步步高大一轮复习讲义生命活动的主要承担者——蛋白质.pdf
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1、考纲要求蛋白质的结构和功能()。考点一 蛋白质的结构和功能 1氨基酸及其种类 (1)写出图中结构的名称: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:CH2NRCOOHH。(3)根据写出的氨基酸结构通式归纳其结构特点:每个氨基酸分子至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。(4)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)。2蛋白质的结构及其多样性(1)氨基酸的脱水缩合 过程:一个氨基酸分子的氨基(NH2)和另一个氨基酸分子的羧基(COOH)相连接,同时脱去一分子水。二肽形成示例
2、 CH2NHCOOHR1CH2NHCOOHR2 CH2NHR1CONHCHR2COOHH2O 肽键:连接两个氨基酸分子的化学键可表示为CONH。(2)蛋白质的结构层次 肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。H2O中 H与 O的来源:每形成一个肽键脱去一分子水,其中的 H分别来自氨基和羧基,O来自羧基。一条肽链上氨基数或羧基数的确定 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(或羧基)在 R基上。(3)蛋白质分子多样性的原因 氨基酸 a.种类不同b.数目成百上千c.排列顺序千变万化 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
3、功能(连线)思维诊断(1)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合(2013江苏,20D)()(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(2012海南,1D)()(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(2012海南,1B)()(4)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质()(5)细胞内以及细胞间传递信息的物质都是蛋白质()(6)蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的功能()题组一氨基酸的种类及结构特点的分析 1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
4、CH2NHCOOH 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 答案 B 解析氨基酸的结构通式为 CH2NHCOOHR,不同的氨基酸 R基不同,因此共有的结构为 CH2NHCOOH;甲硫氨酸中含有 C、H、O、N、S五种元素;必需氨基酸不能在人体内合成。2下列物质分子中,不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是()ACHH2NCOOHCH2NH2 BCHCH3COOHSHNH2 CCHH2NCOOHCH2CH2COOH DCHH2NCH3COOH 答案 B 解析解题的关键是熟记氨基酸的结构通式。构成生物体蛋白质的氨基酸必须是一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上
5、,不管如何书写,只要具备 CH2NRCOOHH,就可以认定是构成生物体蛋白质的氨基酸。四个选项的物质分子中,只有 B项中的物质不具有此结构,因此其不属于构成生物体蛋白质的氨基酸。题组二蛋白质的形成过程及结构分析 3如图表示有关蛋白质分子的简要概念图,下列对图示分析正确的是()AA代表的元素是 C、H、O、N、P B用 2个不同的 B 可以合成 2 种二肽 C每种蛋白质一定由 20种 B 组成 D每个 B只含有一个氨基和一个羧基 答案 B 解析由图可知,A是组成氨基酸的元素,包括 C、H、O、N等,不含 P,A项错误;B表示构成蛋白质的基本单位氨基酸,两个不同的氨基酸的排列顺序不同可以合成两种二
6、肽,B项正确;每种蛋白质不一定都由20 种氨基酸组成,C项错误;每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,R基中也可能含有氨基或羧基,D项错误。4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(双选)()A胰岛素分子具有 50 个肽键,合成它的过程中共脱去 49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了胰岛素的生物活性丧失 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 答案 AD 解析从图中可以看出,保留的肽链中含有 51(即 3021)个氨基酸,所以肽键的数目512
7、49(个),A项正确;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基上),B 项错误;沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键,C项错误;因为合成一个胰岛素分子就要切去一段 C肽,所以可以通过测量 C肽的含量间接反映胰岛 B细胞的分泌功能,D项正确。蛋白质知识的 3 个易错提醒(1)不要将氨基错写为 NH2或NH3;不要将羧基误写为 COOH 或 COOH;也不要将肽键误写为 CONH或CONH。(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)高温使蛋白质变性的原因不是破坏
8、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。题组三蛋白质功能多样性的分析 5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 解析氨基酸被运输进入细胞需要载体蛋白参与;细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上是 tRNA 完成的;葡萄糖的氧化分解需要酶的催化;激素被靶细胞识别需要细胞膜上的糖蛋白参与。6正常人体内的胰岛素、呼吸酶和抗体,这三类物质都是()A在 B细胞中合成 B通过胞吐的方式释放 C与特定的分子结合后发挥作用 D在细胞间进行信息交流 答案 C 解析胰岛素是由胰岛 B 细胞
