2019年高考生物一輪復習 專題1.3 生命活動的主要承擔者--蛋白質教學案.doc

專題1.3 生命活動的主要承擔者-蛋白質1近年高考中，蛋白質的結構和功能、蛋白質的鑒定是高考命題的熱點。在理綜高考中蛋白質的結構和功能常與代謝、調節(jié)、遺傳等知識進行綜合考查。2對本講的復習可從以下角度展開：(1)按照網(wǎng)絡圖中的元素氨基酸多肽結構功能的層次依次掌握各部分知識。(2)聯(lián)系翻譯過程和分泌蛋白的加工理解氨基酸的脫水縮合和蛋白質的空間結構。(3)通過示意圖和模型理解蛋白質結構的多樣性，通過調節(jié)、免疫、催化、運輸?shù)染唧w實例理解蛋白質功能的多樣性。(4)由蛋白質的多樣性聯(lián)系基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。 一、蛋白質的結構和功能1.組成蛋白質的氨基酸及其種類(1)組成元素：C、H、O、N，有的還含有P、S等。(2)結構特點氨基和羧基的數(shù)量：每個氨基酸至少有一個氨基和一個羧基。氨基和羧基的連接位置：都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。氨基酸不同的決定因素：R基的不同。(3)種類：約20種。根據(jù)能否在人體內合成2.蛋白質的結構及其多樣性(1)二肽的形成過程過程a名稱：脫水縮合，場所為核糖體。物質b名稱：二肽。結構c名稱：肽鍵，其結構簡式為：NHCO(或CONH)。H2O中各元素的H來自COOH和NH2，O來自COOH。多個氨基酸發(fā)生脫水縮合，產(chǎn)物名稱為多肽。(2)蛋白質的結構層次氨基酸多肽蛋白質(3)蛋白質分子多樣性的原因氨基酸多肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別。3.蛋白質的功能(連線)二、蛋白質的相關計算利用蛋白質結構圖示完成相關計算肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)目肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)多肽的相對分子質量氨基數(shù)目羧基數(shù)目1條mm1m1ma18(m1)至少1個至少1個n條mmnmnma18(mn)至少n個至少n個注：設氨基酸的平均相對分子質量為a。高頻考點一氨基酸的種類與結構例1下列關于氨基酸和蛋白質的敘述，錯誤的是()A甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，則它的分子式是C5H11O2NSB酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異是由R基的不同引起的Cn個氨基酸共有m個氨基，則這些氨基酸縮合成的一個多肽中的氨基數(shù)必為mnD甜味肽的分子式為C13H16O5N2，則甜味肽一定是一種二肽答案C【變式探究】層粘連蛋白是一種大型的糖蛋白。若將層粘連蛋白徹底水解，不可能產(chǎn)生的物質是()A.答案D解析糖蛋白是由多糖和蛋白質構成的。多糖的基本組成單位是葡萄糖，A正確；蛋白質的基本組成單位是氨基酸，該類氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基且連在同一個碳原子上，B、C正確，D錯誤?！靖形蛱嵘俊皟煽捶ā迸袛嘟M成蛋白質的氨基酸題型二蛋白質的合成、結構與功能例2蛋白質分子能被肽酶降解，至于哪一個肽鍵被斷裂則決定于肽酶的類型。肽酶P能斷裂帶有側鏈R4的氨基酸和相鄰氨基酸的羧基基團之間的肽鍵。下列說法正確的是()A上圖所示肽鏈一定由5種氨基酸脫水縮合而成B在肽酶P的作用下，經(jīng)過脫水縮合可以形成兩條肽鏈C肽酶P可以催化1處的化學鍵斷裂D該肽鏈中含有游離的氨基和羧基各一個答案C解析根據(jù)題目中“肽酶P能斷裂帶有側鏈R4的氨基酸和相鄰氨基酸的羧基基團之間的肽鍵”的信息，可判斷肽酶作用于肽鏈中的1處，C正確；圖中所示肽鏈有4個肽鍵，肯定由5個氨基酸構成，但可能有的R基相同，故不一定是由5種氨基酸脫水縮合而成，A錯誤；在肽酶P的作用下，應是經(jīng)過水解形成兩條肽鏈，B錯誤；因為不知道R基中是否含有氨基或羧基，故該肽鏈中至少含有游離的氨基和羧基各1個，D錯誤?！