＝10个。(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键)肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子量氨基数目羧基数目1条mm－1m－1am－18(m－1)至少1个至少1个n条mm－nm－nam－18(m－n)至少n个至少n个注：氨基酸平均相对分子质量为a。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数。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。(3)环状肽分析①环状肽中游离氨基或羧基数目＝R基中氨基或羧基数目。②肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。③环状多肽的相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－氨基酸数目×18。(4)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(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。题型二利用原子守恒法进行蛋白质计算3．(2020·长郡中学月考)某蛋白质分子含有N条肽链，已知它共由M个氨基酸组成，则此蛋白质中至少含有的氧原子数与氮原子数共有()A．(M＋N)个 B．(2M－N)个C．(2N＋M)个 D．(2M＋N)个答案D解析已知某蛋白质分子含有N条肽链，由M个氨基酸组成，则共形成M－N个肽键，每个肽键含有一个氧原子，每条肽链的末端含有一个羧基(两个氧原子)，该蛋白质至少含有M－N＋2N＝M＋N个氧原子；每个肽键含有一个氮原子，每条肽链的起始端含有一个氨基，所以蛋白质至少含有M－N＋N＝M个氮原子，因此蛋白质中至少含有的氧原子数与氮原子数共有的个数为M＋N＋M＝2M＋N。4．有一条多肽链，分子式为CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到下列4种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为()A．q＋1 B．p－1C．q－2 D．p＋1答案B解析计算氨基酸的个数常以氮原子数或氧原子数的计算为突破口。可依据“氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数”进行计算，设氨基酸个数为m，R基中不含氧原子时，每个氨基酸中含2个氧原子，则有p＝2m－(m－1)，从而解得m＝p利用原子守恒法计算肽链中的原子数(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱水数。(3)H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－2×脱水数。(4)C原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上碳原子数。题型三多肽多样性的相关计算5．(2019·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种氨基酸的三肽种类分别最多有()A．9种，9种 B．6种，3种C．18种，6种 D．27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33＝27(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3×2×1＝6(种)。多肽种类的计算如有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分析如下：A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类形成三肽的种类3×3×3＝27种形成二肽的种类3×3＝9种A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类形成三肽的种类3×2×1＝6种形成二肽的种类3×2＝6种题型四结合基因表达进行蛋白质的相关计算6．(2019·长沙模拟)氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个2条链的多肽，相对分子质量为12276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子中的最少脱氧核苷酸数目依次为()A．144,864 B．144,432C．120,720 D．120,360答案C解析在多肽合成时，氨基酸数－肽链条数＝肽键数＝脱去的水分子数。氨基酸数×120－(氨基酸数－肽链数)×18＝12276，代入后可求得氨基酸数＝120；在DNA指导蛋白质合成时，DNA分子中脱氧核苷酸数目∶氨基酸数＝6∶1，所以DNA分子中脱氧核苷酸数目至少为120×6＝720。基因表达中，DNA中碱基排列顺序转录为mRNA中碱基排列顺序，进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。其数量关系图解如下：DNA(基因)eq\o(→,\s\up7(转录))mRNAeq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质碱基数∶碱基数∶氨基酸数6∶3∶1由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为肽链上每连接1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。方向真题体验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答案C解析抗体可以与相应的抗原结合，进行体液免疫，A正确；肌肉细胞中的某些蛋白质(如肌动蛋白等)参与肌肉收缩的过程，B正确；蛋白质结合Fe2＋形成的血红蛋白参与O2的运输，C错误；染色体是细胞核的结构之一，染色体主要由DNA和蛋白质组成，D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。两者结构简式如下图，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答案D解析由于各氨基酸残基用3个字母缩写表示，例如催产素中的Cys、Tyr等，所以两种激素都是由九个氨基酸分子脱水缩合形成的链状肽，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢来自氨基和羧基，B错误；肽链中游离的氨基包括肽链末端的氨基和R基中的氨基，故肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关，C错误；分析题中激素的结构简式可知，两种激素间有2个氨基酸种类不同(催产素为Ile和Leu，加压素为Phe和Arg)，故这两种激素生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。3．(2017·江苏高考)下列关于肽和蛋白质的