1、全国版高考生物大一轮复习第一单元细胞的分子组成第3讲生命活动的主要承担者蛋白质学案第3讲生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质的结构和功能()蛋白质的结构和功能1氨基酸的结构及其种类(1)氨基酸的结构结构通式： 各氨基酸之间的区别在于R基的不同。(2)氨基酸的种类生物体中约20种2蛋白质的结构及其多样性3蛋白质的功能连一连1(必修1 P24拓展题改编)神经细胞和肌肉细胞含量最多的有机物都是蛋白质，但二者功能完全不同，从组成二者的蛋白质来考虑，其原因不包含()A氨基酸数目不同B氨基酸种类不同C氨基酸排列顺序不同D由细胞中的遗传信息决定答案：D2(必修1 P23与生活的联系改编)高温使蛋白质丧失功能的原
2、理是什么？提示：破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构。 突破1组成蛋白质的氨基酸的判断方法判断依据：氨基酸中氨基、羧基的数目和连接位置。(1)从数量上看，至少有一个NH2和一个COOH，如下所示不属于构成蛋白质的氨基酸：H2NCH2CH2OH缺乏羧基(COOH)。缺乏氨基(NH2)。(2)从位置上看，必须有一个NH2和一个COOH连接在同一个碳原子上，如下所示不属于构成蛋白质的氨基酸：氨基和羧基不连在同一个碳原子上。 突破2二肽的形成过程分析肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，可表示为CONH。 突破3蛋白质的结构层次分析(1)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。(2)H2O中
3、H与O的来源：每形成一个肽键脱去一分子H2O，其中的H分别来自氨基和羧基，O来自羧基。(3)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。(4)多肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构。1蛋白质结构形成的4个“一”一组成一键一过程一场所至少含一个NH2和一个COOH肽键脱水缩合核糖体2蛋白质结构的3点提醒(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CONH或。(2)氨基酸数目氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。(3)蛋白质分子的化学结构
4、空间结构蛋白质分子化学结构的多样性取决于氨基酸的种类、数目和排列顺序的多样性，由参与翻译的mRNA中的密码子决定。蛋白质空间结构是在其化学结构的基础上进一步形成的，就是在肽链形成后加工的过程中形成的。【感知考题】(2016高考江苏卷，4)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解析细胞膜上负责转运氨基酸的是载体蛋白，细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，A
5、项错误；氨基酸之间脱水缩合生成H2O，H2O中的氢分别来自氨基和羧基，B项正确；细胞内蛋白质在酶的催化作用下水解，而大部分酶的化学本质是蛋白质，故细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与，C项正确；蛋白质是生物大分子，其基本骨架是碳链，蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，而且与功能基团相关，D项正确。答案A(1)在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图示中的部位。(2)具有催化作用的酶和具有信息传递作用的激素都是蛋白质吗？不是。原因是具有催化作用的酶其化学本质可能是RNA，具有信息传递作用的激素其化学本质可能是脂质(如性激素)或氨基酸衍
6、生物(如甲状腺激素)。 高分点拨类题通法1分析“碳骨架”，确定氨基酸的种类和数目的策略当题目中给出肽链的结构简式时，首先要找出“中心碳原子”和“CONH”交替连接构成的“基本骨架”，然后在肽键中间“断开”，即可数出氨基酸的个数，通过比较R基的种类数可得出氨基酸的种类数。2辨识一些功能物质是否为蛋白质的图示判断法一些功能物质的化学本质如下：(1)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。(2)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、载体的关系如图所示：【跟进题组】 命题1考查氨基酸的结构1甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，它的分子式
7、是()AC5H11O2NS BC3H7SCC4H11O2S DC5H10O2N解析：选A。氨基酸分子通式为C2H4O2NR，氨基酸分子式中各原子数等于R基上的各原子数加上结构通式中的相应原子数。 命题2考查蛋白质的形成及结构2(2017大连三中模拟)如图是某一多肽链的分子结构式，据图分析下列叙述错误的是()A是氨基，是羧基B该多肽链中只有一个肽键，是C该多肽链中的R基有D该多肽链形成时失去了两分子水解析：选B。分析题图，图中为氨基，为羧基，A正确；该多肽链中共有2个肽键，B错误；该多肽链中的R基有3个，为图中，C正确；该多肽链中有2个肽键，形成时失去两分子水，D正确。3(2017上海十二校联考
