2020届高考生物一轮复习1.3生命活动的主要承担者--蛋白质.ppt

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1、第3课生命活动的主要承担者蛋白质,考点一蛋白质的结构和功能【核心知识突破】1.氨基酸及其种类：,2.蛋白质的结构及其多样性：(1)多肽的形成及过程：,过程a名称：_；场所：_。物质b：_。多个氨基酸发生a过程形成的产物被称为_。结构c：_，其结构简式为：_。H2O中H原子的来源：H来自相邻氨基酸的_和_；O来源于_。,脱水缩合,核糖体,二肽,多肽,肽键,NHCO(或,CONH),氨基(NH2),羧基(COOH),羧基(COOH),由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有_个游离的氨基和_个游离的羧基，分别位于肽链的_；其余的氨基(或羧基)在_上。,1,1,两端,R基,(2)蛋白质的结构多样性与功能多

2、样性。,3.从三个角度分析蛋白质多样性的原因：,空间结构,碱基对排列顺序,4.【教材易漏知识】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。,【微点警示】关于蛋白质结构的三个理解误区(1)肽键数几肽(环状肽除外)：由几个氨基酸构成的化合物称为几肽。而不是含有几个肽键称为几肽。(2)氨基酸的R基团中不一定有C原子：如甘氨酸的R基团为H原子。,(3)多肽

3、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。,【秒判正误】1.具有氨基和羧基的化合物都是构成蛋白质的氨基酸。()分析：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。()分析：在氨基酸的分子结构中，只有R基不同，是区分不同氨基酸的依据。,3.胰岛素中不同肽链之间通过肽键连接。()分析：胰岛素的不同肽链之间的化学键不是肽键，而是二硫键。,4.蛋白质在核糖体上合成后已具有正常生理功能。()分析：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。,5

4、.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。()分析：蛋白质的空间结构破坏，其特定功能会改变。,【命题案例研析】【典例】(2018全国卷)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,【审答技巧】(1)从蛋白质功能的角度：牢记教材中常见具体蛋白质的功能。(2)从元素与化合物的角度：特殊元素参与蛋白质的合成及该类蛋白质的功能。,【解析】选C。本题考查蛋白质类相关的物质及其生理作用。浆细胞产生的抗体为球蛋白，可以

5、与抗原特异性结合，A正确；肌细胞中含有肌球蛋白和肌动蛋白，参与肌肉的收缩过程，B正确；血红蛋白含有铁元素，不含镁元素，C错误；细胞核中的染色体主要由蛋白质和DNA组成，D正确。,【高考长句应答特训】(1)细胞内核糖体上合成的多肽能不能直接行使正常的生理功能？为什么？提示：不能。核糖体上合成的多肽没有一定的空间结构，不具有生理活性。,(2)研究发现某些蛋白质的氨基酸组成种类相同、数目相同，但功能不同，原因是_。,组成蛋白质的氨基酸的排,列顺序不同，多肽链的空间结构不同,【方法规律】巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能,【考点题组诊断】角度一组成蛋白质的氨基酸1.(2019烟台模拟)关

6、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,【解析】选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个碳原子上，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.如图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是世纪金榜导学号(),A.结构在所有生物体内均有20种B.氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自和C.结构中含有的氨基

7、或羧基一般不参与脱水缩合D.生物体内n个氨基酸形成一条多肽链脱去n个水,【解析】选C。氨基酸的种类由R基决定，R基约有20种，所以氨基酸的种类约有20种，但并不是所有的生物体内均有20种，A错误；氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自和，B错误；n个氨基酸形成一条多肽链脱去(n-1)个水，D错误。,【知识总结】氨基酸结构分析氨基酸的结构通式，如图所示：,找出氨基酸的共同体，即图中“不变部分”(连接在同一碳原子上的-NH2、-COOH和-H)，剩下的部分即为R基。倘若找不到上述“不变部分”，则不属于构成蛋白质的氨基酸。,角度二蛋白质的结构和功能3.(2017海南高考)有关蛋白质结构与功能的叙述，错误