咀兪教骄俊肯铝猩顒优c蛋白質有關的是()改變反應速率血液中運輸O2與特定抗原結合構成細胞和生物體結構信息傳遞A僅 B僅C僅 D答案D【變式探究】下列關于蛋白質分子結構與功能的敘述，錯誤的是()A不同蛋白質含有的氨基酸數(shù)量不盡相同B有些結構不同的蛋白質具有相似的功能C組成蛋白質的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合D組成蛋白質的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合答案D解析不同的蛋白質分子中氨基酸的數(shù)量、種類和排列順序都不盡相同，A、C正確；有些結構不同的蛋白質具有相似的功能，如血紅蛋白和載體蛋白都具有運輸作用，B正確；組成蛋白質的氨基酸之間脫水縮合的方式相同，D錯誤?！疽族e提醒】(1)一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端；其余的氨基和羧基在R基上。(2)參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。題型三借助脫水縮合示意圖，考查多肽形成過程中有關數(shù)量計算例3如圖所示，一分子的胰島素原切去C肽(圖中箭頭表示切點)可轉變成一分子的胰島素(圖中數(shù)字表示氨基酸序號)。下列分析正確的是()A胰島素分子具有50個肽鍵，合成它的過程中共脫去50分子水B胰島素分子含有一個游離的氨基和一個游離的羧基C沸水浴時肽鍵斷裂導致胰島素生物活性的喪失D理論上可通過測定C肽的含量間接反映胰島B細胞的分泌功能答案D解析從圖中可以看出，保留的肽鏈中含有51(即3021)個氨基酸，組成兩條肽鏈，所以肽鍵的數(shù)目51249(個)，共脫去49分子的水，A錯誤；胰島素分子至少含有兩個游離的氨基和兩個游離的羧基，也可能含有更多的氨基和羧基(存在于R基)，B錯誤；沸水浴時破壞的是胰島素的空間結構而不是肽鍵，C錯誤；因為合成一個胰島素分子就要切去一段C肽，所以可以通過測量C肽的含量間接反映胰島B細胞的分泌功能，D正確?！咀兪教骄俊咳鐖D表示一個由100個氨基酸構成的蛋白質分子，下列敘述正確的是()A該分子中含有98個肽鍵B該蛋白質中至少含有3個NH2C氨基酸脫水縮合形成該蛋白質時相對分子質量減少了1782D參與構成該蛋白質分子的氨基酸中至少有100個氨基答案C解析該蛋白質分子中兩條肽鏈之間含有肽鍵，共有1002199個肽鍵，A錯誤；兩條肽鏈至少含有兩個NH2，B錯誤；氨基酸脫水縮合成該蛋白質時失去99個水分子，相對分子質量減少了99181782，C正確；參與構成該蛋白質分子的氨基酸中至少有101個氨基，D錯誤?！靖形蛱嵘?1)蛋白質相對分子質量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關系肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)。蛋白質相對分子質量氨基酸數(shù)目氨基酸平均相對分子質量脫去水分子數(shù)18。(不考慮形成二硫鍵)注：氨基酸平均分子質量為a。(2)蛋白質中游離氨基或羧基數(shù)目的計算氨基數(shù)肽鏈數(shù)R基上的氨基數(shù)各氨基酸中氨基的總數(shù)肽鍵數(shù)。羧基數(shù)肽鏈數(shù)R基上的羧基數(shù)各氨基酸中羧基的總數(shù)肽鍵數(shù)。(3)環(huán)狀肽分析環(huán)狀肽中氨基或羧基數(shù)目R基中氨基或羧基數(shù)目。肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基酸數(shù)。環(huán)狀多肽的相對分子質量氨基酸數(shù)目氨基酸平均相對分子質量氨基酸數(shù)目18。(4)計算多肽的相對分子質量時，除了考慮水分的減少外，還要考慮其他化學變化過程，如肽鏈上出現(xiàn)一個二硫鍵(SS)時，要再減去2(即兩個氫原子)，若無特殊說明，不考慮二硫鍵。高頻考點四利用原子守恒法進行蛋白質計算例4某50肽中有丙氨酸(R基為CH3)4個，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應位置如圖所示)，得到4條多肽鏈和5個氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有關敘述錯誤的是()A該50肽水解得到的幾種有機物比原50肽增加了8個氧原子B若將得到的5個氨基酸縮合成5肽，則有5種不同的氨基酸序列C若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，則將脫去4個H2OD新生成的4條多肽鏈至少含有4個游離的羧基答案C【變式探究】下圖示為由30個氨基酸組成的多肽鏈，經(jīng)加工，第1位甲硫氨酸被切除，第16與17位氨基酸之間的肽鍵被切斷并生成兩條多肽鏈，兩條多肽鏈通過二硫鍵相連。