8、)如图表示在胰岛B细胞中胰岛素原生成胰岛素的过程。该过程()A发生在细胞质内的核糖体上B离不开内质网和高尔基体的作用C至少断裂两个肽键生成两分子水D需水参与，且水中氢全部用于形成COOH解析：选B。胰岛B细胞中胰岛素原生成胰岛素的过程是蛋白质的一个再加工的过程，该过程离不开内质网和高尔基体的作用，不是发生在核糖体上，A错误、B正确；断裂肽键需要水分子而不是生成水分子，C错误；水中的氢参与COOH和NH2的形成，D错误。4(2017安阳模拟)朊病毒蛋白(PrP)有两种构象：一种是PrPc，一种是PrPsc，它们的比较如表：朊病毒蛋白PrPcPrPsc空间结构以螺旋为主以折叠为主溶解度高低致病性不
9、致病致病肽链中氨基酸排列顺序相同由此可以推测这两种蛋白质表现出不同性质的原因是()A溶解度不同 B氨基酸的种类不同C空间结构不同 D氨基酸的数量不同解析：选C。由表中信息可知，两种蛋白质的肽链中氨基酸排列顺序相同，由此可确定两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。 命题3考查蛋白质的功能5如图中的分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种物质，下列有关Q的叙述，错误的是()AQ可能位于细胞膜上BQ中可能含有硫元素C不一定发生在细胞内D必须依赖三磷酸腺苷解析：选D。根据过程知Q可能是酶，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，可能含有硫元素；过程说明Q可能是细胞膜上的载体蛋白；过程说明
10、Q可能是抗体。酶促反应在细胞内外均可发生，如唾液淀粉酶；物质跨膜运输不一定依赖三磷酸腺苷，如协助扩散。6(2015高考四川卷，1)下列在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是()AMg2吸收 BO2扩散C光能转换 DDNA复制解析：选B。A项，Mg2进入叶绿体的方式是主动运输，需要载体蛋白的参与。B项，O2能通过自由扩散跨膜运输，不需要蛋白质的参与。C项，光能转换过程需要多种酶的参与，大多数酶的化学本质为蛋白质。D项，DNA的复制过程需要DNA聚合酶的参与，DNA聚合酶的化学本质是蛋白质。结合生活实践综合考查蛋白质7(2017江西鹰潭一中高三月考)由我国自主开发的艾滋病病毒膜融合抑制剂西
11、夫韦肽已顺利完成b期临床实验。西夫韦肽是依据艾滋病病毒(HIV)膜融合蛋白Gp41的空间结构，全新设计并合成的新一代膜融合抑制剂，含有36个天然氨基酸。下列说法中正确的是()A西夫韦肽为一种口服制剂 BHIV的膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成C西夫韦肽与双缩脲试剂发生反应，呈现紫色 D西夫韦肽只有进入细胞内，才能发挥其效应解析：选C。西夫韦肽的化学本质属于蛋白质类，是大分子，能与双缩脲试剂发生反应，呈现紫色，口服会被消化而失去疗效，A项错误、C项正确；HIV是病毒，没有膜结构，B项错误；西夫韦肽是全新设计并合成的新一代膜融合抑制剂，在HIV的宿主细胞表面发挥其效应，D项错误。几种常见蛋白质的分布
12、和功能名称分布功能绝大多数酶细胞内或细胞外催化作用载体蛋白细胞膜运输某些物质如离子、氨基酸等某些激素(如生长激素、胰岛素)内环境中调节生命活动抗体内环境中免疫作用血红蛋白红细胞内主要运输氧气和部分二氧化碳糖蛋白细胞膜表面保护、润滑、识别等作用蛋白质的相关计算利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律(1)氨基数和羧基数氨基数肽链数R基中的氨基数。羧基数肽链数R基中的羧基数。(2)肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量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：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目蛋白质相对分子质量1n1n1至少1个至少1个na
13、18(n1)mnmnm至少m个至少m个na18(nm)1(必修1 P24科学史话)一个由20种、500个氨基酸组成的蛋白质，它的氨基酸的排列顺序就可能有_种。提示：205002(深入追问)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)。 (1)若该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了_个氧原子。(2)若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去_个H2O。提示：83利用原子守恒法计算肽链中的原子数(1)基本原理在一个氨基酸中，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
14、原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。(2)常用公式碳原子数氨基酸分子数2R基上的碳原子数。氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2。氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。氮原子数肽键数肽链数R基上的氮原子数。【感知考题】(2017广东中山一中模拟)某三十九肽中共有甘氨酸4个(甘氨酸结构式如图1)，现用某种水解酶去除其中的甘氨酸，得到4条长短不等的多肽(如图2)。如将原来多肽与4条多肽总的原子数或结构数进行比较，会出现下列4种情况中的() 肽键数目减少7个C原子减少8个氨基和羧基分别增加3个O原子数目减少1个A1种 B2种 C3种
