2020版新设计生物人教版大一轮复习课件：第1单元走近细胞组成细胞的分子 3 .pdf

第第3 3讲 生命活动的主要承担者讲 生命活动的主要承担者 蛋白质蛋白质 概述蛋白质的结构和功能。 考点1 -3- 必备知识梳理关键能力突破 蛋白质的结构和功能 1.组成蛋白质的氨基酸 考点1 -4- 必备知识梳理关键能力突破 2.蛋白质的合成及其结构、功能多样性 (1)二肽的形成过程 过程a: 脱水缩合 ,物质b: 二肽 ,结构c: 肽键 。 H2O中H来源于 氨基和羧基 ;O来源于 羧基 。 (2)蛋白质的结构层次 考点1 -5- 必备知识梳理关键能力突破 (3)蛋白质结构多样性的原因 (4)蛋白质的功能连线 考点1 -6- 必备知识梳理关键能力突破 教材拾遗(必修1第23页“与生活的联系”改编)在鸡蛋清中加入食 盐会出现白色絮状物,高温加热后鸡蛋清会呈现白色固态状,导致 蛋白质出现这两种情况的原理相同吗?说明理由。 答案不同。在食盐作用下析出蛋白质,蛋白质本身的结构没有改 变,仍维持原有的生物活性;高温加热后蛋白质的空间结构发生了 改变,丧失了原有的生物活性。 考点1 -7- 必备知识梳理关键能力突破 凝练核心素养凝练核心素养 1.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;通过蛋白质结构多样性决定了功能的多样 性,建立起结构与功能相适应的观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,观察多种氨基酸,归纳出 不同的氨基酸结构上的共性和差异。 3.社会责任利用蛋白质结构与高温、pH和盐浓度的关系,正 确解释生活中的相关现象;掌握必需氨基酸与非必需氨基酸的概念, 知道如何加强营养、合理膳食,提高人们的健康水平。 考点1 -8- 必备知识梳理关键能力突破 (科学思维)细胞受到冰冻时,蛋白质分子相互靠近,当接近到一定 程度时,蛋白质分子中相邻近的巯基(SH)氧化形成二硫键(S S)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留(如下图所示)。下列 说法错误的是( ) A.巯基位于氨基酸的R基上 B.解冻后蛋白质功能可能异常 C.结冰和解冻过程涉及肽键的变化 D.抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力 答案解析解析 关闭 由题干信息可知,结冰与二硫键(SS)的形成有关,解冻与氢键断裂 有关,都不涉及肽键的变化。 答案解析 关闭 C 考点1 -9- 必备知识梳理关键能力突破 考向1 氨基酸的种类及结构特点 1.(2018江苏常州一中期初检测)下面是三种化合物的 结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,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 答案解析解析 关闭 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;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,且都有一个 氨基和一个羧基连在同一个碳原子上”;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;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。 答案解析 关闭 B 考点1 -10- 必备知识梳理关键能力突破 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 考点1 -11- 必备知识梳理关键能力突破 考向2 蛋白质的形成过程及功能 2.(2018吉林白城一中期末)蛋白质是生命活动的主要承担者,下 列相关叙述错误的是( ) A.蛋白质是细胞中含量最多的有机物,其种类随生命历程而改变 B.蛋白质纤维组成的细胞骨架与信息传递等生命活动相关 C.在细胞不同的生命活动中转运氨基酸的载体都是蛋白质 D.细胞内蛋白质发生水解时,H2O参与氨基和羧基的形成 答案解析解析 关闭 蛋白质是在基因的指导下通过转录和翻译过程形成的,是细胞中含量最多 的有机物,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此细胞中蛋白质的 种类随生命历程而改变,A项正确;细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而 成的三维的纤维状网架体系,包括微丝、微管和中间纤维,在信息传递、 细胞分裂、细胞生长、物质运输、能量转换等许多生命活动中都具有非 常重要的作用,B项正确;细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质,而细 胞质基质中负责转运氨基酸的载体是转运RNA,C项错误;细胞内蛋白质是 由氨基酸经脱水缩合形成的,氨基酸脱水缩合的过程中形成的H2O来自氨 基和羧基,相反,蛋白质发生水解时,H2O参与氨基和羧基的形成,D项正确。 