全国版2019版高考生物一轮复习第3讲生命活动的主要承担者__蛋白质 培优学案
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1、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()板块一知识自主梳理一、氨基酸及其种类1蛋白质的基本单位:氨基酸。2氨基酸种类组成蛋白质的氨基酸约为20种,根据能否在人体内合成可分为两类:3氨基酸结构(1)组成元素:主要是C、H、O、N,有的还含有S元素。(3)氨基的结构简式为:NH2,羧基的结构简式为:COOH。(4)氨基酸的结构特点:每种氨基酸至少都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接在同一个碳原子上。(5)各种氨基酸之间的区别在于R基不同。二、蛋白质合成过程1二肽形成过程(1)过程a的名称:脱水缩合。场所:核糖体。脱去的水中,氢来自氨基和羧基,氧来自羧基。(
2、2)结构b的名称:肽键,结构简式为CONH。(3)化合物c的名称:二肽。2蛋白质的结构层次三、蛋白质结构和功能多样性四、依据氨基酸的结构通式的两种计算1依据:氨基酸的结构通式可以简写为RC2H4O2N,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。2两种计算类型(1)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C4H10N。(2)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。深入思考1蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的生理功能吗?提示不是。核糖体只是把该连起来的氨基酸连起来,很多需要到
3、内质网、高尔基体里去把该去除的部分去除,该加糖链的加上才具有相应的结构与功能。2在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程中,用含35S标记的氨基酸作为原料,则35S存在于图示中的哪个部位?提示35S存在于氨基酸的R基上,题图中处是R基,处是肽键,处连接的是肽键或羧基,处连接的是碳原子,故35S存在于部位。3从不同方面对蛋白质的多样性进行理解。自查诊断1细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质。()答案2蛋白质的空间结构的改变可以使其功能发生变化。()答案3具有氨基和羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸。()答案4血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。()答案5脱水缩合形成的蛋白质中
4、含有几个肽键就称为几肽。()答案板块二考点题型突破考点1蛋白质的组成、结构和功能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,A正确;数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式且形成长度不同的多肽链,B正确;在质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)中,抗体将保持其活性,C错误;相同的多肽链可盘曲折叠形成不同的空间结构,D正确。答案
5、C题型一氨基酸的种类与结构12017杭州五校月考下列关于氨基酸和蛋白质的叙述,错误的是()A甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3,则它的分子式是C5H11O2NSB酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异是由R基的不同引起的Cn个氨基酸共有m个氨基,则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为mnD甜味肽的分子式为C13H16O5N2,则甜味肽一定是一种二肽答案C解析根据氨基酸的结构通式为C2H4O2NR,而R基为CH2CH2SCH3,则氨基酸的分子式为C5H11O2NS,A正确;酪氨酸与精氨酸的区别在于R基的不同,因此在水中溶解度不同,B正确;n个氨基酸共有m个氨基,则R基中共有mn个氨
6、基,缩合形成的多肽中的氨基数目等于R基中的氨基加上肽链一端的一个氨基,即mn1,若为环状肽,则氨基数为mn,C错误;由于每个氨基酸中至少含有一个氨基,即至少含有一个N原子,甜味肽中有两个N原子,则甜味肽一定是二肽,D正确。22017邯郸模拟层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白。若将层粘连蛋白彻底水解,不可能产生的物质是()A.答案D解析糖蛋白是由多糖和蛋白质构成的。多糖的基本组成单位是葡萄糖,A正确;蛋白质的基本组成单位是氨基酸,该类氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基且连在同一个碳原子上,B、C正确,D错误。技法提升“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蛋白质分子能被肽酶降解,
7、至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。下列说法正确的是()A上图所示肽链一定由5种氨基酸脱水缩合而成B在肽酶P的作用下,经过脱水缩合可以形成两条肽链C肽酶P可以催化1处的化学键断裂D该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个答案C解析根据题目中“肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键”的信息,可判断肽酶作用于肽链中的1处,C正确;图中所示肽链有4个肽键,肯定由5个氨基酸构成,但可能有的R基相同,故不一定是由5种氨基酸脱水缩合而成,A错误;在肽酶P的作用下,应是经过水解形成两条肽链,B错误;因为不知道R基中是否
8、含有氨基或羧基,故该肽链中至少含有游离的氨基和羧基各1个,D错误。4下列生命活动与蛋白质有关的是()改变反应速率血液中运输O2与特定抗原结合构成细胞和生物体结构信息传递A仅 B仅C仅 D答案D解析能改变反应速率的是催化剂,蛋白质类的酶具有催化作用,正确;血红蛋白运输O2,正确;与特定抗原结合的物质是抗体,抗体属于蛋白质,正确;许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,正确;有些蛋白质起信息传递作用,正确。5下列关于蛋白质分子结构与功能的叙述,错误的是()A不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D组成蛋白质的氨基酸之
9、间可按不同的方式脱水缩合答案D解析不同的蛋白质分子中氨基酸的数量、种类和排列顺序都不尽相同,A、C正确;有些结构不同的蛋白质具有相似的功能,如血红蛋白和载体蛋白都具有运输作用,B正确;组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同,D错误。易错警示(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)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。考点2蛋白质的相关计算上海高考一条由39个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为CH2CH2COOH),则该多肽()A有38个肽键 B可能没有游离氨基C至少
