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第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质考点1考点2栏目导航[随堂巩固•达标检测]考纲要求核心素养蛋白质的结构和功能Ⅱ生命观念通过掌握蛋白质结构多样性与功能多样性的关系，形成结构与功能相适应的观点。科学思维结合氨基酸的脱水缩合过程，形成归纳与概括、演绎与推理的思维方法。考点1蛋白质的结构和功能[基础突破——抓基础，自主学习]1．组成蛋白质的氨基酸及其种类2．蛋白质的合成及其结构多样性3．蛋白质的结构层次→氨基酸――――――→脱水缩合――――――→盘曲折叠蛋白质元素多肽4．蛋白质功能的多样性[重难突破——攻重难，名师点拨]蛋白质的形成过程分析(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)H2O中的—H来自—NH2，而—OH来自—COOH。(3)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。[特别提醒](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CO—NH或。(2)氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子可以含有很多个氨基酸，但构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。(3)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，往往没有生物活性，而多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(4)高温影响蛋白质：高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链经盘曲折叠形成的空间结构。[题型突破——练题型，夯基提能]题型1氨基酸种类及结构特点分析[方法技巧]“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸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．组成人体的氨基酸中相对分子质量最大的是甘氨酸解析：生物体内氨基酸的结构通式为，包含氨基、羧基、R基、氢原子及中央碳原子；有些氨基酸除含有C、H、O、N外还含有S，如甲硫氨酸；组成人体的氨基酸的相对分子质量的差异是由R基引起的，甘氨酸的R基为—H，相对分子质量最小。答案：B2．谷氨酸的R基为C3H5O2,1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是()A．5、9、4、1B．4、8、5、1C．5、8、4、1D．4、9、4、1解析：氨基酸的结构通式的简式是C2H4O2NR，谷氨酸的R基为—C3H5O2，所以谷氨酸的分子简式是C5H9O4N。答案：A3．(2018·山东菏泽一模)下列有关氨基酸及蛋白质的叙述，错误的是()A．甲硫氨酸中的硫元素只位于氨基酸的R基中B．天然蛋白质中的—CO—NH—在核糖体上形成C．蛋白质的基本性质与碳骨架、功能基团都相关D．在细胞间完成信息传递的物质都是蛋白质或氨基酸解析：甲硫氨酸含有的硫元素位于R基中，A正确；天然蛋白质的合成场所是核糖体，在核糖体上，氨基酸通过脱水缩合反应形成的肽键(—CO—NH—)将氨基酸残基连接形成肽链，B正确；蛋白质的基本性质与碳骨架、功能基团都相关，C正确；细胞间完成信息传递功能的可能是蛋白质或氨基酸，也可能不是，如性激素的化学本质是脂质中的固醇类，D错误。答案：D题型2蛋白质结构、功能多样性分析4．蛋白质的合成过程为氨基酸――→①多肽――→②蛋白质，则①②过程分别形成的结构是()A．肽键、氨基酸B．肽键、肽键C．肽键、特定的空间结构D．空间结构、氨基酸解析：①②过程分别形成的结构是肽键、特定的空间结构。答案：C5．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．①是氨基、⑤是羧基B．该肽链中只有一个肽键，是④C．该肽链中的R基有②③⑥D．该多肽形成时失去了两分子水解析：分析题图，图中①为氨基，⑤为羧基，A正确；该多肽链中共有2个肽键，B错误；该肽链中的R基有3个，为图中②③⑥，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。答案：B6．(2018·全国模拟)科学家发现了一种受到昼夜节律控制的特殊蛋白“PER”，其会在夜晚积累并在白天降解，PER蛋白的水平存在24小时的周期性起伏，与昼夜节律相一致。随后，科学家成功地识别出组成这一机制的另一种蛋白质——TIM蛋白，从而揭示出细胞内部控制生物钟的内在机制。下列分析合理的是()A．PER蛋白和TIM蛋白从根本上决定了生物的正常昼夜节律B．PER蛋白和TIM蛋白通过胞吞的形式进入细胞核发挥作用C．“生物钟”的研究能够体现蛋白质对生命活动具有调节作用D．仅控制PER蛋白的基因发生突变不会打破正常的昼夜节律解析：从根本上决定生物的正常昼夜节律的是基因，A错误；PER蛋白和TIM蛋白通过细胞核上的核孔进入细胞核发挥作用，B错误；“生物钟”的研究能够体现蛋白质对生命活动具有调节作用，C正确；根据题意可知，PER蛋白和TIM蛋白在同一个机制中起不同作用，因此仅控制PER蛋白的基因发生突变会打破正常的昼夜节律，D错误。答案：C7．下列关于蛋白质的叙述中，正确的是()A．蛋白质是肽链以一定的方式形成的具有复杂空间结构的化合物B．生物体的蛋白质千差万别，其原因可能是组成肽键的化学元素不同C．蛋白质都含有C、H、O、N、P、S等元素，基本组成单位是氨基酸D．蛋白质可能具有的功能是调节作用、免疫作用、运输作用和遗传作用解析：肽键的结构都是—CO—NH—，元素都是C、H、O、N，B错误；蛋白质不一定都含有P、S等元素，C错误；蛋白质不具有遗传作用，D错误。答案：A[图表突破——析图表，融会贯通]图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图；图乙中的①②③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。请分析：(1)图甲中c的结构简式为__________。d表示的含义是________。(2)图乙中①②③分别体现了蛋白质的何种功能？_______________________________________________________________。(3)有同学提出，物质Q不可能存在于细胞膜上，你是否认同该说法？说出你的理由。_______________________________________________________________。