答案解析 关闭 C 考点1 -12- 必备知识梳理关键能力突破 几种常考蛋白质的分布和功能 此部分经常借助某些具体的蛋白质从不同角度进行命题,现举例如下: 考点1 -13- 必备知识梳理关键能力突破 与蛋白质合成相关的计算 1.利用图解总结与蛋白质有关的计算方法 (1)氨基数和羧基数 氨基数=肽链数+ R基 中的氨基数。 羧基数=肽链数+ R基 中的羧基数。 考点1 -14- 必备知识梳理关键能力突破 (2)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(均非环状链),相关数量的计算见下表。 2.多肽中H、O、N原子数的计算 (1)H原子数=各氨基酸的H原子数之和-2×脱去的水分子数。 (2)O原子数= 肽键 数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基 酸的O原子数之和-脱去的水分子数。 (3)N原子数=肽键数+肽链数+ R基 上的N原子数=各氨基酸 中N原子数之和。 考点1 -15- 必备知识梳理关键能力突破 教材拾遗(必修1第24页“科学史话”改编)一个由500个氨基酸组 成的蛋白质,它的氨基酸的排列顺序就可能有 20500 种。 考点1 -16- 必备知识梳理关键能力突破 凝练核心素养凝练核心素养 1.生命观念利用氨基酸脱水缩合形成多肽的过程,认识蛋白 质的多样性、统一性和复杂性,形成科学的自然观和世界观。 2.科学思维运用“归纳与概括”的思维方法,通过分析氨基酸 脱水缩合形成多肽的化学方程式,归纳出与蛋白质合成相关计算的 方法。 考点1 -17- 必备知识梳理关键能力突破 1.(科学思维)血红蛋白分子中含574个氨基酸,4条肽链。在形成 此蛋白质分子时,脱下的水分子数和形成的肽键数目分别是( ) A.574和573B.573和573C.570和573D.570和570 D 解析:由n个氨基酸合成m条多肽链(非环状链),形成的肽键数目 和脱去水分子数目均为n-m,所以血红蛋白分子中由574个氨基酸合 成4条肽链,脱去的水分子数和形成的肽键数分别是570和570。 2.(生命观念、科学思维)由4种氨基酸,每种氨基酸数量不限,最多 能合成不同结构的三肽有( ) A.4种B.64种 C.34种 D.12种 B 解析:这个三肽的每个位置上的氨基酸都有4种可能,即为 4×4×4=64(种)。 考点1 -18- 必备知识梳理关键能力突破 考向1 有关肽键数、脱去水分子数和相对分子质量的计算 1.(2019河南林州一中分校调研)某蛋白质的结构如图所示,其 中SS表示连接两条相邻肽链的二硫键,若该蛋白质由m个氨 基酸构成,则该蛋白质在形成时生成的水分子数和减少的相对分子 质量分别为( ) A.m个、18m B.(m-4)个、18(m-4) C.(m-3)个、18(m-3)+4 D.(m-2)个、18(m-2)+4 答案解析解析 关闭 该蛋白质由一条环肽和两条直链肽构成,脱去的水分子数等于肽键数,即 (m-2)个。减少的相对分子质量应为:18(m-2)+4,其中4是因为有两个二 硫键,每形成一个二硫键,就要脱去2个H,所以共脱去4个H。 答案解析 关闭 D 考点1 -19- 必备知识梳理关键能力突破 考向2 有关蛋白质原子数目的计算 2.某三十九肽中共有甘氨酸4个(甘氨酸结构式如图1),现用某种 水解酶去除其中的甘氨酸,得到4条长短不等的多肽(如图2)。如将 原来的多肽与4条多肽的总原子数或结构数进行比较,会出现下列4 种情况中的( ) 肽键数目减少7个 C原子数目减少8个 氨基和羧基数 目分别增加3个 O原子数目减少1个 A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 答案解析解析 关闭 据图分析,去掉4个甘氨酸,共需水解7个肽键,所以肽键数目减少7个;每 个甘氨酸含2个C原子,脱掉4个甘氨酸减少8个C原子;每条肽链中至少含 有一个氨基和一个羧基,4条多肽链,至少有4个游离的氨基,4个游离的羧 基,与原来1条多肽链相比,氨基和羧基都增加3个;水解7个肽键需7分子 水参与,水解产生的所有产物中O原子数增加7个,而每个甘氨酸含有2个O 原子,因此,原来多肽与4条多肽相比O原子数目减少1个。 答案解析 关闭 D 考点1 -20- 必备知识梳理关键能力突破 考向3 有关氨基酸排列顺序与多肽种类的计算 3.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 答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 考点1 -21- 必备知识梳理关键能力突破 1.有关多肽计算的注意事项 (1)环状肽主链中无氨基和羧基,环状肽中氨基或羧基数目取决于构 成环状肽氨基酸的R基中的氨基和羧基的数目。肽键数=脱去水分 子数=氨基酸数。 (2)在计算多肽相对分子质量时,还要考虑一些其他化学变化过程, 如二硫键(SS)的形成,每形成一个二硫键,脱去2个H,故相 对分子质量减少2。 考点1 -22- 必备知识梳理关键能力突破 2.利用守恒法计算蛋白质分子中各原子的数量 氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在脱水缩合形成多 肽时,要失去部分H、O原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。 