15、D4种解析据图分析，去掉4个甘氨酸，共需水解7个肽键，所以肽键减少7个；每个甘氨酸含2个C原子，脱掉4个甘氨酸减少8个C原子；每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基，4条多肽链，至少4个游离的氨基，4个游离的羧基，与原来1条多肽链相比氨基和羧基分别增加3个；水解7个肽键需7分子水参与，水解产生的所有产物中O原子数增加7个，而每个甘氨酸含有2个O原子，因此原来多肽与4条多肽相比O原子数目减少1个。答案D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
16、别为(m2)、18(m2)4。 高分点拨类题通法1环状肽的结构与计算环状肽如图所示：根据图示可知：肽键数脱去的水分子数氨基酸数(由于环肽首尾氨基酸彼此相连，故形成一个环肽时比形成一条直链肽要多生成一个水分子)。2计算蛋白质分子量时别忽略了二硫键：当肽链上出现二硫键(SS)时，要再减去2(即2个H)。【跟进题组】 命题1直链肽的相关计算1(2017江苏盐城月考)分析多肽E和多肽F(均由1条肽链组成)得到如表所示结果。(单位：个)原子或基团CHONNH2COOH多肽E201348625332多肽F182294555461请推算这两种多肽中参与缩合的氨基酸的数目最可能是()选项ABCD多肽E5859
17、5051多肽F53544849解析：选D。多肽E有3个游离的氨基，其中有两个位于R基上，可判断多肽E含有的氨基酸数为53251；多肽F有6个游离的氨基，有5个位于R基上，多肽F含有的氨基酸数为54549。 命题2环肽的相关计算2一条由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可能没有游离的氨基C至少有5个游离的羧基D至多有36种氨基酸解析：选B。一条由39个氨基酸形成的环状多肽，应有39个肽键，A错误；因为谷氨酸的R基上没有游离氨基，又不知其他氨基酸的R基的情况，则可能没有游离氨基，B正确；由于谷氨酸的R基上有1个游离羧基，则该多
18、肽至少有4个游离羧基，C错误；组成蛋白质的氨基酸最多为20种，D错误。 命题3多肽中含有二硫键的相关计算3(2017怀化模拟)如图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(SH)脱氢形成一个二硫键(SS)。下列相关叙述不正确的是()A组成该分子的氨基酸最多有20种B氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824C该分子至少含有3个游离的氨基D该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应解析：选B。组成蛋白质的氨基酸最多有20种；由271个氨基酸合成该分子时，脱去268分子水，同时在形成4个二硫键时脱去8个氢，即减少的相对分子质量为2681884 832
19、；该分子由三条多肽链形成，至少含有3个游离的氨基；蛋白质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应。 命题4多肽中原子数目的相关计算4(2017长沙三校联考)某六十肽中有2个丙氨酸(C3H7O2N)，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是()A肽键数目减少4个 B氢原子数目增加8个C氨基和羧基分别增加4个 D氧原子数目增加2个解析：选D。1个丙氨酸左右有2个肽键，脱掉2个丙氨酸肽键数目减少4个。该过程得到3条短肽链和2个游离的丙氨酸，3条短肽链增加了2个氨基和2个羧基，2个游离的丙
20、氨酸增加了2个氨基和2个羧基，氨基和羧基分别增加4个。增加的氨基、羧基中氢原子和氧原子分别增加了12个和8个，又因为水解过程肽键减少4个，减少了4个氢原子和4个氧原子，所以氢原子数目增加8个，氧原子数目增加4个。核心体系构建填空C、H、O、N肽键功能免疫信息传递种类排列顺序空间结构规范答题必备1氨基酸中氨基和羧基的两大特点(1)数目：至少含有一个氨基和一个羧基。(2)连接方式：都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2氨基酸的种类和性质的唯一决定因素：R基。3蛋白质的四个结构层次：元素C、H、O、N等氨基酸多肽蛋白质。4脱水缩合过程中重要的数量关系肽键数脱掉水分子数氨基酸数肽链数。5蛋白质
21、结构多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。6蛋白质的五大功能：构成细胞和生物体、催化、运输、免疫、调节。课时作业1下列关于人体氨基酸的叙述，正确的是()A氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位B不同氨基酸的R基一定不同C酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因D非必需氨基酸的合成与基因的功能无关解析：选B。A错误，氨基酸是胰岛素等蛋白质类或多肽类激素分子的基本单位；B正确，氨基酸的种类取决于R基的种类；C错误，人患白化病的根本原因是体内控制酪氨酸酶的基因异常，不能把酪氨酸转变为黑色素；D错误，非必需氨基酸在体内的合成需要酶的催化，这些酶
22、的化学本质是蛋白质，而基因能控制蛋白质的合成。2(2017孝感统考)如图是有关蛋白质分子的简要概念图，下列对该图的分析正确的是()A甲中可能含有SB从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性C乙中含有的基本单位之一可能是H2NCH2CH2OHD不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不同解析：选A。由图分析可知，甲为构成蛋白质的基本元素，包括C、H、O、N，有的还含有S、P，因此甲中可能含有S；从根本上说，生物的多样性取决于遗传信息的多样性；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个NH2和一个COOH，选项C中的化合物缺少COOH；不同蛋白质中氨基酸的种类和数目可能相同也可能不同。3(2017邯郸模拟)层粘连