8、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,【解析】选C。蛋白质的结构决定其功能，蛋白质的生物活性与空间结构有关，A项正确；数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链，如形成54种四肽、55种五肽等，B项正确；抗体的化学本质是蛋白质，溶于NaCl溶液中会析出，但不会丧失其生物活性，C项错误；氨基酸序列相同的多肽链经过盘曲、折叠，会形成不同的空间结构，D项正确。,【延伸探究】(1)功能相同的蛋白质，结构一定相同吗？试举例说明。提示：不一定。如同一个体

9、产生的胃蛋白酶和胰蛋白酶的功能相同，都能催化蛋白质的水解，但是二者的最适pH不同，可推断二者结构肯定不同。由此可见，功能相同的蛋白质的结构不一定相同。,(2)分别将抗体放在NaCl溶液和强酸中，还能发挥作用吗？提示：将抗体放在NaCl溶液中，不会破坏蛋白质的空间结构，可以发挥作用，而放在强酸溶液中，蛋白质原有的空间结构被破坏，丧失作用。,【知识总结】蛋白质变性的原因与致变因素(1)原因：在某些物理和化学因素作用下，特定的空间构象被改变，导致其理化性质改变和生物活性丧失，但肽键没有被破坏。,(2)致变因素。化学因素：加强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等。物理因素：加热(高温)、紫外线及X射线照射

10、、超声波、剧烈振荡或搅拌等。,4.(金榜原创预测)下列有关人体中蛋白质的叙述，不正确的是()A.增加血浆中蛋白质的含量可提高血浆渗透压B.细胞膜上的受体蛋白可与信号分子结合C.细胞中蛋白质的合成都需要内质网的加工D.不同细胞中蛋白质不同是因为细胞中的RNA不同,【解析】选C。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，增加血浆中蛋白质的含量可提高血浆渗透压，A正确；细胞膜上存在着起信息传递作用的受体蛋白，与激素等信号分子结合后可调节细胞的生命活动，B正确；细胞中只有分泌蛋白的合成需要内质网进行加工，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，原因是细胞中RNA不

11、同，D正确。,【知识总结】几种常见蛋白质的分布和功能,5.(教材素材新命题必修1P24拓展题变式)人体红细胞与心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但这两种细胞的功能却完全不同。下列分析不正确的是()A.两种细胞中蛋白质中氨基酸的数量可能不同B.两种细胞中构成蛋白质多肽链的空间结构可能有所差异,C.两种细胞中氨基酸的连接方式不同D.氮元素在两种细胞蛋白质中的主要存在部位相同,【解析】选C。蛋白质多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序不同，以及多肽链的空间结构不同。氨基酸脱水缩合形成肽键连接在一起后，在多肽链中氮元素主要存在于肽键中。,考点二蛋白质的有关计算【核心知识突破】1.利

12、用蛋白质形成的结构图解进行计算：,(1)氨基数和羧基数的计算。氨基数=_+R基中的氨基数=氨基酸中所有的氨基数-肽键数。羧基数=_+R基中的羧基数=氨基酸中所有的羧基数-肽键数。,肽链数,肽链数,(2)肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量的计算。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：,n-1,1,1,n-m,m,m,2.利用原子守恒法进行蛋白质的计算：(1)氨基酸分子式的推算方法：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。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_。,C

13、4H10N,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,(2)脱水缩合形成多肽时的相关计算：在脱水缩合形成多肽时，失去部分氢、氧原子，但是_原子、氮原子的数目不会减少。相关数量关系如下：碳原子数=氨基酸数_+R基上的碳原子数。氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去水分子数_。,碳,2,2,氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去水分子数=肽键数+_肽链数+R基上的氧原子数。氮原子数=肽链数+肽键数+_上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。,2,R基,3.多肽种类的推算方法：多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，

