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1、第3講PART 03考點互動探究教師備用習題生命活動的主要承擔者蛋白質考試說明蛋白質的結構和功能()。考點互動探究知識梳理1.組成蛋白質的氨基酸及其種類圖1-3-1考點一蛋白質的結構和功能C、H、O、N氨基羧基同一個碳原子上非必需必需考點互動探究2.多肽與蛋白質的結構及其多樣性圖1-3-2(1)元素組成(主要):a。(2)基本單位:b。(3)過程有水產生的原因是。(4)肽鍵可表示為。直鏈多肽中b的數(shù)目與c的數(shù)目的關系是。(5)d表示的是。C、H、O、N氨基酸氨基酸脫水縮合形成多肽NHCO直鏈多肽中肽鍵的數(shù)目=氨基酸的數(shù)目-肽鏈的數(shù)目功能多樣性3.蛋白質的功能將下列實例與相應的蛋白質功能連接起來

2、(連線)。實例功能肌肉、毛發(fā)等 (a)免疫功能血紅蛋白(b)調節(jié)作用抗體 (c)催化作用胰島素(d)運輸作用唾液淀粉酶(e)細胞和生物體的結構蛋白考點互動探究答案 -(e)-(d)-(a)-(b)-(c)理性思維1.歸納與概括頭發(fā)和肌肉的主要成分均為蛋白質,但功能相差極大,從氨基酸角度分析,原因是什么?2.模型與建模請用集合圖的形式表示蛋白質、酶、激素、抗體、載體之間的關系?？键c互動探究答案 1.組成蛋白質的氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序不同。2.科學探究在“探究添加皮革蛋白粉的飼料對動物生長發(fā)育的影響”的實驗中,應當選擇的大鼠若干,隨機均分為A、B兩組,分籠飼養(yǎng);其中A組大鼠每天都飼喂適量普通

3、飼料,B組大鼠每天飼喂?？键c互動探究答案身體健康、發(fā)育正常、體重相同等量的添加皮革蛋白粉的飼料1.蛋白質的結構層次及其多樣性圖1-3-3考點互動探究核心講解 (1)氨基酸的脫水縮合過程:一個氨基酸分子中的氨基(NH2)和另一個氨基酸分子中的羧基(COOH)相連接,同時脫去一分子水。二肽形成示例,如圖1-3-3所示。肽鍵:連接兩個氨基酸分子的化學鍵可表示為CONH。考點互動探究 (2)蛋白質的結構層次圖1-3-4肽的名稱確定:一條多肽鏈由幾個氨基酸分子構成就稱為幾肽?？键c互動探究H2O中各元素的來源:H來自COOH和NH2,O來自COOH。一條肽鏈上氨基數(shù)或羧基數(shù)的確定:一條肽鏈上至少有一個游離

4、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(或羧基)在R基上?？键c互動探究易錯警示(1)煮熟的食物易被人體消化,是因為高溫破壞了蛋白質的空間結構,肽鏈變得松散,易被蛋白酶分解。(2)高溫、過酸、過堿、重金屬鹽,都會使蛋白質的空間結構發(fā)生不可逆的變化,但低溫不會。(3)酒精、加熱、紫外線方法消毒、殺菌的原理是使細菌和病毒的蛋白質變性。考點互動探究2.蛋白質的結構多樣性決定其功能多樣性圖1-3-5考點互動探究易錯警示與蛋白質有關問題的分析(1)導致蛋白質結構多樣性的原因有四個,并非同時具備才能確定兩個蛋白質分子結構不同,而是只要具備其中的一點,這兩個蛋白質分子的結構就不同。(2)由于基

5、因的選擇性表達,同一生物的不同細胞中的蛋白質種類和數(shù)量會出現(xiàn)差異。(3)絕大多數(shù)酶是蛋白質,少數(shù)酶是RNA;激素中,有些是蛋白質,例如胰島素,有些不是蛋白質,例如性激素?？键c互動探究角度1考查氨基酸種類及結構特點1.圖1-3-6是三種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() 甲 乙丙圖1-3-6考點互動探究命題角度A.圖中三種氨基酸的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考點互動探究答案 D考點互動探究解析構成蛋白質的氨基酸

6、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。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有33=27(種)。技法提煉“兩看法”判斷組成蛋白質的氨基酸考點互動探究角度2考查蛋白質結構及多樣性 2.蛋白質的結構和功能是多種多樣的,下列有關敘述中,不正確的是()A.蛋白質功能的多樣性是由蛋白質結構的多樣性決定的B.蛋白質的結構多樣性與組成蛋白質的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序的不同有關C.低溫和高溫都可能使蛋白質功能發(fā)生不可逆轉的改變D.蛋白質是生命活動的主要承擔者考點互動探究答案

