全国2018版高考生物大一轮复习第一单元细胞的分子组成第3讲生命活动的主要承担者__蛋白质学案

第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质蛋白质的结构和功能(Ⅱ)蛋白质的结构和功能1．氨基酸的结构及其种类 (1)氨基酸的结构①结构通式：②③各氨基酸之间的区别在于R 基的不同。

(2)氨基酸的种类生物体中约20种能否在体内合成（依据）⎩⎪⎨⎪⎧必需氨基酸（8种）非必需氨基酸（12种）2．蛋白质的结构及其多样性3．蛋白质的功能[连一连]1．(必修1 P24拓展题改编)神经细胞和肌肉细胞含量最多的有机物都是蛋白质，但二者功能完全不同，从组成二者的蛋白质来考虑，其原因不包含( )A ．氨基酸数目不同B ．氨基酸种类不同C．氨基酸排列顺序不同D．由细胞中的遗传信息决定答案：D2．(必修1 P23与生活的联系改编)高温使蛋白质丧失功能的原理是什么？提示：破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构。

突破1 组成蛋白质的氨基酸的判断方法判断依据：氨基酸中氨基、羧基的数目和连接位置。

(1)从数量上看，至少有一个—NH2和一个—COOH，如下所示不属于构成蛋白质的氨基酸：①H2N—CH2—CH2OH⇒缺乏羧基(—COOH)。

②⇒缺乏氨基(—NH2)。

(2)从位置上看，必须有一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上，如下所示不属于构成蛋白质的氨基酸：⇒氨基和羧基不连在同一个碳原子上。

突破2 二肽的形成过程分析肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，可表示为—CO—NH—。

突破3 蛋白质的结构层次分析(1)肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。

(3)一条肽链上氨基数或羧基数的确定：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，其余的氨基或羧基在R基上。

(4)多肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构。

1．蛋白质结构形成的4个“一”2(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：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。

(3)蛋白质分子的化学结构≠空间结构蛋白质分子化学结构的多样性取决于氨基酸的种类、数目和排列顺序的多样性，由参与翻译的mRNA中的密码子决定。

蛋白质空间结构是在其化学结构的基础上进一步形成的，就是在肽链形成后加工的过程中形成的。

【感知考题】(2016·高考江苏卷，4)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( )A．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[解析] 细胞膜上负责转运氨基酸的是载体蛋白，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H2O，H2O中的氢分别来自氨基和羧基，B项正确；细胞内蛋白质在酶的催化作用下水解，而大部分酶的化学本质是蛋白质，故细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与，C项正确；蛋白质是生物大分子，其基本骨架是碳链，蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，而且与功能基团相关，D项正确。

[答案] A(1)在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图示①～④中的①部位。

(2)具有催化作用的酶和具有信息传递作用的激素都是蛋白质吗？不是。

原因是具有催化作用的酶其化学本质可能是RNA，具有信息传递作用的激素其化学本质可能是脂质(如性激素)或氨基酸衍生物(如甲状腺激素)。

高分点拨——类题通法1．分析“碳骨架”，确定氨基酸的种类和数目的策略当题目中给出肽链的结构简式时，首先要找出“中心碳原子”和“—CO—NH—”交替连接构成的“基本骨架”，然后在肽键中间“断开”，即可数出氨基酸的个数，通过比较R 基的种类数可得出氨基酸的种类数。

2．辨识一些功能物质是否为蛋白质的图示判断法一些功能物质的化学本质如下：(1)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中，有些是蛋白质，有些不是蛋白质。

(2)抗体和载体的本质都是蛋白质，但结构各不相同。

蛋白质与酶、激素、抗体、载体的关系如图所示：【跟进题组】命题1 考查氨基酸的结构1．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，它的分子式是( )A．C5H11O2NS B．C3H7SC．C4H11O2S D．C5H10O2N解析：选A。

氨基酸分子通式为C2H4O2N—R，氨基酸分子式中各原子数等于R基上的各原子数加上结构通式中的相应原子数。

命题2 考查蛋白质的形成及结构2．(2017·大连三中模拟)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．该多肽链中只有一个肽键，是④C．该多肽链中的R基有②③⑥D．该多肽链形成时失去了两分子水解析：选B。

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；该多肽链中的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。

