高考生物一輪蛋白質(zhì)

第2節(jié)生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)梳理雙基基礎(chǔ)一、判斷正誤1．自然界中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種 ()2．每個(gè)氨基酸分子都只含有C、H、O、N四種元素 ()3．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了它的功能 ()4．蛋白質(zhì)的變性與肽鍵的斷裂無關(guān) ()√√××二、基礎(chǔ)填空(一)氨基酸及其種類1．種類：約有20種，根據(jù)能否在體內(nèi)合成分為______________和

。2．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：每種氨基酸至少都含有_____________________，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在

。3．結(jié)構(gòu)通式： ，氨基酸的不同在于

的不同。必需氨基酸非必需氨基酸一個(gè)氨基和一個(gè)羧基同一個(gè)碳原子上側(cè)鏈R基2．脫水縮合：一個(gè)氨基酸分子的羧基與另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接形成

，同時(shí)脫去一分子水，肽鍵可表示為

。3．蛋白質(zhì)多樣性的原因(1)氨基酸方面：氨基酸的

。(2)肽鏈方面：肽鏈的

不同。肽鍵—NH—CO—種類數(shù)目和排列順序不同空間結(jié)構(gòu)(三)蛋白質(zhì)的功能

功能實(shí)例

蛋白羽毛、肌肉、頭發(fā)絕大多數(shù)酶血紅蛋白信息傳遞抗體結(jié)構(gòu)催化作用運(yùn)輸作用胰島素、生長(zhǎng)激素免疫功能三、思維激活1．多肽能與雙縮脲試劑反應(yīng)嗎？提示：可以，因?yàn)榉磻?yīng)的原理是肽鍵與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)。2．蛋白質(zhì)的變性與肽鍵的生成與斷裂有關(guān)嗎？提示：無關(guān)，但會(huì)與肽鍵以外的化學(xué)鍵如“—S—S—”等有關(guān)。精研核心考點(diǎn)[例1]

(2012年海南單科，1)關(guān)于生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸B．有些氨基酸不能在人體細(xì)胞中合成C．氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵D．不同氨基酸之間的差異是由R基引起的[解析]

本題主要考查組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸的種類及氨基酸脫水縮合合成蛋白質(zhì)等相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容。甘氨酸的分子量是75，不是分子量最大的氨基酸。由于缺乏中間產(chǎn)物，有8種氨基酸不能在人體細(xì)胞中合成，必須從食物中獲得，稱為必需氨基酸。氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵。R基的特異性決定氨基酸的特異性。[答案]

A1．通式2．特點(diǎn)分析分析舉例氨基酸分子中—NH2、—COOH至少各有一個(gè)，因?yàn)镽基中可能有—NH2、—COOHR基含—COOH：R基含—NH2：要有一個(gè)—NH2和一個(gè)—COOH連在同一個(gè)碳原子上反例：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH非生物體內(nèi)氨基酸3.種類根據(jù)人體內(nèi)的來源不同，分為：必需氨基酸：自身不能合成，必須從外界攝取(8種)。非必需氨基酸：自身能合成(12種)。[精彩提示]??(1)自然界的氨基酸中，只有符合上述通式的α—氨基酸，才能參與蛋白質(zhì)的合成；(2)氨基酸為兩性電解質(zhì)，因?yàn)樗兴嵝缘聂然?—COOH)和堿性的氨基(—NH2)。1．(2012年濟(jì)南外國(guó)語學(xué)校質(zhì)檢)下面是三種化合物的結(jié)構(gòu)式，下列有關(guān)三種化合物的敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A．三種化合物可以用一個(gè)結(jié)構(gòu)通式表示B．三種化合物的共同點(diǎn)之一是都含有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基C．三種化合物都不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)D．三種化合物兩兩結(jié)合形成的物質(zhì)的游離氨基數(shù)相同答案：B[例2]