14、则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图来理解(代表要安放的氨基酸的位置)。,(1)假若有n种氨基酸形成一个三肽，那么形成三肽的种类为：即_种。,n3,(2)假若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类有_种。(3)假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类为：即_种。,nm,n(n-1)(n-2),4.基因表达中氨基酸数与相应DNA、mRNA中碱基数目关系：,【微点警示】(1)由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数为突破口，计算氨基酸的个数最为简便。,(2)在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质合成时，除形成主

15、链肽键外还会有其他肽键或二硫键等化学键形成，则应考虑因这些键形成而脱掉的原子及相应质量。,(3)若为环状多肽，其主链中无氨基和羧基，氨基或羧基数目取决于构成环状多肽氨基酸R基中的氨基和羧基的数目，由图示可知：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。,【秒判正误】1.一条肽链中只含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。()分析：在一条肽链的两端，一端有一个游离的氨基，另一端有一个游离的羧基，而氨基酸的R基上也可能含有氨基和羧基。,2.某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的链状蛋白质，该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基。()分析：某种蛋白酶是链状蛋白质，则每条链中至少含有一个游离的氨基和

16、羧基，该蛋白酶分子由几条链构成就至少有几个游离的氨基和羧基。,3.在形成肽链的过程中形成的肽键数目一定等于氨基酸数减去1。()分析：在肽链的形成过程中，肽链中肽键的数目一般等于氨基酸数减去1，若形成环状肽，则氨基酸数等于肽键数。,4.某甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则该甜味肽可能是二肽。()分析：每个氨基酸至少含有一个氨基，则该甜味肽的分子式中含有两个氮，说明该甜味肽可能是由两个氨基酸脱水缩合形成的二肽。,5.环状肽中一定不含游离的氨基和羧基。()分析：环状肽中各氨基酸之间形成肽键，而R基团上可能含有游离的氨基和羧基。,【命题案例研析】【典例】(2018石家庄模拟)如图为牛胰岛素结构图

17、，该物质中SS是由两个SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是(),A.牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键B.牛胰岛素中至少有2个NH2和2个COOHC.牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882,【审答技巧】(1)从肽链分析：当题目仅仅给出肽链示意图时，需要将示意图看成“基本骨架”进行分析。有时候将肽链简化为一条曲线或直线，然后借助这种示意图进行计算推导。,(2)关注特殊的化学键：肽链之间有R基团可相互形成化学键，题目中的“SS”的形成会影响分子质量。,【解析】选B。分析题图，牛胰岛素含51个氨基酸，由两条肽链组成，其中含有的肽键个数为51-2=49

18、，A错误；牛胰岛素含有两条肽链，至少含2个游离的NH2和2个游离的COOH，B正确；牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，最多有20种，但并非一定是20种，C错误；牛胰岛素在形成过程中，51个氨基酸脱去了49个H2O，,二硫键的形成过程中减少了6个H，故减少的相对分子质量为4918+6=888，D错误。,【核心素养新命题】科学思维分析与综合胰岛素基因控制合成的肽链只有一条，而胰岛素是由两条肽链构成的，原因是_。,胰岛素基因控制合成的肽链,经内质网、高尔基体加工后变成了两条肽链,【考点题组诊断】角度一与氨基酸分子数目的相关推测1.(2019德州模拟)某50肽中有丙氨酸(R基为CH3)4个，现脱掉其中的

19、丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是()世纪金榜导学号,A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子B.若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列,C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4分子H2OD.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基,【解析】选C。据图分析可知，每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键，脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键，即有8分子水参与，故该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子，A项正确；得到的5个氨基酸，其中有4个是丙氨酸，故这5个氨基酸缩合成

20、5肽，可有5种不同的氨基酸序列，B项正确；若这4条多肽链重新连接成一条长链，则需要形成3个肽键，脱去3分子水，,C项错误；每条肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基，D项正确。,2.(金榜原创预测)某一蛋白质由2条肽链组成，共含有16个肽键，则此蛋白质分子中至少含有NH2和COOH个数及氨基酸数分别为()A.18、18、18B.20、20、20C.2、2、18D.1、1、20,【解析】选C。根据蛋白质分子中肽键数=氨基酸数-肽链数可知：此蛋白质分子中氨基酸数=肽键数+肽链数=16+2=18(个)；由于在1条肽链中，至少有1个游离的氨基和1个游离的