有關此過程的說法錯誤的是()A加工過程中，氧原子數(shù)目增加一個B經(jīng)加工，該多肽比原多肽鏈增加了一個氨基和一個羧基C此加工過程是在內質網(wǎng)中進行的D此多肽鏈的合成過程生成了29個水分子、加工過程消耗了2個水分子答案A解析加工過程減少了一個肽鍵(含一個氧)，另一個肽鍵(含一個氧)被水解，生成一個羧基(含兩個氧)和一個氨基，所以氧原子數(shù)沒變；此多肽鏈的合成過程生成了29個肽鍵，形成29個水分子、加工過程水解了兩個肽鍵，消耗了2個水分子?！靖形蛱嵘坷迷邮睾惴ㄓ嬎汶逆溨械脑訑?shù)(1)N原子數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)R基上的N原子數(shù)各氨基酸中N原子的總數(shù)。(2)O原子數(shù)肽鍵數(shù)2肽鏈數(shù)R基上的O原子數(shù)各氨基酸中O原子的總數(shù)脫水數(shù)。(3)H原子數(shù)各氨基酸中H原子的總數(shù)2脫水數(shù)。(4)C原子數(shù)氨基酸的分子數(shù)2R基上碳原子數(shù)。高頻考點五多肽多樣性的相關計算例5現(xiàn)有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3種氨基酸，它們能形成的三肽種類以及包含3類氨基酸的三肽種類分別最多有()A9種，9種 B6種，3種C18種，6種 D27種，6種答案D解析若3種氨基酸形成三肽，每種氨基酸的數(shù)目不限，則構成的三肽有3327(種)；若包含3種氨基酸的三肽，第一個位置的氨基酸有3種情況，第二個位置只能從剩余2種氨基酸中任選一種，第三個位置只能安放剩余的1種，共有3216(種)?！咀兪教骄俊肯旅媸侨N組成蛋白質的氨基酸的結構式，據(jù)圖分析下列敘述不正確的是()A以上三種氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OHB將這三種氨基酸(足量)置于適宜條件下，經(jīng)脫水縮合形成的三肽化合物最多有27種C甲是最簡單的氨基酸D含有一個氨基和一個羧基的化合物都是組成蛋白質的氨基酸答案D解析構成蛋白質的氨基酸至少有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上，D錯誤；氨基酸的不同取決于R基的不同，甲、乙、丙的R基依次為H、CH3、CH2OH，所以甲是最簡單的氨基酸，這三種氨基酸(足量)脫水縮合形成的三肽最多有3327(種)，A、B、C正確。【感悟提升】多肽種類的計算如有A、B、C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分析如下：高頻考點五結合基因表達進行蛋白質的相關計算例5某蛋白質由n條肽鏈組成，氨基酸的平均相對分子質量為a，控制該蛋白質合成的基因含b個堿基對，則該蛋白質的相對分子質量最多為()A.ab6b18n B.ab6bC.18 D.ab18答案D【變式探究】某條多肽的相對分子質量為2778，若氨基酸的平均相對分子質量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長度至少是()A75對堿基 B78對堿基C90對堿基 D93對堿基答案D解析設多肽是由m個氨基酸構成的，蛋白質的相對分子質量110m18(m1)2778，則m等于30。那么控制該多肽的密碼子有31個(終止密碼子不編碼氨基酸)，則控制該多肽合成的基因至少有93對堿基?！靖形蛱嵘炕虮磉_中，DNA控制mRNA的合成，mRNA指導蛋白質的合成。DNA中堿基排列順序轉錄為mRNA中堿基排列順序，進而翻譯為蛋白質中氨基酸的排列順序。其數(shù)量關系圖解如下：由于mRNA中有終止密碼子等原因，上述關系應理解為每合成1個氨基酸至少需要mRNA上的3個堿基和DNA(基因)上的6個堿基。