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1、第一单元 细胞的化学组成第2讲蛋白质的结构和功能KAO GANG YAO QIU考纲要求蛋白质的结构和功能(B)。考点一蛋白质的结构和功能01考点二蛋白质结构有关的计算题型02NEI RONG SUO YIN内容索引矫正易错强记长句03重温高考演练模拟04课时作业05考点一蛋白质的结构和功能1.组成蛋白质的氨基酸及其种类答案知识梳理C、H、O、N氨基羧基同一个“8种”必需氨基酸甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。巧记2.蛋白质的合成及其结构、功能多样性(1)二肽的形成过程答案过程a：，物质b：，结构c：。H2O中的H来源于 ；
2、O来源于 。(2)蛋白质的结构层次 氨基酸 蛋白质脱水缩合二肽肽键氨基和羧基羧基多肽答案3.蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸 不同 成百上千 千变万化(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 千差万别。4.蛋白质的功能(连线)种类数目排列顺序空间结构1.判断有关氨基酸的叙述(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸()(2)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合()(3)脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽()2.判断有关蛋白质的叙述(1)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能()(2)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能不会发生变化()(3)细胞中氨基酸种类和数量
3、相同的蛋白质是同一种蛋白质()常考基础诊断CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN答案下图表示蛋白质的结构层次示意图，据图分析：教材热点拓展JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN提示(1)组成蛋白质的化学元素中通常含有S，S元素在b中存在于哪部分？提示存在于b的R基中。答案(2)过程形成的化学键的分子式是 ，发生的场所是在细胞中的 上。NHCO或CONH核糖体提示(3)若该蛋白质是胰岛素，那么发生的场所是哪里？提示由多肽到成熟分泌蛋白的形成发生在内质网和高尔基体中。(4)图中和分别是什么过程？有何区别？提示是变性的过程，蛋白质的空间结构丧失；是水解的过程，蛋白质中肽键断
4、裂。命题点一组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断1.(2019常州一模)下面是三种化合物的结构简式，下列有关三种化合物的叙述，错误的是命题探究答案解析A.三种化合物可以用一个结构通式表示B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同2.下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸A.CH3CH2COOHB.RCH2NH2C.D.答案解析解析组成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，故D项正确。“两看法”判断组成蛋白质的氨基
5、酸科学思维命题点二蛋白质分子结构与功能的分析3.(2018江苏，5)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同解析分析题中激素的结构简式可知，激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的，故为六肽环，A错误；氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基，B错误；肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨
6、基酸R基上的氨基数目有关，C错误；分析题中激素的结构简式可知，两种激素间有2个氨基酸种类不同，故这两种激素的生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。答案解析4.(2018全国，1)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程C.蛋白质结合Mg2形成的血红蛋白参与O2运输D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分解析浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合，A项正确；肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程，B项正确；Fe2参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能，C项错误；
7、细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，D项正确。答案解析蛋白质的结构与功能的“一、二、三、四、五”生命观念考点二蛋白质结构有关的计算题型题型1蛋白质结构中各种基团、分子、化学键数目的计算技法必备1.有关蛋白质结构的计算规律(1)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，则：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1n1n1na18(n1)mnmnmna18(nm)特别提醒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(SS)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。若
8、为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na18(nm)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：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个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数。氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2。氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。氮原子数肽链数肽键数R基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总数。由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，