9、合成的,抗体是由浆细胞合成的,而呼吸酶是所有活细胞均可合成的,A错误;呼吸酶属于胞内酶,不释放到细胞外,B错误;呼吸酶在细胞内发挥作用,不能在细胞间进行信息交流,D错误;胰岛素、呼吸酶和抗体均能与特定的分子结合后发挥作用,C正确。一些功能物质是否为蛋白质的判断方法 一些功能物质的化学本质如下:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA;激素中,有些是蛋白质,有些不是蛋白质。抗体和载体的本质都是蛋白质,但结构各不相同。蛋白质与酶、激素、抗体、载体的关系如下图所示:题组四蛋白质新情景信息的规范审答案例 典例精做全面审题精准答题 7GPCPs(G 蛋白偶联受体)是一条往返穿膜七次的跨膜蛋白,下图是其结构模
10、式图。下列有关 G 蛋白和 G蛋白偶联受体的说法中,错误的是()AG蛋白偶联受体(GPCPs)可能是糖蛋白 BGPCPs 只有一个游离的氨基和一个游离的羧基 C此多肽链中氨基酸的“R基”之间形成的“SS”,具有维持活性的作用 DG蛋白是在细胞质中的核糖体上合成的 问题导练启迪思维优化审答 审提取信息(1)GPCPs的中文名称为 G蛋白偶联受体,其本质为蛋白质,存在于细胞膜上“请在原题中划出填写上述问题所对应的题干关键信息”(2)由题图中文字“信号分子结合位点”信息可知,GPCPs 的某些部位可以结合信息分子,即 GPCPs 具有识别作用(3)由图中信息可知,GPCPs 是由一条肽链构成,某些部
11、位由“SS”化学键形成相应的折叠,这是发挥作用的必需结构(4)GPCPs与 G蛋白作用的片段位于细胞膜内侧 析解读信息(1)GPCPs具有识别作用,可推知其本质可能是糖蛋白(2)信号分子的结合位点在细胞膜的外侧,此处可能有糖侧链(3)图示 GPCPs 中至少含有一个氨基和一个羧基,可能在氨基酸的 R基中还含有游离的羧基和氨基(4)S 只能存在于氨基酸的 R基中,所以“SS”结构是在氨基酸的“R基”之间形成的(5)由 G 蛋白作用的片段的位置可推知:G蛋白是胞内蛋白,所以 G蛋白是在细胞质中的核糖体上合成 规范答案 B 同点异构 2012 年 10月 10日,69 岁的美国科学家罗伯特莱夫科维茨
12、和 57 岁的布莱恩科比尔卡因进一步揭示了 G 蛋白偶联受体的内在工作机制,分享了 2012年诺贝尔化学奖。G蛋白偶联受体是细胞表面的信号接收器,下列关于 G 蛋白及 G蛋白偶联受体的叙述错误的是(双选)()AG 蛋白的合成场所为一种无膜结构的细胞器 BG 蛋白分子中氨基数等于羧基数 CG 蛋白偶联受体存在于细胞膜的内侧,与细胞膜的信息传递功能有关 DG 蛋白偶联受体与双缩脲试剂反应呈现紫色 答案 BC 解析蛋白质的合成场所核糖体是一种无膜结构的细胞器,A正确;组成 G蛋白的氨基酸的 R基中也可能含有氨基或羧基,故 G蛋白中的氨基数与羧基数可能相同,也可能不同,B错误;由题干信息“G蛋白偶联受
13、体是细胞表面的信号接收器”可知,G蛋白偶联受体是一种位于细胞膜外侧的糖蛋白,能与双缩脲试剂反应呈现紫色,C错误、D正确。考点二 蛋白质的相关计算 题组一多肽形成过程中的有关数量计算 1某肽链由 51 个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成 1 个二肽、2个五肽、3 个六肽、3个七肽,则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是()答案 C 解析解答本题的关键是清楚肽键上氨基和羧基的位置,氨基酸数与肽链数的关系以及肽键数与脱水数(或需水数)的关系。在这 9 个短肽的分子中,每条肽链的一端有一个氨基,另一端有一个羧基,其他氨基(或羧基)应在 R基上,所以最少有 9
14、 个氨基。这些短肽的肽键数等于“氨基酸数肽链数”,故肽键总数为 51(1233)42。又因共有 9个短肽,水解成这些短肽需要破坏 8 个肽键,需要 8 分子水。故选 C。2如图为某蛋白质的结构示意图,其中“SS”为由两个“SH”(巯基)构成的二硫键,其作用是连接两个相邻肽链。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()Am,18m B(m4),18(m4)C(m3),18(m3)4 D(m2),18(m2)4 答案 D 解析图中有三条肽链,中间一条为环状,故失去水分子数为氨基酸数肽链数,即(m2),由于有 2个二硫键,而形成一个二硫键
15、失去 2个“H”,故减少的相对分子质量为 18(m2)4。利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律 肽链 数目 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去水 分子数 多肽的相对 分子质量 氨基 数目 羧基 数目 1 条 m m1 m1 ma18(m1)至少 1 个 至少 1 个 n 条 m mn mn ma18(mn)至少 n 个 至少 n 个 注:设氨基酸的平均相对分子质量为 a。特别提醒(1)有时还要考虑其他化学变化过程,如肽链上出现二硫键(SS)时,要再减去 2(即两个氢原子),若无特殊说明,不考虑二硫键。(2)若为环状多肽,则可将公式中的肽链数视为零,再进行相关计算。题组二利用原子守恒法完成蛋白
16、质的计算 3某蛋白质由 m条肽链,n 个氨基酸组成。该蛋白质至少含氧原子的个数是()AnmBn2m CnmDn2m 答案 C 解析每条肽链的 C 端都保留一个完整的羧基,m条肽链的 C 端共含有 2m个氧原子;另外每个肽键有 1 个氧原子,一共有(nm)个肽键,所以共含 nm个氧原子,所以该蛋白质至少含有 2m(nm)nm 个氧原子。4经分析某条多肽链中有 O 原子 p 个,N 原子 q个,它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸。经分析推算可知,1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为()CHH2NCOOHCH2SHCHH2NCH3COOH 半胱氨酸丙氨酸 CHH2NCOOH(CH2)3NH2CHH2N
17、COOHCH2C6H5 赖氨酸苯丙氨酸 ApqBqp Cpq1Dqp1 答案 D 解析根据观察可知,四种氨基酸的 R基中都不含 O原子,只有赖氨酸的 R 基中含有 1个 N原子。O 原子数各氨基酸中的 O 原子总数脱去水分子数,由于 R基中都不含 O 原子,所以 O 原子数氨基酸数1,N原子数各氨基酸中 N 原子数氨基酸数R基中 N原子数,故根据 O原子数计算出肽链中的氨基酸数为p1,因此多肽中含有的赖氨酸数N原子数氨基酸数q(p1)qp1。利用原子守恒法计算肽链中的原子数 在一个氨基酸中,若不考虑 R 基,至少含有 2 个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和 1个氮原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽
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