2014届高三生物(人教版通用)一轮复习教案---第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质.pdf
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1、- 1 - / 33 第 3 讲生命活动的主要承担者蛋白质 考纲要求 蛋白质的结构和功能 (。 一、氨基酸及其种类 判一判 1在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20 种 ( 2分子式中只要有氨基和羧基,就可以判断其为构成生物体的氨基 酸 ( 3评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量 ( 4每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基,且都连在同一个碳 原子上 ( 5各种氨基酸都共有的结构是 ( 6各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基的不同 ( 巧记 (18 种必需氨基酸:取两 ( 亮、异亮 册( 色书( 苏本(苯丙 携( 缬家( 甲来( 赖。 (2氨基酸的结构通式:氨基酸中有个碳,伸出
2、四手向外连,下面连 着氢原子,上面顶着R 基团,左手拽的是氨基,右手还把羧基牵。 - 2 - / 33 6JekfNpIFl 二、蛋白质的结构及其多样性 1脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相 连接,同时脱去一分子水。 2二肽的形成: 3多肽:由多个氨基酸分子缩合而成,含有多个肽键的化合物。 4结构多样性 (1组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。 (2组成蛋白质的多肽链形成的空间结构不同。 解惑 多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数,即2 个氨基 酸形成二肽, 3 个氨基酸形成三肽。 三、蛋白质的功能 连一连 辨析 酶(a、激素 (b与蛋白质 (c 的关系可用
3、右面 图示表示 - 3 - / 33 考点一分析氨基酸及其种类 观察下面的氨基酸结构图示,回答问题: 1写出图中结构名称: a. 氨基, c. 羧基。 2通过比较图中两种氨基酸,写出氨基酸的结构通式: 3不同的氨基酸取决于R 基的不同,图中两种氨基酸的R 基分别是 b、d( 用字母代号表示 。 易错警示有关氨基酸组成的2 点说明 (1同时含有一个或多个氨基和羧基的有机酸都属于氨基酸,种类较 多。 - 4 - / 33 (2组成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基,并非只有一 个氨基和一个羧基, R基中可能含有氨基和羧基。 6JekfNpIFl 1(2018海南卷, 1关于生物体内组成蛋白质
4、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 答案A 解读甘氨酸的分子量是75,不是分子量最大的氨基酸。由于缺乏中 间产物,有8 种氨基酸不能在人体细胞中合成,必须从食物中获得, 称为必需氨基酸。氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。R 基的特 异性决定氨基酸的特异性。 6JekfNpIFl 2下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式,据图分析下列叙述不 正确的是 ( A以上这三种氨基酸的R基依次分别是 H、CH3 、CH2OH B这三种氨基酸理化性质的不同取决于R基不同 -
5、5 - / 33 C甲是最简单的氨基酸 D从上式可看出,只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成 蛋白质的氨基酸 答案D 解读根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可判断:甲、乙、丙三种 氨基酸的R 基分别是 H、CH3 、CH2OH ,不同氨基酸R 基的不同 决定了其理化性质的不同;组成蛋白质的氨基酸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接在同一个碳原子上。 6JekfNpIFl 1有关氨基酸结构通式的分析 2组成蛋白质的氨基酸的判断标准 (1数量标准:至少含有一个NH2和一个 COOH。 (2位置标准:一个 NH2和一个 COOH 连接在同一个碳原子上。 考点二聚焦蛋白质的结