10、有5个游离羧基 D至多有36种氨基酸解析由于该多肽由39个氨基酸形成,且为环状多肽,故含有39个肽键,A错误;如果R基上没有氨基,则没有游离的氨基,B正确;由于含有4个谷氨酸,谷氨酸的R基上有游离的羧基,环状多肽只有R基上有游离的氨基和羧基,故至少有4个游离的羧基,C错误;组成蛋白质的氨基酸最多有20种,D错误。答案B题型一借助脱水缩合示意图,考查多肽形成过程中有关数量计算1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()A胰岛素分子具有50个肽键,合成它的过程中共脱去50分子水B胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离
11、的羧基C沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失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D解析从图中可以看出,保留的肽链中含有51(即3021)个氨基酸,组成两条肽链,所以肽键的数目51249(个),共脱去49分子的水,A错误;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),B错误;沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键,C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正确。2.如图表示一个由100个氨基酸构成的蛋白质分子,下列叙述正确的是()A该分子中含有98个肽键B
12、该蛋白质中至少含有3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两条肽链之间含有肽键,共有1002199个肽键,A错误;两条肽链至少含有两个NH2,B错误;氨基酸脱水缩合成该蛋白质时失去99个水分子,相对分子质量减少了99181782,C正确;参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有101个氨基,D错误。技法提升(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肽键数失去水分子数氨基酸数肽链数。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)注:
13、氨基酸平均分子质量为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)环状肽分析环状肽中氨基或羧基数目R基中氨基或羧基数目。肽键数脱去水分子数氨基酸数。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(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。题型二利用原子守恒法进行蛋白质计算3某50肽中有丙氨酸(R基为CH3)4个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位
14、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()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个H2OD新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基答案C解析据图分析可知,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5肽,可有5种不同的氨基酸序列,B正确;若这4条多
15、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正确。4下图示为由30个氨基酸组成的多肽链,经加工,第1位甲硫氨酸被切除,第16与17位氨基酸之间的肽键被切断并生成两条多肽链,两条多肽链通过二硫键相连。有关此过程的说法错误的是()A加工过程中,氧原子数目增加一个B经加工,该多肽比原多肽链增加了一个氨基和一个羧基C此加工过程是在内质网中进行的D此多肽链的合成过程生成了29个水分子、加工过程消耗了2个水分子答案A解析加工过程减少了一个肽键(含一个氧),另一个肽键(含一个氧)被水解,生成一
16、个羧基(含两个氧)和一个氨基,所以氧原子数没变;此多肽链的合成过程生成了29个肽键,形成29个水分子、加工过程水解了两个肽键,消耗了2个水分子。技法提升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2R基上碳原子数。题型三多肽多样性的相关计算52017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类氨基酸的三肽种类分别最多有()A9种,9种 B6种,3种C1
17、8种,6种 D27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3327(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3216(种)。6下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式,据图分析下列叙述不正确的是()A以上三种氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OHB将这三种氨基酸(足量)置于适宜条件下,经脱水缩合形成的三肽化合物最多有27种C甲是最简单的氨基酸D含有一个氨基和一个羧基的化合物都是组成蛋白质的氨基酸答案D解析构成蛋白质的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和
18、一个羧基连在同一个碳原子上,D错误;氨基酸的不同取决于R基的不同,甲、乙、丙的R基依次为H、CH3、CH2OH,所以甲是最简单的氨基酸,这三种氨基酸(足量)脱水缩合形成的三肽最多有3327(种),A、B、C正确。技法提升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:题型四结合基因表达进行蛋白质的相关计算7某蛋白质由n条肽链组成,氨基酸的平均相对分子质量为a,控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对,则该蛋白质的相对分子质量最多为()A.ab6b18n B.ab6bC.18 D.ab18答案D解析控制某蛋白质合成的基因含b个碱基对,则该蛋白质最多由个氨基酸缩合而成;氨
19、基酸平均相对分子质量为a,则组成该蛋白质的氨基酸的总相对分子质量最多为ab;由于氨基酸经脱水缩合形成n条肽链,进而组成该蛋白质共脱去水分子,相对分子质量减少18。即该蛋白质的相对分子质量最多为:ab18。8某条多肽的相对分子质量为2778,若氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子,则编码该多肽的基因长度至少是()A75对碱基 B78对碱基C90对碱基 D93对碱基答案D解析设多肽是由m个氨基酸构成的,蛋白质的相对分子质量110m18(m1)2778,则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸),则控制该多肽合成的基因至少有93对碱基。技法提升基因表达中,D
20、NA控制mRNA的合成,mRNA指导蛋白质的合成。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:由于mRNA中有终止密码子等原因,上述关系应理解为每合成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。板块三方向真题体验12017江苏高考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答案A解析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构成的,也可能只有1条肽
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