第3课生命活动的主要承担者蛋白质

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——［重点探究型］核心知识回顾1.氨基酸及其种类：分析以下四种氨基酸，回答下列问题：(1)组成元素：___________，有的还含有P、S等。(2)结构特点。①氨基和羧基的数量：每个氨基酸至少有_____氨基和_____羧基。②氨基和羧基的连接位置：都有一个氨基和一个羧基连接在_____________上。③氨基酸不同的决定因素：____的不同。C、H、O、N一个一个同一个碳原子R基(3)氨基酸的结构通式：__________________。(4)种类：生物体中组成蛋白质的氨基酸约___种。根据能否在人体内合成，分为20_____氨基酸(8种，婴儿9种)_______氨基酸(12种)必需非必需2.多肽的形成过程：(1)过程①：名称为_________，场所为_______。(2)物质②：名称为_____。脱水缩合核糖体二肽(3)结构③：名称为_____，其结构简式为__________________________。(4)H2O中各元素的来源：H来自相邻氨基酸的______________，O来自_______。(5)多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为_____。—NH—CO—(或—CO—NH—)—COOH和—NH2—COOH多肽肽键(6)一条肽链上氨基数或羧基数的确定：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。一一R基两端3.蛋白质的结构层次：氨基酸脱水缩合_____盘曲、折叠蛋白质多肽4.蛋白质分子多样性的原因：(1)氨基酸(2)肽链的数目、盘曲、折叠方式及其形成的__________千差万别。①_____不同②_____成百上千③_________千变万化种类数目排列顺序空间结构5.蛋白质的功能：【教材易漏边角知识】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。___________________________________________________________________________________________________________________________________________。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高考探究归纳【高考典题示例】(2016·江苏高考)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()世纪金榜导学号77982008A.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【解题指南】解答本题需要注意两点：(1)氨基酸脱水缩合的结果与蛋白质水解的条件。(2)蛋白质的结构决定蛋白质的功能。【解析】选A。本题主要考查氨基酸的运输与脱水缩合、蛋白质的水解与性质。细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质，细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，A项错误。氨基酸之间脱水缩合生成的水分子中的氢来自氨基和羧基，氧来自羧基，B项正确。细胞内蛋白质水解时需要蛋白酶催化，蛋白酶属于蛋白质，C项正确。蛋白质的基本性质与碳骨架有关，也与功能基团相关，D项正确。【高考母题变式】变式1蛋白质的结构构成蛋白质的单体是_______，单体之间通过脱水缩合形成多肽，蛋白质的基本骨架是_____。氨基酸碳链变式2蛋白质的功能研究发现某些蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序相差很大，但功能有类似之处，这可能是由__________________决定的。蛋白质的空间结构【备考方法规律】巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能数量氨基酸数空间结构免疫高考角度全练角度1氨基酸的结构1．(2017·西安模拟)下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构简式，据图分析下列叙述不正确的是()世纪金榜导学号77982009A．以上这三种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OHB．将这三种氨基酸(足量)置于适宜条件下，经脱水缩合可形成的三肽化合物最多有27种C．甲是最简单的氨基酸D．从结构简式可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸【解析】选D。根据氨基酸的结构通式可知，这三种氨基酸的R基依次是-H、-CH3、-CH2OH，A正确；将这三种氨基酸(足量)置于适宜条件下，经脱水缩合可形成的三肽化合物最多有33=27种，B正确；甲的R基是-H，最简单，该氨基酸是最简单的氨基酸，C正确；构成蛋白质的氨基酸至少都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，D错误。角度2蛋白质的结构2.(2017·石家庄模拟)蜂毒素是由26个氨基酸组成的一条肽链，则蜂毒素分子()A.至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基B.水解后一定能得到20种氨基酸C.能与双缩脲试剂产生蓝色反应D.氮元素只能存在于氨基中【解析】选A。蜂毒素是由26个氨基酸组成的一条肽链，至少含有游离的氨基和羧基各1个，A正确；由于组成生物体蛋白质的氨基酸约为20种，蜂毒素经水解可能得到20种氨基酸，也可能少于20种，B错误；蜂毒素能与双缩脲试剂产生紫色反应，C错误；氮元素可存在于氨基、R基和肽键中，D错误。【易错提醒】双缩脲试剂不能鉴定氨基酸，但能鉴定蛋白质(包含变性的蛋白质)和多肽。这是由于氨基酸中没有肽键，而蛋白质、多肽中有肽键。角度3蛋白质的功能3.(2017·汕头模拟)伴侣蛋白的作用是确保蛋白质正确折叠，下列叙述正确的是()A.蛋白质的功能与其空间结构无关B.无伴侣蛋白时，产生的错误蛋白可能被蛋白酶水解C.伴侣蛋白是蛋白质合成的直接模板D.伴侣蛋白的基本单位是核糖核苷酸【解析】选B。