3．(2017·上海十二校联考)如图表示在胰岛B细胞中胰岛素原生成胰岛素的过程。

该过程( )A．发生在细胞质内的核糖体上B．离不开内质网和高尔基体的作用C．至少断裂两个肽键生成两分子水D．需水参与，且水中氢全部用于形成—COOH解析：选B。

胰岛B细胞中胰岛素原生成胰岛素的过程是蛋白质的一个再加工的过程，该过程离不开内质网和高尔基体的作用，不是发生在核糖体上，A错误、B正确；断裂肽键需要水分子而不是生成水分子，C错误；水中的氢参与—COOH和—NH2的形成，D错误。

A．溶解度不同B．氨基酸的种类不同C．空间结构不同D．氨基酸的数量不同解析：选C。

由表中信息可知，两种蛋白质的肽链中氨基酸排列顺序相同，由此可确定两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。

命题3 考查蛋白质的功能5．如图中的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，下列有关Q的叙述，错误的是( )A．Q可能位于细胞膜上B．Q中可能含有硫元素C．①不一定发生在细胞内D．②必须依赖三磷酸腺苷解析：选D。

根据过程①知Q可能是酶，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，可能含有硫元素；过程②说明Q可能是细胞膜上的载体蛋白；过程③说明Q可能是抗体。

酶促反应在细胞内外均可发生，如唾液淀粉酶；物质跨膜运输不一定依赖三磷酸腺苷，如协助扩散。

6．(2015·高考四川卷，1)下列在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是( )A．Mg2＋吸收B．O2扩散C．光能转换D．DNA复制解析：选B。

A项，Mg2＋进入叶绿体的方式是主动运输，需要载体蛋白的参与。

B项，O2能通过自由扩散跨膜运输，不需要蛋白质的参与。

C项，光能转换过程需要多种酶的参与，大多数酶的化学本质为蛋白质。

D项，DNA的复制过程需要DNA聚合酶的参与，DNA聚合酶的化学本质是蛋白质。

结合生活实践综合考查蛋白质7．(2017·江西鹰潭一中高三月考)由我国自主开发的艾滋病病毒膜融合抑制剂西夫韦肽已顺利完成Ⅱb期临床实验。

西夫韦肽是依据艾滋病病毒(HIV)膜融合蛋白Gp41的空间结构，全新设计并合成的新一代膜融合抑制剂，含有36个天然氨基酸。

下列说法中正确的是( )A．西夫韦肽为一种口服制剂B．HIV的膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成C．西夫韦肽与双缩脲试剂发生反应，呈现紫色D．西夫韦肽只有进入细胞内，才能发挥其效应解析：选C。

西夫韦肽的化学本质属于蛋白质类，是大分子，能与双缩脲试剂发生反应，呈现紫色，口服会被消化而失去疗效，A项错误、C项正确；HIV是病毒，没有膜结构，B 项错误；西夫韦肽是全新设计并合成的新一代膜融合抑制剂，在HIV的宿主细胞表面发挥其效应，D项错误。

几种常见蛋白质的分布和功能蛋白质的相关计算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＝肽链数＋R 基中的氨基数。

②羧基数＝肽链数＋R 基中的羧基数。

(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：1．(必修1 P24科学史话)一个由20种、500个氨基酸组成的蛋白质，它的氨基酸的排列顺序就可能有________种。

提示：205002．(深入追问)某50肽中有丙氨酸(R 基为—CH 3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。

(1)若该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了________个氧原子。

(2)若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去________个H2O。

提示：8 3利用原子守恒法计算肽链中的原子数(1)基本原理①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。

②氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。

(2)常用公式①碳原子数＝氨基酸分子数×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－脱去的水分子数×2。

③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。

④氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数。

【感知考题】(2017·广东中山一中模拟)某三十九肽中共有甘氨酸4个(甘氨酸结构式如图1)，现用某种水解酶去除其中的甘氨酸，得到4条长短不等的多肽(如图2)。

如将原来多肽与4条多肽总的原子数或结构数进行比较，会出现下列4种情况中的( )①肽键数目减少7个②C原子减少8个③氨基和羧基分别增加3个④O原子数目减少1个A．1种B．2种C．3种D．4种[解析] 据图分析，去掉4个甘氨酸，共需水解7个肽键，所以肽键减少7个；每个甘氨酸含2个C原子，脱掉4个甘氨酸减少8个C原子；每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基，4条多肽链，至少4个游离的氨基，4个游离的羧基，与原来1条多肽链相比氨基和羧基分别增加3个；水解7个肽键需7分子水参与，水解产生的所有产物中O原子数增加7个，而每个甘氨酸含有2个O原子，因此原来多肽与4条多肽相比O原子数目减少1个。

[答案] D如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两个相邻肽链。

若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为(m－2)、18(m－2)＋4。

高分点拨——类题通法1．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)。