(2012年海南單科，2)關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．有些蛋白質(zhì)是染色體的組成成分B．酶在催化反應(yīng)前后，其分子結(jié)構(gòu)不變C．食鹽作用下析出的蛋白質(zhì)發(fā)生了變性D．蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)[解析]

C本題主要考查了蛋白質(zhì)的特性。染色體的化學(xué)組成成分主要是蛋白質(zhì)和DNA。酶是生物催化劑，反應(yīng)前后其分子結(jié)構(gòu)不變。蛋白質(zhì)遇高溫、重金屬變性，鹽析出的蛋白質(zhì)沒有變性。雙縮脲試劑可與蛋白質(zhì)發(fā)生顯色反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物。[答案]

C

②由兩個(gè)氨基酸脫水縮合后形成的是二肽，由三個(gè)氨基酸脫水縮合后形成的就是三肽，依次類推。形成的多肽常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫做肽鏈，肽鏈不呈直線，也不在同一個(gè)平面上，因此使得蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。[精彩提示]??多肽和蛋白質(zhì)的區(qū)別(1)結(jié)構(gòu)上有差異。多肽僅僅是蛋白質(zhì)的初級(jí)結(jié)構(gòu)形式。(2)功能上有差異。多肽往往是無生物活性的，而蛋白質(zhì)是具有生物活性的。(3)一條剛剛從核糖體這一“車間”下線的多肽鏈可以叫多肽，但不能稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)往往是由一條或幾條多肽鏈和其他物質(zhì)結(jié)合而成的，且有空間結(jié)構(gòu)。所以蛋白質(zhì)無論結(jié)構(gòu)上還是功能上都遠(yuǎn)比多肽復(fù)雜得多。

5．與蛋白質(zhì)相關(guān)的計(jì)算(1)關(guān)于組成蛋白質(zhì)相關(guān)的肽鏈、氨基酸、肽鍵、脫去水分子的數(shù)目對(duì)應(yīng)關(guān)系表如下：氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)游離的氨基游離的羧基一條肽鏈nn－1n－1至少1個(gè)至少1個(gè)m條肽鏈nn－mn－m至少m個(gè)至少m個(gè)(2)相關(guān)計(jì)算公式①脫水?dāng)?shù)＝肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝水解需水?dāng)?shù)②氨基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的氨基數(shù)＝各氨基酸中氨基的總數(shù)－肽鍵數(shù)③羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的羧基數(shù)＝各氨基酸中羧基的總數(shù)－肽鍵數(shù)④蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量＝各氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量×氨基酸數(shù)－18×脫水?dāng)?shù)⑤N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)＝各氨基酸中N的總數(shù)⑥O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)＝各氨基酸中O的總數(shù)－脫水?dāng)?shù)⑦H原子數(shù)＝各氨基酸中H的總數(shù)－2×脫水?dāng)?shù)②在利用DNA中脫氧核苷酸數(shù)或RNA中核糖核苷酸數(shù)求其指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目時(shí)，一般不考慮終止密碼子問題，所求出的氨基酸數(shù)為其最大值。③在計(jì)算蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，除考慮肽鍵的形成外，有時(shí)也要考慮因其他化學(xué)鍵的形成而導(dǎo)致相對(duì)分子質(zhì)量的變化，如形成二硫鍵。2．(原創(chuàng)題)如圖表示胰島素分子中一條多肽鏈，其中有3個(gè)甘氨酸且分別位于第8、20、23位。下列敘述正確的是(