7、C解析蛋白質結構多樣性決定其功能多樣性,A正確;蛋白質的結構多樣性與構成蛋白質的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈形成的空間結構有關,B正確;高溫會改變蛋白質的空間結構,從而導致蛋白質發(fā)生不可逆轉的改變,但是在低溫下蛋白質角度2考查蛋白質結構及多樣性 2.蛋白質的結構和功能是多種多樣的,下列有關敘述中,不正確的是()A.蛋白質功能的多樣性是由蛋白質結構的多樣性決定的B.蛋白質的結構多樣性與組成蛋白質的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序的不同有關C.低溫和高溫都可能使蛋白質功能發(fā)生不可逆轉的改變D.蛋白質是生命活動的主要承擔者考點互動探究受到抑制,其空間結構沒有發(fā)生改變,可以逆轉,C錯誤;蛋白質是生命活動

8、的主要承擔者和體現(xiàn)者,D正確。3.2017遼寧大連模擬圖1-3-7是某一多肽鏈的分子結構式,據(jù)圖分析,下列敘述錯誤的是()A.是氨基,是羧基 B.該肽鏈中只有一個肽鍵,是C.該肽鏈中的R基有D.該多肽形成時失去了兩分子水考點互動探究答案 B解析分析題圖可知,為氨基,為羧基,A正確;該多肽鏈中共有2個肽鍵,B錯誤;該肽鏈中的R基有3個,為題圖中,C正確;該多肽鏈中有2個肽鍵,形成時失去兩分子水,D正確。圖1-3-7易錯提醒蛋白質結構的3點提醒(1)不要將氨基寫為NH2或NH3;不要將羧基寫為或COOH;也不要將肽鍵寫為CONH或。(2)氨基酸數(shù)目氨基酸種類:組成蛋白質分子的氨基酸數(shù)目可能成百上千

9、,但構成生物體蛋白質的氨基酸種類約有20種。(3)多肽蛋白質:在核糖體上經(jīng)脫水縮合形成的多肽往往沒有生物活性,由一條或多條肽鏈通過一定化學鍵(如二硫鍵等)盤曲、折疊形成具有復雜空間結構的蛋白質才能行使特定功能?？键c互動探究角度3結合生活實踐綜合考查蛋白質的功能4.2015福建卷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考點互動探究解析本題考查蛋白質的組成、結構及功能的相關知識。分析題意可知,組成蛋白質的氨基酸有20種,但并不是每種蛋白質都含有20種氨基酸,A項錯誤。蛋白質并不是都在細胞內發(fā)揮作用,如答

10、案C角度3結合生活實踐綜合考查蛋白質的功能4.2015福建卷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考點互動探究唾液淀粉酶在細胞外可以發(fā)揮作用,B項錯誤。蛋白質都具有一定的空間結構,C項正確。蛋白質并不都能催化生物化學反應,蛋白質中的酶(如唾液淀粉酶)有催化生物化學反應的功能,而蛋白質中的激素(如胰島素)只具有調節(jié)生命活動的功能,D項錯誤。5.2018成都七中模擬HSP是機體細胞受高溫刺激后合成的一類熱休克蛋白。該蛋白可發(fā)揮如圖1-3-8所示的作用,以保護機體細胞不受破壞。圖中HSP所起的作用是()

11、A. 促進肽鍵的形成B. B.抑制氨基酸脫水縮合C.促使肽鏈形成空間結構D.維持蛋白質結構穩(wěn)定性考點互動探究解析分析題圖可知,HSP能促進多肽鏈轉變成蛋白質,即促使肽鏈形成空間結構,C項正確,A、B、D三項均錯誤。答案C圖1-3-8題后歸納各類蛋白質的功能考點互動探究名稱分布功能大多數(shù)酶細胞內外催化作用載體蛋白細胞膜運輸某些物質如離子、氨基酸等通道蛋白細胞膜水、K+、Na+等的運輸通道考點互動探究名稱分布功能某些激素(如生長激素、胰島素)內環(huán)境中調節(jié)生命活動抗體內環(huán)境中免疫作用血紅蛋白紅細胞內主要是運輸O2和部分CO2糖蛋白細胞膜表面保護、潤滑、識別等作用結構蛋白細胞膜、肌細胞等構成細胞和生物

12、體的成分1.蛋白質中游離氨基數(shù)或羧基數(shù)的計算(1)至少含有的游離氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)。(2)游離氨基數(shù)或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)。2.蛋白質相對分子質量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和脫去的水分子數(shù)的關系(1)肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)。(2)蛋白質相對分子質量=氨基酸數(shù)氨基酸平均相對分子質量-脫去的水分子數(shù)18。考點互動探究核心講解考點二蛋白質的相關計算注:氨基酸的平均相對分子質量為a。考點互動探究肽鏈數(shù)氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)脫去的水分子數(shù)多肽鏈相對分子質量氨基數(shù)羧基數(shù)1條mm-1m-1ma-18(m-1)至少1個至少1個n條mm-nm-nma-18(m-n)至少n個至

