高考生物一轮复习 专题1.3 生命活动的主要承担者教学

1.3 生命活动的主要承担者

1．近年高考中，蛋白质的结构和功能、蛋白质的鉴定是高考命题的热点。在理综高考中蛋白质的结构和功能常与代谢、调节、遗传等知识进行综合考查。

2．对本讲的复习可从以下角度展开：

(1)按照网络图中的元素→氨基酸→多肽→结构→功能的层次依次掌握各部分知识。

(2)联系翻译过程和分泌蛋白的加工理解氨基酸的脱水缩合和蛋白质的空间结构。

(3)通过示意图和模型理解蛋白质结构的多样性，通过调节、免疫、催化、运输等具体实例理解蛋白质功能的多样性。

(4)由蛋白质的多样性联系基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。

一、蛋白质的结构和功能

1.组成蛋白质的氨基酸及其种类 (1)组成元素：C 、H 、O 、N ，有的还含有P 、S 等。

(2)结构特点

①氨基和羧基的数量：每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基。

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同一个碳原子上。

③氨基酸不同的决定因素：R 基的不同。

(3)种类：约20种。

根据能否在人体内合成⎩⎪⎨⎪⎧ 必需氨基酸8种，婴儿9种非必需氨基酸12种

2.蛋白质的结构及其多样性

(1)二肽的形成过程

①过程a 名称：脱水缩合，场所为核糖体。

②物质b 名称：二肽。

③结构c 名称：肽键，其结构简式为：—NH —CO —(或—CO —NH —)。

④H 2O 中各元素的来源：H 来自—COOH 和—NH 2，O 来自—COOH 。

⑤多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为多肽。

(2)蛋白质的结构层次

氨基酸―――→脱水缩合多肽―――――→盘曲、折叠蛋白质

(3)蛋白质分子多样性的原因

①氨基酸⎩⎪⎨⎪⎧ a.种类不同b.数目成百上千

c.排列顺序千变万化

②多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

3.蛋白质的功能(连线)

二、蛋白质的相关计算

利用蛋白质结构图示完成相关计算

肽链

数目

氨基酸

数目

肽键数目

脱去水

分子数

多肽的相对

分子质量

氨基数目羧基数目1条m m－1 m－1 ma－18(m－1) 至少1个至少1个n条m m－n m－n ma－18(m－n) 至少n个至少n个注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。

高频考点一、蛋白质的结构与功能

例1．如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是( )

A.胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水

B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基

C.沸水浴时肽键断裂导致了胰岛素的生物活性丧失

D.理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能

【答案】 D

【变式探究】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.组成人体的氨基酸都在人体内合成

【答案】 B

高频考点二、考查蛋白质的计算

1．氨基酸数、肽链数、失去水分子数与肽键数的关系

(1)形成一条肽链时：肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－1

(2)形成n条肽链时：肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－n

(3)形成环状多肽的肽键

环状多肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目，由图示可知：

肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。

2．氨基、羧基、原子个数与肽链、肽键的关系

(1)氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数

(2)羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数

(3)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N的总数

(4)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱水数

3．氨基酸平均相对分子质量与蛋白质相对分子质量关系

蛋白质相对分子质量＝氨基酸相对分子质量×氨基酸数目－失去水分子数×水的相对分子质量

4．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

例2、下列有关图中所示多肽的叙述中，正确的是( )

A.由5个氨基酸缩合而成

B.有游离的氨基和羧基各1个

C.有4种不同的侧链基团

D.该多肽在形成过程中失去了3分子水

【答案】 D

【解析】图示多肽中共有3个肽键，形成过程中失去3分子水；由4个氨基酸缩合而成，但R基只有3种，游离的氨基为1个、羧基为2个。

【变式探究】如图所示的某条多肽链中有3个甘氨酸(分别位于第8、20、23位)参与其组成。下列叙述正确的是( )

A．此多肽至少含有N和O各30个

B．形成此多肽时，参与脱水缩合的氨基酸相对分子总量减少了540

C．用特殊水解酶选择性除去3个甘氨酸，形成的产物中有4条多肽链

D．组成此多肽的氨基酸种类，数目和排列顺序都不变，也可构成多种蛋白质分子

【答案】D

高频考点三、氨基酸脱水缩合的有关计算

1．原子守恒法——多肽中各原子数的计算

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