9、因此以氮原子数或氧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。1.(2019淮安模拟)如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(多选)A.该分子中含有199个肽键B.这200个氨基酸中至少有200个氨基C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582D.该蛋白质中至少含有3个NH2题型突破答案解析2.某50肽中有丙氨酸(R基为CH3)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)。下列有关叙述错误的是答案解析A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子B.若将得到的5个氨基酸缩合成5
10、肽，则有5种不同的氨基酸序列C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4分子H2OD.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基题型2多肽种类的计算题技法必备“排列组合法”分析多肽种类多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图(代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。(1)若每种氨基酸数目不限，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20202020204种)。(2
11、)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20191817)种即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择，即(20191817)种。3.现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有A.9种，9种 B.6种，3种C.18种，6种 D.27种，6种解析足量的3种氨基酸构成的三肽有3327种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“”来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种氨基酸，第三个位置只能安放剩余的1种氨基酸，即3216种。题型突破答案解析矫正
12、易错强记长句1.组成蛋白质的元素一定有C、H、O、N，一般还含有S元素。2.多肽和蛋白质的区别：在核糖体上合成的是多肽，没有明显的空间结构，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。3.蛋白质的盐析、变性和水解(1)盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。(2)变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。(3)水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。命题探究易错警示突破选择题1.组成蛋白质的氨基酸的共同特点是每种氨基酸
13、都至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。2.脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。3.氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。4.蛋白质多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。命题探究长句应答突破简答题重温高考演练模拟1.(2017江苏，3)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是A.-鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键B.蛋白质是由2条或2条以
14、上多肽链构成的C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应解析环状肽有几个氨基酸就会形成几个肽键，所以环状八肽含有8个肽键，A项正确；蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的，也可能只含有一条肽链，B项错误；蛋白质变性是空间结构被破坏，氨基酸之间形成的肽键不被破坏，C项错误；含有肽键的化合物都能与双缩脲试剂产生紫色反应，变性蛋白质仍然含有肽键，仍可与双缩脲试剂发生反应，D项错误。答案解析12345123452.(2016江苏，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
15、中，氢来自于氨基和羧基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，而且也与功能基团有关解析细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质，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脱去的水分子中的氢来自氨基和羧基，B项正确；细胞内蛋白质水解时需蛋白酶催化，蛋白酶属于蛋白质，C项正确；蛋白质的基本性质与碳骨架有关，也与功能基团有关，D项正确。答案解析123453.(2015福建，1)人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质A.都含有20种氨基酸B.都是在细胞内发挥作用C.都具有一定的空间结构D.都能催化生物化学反应解析组成人体蛋白
16、质的氨基酸约有20种，但并不是每种蛋白质都含有20种氨基酸，A项错误；有的蛋白质可以在细胞外发挥作用，例如人体内的消化酶等，B项错误；每种蛋白质都具有一定的空间结构，C项正确；酶能催化生物化学反应，绝大多数酶是蛋白质，少数为RNA，但是蛋白质不一定是酶，例如某些激素、抗体等，D项错误。答案解析123454.(高考题)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸B.有些氨基酸不能在人体细胞中合成C.氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键D.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的解析甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸，A项错误；氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，由于必需氨基
17、酸只能从食物中获取，人体内不能合成，B项正确；氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键，C项正确；R基的特异性决定了氨基酸的特异性，D项正确。答案解析5.(2018全国，30)回答下列与蛋白质相关的问题：(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是_。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在_这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如_(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是_。解析组成蛋白质的基本单位是氨基酸。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在核糖体上形成的。胃蛋白酶是分泌蛋白，逆转录酶和酪氨酸酶都是细胞内的蛋白质。分泌蛋白分泌到细胞外需