)A．圖中多肽至少含有一個(gè)羧基(位于第1位)和一個(gè)氨基(位于第30位)B．用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個(gè)甘氨酸，形成的產(chǎn)物比原多肽多5個(gè)氧原子C．用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個(gè)甘氨酸，形成的產(chǎn)物中有4條多肽D．該多肽釋放到細(xì)胞外需要經(jīng)過兩種細(xì)胞器的加工解析：一條多肽鏈至少含有一個(gè)羧基和一個(gè)氨基，但不能確定哪一端是氨基，哪一端是羧基；每除去一個(gè)甘氨酸會(huì)破壞兩個(gè)肽鍵，產(chǎn)生的羧基會(huì)增加一個(gè)氧原子，但甘氨酸會(huì)帶走一個(gè)氧原子，因此新形成的產(chǎn)物中氧原子數(shù)和原多肽的氧原子數(shù)相等；第20位和第23位間形成的產(chǎn)物是二肽，因此用特殊水解酶選擇性除去該鏈中的三個(gè)甘氨酸，形成的產(chǎn)物中有三條多肽和一個(gè)二肽；該多肽釋放到細(xì)胞外需要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體這兩種細(xì)胞器的加工。答案：D剖析易混易錯(cuò)[典例1]

現(xiàn)有100個(gè)氨基酸，共含有116個(gè)羧基和106個(gè)氨基，這些氨基酸縮合成6條多肽鏈時(shí)共含有—NH2個(gè)數(shù)是(

)A．6

B．12C．22 D．100[常見錯(cuò)誤]

錯(cuò)選A項(xiàng)。[錯(cuò)因分析]

錯(cuò)選A項(xiàng)的原因有兩點(diǎn)：(1)受思維定勢(shì)的影響，將“共含有”錯(cuò)誤理解為“至少含有”，即分析為6條多肽鏈至少含有6個(gè)—NH2。(2)沒有充分挖掘題干中的信息。由“100個(gè)氨基酸，共含有116個(gè)羧基和106個(gè)氨基”可知，這100個(gè)氨基酸的R基中共含有16個(gè)羧基和6個(gè)氨基，在脫水縮合過程中R基和處于每條多肽鏈兩端的氨基和羧基不參加反應(yīng)，故共含有12個(gè)—NH2。[正確解答]

選B。[典例2]

下列有關(guān)蛋白質(zhì)的敘述，正確的是(

)A．蛋白質(zhì)肽鏈的盤曲和折疊被解開時(shí)，其特定功能并未發(fā)生改變B．細(xì)胞中氨基酸種類和數(shù)量相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)C．由m條肽鏈、n個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)中至少有n＋m個(gè)氧原子D．細(xì)胞膜上的載體蛋白是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì)[常見錯(cuò)誤]

錯(cuò)選A項(xiàng)或D項(xiàng)。[錯(cuò)因分析]

錯(cuò)選A項(xiàng)或D項(xiàng)的原因主要是：易錯(cuò)選項(xiàng)錯(cuò)因分析A項(xiàng)對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的理解不到位。錯(cuò)誤地認(rèn)為蛋白質(zhì)肽鏈的盤曲和折疊被解開時(shí)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)未完全破壞，其特定功能并未發(fā)生改變，忽略了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性D項(xiàng)對(duì)載體蛋白的結(jié)構(gòu)理解不透。錯(cuò)誤地認(rèn)為細(xì)胞膜上的載體蛋白具有運(yùn)輸作用，其就是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì)，忽略了載體蛋白的結(jié)構(gòu)，載體蛋白是幾乎所有類型的生物膜上普遍存在的跨膜蛋白分子[正確解答]

