备战2020年高考生物一轮复习第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质 讲义

第03讲 生命活动的主要承担者——蛋白质【最新考纲】 蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。

考点一 蛋白质的结构与功能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)诊断辨析(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。

( × )(4)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能。

( × )(5)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。

( × )(6)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质。

( × )热图解读图1表示有关蛋白质分子的简要概念图；图2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。

请分析：(1)写出图1中c 的结构简式。

(2)d 表示的含义是________________________________________________________________________。

(3)图乙中①②③分别体现了蛋白质怎样的功能？提示(1)—NH—CO—或—CO—NH—。

(2)功能多样性(3)催化功能、运输功能、免疫功能。

考向一氨基酸的种类与缩合反应1．(2018·秦皇岛模拟)生物体内的某多肽是由几种不同的氨基酸分子构成的，其中含有三个氨基和两个肽键，下列分子中能构成该多肽的是()A．①②③④⑤B．①③④C．②③④D．①④⑤解析根据氨基酸的通式，可以判断①③④⑤是构成蛋白质的氨基酸。

由于该多肽含有三个氨基和两个肽键，且由不同的氨基酸构成，所以该多肽是由①④⑤或③④⑤构成的。

答案 D2．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()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解析A正确，三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示；B错误，图中三种氨基酸共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”；C正确，双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键，氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应；D正确，三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1。

答案 B技法点拨“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸考向二蛋白质的结构与功能3．(2017·江苏)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是()A．α­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α­鹅膏蕈碱是环状八肽，是由8个氨基酸脱去8分子水形成的，因而肽键的数目和脱去的水分子数目相同，A项正确；蛋白质不一定是由2条或2条以上多肽链构成的，B项错误；蛋白质变性是其空间结构被破坏造成的，肽键并没有断裂，C项错误；变性蛋白质中仍含有肽键，能与双缩脲试剂发生反应，D项错误。

答案 A高考教材本题以必修一P21～P23“蛋白质的结构及其多样性”为源，从知识内容上考查氨基酸脱水缩合、蛋白质的变性、蛋白质的鉴定等，从目标要求上考查考生的理解能力。

跟|题|变|式4．如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是()A．该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键B．该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基C．高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性D．形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基解析脑啡肽是五肽化合物，由四种氨基酸组成，含有四个肽键，肽键可表示为—CO—NH—，A错误；该脑啡肽中含1个游离的氨基、1个游离的羧基，B错误；高温、X射线、强酸、强碱、重金属盐等会破坏蛋白质的空间结构，从而引起蛋白质变性，C正确；脱去的水中的氧来自羧基，氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，D错误。

答案 C5．根据某细菌外毒素结构图分析并判断下列相关说法，错误的是()A．该化合物中没有游离的氨基和羧基B．该化合物是由7种氨基酸脱去7个水构成的七肽C．决定该化合物的基因位于脱氧核糖核酸上D．图中A结构是在核糖体上形成的解析本题考查氨基酸脱水缩合的相关内容，意在考查识图分析、判断和应用能力。

据图分析，该外毒素为环状七肽，具有7个肽键，由5种不同的氨基酸脱去7个水分子形成。

从结构简式中可看出，该化合物没有游离的氨基和羧基。

该化合物是细菌体内合成的物质，细菌的遗传物质是DNA(脱氧核糖核酸)，所以决定该化合物的基因位于脱氧核糖核酸上。

题图中A结构是肽键，氨基酸脱水缩合是在核糖体上完成的，肽键也是在核糖体上形成的。

答案 B整合提升蛋白质结构和功能的有关应用1．煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。

2．高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。

3．酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。

考点二 蛋白质的相关计算1．蛋白质中肽键数及相对分子质量的计算(1)蛋白质中的肽键数＝脱去的水分子数＝水解消耗水分子数＝氨基酸分子个数－肽链数。

(2)蛋白质的相对分子质量＝氨基酸分子个数×氨基酸平均相对分子质量－失水量(18×脱去的水分子数)。

(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。

2.(1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数×1。

(2)游离氨基或羧基数目＝肽链数×1＋R 基中含有的氨基或羧基数。

3．利用原子守恒法计算肽链中的原子数(1)N 原子数＝肽键数＋肽链数＋R 基上的N 原子数＝各氨基酸中N 原子总数。

(2)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 原子总数－脱去水分子数。

技法点拨1．蛋白质中二硫键形成过程与计算蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。

一个二硫键(“—S —S —”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。

故计算蛋白质相对分子质量时，除减去H2O 的相对分子质量外，还应考虑脱去H的相对分子质量。

上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。

2．环肽的“首尾相接”问题若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。

环状多肽主链中无游离氨基和羧基，环状肽中氨基和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。

3．氨基酸形成多肽种类的计算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)，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)若每种氨基酸数目无限制，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20×20×20×20＝204种)。

(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)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(20×19×18×17)种]。

深度思考在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S 存在于图示①～④中的哪个部位？提示35S存在于氨基酸的R基上，题图中①处是R基，②处是肽键，③处连接的是肽键或羧基，④处连接的是碳原子，故35S存在于①部位。

考向一蛋白质的构成与相对分子质量的计算1．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()A．m,18mB．(m－4)，18(m－4)C．(m－3)，18(m－3)＋4D．(m－2)，18(m－2)＋4解析图中有三条多肽，中间一条为环状，故失去水分子数为氨基酸数－肽链数，即(m－2)，由于有2个二硫键，而形成一个二硫键失去2个“H”，故减少的相对分子质量为18(m－2)＋4。

答案 D2．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种解析由“技法点拨中的3”很容易计算出足量的3种氨基酸构成的三肽有33＝27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，第三个位置只能安放剩余的1种，虽然这3种氨基酸足量，但是仍需按“技法点拨中的3”计算，即3×2×1＝6种。

答案 D3．由54个氨基酸缩合形成的一条多肽链，含有游离的氨基、羧基各两个，在核糖体上形成后进入内质网进行初加工，脱去分别位于第11、22、33、44位上的4个甘氨酸，成为5条多肽链后，相对分子质量比原来减少________；而后进入高尔基体再加工，脱去5分子水并且形成8个二硫键(—S—S—)后，形成了一个状如“”五连环的成熟蛋白，相邻的两环靠两个二硫键相连接。

则在内质网中加工后游离的氨基和羧基各是________个；在高尔基体中经再加后，相对分子质量又减少了________(已知甘氨酸的相对分子质量为75)。