6、构层次及其多样性 1观察下面的二肽形成图示回答问题 (1过程名称:脱水缩合,其场所是:核糖体。 (2物质名称:二肽。 (3结构名称:肽键,其结构简式为:NH CO (或CO NH - 6 - / 33 (4H2O中 H的一个来自氨基,一个来自羧基。 (5多个氨基酸发生该反应,产物名称为多肽。 2观察氨基酸、多肽、肽链、肽键和蛋白质的关系图示 (1多肽与蛋白质的最重要的区别是多肽无空间结构。 (2如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶,需要参与的细胞器是核糖体、 内质网、高尔基体、线粒体。 3完善蛋白质的结构多样性和功能多样性图示 易错警示蛋白质结构的 2 个误区 (1氨基、羧基和肽键的书写误区 不要将氨
7、基错写为NH2或NH3 ;不要将羧基误写为COOH 或 COOH;也 不要将肽键误写为CO NH或 CONH。6JekfNpIFl (2蛋白质变性的误区分析 高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键,而是破坏了 肽链盘曲折叠形成的空间结构。 - 7 - / 33 3如图所示,物质A 是在胰岛B 细胞中合成的,且与血糖调节有 关。物质 B 是一种淋巴因子,可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复制。 物质 C 由浆细胞合成并分泌,且具有免疫作用。物质D由垂体分泌, 可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法正确的是 ( 6JekfNpIFl AA、B、C 、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、
8、生长素 B物质 A、B、C、D 结构多样性的直接原因是a 的种类、数量和排列 顺序不同 C与 A、B、C、D 四种物质的合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内 质网、高尔基体、线粒体 D高温和低温均能破坏物质A 的空间结构,使其调节血糖的能力丧 失 答案C 解读A、B、C、D 四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长激 素,均属于分泌蛋白,其合成和分泌与核糖体、内质网、高尔基体、 线粒体有关。物质A、B、C、D 结构多样性的直接原因是氨基酸的种 类、数量、排列顺序及多肽链的空间结构的不同。高温能破坏胰岛素 的空间结构,使其功能丧失,低温下胰岛素的空间结构稳定。 6JekfNpIFl 4在胰岛B 细
9、胞中先合成胰岛素原,胰岛素原再通过蛋白酶的水解 - 8 - / 33 作用,生成胰岛素 ( 如图所示 。胰岛素原水解所需的水分子中的氢用 于( 6JekfNpIFl A形成 COOH 和SH B形成 NH2和COOH C形成 SH和OH D形成 COOH 和连接碳的 H 答案B 解读比较胰岛素原与胰岛素的结构,可见胰岛素原通过蛋白酶的水 解作用破坏的是氨基酸之间的肽键。肽键形成时水分子中的氢来自 NH2和COOH,故肽键被破坏时消耗的水分子中的氢用于形成NH2 和COOH。6JekfNpIFl 拓展理解二硫键形成过程 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( “SS”
10、是由 2 个“SH ”形成的,形成过程中要脱去2 个 氢。故计算蛋白质分子量时除减去H2O的分子量外,还应考虑脱去H 的分子量。上图为胰岛素分子形成3 个二硫键的情况。 6JekfNpIFl 新情境信息案例分析 - 9 - / 33 上面的第 4 题,乍一看是一种新情境问题,题目的背景知识并不是同 学们所熟悉的,但切勿慌乱,实际上这类题目往往“起点高、落点 低”,有的可直接从题干中寻找答案,有的则需要把材料中的新内容 与已学过的教材知识联系起来,找到与教材的衔接点,即所谓的“题 在书外,理在书中”。本题实质上是考查氨基酸脱水缩合形成肽键时 形成的水分子中氢的来源,再进行知识迁移转换为肽键断裂时
11、消耗的 水分子中氢的去向。 6JekfNpIFl 考点三归纳蛋白质合成过程的有关计算 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 肽链或 m条肽链: 形成 肽链数 形成 肽键数 脱去 水 分子 数 氨 基 数 目 羧 基 数 目 多 肽 相 对 分 子 质 量 1 n1 n1 至 少1 个 至 少1 个 na 18(n 1 m nm nm 至 少m 个 至 少m 个 na 18(n m 2. 假设某多肽中氨基酸数为n,控制其合成的基因和mRNA 中至少含有 的碱基数为 6n 和 3n。 易错警示有关蛋白质计算的5 个易错提示 (1氨基酸与相应DNA 、RNA片段中碱基数