13、少n個3.與蛋白質中的氮原子數(shù)、氧原子數(shù)相關的計算(1)由于R基上的碳原子數(shù)不好確定,且氫原子數(shù)較多,因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)為突破口,計算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。(2)氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)。(3)氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)-脫去的水分子數(shù)?？键c互動探究角度1直鏈肽的相關計算1.2017浙江溫州質檢如圖1-3-9所示,甲、乙為組成生物體的相關化合物,乙為一個由、三條多肽鏈形成的蛋白質分子,共含271個氨基酸,圖中每條虛線表示由兩個巰基(SH)脫氫形成一個二硫鍵(SS)。下列相關敘述錯誤的是()圖1-

14、3-9考點互動探究命題角度A.甲為組成乙的基本單位,且乙中含有20種不同的甲B.由不同的甲形成乙后,相對分子質量比原來少了4832C.甲形成乙的場所在細胞質、線粒體、葉綠體中均存在D.如果甲中的R為C3H5O2,則由兩分子甲形成的化合物中含有16個H考點互動探究命題度考點互動探究解析題圖中甲為氨基酸通式,乙為蛋白質,構成蛋白質的氨基酸約有20種,但具體到某一種蛋白質可能會出現(xiàn)少于20種的情況,A錯誤;依題意可知,該蛋白質在形成時,共脫去(271-3)個水分子,形成4個二硫鍵共脫去8個氫,因此減少的相對分子質量為18(271-3)+24=4832,B正確;核糖體在細胞質、線粒體、葉綠體中均存在,

15、C正確;如果甲中的R為C3H5O2,則甲的分子式為C5H9O4N,兩分子甲脫水縮合形成的二肽共有H個數(shù)為92-12=16,D正確。答案 A歸納提煉分析“碳骨架”,確定氨基酸的種類和數(shù)目的策略當題目中給出肽鏈的結構簡式時,首先找出“中心碳原子”和“CONH”交替連接構成的“基本骨架”,然后在肽鍵中間“斷開”,即可數(shù)出氨基酸的個數(shù),通過比較R基的種類數(shù)可得出氨基酸的種類數(shù)。考點互動探究2.2017江蘇卷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

16、應考點互動探究答案 A解析環(huán)狀肽分子中肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)一致,A項正確。蛋白質可由1條多肽鏈構成,B項錯誤。蛋白質變性是其特定的空間構象改變,肽鍵沒有斷裂,仍能與雙縮脲試劑發(fā)生反應,C、D項錯誤。題后拓展(1)環(huán)狀肽的結構與計算環(huán)狀肽如圖1-3-10所示:圖1-3-10根據(jù)圖示可知,肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)(由于環(huán)狀肽首尾氨基酸彼此相連,故形成一個環(huán)狀肽時,比形成一條直鏈肽要多脫去一個水分子)。(2)在蛋白質相對分子質量的計算中,若通過圖示或其他形式告知蛋白質中含有二硫鍵時,要考慮脫去的氫的質量,每形成一個二硫鍵,脫去2個H?？键c互動探究角度3利用原子守恒法進行蛋白質的計算3.有一條多肽

17、鏈,分子式為CxHyOpNqS,將它徹底水解后,只得到如圖1-3-11所示的四種氨基酸。分析推算可知,水解得到的氨基酸個數(shù)為()半胱氨酸丙氨酸 賴氨酸 苯丙氨酸圖1-3-11A.q+1B.p-1C.q-2D.p+1考點互動探究考點互動探究答案 B解析由題意可知,只有賴氨酸的R基上有氨基,多肽鏈分子式中的氮原子應是肽鍵中的氮原子數(shù)+游離的氨基中的氮原子數(shù),因不知道賴氨酸有幾個,故無法利用氮原子數(shù)來計算,氧原子數(shù)是肽鍵中的氧原子數(shù)+游離羧基中的氧原子數(shù),而題圖中的氨基酸R基都沒有羧基,故肽鍵數(shù)是(p-2),氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)=(p-2)+1=p-1。考點互動探究1.2017海南卷有關蛋白質結

18、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歷年真題明考向答案 C解析蛋白質的空間結構決定了它的理化性質以及生物活性,A項正確。數(shù)量、種類相同的氨基酸排列順序不同,形成的肽鏈不同,B項正確。蛋白質在NaCl溶液中結構不變,生物活性不變,C項錯誤。氨基酸序列相同的多肽鏈折疊方式不同,會形成不同的空間結構,D項正確?？键c互動探究2.2016江蘇卷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