23、蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链()和两条轻链(1、2)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 BC D解析：选D。D物质不属于组成生物体蛋白质的氨基酸。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()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细胞的分泌功能解析：选D。从图中可以看出，保留的肽链中含有51(即3021)个氨基酸，
24、所以肽键的数目51249(个)，A项错误；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，所以可以通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能，D项正确。5(高考江苏卷改编)下列关于生物体内有机物的叙述，正确的是()A脂质不参与生命活动的调节 B蛋白质是生物体主要的能源物质C核酸是生物体储存遗传信息的物质 D糖类不参与细胞识别和免疫调节解析：选C。性激素具有调节作用，属于脂质，A项错误；生物体生命活动的主要能源物质是糖类，B项错误；核酸是遗传信
25、息的携带者，C项正确；细胞膜上的糖蛋白与精子和卵细胞之间的识别以及免疫调节中一些免疫细胞识别抗原有关，D项错误。6下面关于蛋白质分子结构和功能的叙述，正确的是()A氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质功能可能不同B由n条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各n个C组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式脱水缩合D高温会使蛋白质变性，因此煮熟的食物不易被人体消化解析：选A。氨基酸种类、数量和排列顺序相同，但蛋白质的空间结构不同，则功能也不同，A项正确。由于R基中可能含有氨基或羧基，且不参与脱水缩合，因此蛋白质中氨基数或羧基数n(肽链数)R基中的氨基或羧基数，B项错误。所有氨基酸脱水缩合的方式都是氨基脱去
26、氢原子，羧基脱去羟基后形成肽键，故方式相同，C项错误。高温使蛋白质空间结构发生改变，易于被消化，D项错误。7(2017佛山一模)下列有关蛋白质的说法，正确的是()A蛋白质不参与生物膜系统的构成B抗体蛋白在细胞内液和细胞外液中都起作用C人体蛋白质类激素都可以起到信息分子的作用D蛋白质进出细胞需要载体蛋白的参与解析：选C。生物膜流动镶嵌模型中蛋白质有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，A错误；抗体作为分泌蛋白，在细胞外液中起作用，B错误；人体蛋白质类激素都可以起到信息分子的作用，激素具有调节生命活动的功能，C正确；蛋白质是大分子，以胞吞、胞吐的形式
27、进出细胞，不需要载体蛋白，D错误。8(2015高考海南卷，11)关于蛋白质的叙述，错误的是()ArRNA能参与蛋白质的生物合成BDNA和蛋白质是染色体的组成成分C人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质D核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用解析：选D。rRNA是核糖体的重要组成成分，而核糖体是合成蛋白质的场所，A正确；染色体主要由DNA和蛋白质组成，B正确；浆细胞分泌的抗体主要分布在血浆中，C正确；细胞核中进行DNA复制、转录等过程所需的酶由核糖体合成，D错误。9(2017郑州第一次质检)蛋白质是生命活动的主要承担者，下列关于蛋白质的叙述，错误的是()A不是所有细胞器都含有磷脂，但所有的细胞器均
28、含有蛋白质B核糖体是所有细胞生物所共有的细胞器，间接体现了蛋白质的重要作用C真核细胞中蛋白质合成后均需要内质网、高尔基体加工D蛋白质可以行使催化、调节、免疫、运输等功能解析：选C。具有膜结构的细胞器含有磷脂和蛋白质，核糖体、中心体没有膜结构，但都含有蛋白质；所有细胞均含有核糖体，核糖体是蛋白质的装配车间，这体现了蛋白质的重要作用；分泌蛋白合成后需要内质网、高尔基体的加工；蛋白质具有多种功能，如酶具有催化作用，蛋白质类激素具有调节作用，抗体具有免疫功能，血红蛋白及细胞膜上的载体蛋白具有运输物质的功能。10(2017长春高三月考)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽键，蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)两侧的肽键。某四十九肽分别经酶1和酶2作用后的情况如图，下列叙述正确的是()A此多肽中含2个赖氨酸B苯丙氨酸位于四十九肽的17、31、49位C短肽D、E与四十九肽的氧原子数相同，N原子数减少2个D适宜条件下酶1和酶2同时作用于此多肽，可形成5条短肽答案：C11(2017北京海淀区模拟)我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物脑啡肽，如图是它的结构简式。据此回答下列问题：(1)脑啡肽的化学本质是一种_，它的基本组成单位的结构特点是_
