2021版高考生物一轮复习第2章组成细胞的分子2生命活动的主要承担者__蛋白质教案新人教版必修1 5页

- 1 - 生命活动的主要承担者——蛋白质 考点一 氨基酸的种类及结构 1.氨基酸的结构通式及分析： (1)结构通式： (2)分析： ①R 基中可含氨基、羧基以及-SH 等。 ②中心碳原子有三个固定不变的“邻居”和一个可变的“邻居”。 2.氨基酸分子式的判断方法： (1)判断依据：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。 【高考警示】 氨基和羧基的两点警示 (1)误写警示：不要将氨基误写为“NH2”或“—NH3”，不要将羧基误写为“ 或 “COOH”。 (2)位置警示：中心碳原子上只含有一个氨基和一个羧基，多余的氨基或羧基存在于 R 基中。 【典例】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结构都有 R 基 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 - 2 - 【解析】选 B。氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同 一个碳原子上，根据 R 基的不同，组成蛋白质的氨基酸分为 20 种，A 项错误，B 项正确；每 个氨基酸的基本组成元素是 C、H、O、N，氨基酸中的 R 基可能含有其他元素，C 项错误；必 需氨基酸不能在人体内合成，D 项错误。 (1)从氨基酸角度分析，蛋白质具有多样性的原因是什么？ 提示：组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。 (2)若组成两种蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序相同，它们的功能不一定(填“一定” 或“不一定”)相同，理由是蛋白质的空间结构不一定相同。 1.关于人体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，正确的是 ( ) A.甘氨酸的相对分子质量最大 B.都至少含一个肽键 C.与核苷酸基本元素组成相同 D.R 基是-CH2-OH 的氨基酸分子中含有 3 个 O 【解析】选 D。甘氨酸的 R 基为-H，即甘氨酸的相对分子质量最小，A 项错误；肽键是由两个 氨基酸脱水缩合形成的，氨基酸中不含有肽键，B 项错误；氨基酸基本元素构成为 C、H、O 和 N，而核苷酸的基本元素构成为 C、H、O、N 和 P，C 项错误；由氨基酸的结构通式可知，中心 碳原子上连接一个羧基(-COOH)，若 R 基是-CH2-OH，则该氨基酸分子中含有 3 个 O，D 项正确。 2.如图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是 ( ) A.结构④在生物体内约有 20 种 B.氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自②和③ C.结构④中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合 D.符合图示结构式的分子均可与双缩脲试剂呈现紫色反应 【解析】选 A。图中①为氨基，③为羧基，④为侧链基团(R 基)。构成人体氨基酸的种类约有 20 种，故结构④约有 20 种，A 正确；氨基酸脱水缩合形成水，水中的氢来自①和③，B 错误； - 3 - R 基中的氨基或羧基不参与脱水缩合，C 错误；由图示物质缩合成的多肽或蛋白质可与双缩脲 试剂呈现紫色反应，但氨基酸分子不与双缩脲试剂呈现紫色反应，D 错误。 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 考点二 蛋白质的结构和功能及相关计算 1.合成过程——脱水缩合： (1)图解： (2)分析： ①脱水缩合产生的 H2O 中的 H 来自—COOH 和—NH2，而氧则只来自—COOH。 ②一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。 ③R 基中的—NH2 或—COOH 不参与主链中肽键的形成，故多余的—NH2 或—COOH 位于 R 基中。 2.数量关系： 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去 水分 子数 多肽链相对分子 质量(氨基酸平均 相对分子质量为 a) 氨基数目 羧基数目 1 条 m m-1 m-1 am-18(m-1) R 基+1 R 基+1 n 条 m m-n m-n am-18(m-n) R 基+n R 基+n - 4 - 3.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)若为环状肽，则可将(2)公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。 【高考警示】 蛋白质结构的三点提醒 (1)肽键数≠几肽(环状肽除外)：由几个氨基酸构成的化合物称为几肽。而不是含有几个肽键 称为几肽。 (2)氨基酸的 R 基团中不一定有 C 原子：如甘氨酸的 R 基团为 H 原子；S 元素一定在 R 基团中。 (3)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质。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。 【典例】(2018·全国卷Ⅱ)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】选 C。本题考查蛋白质类相关的物质及其生理作用。浆细胞产生的抗体为球蛋白，可 以与抗原特异性结合，A 正确；肌细胞中含有肌球蛋白和肌动蛋白，参与肌肉的收缩过程，B 正确；血红蛋白含有铁元素，不含镁元素，C 错误；细胞核中的染色体主要由蛋白质和 DNA 组 成，D 正确。 (1)抗体和血红蛋白等真核生物蛋白质合成过程中，在核糖体上合成的化合物不能(填“能” 或“不能”)行使正常的生理功能，因为核糖体合成的蛋白质不具有复杂的空间结构，严格地 说只是多肽。 (2)在高温条件下，抗体和血红蛋白的活性会丧失(填“丧失”或“不变”)，原因是高温会使 蛋白质分子的空间结构受到破坏。 下面关于蛋白质分子结构和功能的叙述，正确的是 ( ) A.氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质功能可能不同 - 5 - B.由 n 条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各 n 个 C.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式脱水缩合 D.高温会使蛋白质变性，因此煮熟的食物不易被人体消化 【解析】选 A。氨基酸种类、数量和排列顺序相同，但空间结构不同，则蛋白质功能也可能不 同，A 正确；由于 R 基中可能含有氨基或羧基，且不参与脱水缩合，因此蛋白质中氨基或羧基 数=n(肽链数)+R 基中的氨基或羧基数，B 错误；所有氨基酸脱水缩合的方式都是氨基脱去氢 原子，羧基脱去羟基后形成肽键，故方式相同，C 错误；高温使蛋白质空间结构发生改变，使 蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易与蛋白质(酶)结合，易于被消化，D 错误。 巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能 【加固训练】 (2017·海南高考)有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是 ( ) A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关 B.数量相同的 5 种氨基酸可以组成不同的多肽链 C.将抗体溶于 NaCl 溶液中会造成其生物活性的丧失 D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构 【解析】选 C。蛋白质的结构决定其功能，蛋白质的生物活性与空间结构有关，A 项正确；数 量相同的 5 种氨基酸可以组成不同的多肽链，如形成 54 种四肽、55 种五肽等，B 项正确；抗体 的化学本质是蛋白质，溶于 NaCl 溶液中会析出，但不会丧失其生物活性，C 项错误；氨基酸 序列相同的多肽链经过盘曲、折叠，会形成不同的空间结构，D 项正确。