選C。由n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈，肽鍵數(shù)為n－m，每個(gè)肽鍵中有一個(gè)氧原子；每條肽鏈中至少有一個(gè)羧基，每個(gè)羧基中含兩個(gè)氧原子，故該蛋白質(zhì)至少含有的氧原子個(gè)數(shù)為n－m＋2m＝n＋m。探究實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)變量及變量控制的相關(guān)原則1．變量的種類(1)實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量①實(shí)驗(yàn)變量：是實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者操縱的因素或條件，是作用于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的刺激變量(也稱自變量)，實(shí)驗(yàn)變量須以實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮图僭O(shè)為依據(jù)確定，應(yīng)具有可變性和可操作性。②反應(yīng)變量(又稱因變量)：是隨自變量變化而產(chǎn)生反應(yīng)或發(fā)生變化的變量，反應(yīng)變量是研究是否成功的證據(jù)，應(yīng)具有可測(cè)性和客觀性。③二者關(guān)系：實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，即具因果關(guān)系。(2)無關(guān)變量與額外變量①無關(guān)變量(控制變量)：是指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量外的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)象的因素或條件。實(shí)驗(yàn)者應(yīng)嚴(yán)格控制無關(guān)變量，否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性無法得到認(rèn)定。我們常在實(shí)驗(yàn)過程中強(qiáng)調(diào)“選取生長(zhǎng)狀況相同的幼苗”“數(shù)量大小相同的種子”“置于相同且適宜條件下培養(yǎng)”“加入等量的清水”等均是為了控制無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。②由無關(guān)變量引起的變化結(jié)果就叫額外變量。③二者關(guān)系：也是前因后果的關(guān)系，但它們的存在對(duì)實(shí)驗(yàn)與反應(yīng)變量的獲得起干擾作用。2．控制原則(1)單因子變量原則所謂單因子變量原則，是指實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比只能有一個(gè)變量。只有這樣當(dāng)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組出現(xiàn)不同結(jié)果時(shí)，才能確定造成這種不同結(jié)果的原因肯定是這個(gè)變量造成的，從而證明實(shí)驗(yàn)組所給實(shí)驗(yàn)因素的作用，因此在設(shè)計(jì)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要確定變量并加以正確設(shè)置，即要明確把誰作為變量，也就是要把所要驗(yàn)證的中心條件作為變量。如要探索pH對(duì)淀粉酶活性的影響，則需把pH作為變量。(2)等量性原則等量性原則與單因子變量原則是完全統(tǒng)一的，只不過強(qiáng)調(diào)的側(cè)面不同：?jiǎn)我蜃幼兞吭瓌t強(qiáng)調(diào)的是實(shí)驗(yàn)變量的單一性，而等量性原則強(qiáng)調(diào)的是除了實(shí)驗(yàn)變量之外的一切對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的無關(guān)變量必須嚴(yán)格控制等量即相同，以平衡和消除無關(guān)變量對(duì)結(jié)果的影響。需要強(qiáng)調(diào)的是這些無關(guān)變量在進(jìn)行嚴(yán)格控制時(shí)，不但要等量，而且是在適宜條件下的等量，常態(tài)條件下的等量。[精彩提示]??實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于找準(zhǔn)變量，并合理控制，然后設(shè)計(jì)好對(duì)照實(shí)驗(yàn)，這類題型即可迎刃而解。牛奶中含有豐富的蛋白質(zhì)，空腹喝牛奶不能充分利用其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，食物中的蛋白質(zhì)被消化后將更多地被分解形成尿素隨尿液排出，如果在喝牛奶的同時(shí)多吃些糖類食物就能充分利用其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究空腹喝牛奶時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(蛋白質(zhì))是否能更多地被分解。實(shí)驗(yàn)材料與用品：生長(zhǎng)狀態(tài)、體型大小等基本一致的正常小白鼠20只，15N標(biāo)記的牛奶液，淀粉飼料等。實(shí)驗(yàn)原理：________________________。實(shí)驗(yàn)步驟：①選材及處理：選擇生長(zhǎng)狀態(tài)、體型大小等基本一致的正常小白鼠20只，________________，等量分為A、B兩組；②飼喂：_____________________________；③檢測(cè)：幾小時(shí)(一段時(shí)間)后檢測(cè)兩組小白鼠排出尿液中的15N含量?？赡艿膶?shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：①__________________________________。②____________________________________。③___________________________________。解析：解答本題應(yīng)先明確實(shí)驗(yàn)的目的及相關(guān)問題，然后才能確定自變量，進(jìn)而確定實(shí)驗(yàn)原理、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。從題干不難看出，問題是“空腹喝牛奶是否會(huì)降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值”，因此自變量為是否在喝牛奶時(shí)進(jìn)食糖類食物，因變量是尿素的產(chǎn)生量。答案：實(shí)驗(yàn)原理：食物中蛋白質(zhì)經(jīng)消化吸收后被利用，最終會(huì)被分解形成尿素隨尿液排出。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物空腹時(shí)，用放射性同位素15N標(biāo)記的牛奶液飼喂小白鼠，一組不補(bǔ)充糖類，而另一組同時(shí)給予補(bǔ)充糖類作對(duì)照，通過檢測(cè)和比較兩組小白鼠排出尿液中的15N含量，來探究空腹喝牛奶時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(蛋白質(zhì))是否更多地被分解實(shí)驗(yàn)步驟：①饑餓處理12小時(shí)(一段時(shí)間)使其呈空腹?fàn)顟B(tài)(相同意思即可)②A組飼喂15N標(biāo)記的牛奶液，B組飼喂等量15N標(biāo)記的添加了含淀粉飼料的牛奶液可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：①尿液中15N含量A組多于B組；說明空腹喝牛奶時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(蛋白質(zhì))被分解更多②尿液中15N含量A組少于B組；說明空腹喝牛奶時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(蛋白質(zhì))被分解更少③尿液中15N含量A組等于B組；說明空腹喝牛奶時(shí)不影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(蛋白質(zhì))的分解提升目標(biāo)課堂1．(原創(chuàng)題)蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。下面有關(guān)蛋白質(zhì)的敘述正確的是(