答案：(1)—NH—CO—或—CO—NH—功能多样性(2)催化功能、运输功能、免疫功能(3)不认同，位于细胞膜上的某些蛋白质可具有载体的作用，因此Q可能位于细胞膜上考点2蛋白质的相关计算[题型突破——练题型，夯基提能]题型1肽键数、脱去水分子数、蛋白质的相对分子质量的计算[方法技巧]示例：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蛋白质相对分子质量1n－1n－1na－18(n－1)mn－mn－mna－18(n－m)[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。1．如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是()A．该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键B．该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基C．高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性D．形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基解析：脑啡肽是五肽化合物，由4种氨基酸组成，含有4个肽键，肽键可表示为—CO—NH—，A错误；该脑啡肽中含1个游离的氨基，1个游离的羧基，B错误；高温、X射线、强酸、强碱、重金属盐等会破坏蛋白质的空间结构，从而引起蛋白质变性，C正确；脱去的水中的氧来自羧基，氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，D错误。答案：C2．(2018·福建龙岩模拟)绿色荧光蛋白是从发光水母中分离出来的一种结构蛋白，其相关数据如表所示。若R基上的羧基和氨基不会脱水形成肽键，则下列对该蛋白质的叙述，正确的是()氨基酸数目126R基上的羧基数15游离羧基总数17游离氨基总数17A.只有1条肽链B．R基上的氨基有17个C．水解时，水中的氧参与形成氨基D．合成一分子该蛋白质脱去水的分子量为2232解析：该蛋白质共含有17个游离的羧基，其中有15个在R基中，说明该蛋白质含有2条肽链，A错误；由于游离的氨基总数是17个，而该蛋白质含有2条肽链，则R基上的氨基只有15个，B错误；氨基酸经脱水缩合形成蛋白质时，脱去的水分子中的氧来自氨基酸中的羧基，所以该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成羧基，C错误；合成一分子该蛋白质时脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数＝126－2＝124个，脱去水的分子量为124×18＝2232，D正确。答案：D3．如图表示一个由153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152个肽键B．参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基，1个氨基酸含2个氨基C．该分子中有1个氨基酸残基含硫D．该分子彻底水解将产生153种氨基酸解析：图示蛋白质分子由1条肽链构成，多肽链上两个氨基酸R基上的—NH2和—COOH脱水缩合形成一个肽键，故该蛋白质共153个肽键，A错误；参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基，1个氨基酸含2个氨基，B正确；该蛋白质含有的1个二硫键，是2个—SH脱氢形成的，故该分子中有2个氨基酸残基含硫，C错误；该分子彻底水解最多产生20种氨基酸，D错误。答案：B题型2巧用“原子守恒”解答多肽中各原子数的计算题[方法技巧]氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个C原子、2个O原子、4个H原子和1个N原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分H、O原子，但是C原子、N原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：(1)C原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的C原子数。(2)H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－脱去的水分子数×2。(3)O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子数。(4)N原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。(5)由于R基上的C原子数不好确定，且H原子数较多，因此以N原子数或O原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。(6)含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1。(7)含2个羧基的氨基酸数：O原子数－肽键数－22。4．有一条多肽链，分子式为CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到如图所示的四种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为()A．q＋1B．p－1C．q－2D．p＋1解析：由题意可知，只有赖氨酸的R基上有氨基，分子式中的N原子应是肽键中的N原子数＋游离的氨基中的N原子数，因不知道赖氨酸有几个，故无法利用N原子数来计算，O原子数是肽键中的O原子数＋游离羧基中的O原子数，而题意中的氨基酸R基都没有羧基，故肽键数是p－2，氨基酸数＝肽键数＋肽链数＝(p－2)＋1＝p－1。答案：B5．有一条由12个氨基酸组成，分子式为CxHyOwNzS(z12，w13)的肽链，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目是()A．(y＋12)个B．(z＋12)个C．(w－13)个D．(w－13)/2个解析：由题意知，天冬氨酸(C4H7O4N)中含有2个羧基，4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是n个，根据题干信息可知脱去12－1＝11个水分子，根据氧原子守恒，2×(12－n)＋4n－11＝w，解得：n＝(w－13)/2。答案：D6．(2018·辽宁鞍山一模)蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，下列关于该过程的叙述，错误的是()A．脱去的水分子数等于肽键数，游离的氨基数与肽链数有关B．一条多肽链的合成过程中，形成的肽键结构可