1（2018全國卷，1）下列關于人體中蛋白質功能的敘述，錯誤的是（）A漿細胞產(chǎn)生的抗體可結合相應的病毒抗原B肌細胞中的某些蛋白質參與肌肉收縮的過程C蛋白質結合Mg2+形成的血紅蛋白參與O2運輸D細胞核中某些蛋白質是染色體的重要組成成分【答案】C【解析】抗原能和抗體特異性結合，病毒、細菌等病原體表面的蛋白質等物質，都可以作為引起免疫反應的抗原，可見，漿細胞產(chǎn)生的抗體可結合相應的病毒抗原，A正確；肌肉細胞中的某些蛋白質（如肌動蛋白等）參與肌肉收縮的過程，B正確；蛋白質結合Fe2形成的血紅蛋白參與O2的運輸，C錯誤；染色體是細胞核的結構之一，染色體主要由DNA和蛋白質組成，D正確。2（2018江蘇卷，5）哺乳動物的催產(chǎn)素具有催產(chǎn)和排乳的作用，加壓素具有升高血壓和減少排尿的作用。兩者結構簡式如下圖，各氨基酸殘基用3個字母縮寫表示。下列敘述正確的是（）A兩種激素都是由八肽環(huán)和三肽側鏈構成的多肽類化合物B氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中氫全部來自氨基C肽鏈中游離氨基的數(shù)目與參與構成肽鏈的氨基酸種類無關D兩種激素間因2個氨基酸種類不同導致生理功能不同【答案】D【解析】考查氨基酸的結構通式以及分子結構多樣性。根據(jù)題意可知，兩種激素都是由六環(huán)肽和三肽側鏈構成的多肽化合物，A錯誤；氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中的氫分別來自于一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基，B錯誤；肽鏈中游離的氨基酸數(shù)目與參與構成肽鏈的氨基酸的種類有關，C錯誤；根據(jù)以上分析可知，兩種激素在兩個氨基酸種類上不同，進而導致兩者的功能不同，D正確。1.2017海南高考有關蛋白質結構與功能的敘述，錯誤的是()A蛋白質的生物活性與蛋白質的空間結構有關B數(shù)量相同的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈C將抗體溶于NaCl溶液中會造成其生物活性的喪失D氨基酸序列相同的多肽鏈可折疊成不同的空間結構【答案】C22017江蘇高考下列關于肽和蛋白質的敘述，正確的是()A鵝膏蕈堿是一種環(huán)狀八肽，分子中含有8個肽鍵B蛋白質是由2條或2條以上多肽鏈構成的C蛋白質變性是由于肽鍵的斷裂造成的D變性蛋白質不能與雙縮脲試劑發(fā)生反應【答案】A【解析】環(huán)狀八肽的分子中含有8個肽鍵，A正確；蛋白質是由肽鏈盤曲折疊構成的，也可能只有1條肽鏈，B錯誤；蛋白質變性是由空間結構發(fā)生改變造成的，肽鍵并沒有斷裂，仍可與雙縮脲試劑發(fā)生反應，C、D錯誤。1.（2016江蘇卷.4）蛋白質是決定生物體結構和功能的重要物質。下列相關敘述錯誤的是A.細胞膜、細胞質基質中負責轉運氨基酸的載體都是蛋白質B.氨基酸之間脫水縮合生成的H2O中，氫來自于氨基和羧基C.細胞內蛋白質發(fā)生水解時，通常需要另一種蛋白質的參與D.蛋白質的基本性質不僅與碳骨架有關，而且也與功能基團有關【答案】A【解析】細胞膜上負責轉運氨基酸的載體是蛋白質，細胞質基質中負責轉運氨基酸的載體是tRNA，A錯誤；氨基酸之間脫去的水分子中的氫來自氨基和羧基，氧來自羧基，B正確；細胞內蛋白質水解時需蛋白酶催化，蛋白酶屬于蛋白質，C正確；蛋白質的基本性質與碳骨架有關，也與功能基團有關，D正確。2.【2015廣東卷.2】關于人胰島素的敘述，正確的是（ ）以碳鏈為基本骨架 與雙縮脲試劑反應呈藍色 促進肝糖原分解 由胰島B細胞合成、分泌A B C D 【答案】B 3.【2015海南卷.11】關于蛋白質的敘述，錯誤的是（ ）ArRNA能參與蛋白質的生物合成 BDNA和蛋白質是染色體的組成成分C人體血漿中含有漿細胞分泌的蛋白質 D核糖體上合成的蛋白質不能在細胞核中發(fā)揮作用【答案】D【解析】rRNA是核糖體的組成成分，核糖體是蛋白質合成的場所，A正確；DNA和蛋白質是染色體的組成成分，B正確；人體血漿中含有漿細胞分泌的抗體，抗體屬于蛋白質，C正確；核糖體上合成的蛋白質可通過核孔進入細胞核，在細胞核中發(fā)揮作用，D錯誤。4.【2015福建卷.1】人體內含有多種多樣的蛋白質，每種蛋白質 ( )A.都含有20種氨基酸 B.都是在細胞內發(fā)揮作用C.都具有一定的空間結構 D.都能催化生物化學反應【答案】C【解析】人體中蛋白質不是每種都含有20種氨基酸，例如胰島素含有16種51個氨基酸，A錯誤。