高考生物一轮复习第一单元细胞及其分子组成第四讲生命活动的主要承担者--蛋白质精选教案

高考生物一轮复习第一单元细胞及其分子组成第四讲生命活动的主要承担者-蛋白质精选教案知识体系定内容核心素养定能力生命观念通过对氨基酸的结构和脱水缩合过程的分析，建立起生命的物质性观点理性思维通过对蛋白质形成过程的相关计算，培养逻辑思维能力和学科间知识的综合应用能力社会责任通过对蛋白质与人体健康及在疾病治疗等方面的应用问题分析，培养学生关注科技发展，获取信息、应用信息解决实际问题的能力(2)组成氨基酸的元素中一定含有C、H、O、N，若某氨基酸含有S元素，则S存在R基中。(3)脑啡肽的名称是五肽，形成场所是核糖体，形成过程称为脱水缩合。(4)脑啡肽中含有4个肽键，其结构简式是NHCO，形成过程中共脱去4分子水。2若“、”代表不同种类的氨基酸，其间的“”代表肽键。据此回答下列问题：(1)50个和50个组成的蛋白质的结构不相同，原因是氨基酸的种类不同。(2)分别由200个和100个所代表的氨基酸组成的蛋白质，其结构不相同，原因是氨基酸的数目不同。(3)与的结构不相同，原因是氨基酸的排列顺序不同。(4)A链和B链是由种类相同、数目相等、排列顺序相同的氨基酸组成的蛋白质，这两种蛋白质的结构不相同，原因是肽链的空间结构不同。考点一蛋白质的结构层次和功能1巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能2关注蛋白质结构和性质的四个易错点(1)氨基酸数目氨基酸种类：组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千，但构成生物体蛋白质的氨基酸种类约有20种。(2)多肽蛋白质：在核糖体上经脱水缩合形成的多肽往往没有生物活性，由一条或多条肽链通过一定化学键(如二硫键等)盘曲、折叠形成具有复杂空间结构的蛋白质才能行使特定功能。(3)高温破坏肽链盘曲折叠形成的空间结构，但没有破坏氨基酸之间的肽键，所以蛋白质变性后仍可采用双缩脲试剂检测。(4)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。对点落实1判断有关氨基酸说法的正误(1)分子量最大的氨基酸是甘氨酸(×)(2)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的()(3)每种氨基酸不一定只含有一个氨基和一个羧基()(4)只要有氨基和羧基，就可以判断是构成蛋白质的氨基酸(×)(5)有些氨基酸不能在人体细胞内合成()(6)所有氨基酸中一定含有C、H、O、N四种元素()2判断有关蛋白质说法的正误(1)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质()(2)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接(×)(3)蛋白质是生物体主要的能源物质(×)(4)有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能会发生改变()3(xx·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蛋白质在NaCl溶液中会发生盐析现象，但并不改变其结构，生物活性不会丧失。蛋白质是生命活动的承担者，通过改造、修饰蛋白质结构，使其能够用于疾病治疗和科学研究。以此为信息，考查蛋白质的结构和功能也是高考常见的命题角度。4P53蛋白是由一种抑癌基因(P53基因)表达产生的蛋白质，可以抑制DNA的复制和细胞分裂，所以具有抗肿瘤的作用。它是由一条N端酸性区有75个氨基酸，中间疏水区有75个氨基酸，C端碱性区有243个氨基酸所组成的肽链经过加工而成的。下列叙述错误的是()A各种氨基酸之间的不同在于R基的不同B形成P53蛋白的过程中生成了390个水分子CP53蛋白起作用的场所可能是细胞核D此蛋白结构中，至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基解析：选B蛋白质的基本组成单位是氨基酸，不同氨基酸之间的差别在于R基的不同；由题意知，P53蛋白是由一条肽链组成的，含有的氨基酸数为393个，故形成P53蛋白的过程中生成了392个水分子；因为DNA的复制主要是在细胞核中进行的，P53蛋白能抑制DNA的复制，所以P53蛋白起作用的场所可能是细胞核；此蛋白由一条肽链组成，因此至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。5近年来的研究初步表明，­AP(­淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病因。­AP是由其前体蛋白APP(一种含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP形成­AP的过程如图所示。根据上述信息所做的推论错误的是()A用双缩脲试剂检测­AP，有紫色反应B­AP的效果可能是引起大脑功能异常C一个­AP分子中至少含有39个肽键D­分泌酶很可能是突变基因表达的产物解析：选C根据题意，­AP(­淀粉样蛋白)的化学本质是蛋白质，用双缩脲试剂检测呈紫色。“­AP(­淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病因”，故­AP的作用效果可能是引起大脑功能异常。据图分析，­AP分子中的氨基酸个数695596(695635)39，则肽键数氨基酸数肽链数38(个)。­AP是在­分泌酶和­分泌酶的作用下将APP分解形成的，这可能是正常机体发生了基因突变，突变基因表达的­分泌酶和­分泌酶促进了­AP的形成。类题通法信息类试题的解题思路考点二蛋白质的合成过程及相关数量关系1图解识记蛋白质脱水缩合的过程(1)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基和羧基在R基上。(2)H2O中的H来自COOH和NH2，而O只来自COOH。(3)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。2熟记蛋白质形成过程中的相关数量关系(1)肽键数与氨基酸数的关系：肽键数失去水分子数氨基酸数肽链数。