人教版高中生物必修一第二章第二节《生命活动的主要承担者蛋白质》学案

第3讲生命活动的承担者——蛋白质考纲要求全国卷五年考情蛋白质的结构和功能(Ⅱ)2015·卷ⅠT5考点一|蛋白质的结构和功能(对应学生用书第11页)[识记—基础梳理]1．氨基酸及其种类 (1)写出图中结构名称 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： (3)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)。 (4)归纳总结氨基酸的结构特点2．蛋白质的结构及其多样性 (1)二肽的形成 a．过程①名称：脱水缩合；场所：核糖体。 b．物质②：二肽。 c．结构③：肽键，其结构简式为：—CO—NH—。 d．多个氨基酸发生该反应，产物名称为多肽。 (2)蛋白质的结构层次 氨基酸eq\o(→,\s\up9(脱水缩合))多肽eq\o(→,\s\up9(盘曲、折叠))蛋白质。 (3)蛋白质分子多样性的原因 ①氨基酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.种类不同,b.数目成百上千,c.排列顺序千变万化)) ②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)eq\a\vs4\al(实例) eq\a\vs4\al(蛋白质功能)①肌肉、毛发等 a．免疫功能②绝大多数酶 b．信息传递和调节③血红蛋白 c．催化作用④胰岛素 d．运输功能⑤抗体 e．构成细胞和生物体 【提示】①－e②－c③－d④－b⑤－a [教材边角知识]必修1P23“与生活的联系”,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。eq\a\vs4\al([辨析与识图])1．判断正误 (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)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。(√) (4)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。 (5)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。 (6)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。2．据图思考 (1)A代表的元素是________。 (2)图中B的名称是________，其种类约________种，人体可自身合成的B称作______________。 (3)图中C的名称为________，可写作________，图中①过程称为________，发生场所为________。 【提示】(1)C、H、O、N等(2)氨基酸20非必需氨基酸(3)肽键—CO—NH—脱水缩合核糖体[理解—深化探究]1．从三个角度分析蛋白质多样性的原因分析角度蛋白质多样性的原因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→结构多样性→功能多样性遗传物质千变万化的碱基对排列顺序→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2．同一生物的不同细胞中蛋白质的种类和数量有差异，原因是基因的选择性表达。[运用—考向对练]考向1考查氨基酸和蛋白质的结构1．(2018·衡阳模拟)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、N四种元素 D．组成人体的氨基酸都在人体内合成 B[氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上，A项错误，B项正确；每个氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N，氨基酸中的R基可能含有其他元素，C项错误；必需氨基酸不能在人体内合成，D项错误。]2．(2018·梅州检测)下列关于蛋白质的说法中，不正确的是() A．蛋白质的合成离不开mRNA、tRNA和rRNA B．蛋白质均由20种氨基酸组成，必定含有C、H、O、N等元素 C．蛋白质的结构可以直接影响性状 D．蛋白质中氨基酸的种类、数量、排列顺序都可以影响蛋白质的结构 B[蛋白质合成过程中，需mRNA作为模板，tRNA转运氨基酸，rRNA参与构成核糖体(蛋白质的合成场所)，A正确；每种蛋白质都含有C、H、O、N作基本元素，但每种蛋白质不一定都由20种氨基酸组成，B项错误；蛋白质是生命活动的体现者，蛋白质的结构可直接影响性状，C正确；蛋白质中氨基酸的种类、数量、排列顺序都可以影响蛋白质的结构，D正确。]eq\a\vs4\al([误区警示])1．避免书写错误：不要将氨基写为NH2或—NH3；不要将羧基写为或COOH；也不要将肽键写为CO—NH或。2．多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。3．高温影响蛋白质：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。考向2考查蛋白质的结构和功能3．(2018·东城区期末)人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质() A．都是由20种氨基酸组成的B．都含有结构式为(—NH—CO—)的肽键 C．都要由细胞核内的DNA控制合成D．都能调节细胞和生物体的生命活动 B[人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质最多由20种氨基酸组成，A错误；蛋白质是由氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成的，该过程会形成肽键，其结构式是—CO—NH—，B正确；人体细胞线粒体中的DNA也能控制蛋白质的合成，C错误；人体内蛋白质类的激素起调节作用，而绝大多数酶是蛋白质(如淀粉酶)，起催化作用，D错误。]4．(2018·湖北模拟)下列有关人体中蛋白质的叙述，不正确的是() A．血浆中蛋白质的含量会影响血浆渗透压大小 B．细胞膜上存在着起信息传递作用的蛋白质 C．细胞中蛋白质和脂肪的合成需要供给氮源 D．细胞中蛋白质种类存在着差异原因是细胞中RNA不同 C[血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，A正确；细胞膜上存在着起信息传递作用的蛋白质，如糖蛋白，B正确；脂肪的组成元素只有C、H、O，不含N元素，因此其合成不需要供给氮源，C错误；由于基因的选择性表达，同一个体不同细胞中蛋白质种类存在着差异，即细胞中蛋白质种类存在着差异的原因是细胞中RNA不同，D正确。]eq\a\vs4\al([规律总结]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结构蛋白细胞内细胞的组成成分考点二|蛋白质的相关计算(对应学生用书第13页)[识记—基础梳理]1．氨基酸脱水缩合的过程2．过程分析 (1)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；其余的氨基和羧基在R基上。 (2)H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。 (3)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。[理解—深化探究]1．蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系 (1)肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数。 (2)蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×各氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。2．蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 (1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。 (2)游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数＝各氨基酸中氨基或羧基的总数－肽键数。3．蛋白质中各原子数的计算 (1)碳原子数＝氨基酸数×2＋R基上的碳原子数。 (2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去水分子数×2。 (3)氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去水分子数＝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。4．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条肽链或m条肽链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1n－1n－1至少1个至少1个an－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个an－18(n－m)[运用—考向对练]考向考查蛋白质的结构的相关计算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() A．m、m、n－m B．m、n、n－2m C．m、m、n＋m D．m、m、n＋2m C[因每条肽链至少含有1个游离的—COOH和1个游离的—NH2，故该蛋白质至少含有m个—COOH、m个—NH2；因该蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成，故其至少含有(n－m)个肽键；因1个肽键中含有一个氧原子，且该蛋白质中至少含有m个游离的—COOH，故该蛋白质至少含有(n－m)×1＋2×m＝n－m＋2m＝n＋m个氧原子。]2．如右图所示是由n个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，其中二硫键“—S—S—”是一种连接蛋白质中两条肽链之间的化学键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。下列说法正确的是() A．该蛋白质至少含有n－2个氧原子 B．合成该蛋白质时生成n－2个水分子 C．该蛋白质至少含有n＋2个羧基 D．该蛋白质的水解产物增加2n－4个氢原子 B[n个氨基酸至少含有的氧原子数为2n，n个氨基酸形成题图所示的蛋白质过程中脱掉的水分子数为n－2，对应脱掉的氧原子数为n－2，则该蛋白质至少含有氧原子数为2n－(n－2)＝n＋2，A项错误，B项正确。一条肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，所以该蛋白质至少含有两个羧基，C项错误。该蛋白质水解时需消耗(n－2)分子的水，破坏2个二硫键需要4个氢，所以该蛋白质的水解产物增加了2×(n－2)＋4＝2n(个)氢原子，D项错误。]eq\a\vs4\al([误区警示])1．组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N，R基中还可能含有S，肽链折叠时，—SH与—SH可形成—S—S—(二硫键)，并因此脱掉2个H原子，计算时应考虑由此带来的变化。2．环状肽：肽键数＝氨基酸数＝脱去的水分子数(题中没有提示，不考虑环状肽)。真题验收|感悟高考淬炼考能(对应学生用书第13页)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NaCl溶液显中性，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不同，D正确。]2．(2017·江苏高考)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是()【导学号：67110010】 A．α­鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键 B．蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的 C．蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的 D．变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应 A[环状八肽的分子中含有8个肽键，A正确；蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的，可能只由1条肽链构成，也可能由多条肽链构成，B错误；蛋白质变性是由空间结构发生改变造成的，肽键并没有断裂，变性蛋白质仍有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，C、D错误。]3．(2015·全国卷Ⅰ)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 D．PrPc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是已有的蛋白质空间结构改变的过程，不属于遗传信息的翻译过程，D项错误。]4．(2016·江苏高考)蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是() A．细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质 B．氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中，氢来自于氨基和羧基 C．细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与 D．蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，而且也与功能基团相关 A[细胞膜上运载氨基酸的载体是蛋白质，但细胞质基质中负责转运氨基酸的是tRNA，tRNA属于核酸，A选项错误；氨基酸脱水缩合生成的H2O中，氢分别来自于氨基和羧基，B选项正确；细胞内蛋白质的水解通常需要蛋白酶的催化，而蛋白酶的化学本质是蛋白质，C选项正确；蛋白质的结构决定其功能，蛋白质的结构与碳骨架和功能基团都有关，D选项正确。]5．(2015·福建高考)人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质() A．都含有20种氨基酸 B．都是在细胞内发挥作用 C．都具有一定的空间结构 D．都能催化生物化学反应 C[A项，组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，但并不是所有蛋白质都同时含有20种氨基酸，很多蛋白质只含有几种氨基酸。B项，有的蛋白质在细胞内发挥作用，如呼吸酶；