19、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,而且也與功能基團相關答案 A解析本題考查蛋白質的結構、種類和功能。細胞膜上轉運氨基酸的載體是蛋白質,但細胞質基質中轉運氨基酸的是tRNA,A項錯誤。氨基酸之間脫水縮合形成的H2O中,氧都來自羧基,但氫一個來自氨基,一考點互動探究2.2016江蘇卷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

20、.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,而且也與功能基團相關個來自羧基,B項正確。蛋白質水解需要水解酶,水解酶的化學本質是蛋白質,C項正確。蛋白質的功能取決于它的結構及成分,尤其是功能基團,D項正確?？键c互動探究3.2014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CH2CH2COOH),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,應有39個肽鍵。因為谷氨酸的R基上沒有游離氨基,又不知其他的氨基酸上R基的情況,故該多肽可能沒有游離

21、氨基。由于該多肽中含有4個谷氨酸,故至少有4個游離羧基。組成生物體蛋白質的氨基酸共有20種,故該多肽至多有20種氨基酸?？键c互動探究4.2012海南卷 關于生物體內組成蛋白質的氨基酸的敘述,錯誤的是()A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸B.有些氨基酸不能在人體細胞中合成 C.氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵D.不同氨基酸之間的差異是由R基引起的 答案 A解析甘氨酸是分子量最小的氨基酸,A錯誤;氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸,必需氨基酸只能從食物中獲取,人體內不能合成,B正確;氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵,C正確;R基的不同決定了氨基酸之間的差異,D正確?？键c互動探究5.2012上海卷

22、生物體中的某種肽酶可水解肽鏈末端的肽鍵,導致()A.蛋白質分解為多肽鏈B.多肽鏈分解為若干短肽C.多肽鏈分解為氨基酸D.氨基酸分解為氨基和碳鏈化合物答案 C解析酶具有專一性,蛋白酶將蛋白質水解成多肽,根據(jù)題干信息,可知某種肽酶使肽鏈末端的肽鍵水解,這樣會得到一個氨基酸和一條肽鏈,這時肽鏈又出現(xiàn)新的末端肽鍵,再被水解,直到把多肽鏈全水解為氨基酸。考點互動探究知識小體系1.2017云南昆明一中模擬 蛋白質是由氨基酸脫水縮合形成的大分子化合物,是細胞生命活動的主要承擔者。下列有關敘述正確的是()A. 亮氨酸是相對分子質量最小的氨基酸B. 細胞膜、細胞質基質中負責轉運氨基酸的載體都是蛋白質C. 真核細

23、胞內遺傳信息的傳遞都必須有蛋白質的參與D. 真核細胞合成蛋白質都必須有內質網(wǎng)和高爾基體的參與教師備用習題教師備用習題解析甘氨酸是相對分子質量最小的氨基酸,A項錯誤;細胞質基質中負責轉運氨基酸的載體是tRNA,不是蛋白質,B項錯誤;真核細胞內遺傳信息的傳遞包括DNA的復制、轉錄和翻譯,DNA的復制和轉錄需要酶的參與,這些酶的本質為蛋白質,翻譯需要核糖體的參與,核糖體的成分為rRNA和蛋白質,C項正確;有些胞內蛋白的合成不需要內質網(wǎng)和高爾基體的參與,D項錯誤。答案 C2.某蛋白質分子含有N條肽鏈,已知它由M個氨基酸組成,則此蛋白質中至少含有的氧原子數(shù)與氮原子數(shù)共有()A.(M+N)個 B.(2M-

24、N)個C.(2N+M)個 D.(2M+N)個教師備用習題答案 D解析某蛋白質分子含有N條肽鏈,已知它由M個氨基酸組成。(1)該蛋白質分子中至少含有的氧原子數(shù)為肽鍵數(shù)+2肽鏈數(shù)=(M-N)+2N=M+N(個)。(2)該蛋白質分子中至少含有的氮原子數(shù)為肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)=(M-N)+N=M(個)。因此,此蛋白質中至少含有的氧原子數(shù)與氮原子數(shù)共有2M+N(個)。3.有關下圖中蛋白質的敘述,正確的是()A.含有2條肽鏈 B.共有126個肽鍵C.R基中共含17個氨基 D.形成該蛋白質時共脫掉125個水分子教師備用習題答案 A解析蛋白質中的羧基總數(shù)=R基上羧基數(shù)+肽鏈一端游離的羧基數(shù),由此可知該蛋白質含有17-15=2(條)肽鏈;該蛋白質合成時脫下的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=126-2=124;R基上的氨基數(shù)=氨基總數(shù)-肽鏈數(shù)=17-2=15。