18、要经过高尔基体的加工、分类和包装。答案解析12345氨基酸核糖体胃蛋白酶对蛋白质进行加工、分类和包装(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和_结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是_。解析具有生物活性的蛋白质都有特定的氨基酸序列和空间结构。变性的蛋白质空间结构被破坏，肽键被暴露，暴露的肽键容易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。答案解析12345空间蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解(3)如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸
19、序列的改变，其原因可能是_。解析DNA分子发生突变，导致转录产生的mRNA中的碱基序列发生改变，由于密码子具有简并性，所以可能出现虽然密码子已经改变，但仍对应同一种氨基酸的情况。答案解析12345遗传密码具有简并性课时作业一、单项选择题1.(2019镇江高三第一次模拟)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CONH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答案解析1234567891011122.(2019高考仿真模拟试卷)医用酒精消毒原理之一是使细菌蛋白质变性，该过程破
20、坏了蛋白质的空间结构(基本结构未破坏)，进而导致蛋白质脱水变性。下列叙述正确的是A.细菌蛋白质的合成无需细胞器参与B.酒精分子进入细菌无需消耗能量C.酒精破坏了细菌蛋白质中的肽键D.蛋白质变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反应答案解析1234567891011123.(2019成都高三第一次诊断)生物体内某化合物含C、H、O、N、S等元素，该化合物不可能具有的功能是A.显著降低化学反应的活化能B.为载体蛋白的移动直接供能C.传递特殊信息调节生命活动D.帮助人体抵御病原体的侵害答案解析1234567891011124.(2019淮阴模拟)下列有关生物蛋白质的叙述，不正确的是A.蛋白质单体中至少有一个
21、NH2(氨基)和一个COOH(羧基)连接在同一个 碳原子上B.蛋白质中结构最简单的氨基酸是甘氨酸，组氨酸是婴儿的必需氨基酸C.蛋白酶在强酸中变性的原因是该蛋白质的空间结构受到破坏，肽键被水解D.载体蛋白、血红蛋白都具有运输功能，血红蛋白由C、H、O、N、S、Fe 六种元素组成答案解析1234567891011125.某蛋白质由124个氨基酸组成的单肽链盘曲折叠而成，其中有8个SH，在肽链形成空间结构(如图)时，生成4个二硫键(SS)，若氨基酸平均相对分子质量为125，则该蛋白质的相对分子质量约为A.13 278 B.13 286 C.13 294 D.15 500答案1234567891011
22、12解析由题干信息可知，该蛋白质形成过程中，脱去123个水分子和8个氢原子(每形成1个二硫键，脱掉2个氢原子)，则该蛋白质的相对分子质量约为125124123188113 278。解析6.下列对蛋白质的结构和功能叙述正确的是A.每个蛋白质分子由一条肽链通过盘曲、折叠形成一定的结构B.高温会破坏蛋白质的空间结构，使其不易被蛋白酶水解C.蛋白质具有催化、运输、防御等功能，这些蛋白质称为结构蛋白D.食物中的蛋白质分解成必需氨基酸和非必需氨基酸才能被人体吸收解析蛋白质不一定由一条肽链组成，如胰岛素由2条肽链组成，血红蛋白由4条肽链组成，A错误；高温会破坏蛋白质的空间结构，但仍可以被蛋白酶水解，B错误；
23、蛋白质具有催化、运输、防御等功能，这些蛋白质不属于结构蛋白，C错误；食物中的蛋白质分解成必需氨基酸和非必需氨基酸才能被人体吸收，D正确。答案解析1234567891011127.如图甲、乙为组成生物体的相关化合物，乙为一个由、三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个巯基(SH)脱氢形成一个二硫键(SS)。下列相关叙述错误的是A.甲为组成乙的基本单位，且乙中含有20种不同的甲B.由不同的甲形成乙后，相对分子质量比原来少了4 832，刚形成的乙并无催化、调控等生物活性C.甲形成乙的场所在细胞质、线粒体、叶绿体中均存在D.如果甲中的R为C3H5O2，则由两分子甲形成的化
24、合物中含有16个H原子123456789101112答案解析8.经测定，某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种为原料合成的，苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽链的叙述错误的是A.该肽链是三肽化合物B.水解后能产生3种氨基酸C.氢原子数和氧原子数分别是32和5D.在核糖体上形成时相对分子质量减少了54答案解析123456789101112二、多项选择题9.(2019江阴一中月考)某兴趣小组采用两种途径处理鸡蛋清溶液，过程如下图所示。下列有关叙述
25、错误的是A.所依据的原理不同，过程破坏了蛋白质的空间结构和肽键B.所依据的原理不同，过程破坏了蛋白质的空间结构和肽键C.在溶解后产生的溶液中分别加入双缩脲试剂，都会变成紫色D.过程产生的蛋白块也可用的方法进行溶解答案解析12345678910111210.如图为部分细胞结构及胞外环境示意图，对与之相关的几种蛋白质的叙述错误的是A.若蛋白使细胞间的黏着性增强，用胰蛋白酶处理可使细胞分散开B.若蛋白参与跨膜运输，其方式一定是主动运输C.若蛋白与多糖结合，形成的物质在细胞癌变后含量将增多D.若蛋白具有催化功能，其有可能是将葡萄糖分解成丙酮酸的酶答案解析123456789101112三、非选择题123
26、45678910111211.如图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系，其中a表示有机小分子物质，A表示有机大分子物质。请据图分析回答：解析答案(1)图中的X代表什么元素？_。N123456789101112(2)由aA的过程中，有下列数量关系：失去的水分子数_分子数_数目。(3)A可分为A1A4，其原因从a分析是：_；_；_。从A分析是因为_。(4)A1是_，它是一类_催化剂；A2是_；A3是_，含有的特殊元素是_，存在于_中。答案氨基酸肽链a的种类不同a的数目不同a的排列顺序不同多肽链在数目和空间结构上不同酶生物抗体血红蛋白Fe红细胞12345678910111212.(2018济 南
27、 一 中 质 检)某 细 菌 能 产 生 一 种“毒 性 肽”，其 分 子 式 是C55H70O19N10，将它彻底水解后只能得到如图四种氨基酸：答案解析(1)该多肽是_肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间的化学键的结构式是_。解析由题干可知，该化合物是十肽；连接氨基酸的化学键是肽键，结构式是CONH。十CONH(3)由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的分子最多有_种。答案解析123456789101112解析四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的分子是五肽，最多的种类是4444445(种)。45(4)实验中得到的多肽可用_试剂鉴定，呈现_色，其原因是该化合物中含有的_与试剂发生了颜色反应。123456789101112解析多肽中含有肽键，可以与双缩脲试剂反应呈现紫色，因此可以用双缩脲试剂鉴定。双缩脲紫肽键答案解析