12、目之间计算时,当出现关键 词“最多”、“至少”时,不应考虑该计算过程中终止密码的碱基 - 10 - / 33 数。6JekfNpIFl (2计算 O和 H的数量变化时,不要漏掉增加H2O中的 O 、H数值。 (3若形成的多肽是环状:氨基酸数肽键数失去水分子数。 (4在蛋白质相对分子质量的计算中,若通过图示或其他形式告知蛋 白质中含有二硫键时,要考虑脱去氢的质量,每形成一个二硫键,脱 去 2 个 H 。6JekfNpIFl (5关于蛋白质的计算中,要特别注意题中设问的是“氨基酸的数 量”还是“氨基酸的种类”。 5现有一种“十二肽”,分子式为CXHYNZOWS(Z12,W13 。已知将 它彻底水解
13、后只得到下列氨基酸。6JekfNpIFl 下列叙述中,正确的是 ( A合成该多肽时,至少需36 个密码子 B控制合成该多肽相应的基因至少有36 个碱基 C将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(Z12个赖氨酸 D将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(W13个天冬氨酸 - 11 - / 33 答案C 解读该多肽为十二肽,说明有12 个氨基酸参与了肽链的合成,根 据氨基酸和密码子的一一对应关系,至少需要12 个密码子 (不考虑终 止密码 ;控制十二肽合成的直接模板mRNA 至少有12336 个碱 基,对应的基因中至少有12672 个碱基;由于5 种氨基酸中只有 赖氨酸的R 基上有一个氨基,这条肽链中的氮
14、原子数肽键数1 赖氨酸的个数 1,即 Z111赖氨酸的个数,赖氨酸的个数Z 12,所以该“十二肽”彻底水解后有(Z12个赖氨酸;由于5 种氨 基酸中只有天冬氨酸的R基上有一个羧基含有2 个氧原子,这条肽链 中的氧原子数肽键数2天冬氨酸的个数 2,即 W 112天冬 氨酸的个数 2,天冬氨酸的个数(W 13/2,所以该“十二肽”彻 底水解后有 (W13/2 个天冬氨酸。 6JekfNpIFl 6某非环状多肽,经测定其分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由 下列氨基酸中的几种作为原料合成的。苯丙氨酸(C9H11NO2 、天冬氨 酸(C4H7NO4 、丙 氨 酸 (C3H7NO2 、亮 氨
15、酸 (C6H13NO2 、半 胱 氨 酸 (C3H7NO2S。下列有关该多肽的叙述,不正确的是6JekfNpIFl ( A该多肽彻底水解后能产生3 种氨基酸 B该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32 和 5 C该多肽有三个肽键,为三肽化合物 D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 答案C - 12 - / 33 解读依据分子式中N为 4 个,并分析提供的氨基酸种类,可得出由 4 个氨基酸组成,为四肽,存在三个肽键,即C 项是错误的。再分析 多肽的形成:在核糖体上,形成过程中相对分子质量减少了54;再分 析 S 的数目为2 个,可分析出4 个氨基酸中有2 个是半胱氨酸 (C3H7
16、NO2S ,即水解能形成的氨基酸为3 种,再结合碳原子数目为21 个,减去 6 个 C原子(2 个是半胱氨酸 ,为 15 个 C原子,可分析出另 外两个氨基酸分别为苯丙氨酸和亮氨酸,进一步推出该多肽中氢原子 数和氧原子数分别是32 和 5,A、B、D三项是正确的。6JekfNpIFl 互动探究 该多肽中含有多少个游离氨基和羧基? 提示均为 1 个。 蛋白质合成中的相关计算 1氨基数肽链数R 基上的氨基数各氨基酸中氨基总数肽键 数。 2羧基数肽链数R 基上的羧基数各氨基酸中羧基总数肽键 数。 3氮原子数肽键数肽链数R基上的氮原子数各氨基酸中N的 总数。 4氧原子数肽键数2肽链数 R 基上的氧原子
17、数各氨基酸中 O的总数脱去水分子数。 5氢原子数各氨基酸中H的总数 2脱去水分子数。 - 13 - / 33 序号错因分析正确答案序号错因分析正确答案 不 理 解 氨 基结构 NH2 不 理 解 羧 基结构 COOH 不 理 解 肽 键结构 CO NH 对“种 类”和 “ 数 目 ” 辨析不清 2 不 理 解 多 肽 的 命 名 依据 三肽写错字脱水缩合 不全面 氨基和羧 基 不 理 解 水 的参与 CHHOCOOHC HC6H5NH2 和C6H5 COOH 题组一蛋白质的结构与特点 1判断正误: (1细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质(2008天 津,1C ( (2蛋白质肽链的
