专题2.1 生命活动的主要承担者———蛋白质-2018年高三生物一轮总复习名师伴学 含解析

【学案导航】---明方向！【课程学习目标】1.说出蛋白质的组成元素及基本组成单位。

2.说明氨基酸的种类及结构特点。

3.简述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的具体过程。

4.概述蛋白质的结构和功能。

第一层级：预学区.不看不讲【知识体系梳理】一、相关概念1.氨基酸:蛋白质的基本组成单位,约有①20 种。

2.脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(②—NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(③—COOH )相连接,同时失去一分子水。

3.肽键:肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(④—NH—CO—)。

4.二肽:由⑤两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。

5.多肽:由⑥三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。

6.肽链:多肽通常呈⑦链状结构,叫肽链。

二、氨基酸分子通式⑧。

三、氨基酸结构的特点每种氨基酸分子⑨至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在⑩同一个碳原子上。

四、蛋白质多样性的原因组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同,多肽链空间结构千变万化。

五、蛋白质的主要功能构成细胞和生物体的重要物质,如肌动蛋白;催化作用,如酶;调节作用,如胰岛素、生长激素;免疫作用,如抗体;运输作用,如红细胞中的血红蛋白。

一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。

【基础学习交流】1.组成蛋白质的氨基酸有多少种?其结构有何特点?氨基酸种类不同的原因是什么?2.什么是肽键?氨基酸是如何形成肽链的?3.如何理解蛋白质分子结构的多样性?第二层级：导学区.不议不讲【重点难点探究】知识点一:蛋白质的构成及其结构和功能的多样性1.请细化从元素到蛋白质分子的各级构成(用字母、文字和箭头的形式表示)。

2.写出两个氨基酸之间脱水缩合形成二肽的反应式(用虚线框表示出肽键)。

3.什么叫多肽?多肽链是不是蛋白质?多肽链与蛋白质有怎样的关系?4.蛋白质结构的多样性体现在哪些方面?举例说明蛋白质的功能。

5.什么是蛋白质的变性?知识点二:与蛋白质结构相关的计算1.一条m肽链的形成,需要多少个氨基酸?多肽形成过程中脱去的水分子数目、形成的肽键数、多肽的分子量以及多肽中至少含有的氨基(—NH2)和羧基(—COOH)的数目分别是多少?请列表说明。

(假设氨基酸平均相对分子质量为a)2.由m个氨基酸形成的具2条链的多肽中,至少含有的氨基数目及羧基数目分别是多少?3.设有A、B、C三种氨基酸,试从以下两方面列表说明所能形成的二肽、三肽及一条多肽链的种类数:①每种氨基酸数目不限;②每种氨基酸只有一个。

【思维拓展应用】例1 请据下图所示的化合物结构简式,回答问题:(1)该化合物属于,由种氨基酸构成,形成这种化合物的不同氨基酸的R基编号是。

(2)该化合物是由个氨基酸失去分子的水形成的,这种反应叫作。

(3)该化合物中有个肽键,编号是。

(4)人的胰岛素的化学本质是蛋白质,它在人体中起作用。

例2 由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子,含n条肽链,其中z条是环状多肽,这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为( )。

A.m-n+zB.m-n-zC.m-z+nD.m+z+n第三层级：固学区.不练不讲【基础智能检测】1.下列形成蛋白质分子结构的层次,从小到大依次是( )。

①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸脱水缩合④一条或几条肽链盘曲在一起⑤多肽⑥蛋白质A.②①③④⑥⑤B.①②③④⑤⑥C.②①⑥③④⑤D.②①③⑤④⑥2.下列化合物中,属于构成蛋白质的氨基酸的是( )。

3.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、14.若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是130,那么一个由1条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质在形成过程中共产生的水分子数是( )。

A.279B.280C.5022D.36270【全新视角拓展】5.下列为某一多肽化合物的分子结构式,请完成下列有关问题。

(1)上述结构中,代表氨基的结构式为,代表肽键的结构式为。

(2)上述化合物是由种氨基酸组成的。

(3)该化合物是由3个氨基酸失去2分子水形成的,失去的水分子中的氢原子来自一个氨基酸分子中的和另一个氨基酸分子中的。

该多肽化合物能与双缩脲试剂发生反应。

此过程需要进行加热处理吗? 。

第四层级：思学区.不思不复【思维导图构建】【答案】【知识体系梳理】①20②—NH2③—COOH ④—NH—CO—⑤两个⑥三个或三个以上⑦链状结构⑧⑨至少⑩同一个碳原子数目种类排列顺序空间结构细胞和生物体催化作用调节作用免疫作用运输作用承担者基础学习交流1.氨基酸共有20种。