)A．每一種蛋白質(zhì)中都含有20種氨基酸B．由多個(gè)氨基酸分子縮合成多肽時(shí)就可執(zhí)行特定的生理功能C．蛋白質(zhì)中的肽鍵在堿性條件下與Cu2＋結(jié)合生成紫色化合物D．生物界具有多樣性的根本原因是蛋白質(zhì)具有多樣性解析：在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種；多肽只有折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)而形成蛋白質(zhì)時(shí)，才能執(zhí)行特定的生理功能；生物界具有多樣性的根本原因是遺傳物質(zhì)(基因)具有多樣性。答案：C2．生物體內(nèi)的某多肽是由幾種不同的氨基酸分子構(gòu)成的，其中含有三個(gè)氨基和兩個(gè)肽鍵，下列分子中能構(gòu)成該多肽的是(

)A．①②③④⑤

B．①③④C．②③④

D．①④⑤解析：根據(jù)氨基酸的通式，可以判斷①、③、④、⑤是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。由于該多肽含有三個(gè)氨基和兩個(gè)肽鍵，又是由不同的氨基酸構(gòu)成的，所以該多肽是由①④⑤或③④⑤構(gòu)成的。答案：D3．某種酶是由419個(gè)氨基酸形成的蛋白質(zhì)。科學(xué)家利用生物技術(shù)做出5種不同長(zhǎng)度的該酶的片段，并分別測(cè)定其活性如圖所示，分析該酶最可能具有活性的部分是(

)A．第1號(hào)氨基酸到第43號(hào)氨基酸B．第44號(hào)氨基酸到第85號(hào)氨基酸C．第196號(hào)氨基酸到第419號(hào)氨基酸D．第197號(hào)氨基酸到第302號(hào)氨基酸解析：根據(jù)活性片段示意圖，找出具有活性片段的交集。答案：B4．(改編題)下列關(guān)于人體內(nèi)蛋白質(zhì)的敘述中，正確的是(

)A．蛋白質(zhì)具有多樣性，是由于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同B．指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的基因中的堿基有C、G、A、T、UC．人體內(nèi)的酶都是蛋白質(zhì)，激素也都是蛋白質(zhì)D．蛋白酶也是蛋白質(zhì)，蛋白酶可以水解所有的肽鍵解析：蛋白質(zhì)具有多樣性，是由于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的基因中的堿