分泌蛋白例如消化酶、抗體、蛋白質類的激素均在細胞外發(fā)揮作用，B錯誤。只有酶起催化作用，但不是所有的蛋白質都屬于酶，蛋白質在人體中結構多樣性決定了其功能的多樣性，人體中蛋白質具有運輸、催化、免疫、調節(jié)等多種功能，D錯誤。蛋白質分子由多肽鏈組成，肽鏈的折疊、盤曲或者糖基化等過程使得蛋白質都具有一定的空間結構，C正確。5.【2015四川卷5】人體感染鏈球菌等細菌后可致急性腎小球腎炎，患者體內存在抗原抗體復合物，并出現(xiàn)蛋白尿。下列敘述正確的是（ ）A用雙縮脲試劑檢測蛋白尿，需水浴加熱方可呈現(xiàn)出紫色B患者血漿蛋白減少使血漿滲透壓升高，可出現(xiàn)組織水腫C鏈球菌的抗原由核糖體合成并經(jīng)高爾基體運輸至細胞膜D內環(huán)境中形成的抗原抗體復合物可被吞噬細胞吞噬消化【答案】D【解析】用雙縮脲試劑檢測蛋白尿時，無需水浴加熱直接觀察即可；A錯誤。患者血漿蛋白減少使血漿滲透壓降低，可出現(xiàn)組織水腫；B錯誤。對抗鏈球菌的抗體由核糖體合成并經(jīng)高爾基體運輸至細胞膜；C錯誤。內環(huán)境中形成的抗原抗體復合物可被吞噬細胞吞噬消化；D正確。6.【2015課標I卷.5】人或動物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc),該蛋白無致病性。 PrPc的空間結構改變后成為PrPBc (朊粒)，就具有了致病性。PrPBc可以誘導更多PrPc的轉變?yōu)镻rPBc，實現(xiàn)朊粒的增可以引起瘋牛病.據(jù)此判下列敘述正確的是（ ）A.朊粒侵入機體后可整合到宿主的基因組中B.朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同C.蛋白質空間結構的改變可以使其功能發(fā)生變化D. PrPc轉變?yōu)镻rPBc的過程屬于遺傳信息的翻譯過程【答案】C7.【2014上海卷】一條由39個氨基酸形成的環(huán)狀多肽，其中有4個谷氨酸（R基為一CH2一CH2一COOH），則該多肽 A有38個肽鍵 B可能沒有游離氨基 C至少有5個游離羧基 D至多有36種氨基酸【答案】B【解析】一條由39個氨基酸形成的環(huán)狀多肽，應用39個肽鍵，A錯誤；因為谷氨酸的R基上沒有游離氨基，又不知其他的R基的情況，則可能沒有游離氨基，B正確；由于谷氨酸的R基上有4個游離羥基，則至少有4個游離羧基，C錯誤；由于組成蛋白質的氨基酸一般為20種，所以D錯誤。8.【2014江蘇卷】下列關于細胞中化合物及其化學鍵的敘述，正確的是A.tRNA分子中含有一定數(shù)量的氫鍵B.每個ADP分子中含有兩個高能磷酸鍵C.血紅蛋白中不同肽鏈之間通過肽鍵連接D.DNA的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過磷酸二酯鍵連接【答案】A【解析】tRNA分子為“三葉草”型，單鏈RNA在某些區(qū)域折疊形成局部雙鏈，通過氫鍵相連，A正確。ADP分子中含有一個高能磷酸鍵，B錯誤。蛋白質分子不同肽鏈之間以二硫鍵相連，C錯誤。D.DNA的兩條脫氧核苷酸鏈之間通過堿基互補配對，以氫鍵相連，D錯誤。9.【2013江蘇高考】下面關于蛋白質分子結構與功能的敘述，錯誤的是()A. 不同蛋白質含有的氨基酸數(shù)量不盡相同B. 有些結構不同的蛋白質具有相似的功能C. 組成蛋白質的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合D. 組成蛋白質的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合【解析】本題考查蛋白質分子結構與功能的相關知識。不同蛋白質含有的氨基酸數(shù)量不盡相同；組成蛋白質的氨基酸可有不同的排序，但脫水縮合的方式只有一種；結構不同的蛋白質可能具有相似的功能?！敬鸢浮緿10.【2013上海高考】某蛋白質由124個氨基酸組成，其中有8個SH，在肽鏈形成空間結構(如下圖)時，生成4個二硫鍵(SS)，若氨基酸平均分子量為125，則該蛋白質的分子量約為()A. 13278B. 13286C. 13294 D. 15500【解析】124個氨基酸的相對分子質量是124125，脫去了123個水分子其相對分子質量是18123,8個SH形成4個二硫鍵脫去8個H原子，所以其相對分子質量是12412518123813278。【答案】A