21、羧基，所以2条肽链至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基。因此蛋白质分子中至少含有-NH2和-COOH个数及氨基酸数分别为2、2、18。,【易错提醒】混淆氨基酸“种类”与“数目”不同(1)蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸种类约有20种。(2)确认氨基酸种类必须依据R基，凡R基相同时无论数目多少，均应视作“同一种”氨基酸。,角度二蛋白质形成过程中相关的数量关系3.(2019武汉模拟)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是()A.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,【

22、解析】选A。环状肽有几个氨基酸就会形成几个肽键，所以环状八肽含有8个肽键，A正确；肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，蛋白质可只含有一条肽链，B错误；蛋白质变性是空间结构被破坏，氨基酸之间形成的肽键不被破坏，C错误；含有肽键的化合物都能与双缩脲试剂产生紫色反应，变性蛋白质仍然含有肽键，仍可发生反应，D错误。,4.(2018白银模拟)肉毒杆菌是一种致命病菌，在繁殖过程中分泌毒素。人们食入和吸收过量的此毒素后，神经系统将遭到破坏。该毒素是由两个亚单位(每个亚单位由一条肽链盘曲折叠而成)组成的一种生物大分子。下面是肉毒毒素的局部结构简式，据此判断下列说法不正确的是世纪金榜导学号(),A.由结构

23、图可知，肉毒毒素由氨基酸构成，其化学本质是蛋白质B.图中片段由5种单体组成，有4个肽键,C.一分子肉毒毒素至少含有1个氨基和1个羧基D.高温可使肉毒毒素失活，主要原因是高温破坏蛋白质的空间结构,【解析】选C。由结构图可知，肉毒毒素由氨基酸构成，因此其化学本质是蛋白质，A正确；图中共含有4个“CONH”结构，并且各氨基酸的R基也都不同，所以图中片段由5种单体组成，有4个肽键，B正确；由于一条肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，而该毒素分子由两个亚单位即两条肽链组成，所以一分子肉毒毒素至少含有2个氨基和2个羧,基，C错误；由于高温能破坏蛋白质的空间结构，所以高温可使肉毒毒素失活，D正确。

24、,【加固训练】1.(2018洛阳联考)有一条由14个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z14，W15)的多肽，经过水解后的产物中有3种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)。水解产物中天冬氨酸的数目是(),A.(Y+14)个B.(Z+14)个C.(W-15)个D.(W-15)/2个,【解析】选D。天冬氨酸(C4H7O4N)中含有4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是x个，该多肽脱去14-1=13个水，根据氧原子守恒，2(14-x)+4x-13=W，解得：x=(W-15)/2。,2.(2018鞍山模拟)蛋白质是由氨基酸

25、脱水缩合形成的，下列关于该过程的叙述错误的是()A.脱去的水分子数等于肽键数，游离的氨基数与肽链数有关B.一条多肽链的合成过程中，形成的肽键结构可以有两种,C.某蛋白质由m条多肽链、n个氨基酸组成，该蛋白质至少有氧原子数n+mD.脱水缩合过程需要模板、原料、酶、能量及tRNA的参与,【解析】选B。氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程中，脱去的水分子数等于肽键数，每条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，因此游离的氨基数与肽链数有关，A正确；一条多肽链的合成过程中，形成的肽键结构都是相同的，只有一种，B错误；某蛋白质由m条多肽链、n个氨基酸组成，依据“氧原子数目=氨基酸数目2-脱去的水分子数、脱去的水分子数=肽键数,=氨基酸数-肽链数”可推知：该蛋白质至少有氧原子数为2n-(n-m)=n+m，C正确；脱水缩合过程也就是翻译过程，需要模板、原料、酶、能量及tRNA的参与，D正确。,答案速填：1C、H、O、N2203_4脱水缩合5CONH6功能,