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：至少含有的游离氨基或羧基数肽链数。游离氨基或羧基数目肽链数R基中含有的氨基或羧基数。特别提醒以上各数量关系针对的是链状肽，若为环状肽，则可将上述公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。对点落实1(xx·上海高考)一条由39个氨基酸形成的环状多肽，其中有4个谷氨酸(R基为CH2CH2COOH)，则该多肽()A有38个肽键B可能没有游离氨基C至少有5个游离羧基 D至多有36种氨基酸解析：选B一条由39个氨基酸形成的环状多肽，应有39个肽键。因为谷氨酸的R基上没有游离氨基，又不知其他的R基的情况，故可能没有游离氨基。至少有4个游离羧基，至多有20种氨基酸。2下列依次为丙氨酸、丝氨酸和天冬氨酸的结构简式：由这三个氨基酸脱水缩合成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目是()A1,1,3 B3,3,2C1,1,2 D1,2,2解析：选D一条多肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别在肽链的两端。若一个氨基酸上有两个氨基或两个羧基，则多余的氨基和羧基在R基上，图中只有第三个氨基酸的R基上有一个羧基，故由这三种氨基酸脱水缩合成的化合物中有氨基1个、羧基2个。而肽键数氨基酸数肽链数312(个)。一、妙用“守恒法”解答相关计算问题类型(一)利用“质量守恒”计算蛋白质(多肽)相对分子质量3下面为牛胰岛素结构模式图，该物质中SS是由两个SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是()A牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键B牛胰岛素中至少有2个NH2和2个COOHC牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸D牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882解析：选B该牛胰岛素含51个氨基酸，其中含有肽键数为51249(个)；牛胰岛素含两条链，至少含2个游离的NH2和2个游离的COOH；牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，最多有20种氨基酸，但并非一定是20种；牛胰岛素形成时，51个氨基酸脱水的同时还减少了6个H，故减少的相对分子质量为49×186888。4已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(SHSHSS2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近()A11 046 B11 060C12 800 D12 280解析：选A蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，蛋白质的相对分子质量氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量失去的水分子数×水的相对分子质量(973)×12897×1811 054。由于在肽链形成空间结构时，生成了4个二硫键，失去2×48个H，所以蛋白质的相对分子质量11 054811 046。类题通法形成蛋白质的相对分子质量计算(1)蛋白质相对分子质量氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量脱去水分子数×18。(2)在计算蛋白质相对分子质量时，还要考虑是否存在特殊的变化，如二硫键(SS)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，相对分子质量减少2。类型(二)利用“原子守恒”计算蛋白质(多肽)中的原子数5.某五十肽中有丙氨酸(R基为CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在，下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是()A肽键数目减少4个 B氨基和羧基分别增加4个C氢原子数目增加8个 D氧原子数目增加2个解析：选D题述五十肽脱掉其中的2个丙氨酸，在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键，因此肽键数目减少4个；断裂四个肽键，即水解形成4个氨基和4个羧基；脱掉丙氨酸的过程需要4个水分子参与水解，所以氢原子数目增加8个，氧原子数目增加4个。6(xx·石嘴山模拟)经测定，某多肽链分子式是C21HxOyN4S2，其中含有一个二硫键(SS)。已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列关于该多肽的叙述，错误的是()A该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和半胱氨酸B该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5C该多肽形成过程中至少需要3种tRNAD该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了54解析：选D多肽链分子式是C21HxOyN4S2，含有2个硫，所以水解产物中有2个半胱氨酸。题中每个氨基酸中都只有1个N，所以该多肽由三种氨基酸组成。根据C原子守恒，半胱氨酸含有3个C，所以另两个氨基酸共含有15个C，可知为苯丙氨酸和亮氨酸。该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸；该多肽形成过程中脱去3分子水和形成二硫键脱去2个氢，所以多肽中氧为835，氢为386230；该多肽由3种氨基酸组成，形成过程中至少需要3种tRNA；该多肽形成时脱去3分子水和2个氢，相对分子质量减少18×3256。类题通法蛋白质形成过程中相关原子数的变化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H、O原子，但是碳原子、氮原子的数目