其相关数量关系如下。 (1)碳原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的碳原子数。 (2)氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数×2。 (3)氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。 (4)氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原 子的总数。 考点1 -23- 1 2 3 4 5 1.下列有关氨基酸、多肽链和蛋白质的叙述,正确的是( ) A.都只含有C、H、O、N四种元素 B.遇双缩脲试剂都显紫色 C.都通过主动运输进入细胞 D.通常都含有羧基 答案解析解析 关闭 甲硫氨酸R基中含有S元素,则由甲硫氨酸构成的多肽链和蛋白质中也会 含有S元素;某些蛋白质(如血红蛋白)中还含有Fe元素。双缩脲试剂与蛋 白质或多肽中的肽键发生作用产生紫色反应,氨基酸中无肽键,故不会与 双缩脲试剂发生作用。大分子物质通过胞吞的方式进入细胞。氨基酸中 至少有一个氨基和一个羧基,由氨基酸形成的肽链和蛋白质通常都含有 氨基和羧基。 答案解析 关闭 D 考点1 -24- 1 2 3 4 5 2.组成蛋白质的氨基酸中有两种氨基酸含有S元素,已知某一蛋白 质分子中含有一个S原子。则下列说法错误的是( ) A.该蛋白质分子除了含有S元素外,还含有C、H、O、N B.该蛋白质分子完全水解后最多可以得到20种氨基酸 C.该蛋白质可能由一条、两条或多条肽链组成 D.该蛋白质分子中有“NCCNCC”的重复结构 答案解析解析 关闭 C、H、O、N是组成蛋白质的基本元素;生物体内组成蛋白质的氨基酸约 有20种,其中有两种氨基酸含有S元素,而该蛋白质分子中只含有一个S原 子,说明该蛋白质只有一种含S的氨基酸,故组成该蛋白质的氨基酸最多 有19种;根据题干信息不能确定该蛋白质所含的肽链数,故该蛋白质可能 由一条、两条或多条肽链组成;根据氨基酸的结构和脱水缩合的过程可 知,蛋白质分子中含有“NCCNCC”的重复结构。 答案解析 关闭 B 考点1 -25- 1 2 3 4 5 3.下列关于蛋白质的叙述错误的是( ) A.细胞间的信息交流大多与细胞膜蛋白有关 B.由蛋白质组成的细胞骨架与细胞分裂等生命活动密切相关 C.细胞内蛋白质的合成离不开核酸,而核酸的合成也离不开蛋白质 D.细胞膜的功能特性与膜上的载体蛋白有关而与其基本骨架的流 动性无关 答案解析解析 关闭 细胞间的信息交流大多依赖于细胞膜上的受体蛋白;细胞骨架是真核细 胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,在细胞分裂、细胞生长、细胞物质 运输等生命活动中都有重要的作用;细胞内蛋白质的合成是在核酸控制 下完成的,而核酸的合成需要蛋白质(酶)的催化;细胞膜的流动性是其表 现选择透过性的结构基础。 答案解析 关闭 D 考点1 -26- 1 2 3 4 5 4.下图表示生物体内发生的某一化学反应,下列有关该反应叙述错 误的是( ) A.该反应为脱水缩合反应 B.反应发生的场所是核糖体 C.反应速率与温度有关 D.需要水解酶的催化 答案解析解析 关闭 图示为两个氨基酸脱水缩合形成二肽的过程;二肽的合成场所是核糖体; 该反应需要酶催化,酶活性受温度影响;二肽的形成不需要水解酶催化。 答案解析 关闭 D 考点1 -27- 1 2 3 4 5 5.一切生命活动都离不开蛋白质,下图为部分细胞结构和多种蛋白 质,请回答下列有关问题。 考点1 -28- 1 2 3 4 5 (1)A蛋白参与细胞间的相互粘连,所以在动物细胞工程中常用 处理组织碎块,使细胞分散开。 (2)B蛋白与物质跨膜运输有关,如果转运过程需ATP供能,则转运方 式称为 ,若转运过程不消耗ATP,则转运方式称为 ,能量来自所转运物质 形成的势能。 (3)C蛋白只能与特定分子结合,结合后其 发生变化,像 “分子开关”一样,引起细胞内一系列变化,是细胞膜完成 功 能的分子基础。 (4)D蛋白和细胞骨架共同完成细胞内的物质运输,细胞骨架的化学 本质是 。 (5)E蛋白具有催化功能,因其只能与 结合,所以E蛋白的功能具有专一性的特点。 (6)F蛋白的功能是与DNA分子的某一部位结合,以DNA分子的一条 链为模板合成RNA分子,F蛋白的名称是 。 考点1 -29- 1 2 3 4 5 答案 (1)胰蛋白酶 (2)主动运输 协助扩散 浓度差 (3)空间结 构 信息交流(细胞通讯、细胞识别) (4)蛋白质 (5)一种或一类 底物 (6)RNA聚合酶 解析 (1)动物细胞间质的物质中主要成分是蛋白质,故用胰蛋白酶 可以分离动物细胞。(2)主动运输与协助扩散均需要载体蛋白参与, 但主动运输需消耗ATP。(3)C蛋白是细胞膜上的受体,与细胞间的 信息交流有关。(4)细胞骨架的化学本质是蛋白质。(5)具有催化作 用的蛋白质是酶,一种酶只能催化一种或一类化学反应。(6)F蛋白 是催化转录过程的RNA聚合酶,该酶可以与DNA分子上的RNA聚 合酶结合位点结合,催化转录过程。