蛋白质的结构决定蛋白质的功能，所以蛋白质的功能与其空间结构有关，A错误；蛋白酶能催化蛋白质的水解，无伴侣蛋白时，产生的错误蛋白可能被蛋白酶水解，B正确；蛋白质合成的直接模板是mRNA，C错误；伴侣蛋白的化学本质是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，D错误。【加固训练】1.下面是三种化合物的结构简式，有关三种化合物的叙述中错误的是()A.三种化合物可以用一个结构通式表示B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同、羧基数不同【解析】选B。A正确，三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示。B错误，三种氨基酸共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”。C正确，双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键；氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应。D正确，三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1，羧基数分别是2、1、2。2.(2015·福建高考)人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质()A.都含有20种氨基酸B.都是在细胞内发挥作用C.都具有一定的空间结构D.都能催化生物化学反应【解题指南】(1)题干、选项关键词：“每种蛋白质”“都含有”“都是”等。(2)关键知识：蛋白质结构与氨基酸的关系、蛋白质功能多样性；人体内蛋白质的结构与功能。【解析】选C。本题主要考查蛋白质的结构与功能。A项中，细胞中合成蛋白质的基本结构单位——氨基酸约有20种，但是人体内不一定每种蛋白质都含有20种氨基酸，故错误。B项中，人体内的蛋白质有结构蛋白与分泌蛋白之分，分泌蛋白是在细胞内合成的，需要分泌到细胞外发挥作用，故错误。C项中，人体内的每种蛋白质都是由一条或多条多肽链经盘曲、折叠形成的，具有一定的空间结构，故正确。D项中，人体内蛋白质的功能具有多样性，如抗体具有免疫作用、胰岛素具有信息传递作用、血红蛋白具有运输作用等，故错误。考点二有关蛋白质的计算——［难点突破型］核心知识回顾1.氨基酸分子式的推算方法：(1)依据：氨基酸的结构通式可以简写为__________，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。R—C2H4O2N(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________。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_______。—C4H10NC3H7O2N2.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。①氨基数=_______+R基中的氨基数=氨基酸中所有的氨基数-肽键数。②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。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1____n-1至少__个至少__个na-18(n-1)m____n-m至少__个至少__个na-18(n-mn-111n-mmm多肽种类的计算：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，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：即n3种。(2)假若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类：nm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：即n×(n-1)×(n-2)种。【特别提醒】(1)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(—S—S—)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，则可将相对分子质量计算公式na-18(n-m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。【思维诊断】(1)组成环状肽的氨基酸有n个，脱水缩合时至少去掉n-1个水分子。()分析：环状肽形成时，脱掉的水分子数至少与氨基酸分子的数目相同，即至少是n个。×(2)细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质。()分析：构成蛋白质的氨基酸种类和数目相同，而氨基酸的排列顺序不同，所形成的蛋白质也不相同。×(3)蛋白质都是由20种氨基酸经脱水缩合而成的链状结构。()分析：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，故蛋白质最多是由20种氨基酸构成的。×(4)洋葱根尖细胞染色体的复制过程涉及肽键数量的变化。()分析：染色体复制过程的实质是DNA的复制和有关蛋白质的合成，蛋白质的合成过程中涉及肽键数量的变化。√(5)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。()分析：氨基酸在脱水缩合形成肽链时，相邻氨基酸的氨基和羧基之间脱水缩合形成肽键，不考虑R基上的氨基或羧基，位于肽链两端的氨基和羧基各有一个，并保持游离状态。√高考角度全练角度1氨基酸分子的推断1.(2017·合肥模拟)已知某种氨基酸的R基是—CH2—CH2－NH2，在一个该氨基酸分子中，含有的C和N的原子数之比为世纪金榜导学号77982010()A．2∶2B．4∶2C．3∶2D．3∶1【解析】选B。氨基酸的结构通式为C2H4O2NR，题中所述氨基酸的R基为—CH2—CH2—NH2，所以该氨基酸的分子式为C4H10O2N2，故C和N的原子数之比为4∶2。【方法技巧】巧用“原子守恒”计算多肽中各原子数(1)依据：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。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的数目不会变化。(2)相关数量关系。①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数