构成蛋白质的氨基酸至少都有一个—NH2和一个—COOH,且有一个—NH2和一个—COOH 连在同一个碳原子上。

此点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。

氨基酸种类因R基的不同而不同。

2.肽键是连接两个氨基酸分子的化学键,其结构式可写成—NH—CO—。

氨基酸缩合形成蛋白质的示意图如下:3.(1)氨基酸的种类不同,构成的肽链不同(2)氨基酸的数目不同,构成的肽链不同(3)氨基酸的排列顺序不同,构成的肽链不同(4)肽链空间结构不同,构成的蛋白质不同【重点难点探究】知识点一:蛋白质的构成及其结构和功能的多样性1.C、H、O、N(P、S)→氨基酸→多肽→蛋白质。

2.3.多肽是由三个或三个以上的氨基酸缩合而成的链状结构(多肽链)。

多肽链不是蛋白质。

在一个蛋白质分子中可以含有一条或多条肽链。

多肽链进行盘曲折叠,从而具有一定的空间结构,才形成具有一定功能的蛋白质。

4.蛋白质结构的多样性体现在以下四个方面:组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序变化多端以及肽链的空间结构千差万别。

蛋白质的种类不同,功能也不尽相同,功能有:构成细胞和生物体的重要物质——结构蛋白(如肌肉、头发),催化作用(如酶)、调节作用(如胰岛素)、运输作用(如血红蛋白)、免疫作用(如抗体)等。

5.蛋白质分子在酸、碱、重金属盐、高能射线或高温的作用下,其空间结构发生变化和破坏,使蛋白质的生物活性丧失,叫作蛋白质的变性。

蛋白质的变性具有不可逆性。

知识点二:与蛋白质结构相关的计算1.2.2个和2个。

3.【思维拓展应用】例1 (1)三肽 3 b、d、g (2)3 2 脱水缩合(3)2 c、e (4)调节【解析】脱水缩合形成的肽键就是水解断裂的化学键。

例2 A【解析】环状多肽水解所需要的水分子数与形成该环状多肽的氨基酸的分子数目一样。

【基础智能检测】1.D2.A3.A4.A【全新视角拓展】5.(1)—NH2—CO—NH—(2)2 (3)羧基(或—COOH) 氨基(或—NH2) 紫色不需要【思维导图构建】①C、H、O、N ②核糖体③脱水缩合④盘曲⑤蛋白质⑥肽键【典例指津】---授技法！热点题型一蛋白质的结构层次与功能例1、层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链(α)和两条轻链(β1、β2)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 ( )【答案】 D【解析】糖蛋白由蛋白质和多糖组成，多糖彻底水解得到葡萄糖，蛋白质彻底水解得到氨基酸。

选项D中—NH2和—COOH未连接在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。

【提分秘籍】依据氨基酸的结构通式的两种计算(1)依据：氨基酸的结构通式可以简写为R—C2H4O2N，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。

(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—C4H10N。

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C3H7O2N。

【举一反三】下面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H2N—CH2—CH2—OHD．不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不同【答案】 A热点题型二蛋白质合成过程及相关计算例2、如图表示一个由153个氨基酸残基构成的蛋白质分子。

下列叙述错误的是( )A．该分子中含有153个肽键和1个二硫键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．该分子中至少有2个氨基酸残基含硫D．如果氨基酸的相对分子质量平均为100，则该蛋白质分子的相对分子质量是12546【答案】 D【解析】由153个氨基酸缩合成一条多肽链含有152个肽键，再加上图中所示由R基中的羧基和氨基形成的一个肽键，该蛋白质分子共含有153个肽键；图中有一个二硫键则说明至少有2个氨基酸残基含硫；蛋白质分子的相对分子质量=100×153-18×153-2×1=12544。

【提分秘籍】(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 ①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。

②蛋白质相对分子质量：氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。

(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。

②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R 基中含有的氨基或羧基数。

(3)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条肽链或m 条肽链(4)多肽种类的计算①若n 种氨基酸形成一个m 肽，则形成的多肽种类：n m种。

②若有n 种氨基酸形成一个n 肽，且每种氨基酸只有一个，则形成n 肽的种类为n ×(n －1)×(n －2)×…×1＝n ！。

(5)氨基酸与相应DNA 、RNA 片段中碱基数目之间的关系DNA(基因)――→转录信使RNA ――→翻译蛋白质(性状)碱基数6 ︰ 碱基数3 ︰ 氨基酸数1【高考警示】(1)只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键，R 基上的氨基或羧基不参与肽键的形成。

(2)脱去的水分子中，H 既来自氨基又来自羧基，O 来自羧基。

(3)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)(4)在计算蛋白质相对分子质量时，还要考虑是否存在特殊的变化，如二硫键(—S—S—)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，相对分子质量减少2。

【举一反三】一个由m个氨基酸组成的蛋白质由n条肽链组成，则该蛋白质分子至少含有的氨基和形成的水分子数分别为 ( )A．n m B．m n C．1 m D．n （m-n）【答案】D【方法技巧】利用原子守恒法计算肽链中的原子数在一个氨基酸中，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。