18、盘曲和折叠被解开时,其特定功能并未发生改变 - 14 - / 33 (2009福建, 4A ( 6JekfNpIFl (3tRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成 (2008海南, 7C ( (4磷脂和蛋白质合成时,需要模板(2018江苏, 1A改编 ( (5具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的(2008天津, 1A ( (6常温条件下,蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色,是由于蛋 白质有肽键 (2008广东理基, 42A和 2009江苏, 21C ( 6JekfNpIFl 答案(1(2(3(4(5(6 2(2018上海卷, 6生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键, 导致( A蛋白质
19、分解为多肽链 B多肽链分解为若干短肽 C多肽链分解为氨基酸 D氨基酸分解为氨基和碳链化合物 答案C 解读肽酶可水解肽链末端的肽键,最终将多肽链分解为氨基酸。 3(2018海南卷, 2下列关于蛋白质的叙述,错误的是 - 15 - / 33 ( A有些蛋白质是染色体的组成成分 B酶在催化反应前后,其分子结构不变 C食盐作用下析出的蛋白质发生了变性 D蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应 答案C 解读染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA 。酶是生物催化剂,反 应前后其分子结构不变。蛋白质遇高温、重金属盐变性,盐析出的蛋 白质没有变性。双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合 物。6JekfNpIFl
20、 题组二蛋白质的相关计算 4(2009上海卷, 15某蛋白质由 m条肽链、 n 个氨基酸组成。该蛋 白质至少有氧原子的个数是 ( 6JekfNpIFl Anm Bn2m Cnm Dn2m 答案C 解读两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键,每个肽键中含一个氧原 子;n 个氨基酸缩合形成m条肽链,应有肽键nm个,所以肽键中氧 原子是 nm 个,一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基, 里面有两个氧原子,所以m 条肽链中应至少还有2m个氧原子,再加 上肽键中的nm 个,所以应至少有氧原子的个数为nm 2m n - 16 - / 33 m 。6JekfNpIFl 题组三与蛋白质有关的实验探究 5(201
21、0广东卷, 29假设你去某饲料研究所进行课外实践活动, 需要完成以下任务: (1选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有: 碘液,苏丹溶液,双缩脲试剂,斐林试剂。你选用的试剂 应该 是 _; 蛋 白 质与 相 应 试剂 反 应 后, 显 示 的颜 色 应 为 _。6JekfNpIFl (2完善以下实验设计,并回答问题。 探究 A动物蛋白对小鼠生长的影响 资料:饲料中的蛋白含量一般低于20% ;普通饲料可维持小鼠正常生 长;A动物蛋白有可能用于饲料生产。 一、研究目的:探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。 二、饲料 1基础饲料:基本无蛋白质的饲料; 2普通饲料 (含 12% 植物蛋白
22、:基础饲料植物蛋白; 3实验饲料:基础饲料 A动物蛋白。 三、实验分组 实验 组号 小鼠 数 量 ( 只 饲料 饲养 时 间 ( 天 1 10 基础饲料21 2 10 实验饲料1( 含 6%A动物蛋 白 21 - 17 - / 33 3 10 实验饲料 2( 含 12%A动物蛋 白 21 4 10 实验饲料 3( 含 18%A动物蛋 白 21 5 10 实验饲料 4( 含 24%A动物蛋 白 21 6 10 备注:小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。 四、实验方法和检测指标:略 实 验 组6中 , 应 该 为 _ , 原 因 是 _ ; 应 该 为 _ , 原 因 是 _。6J
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