高考生物一轮复习专题1.3生命活动的主要承担者 蛋白质精讲（含解析）

这是一份高考生物一轮复习专题1.3生命活动的主要承担者 蛋白质精讲（含解析），共10页。试卷主要包含了蛋白质的结构和功能等内容，欢迎下载使用。
生命活动的主要承担者——蛋白质

1.蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。
近年高考中，蛋白质的结构和功能、蛋白质的计算是高考命题的热点。在高考中蛋白质的结构和功能常与代谢、调节、遗传等知识进行综合考查。

知识点一 蛋白质的结构、功能及相关计算
1．组成蛋白质的氨基酸及其种类

【知识巧记】“8种”必需氨基酸
甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
2．蛋白质的合成及其结构、功能多样性
(1)二肽的形成过程

①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。
②H2O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
氨基酸多肽蛋白质
【特别提醒】蛋白质的盐析、变性和水解
①盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。
②变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。
③水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。
3．蛋白质分子多样性的原因
(1)氨基酸：①种类不同；②数目成百上千；③排列顺序千变万化。
(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
4．蛋白质的功能(连线)

【知识拓展】
1．有关蛋白质结构的计算规律

(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条链状多肽或m条链状多肽：
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
蛋白质相对分子质量
1
n－1
n－1
na－18(n－1)
m
n－m
n－m
na－18(n－m)
【特别提醒】
①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。
(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：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，要失去部分氢、氧原子，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。
⑤由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
2．利用“排列组合”解答多肽种类的计算题
多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助右面的示意图(▭代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。

(1)若每种氨基酸数目不限，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20＝204种)。
(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……，即(20×19×18×17)种]。
知识点二 观察DNA和RNA在细胞中的分布
1．实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同

(2)盐酸
2．实验步骤

3．实验结论

【知识拓展】
1．实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同

(2)盐酸
2．实验步骤

3．实验结论

【特别提醒】
实验中各种处理的目的
处理
目的
取材前漱口
防止食物残渣的影响
质量分数为0.9%的NaCl溶液
保持口腔上皮细胞的正常形态
酒精灯烘干载玻片
快速杀死并固定细胞
质量分数为8%的盐酸
①能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合
蒸馏水冲洗涂片
洗去盐酸，防止影响染色效果
用吡罗红甲基绿染色
使DNA和RNA着色，需现配现用


考点一 组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断
【典例1】（2019·湖北武汉二中模拟）下面是三种化合物的结构简式，下列有关三种化合物的叙述，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】B
【解析】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，A正确；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，B错误；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，C正确；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，D正确。
【方法技巧】“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸

【变式1】 （2019·北京四中模拟）下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸(　　)
A．CH3—CH2—COOH
B．R—CH2—NH2
C．
D．
【答案】D
【解析】组成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，故D项正确。
考点二 蛋白质分子结构与功能的分析
【典例2】 (2018·全国Ⅱ，1)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
【答案】C
【解析】浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合，A项正确；肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程，B项正确；Fe2＋参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能，C项错误；细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，D项正确。
【归纳总结】蛋白质的结构与功能的“一、二、三、四、五”

【变式2】(2018·江苏高考)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是(　　)


A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
【答案】D
【解析】分析题中激素的结构简式可知，激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的，故为六肽环，A错误；氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基，B错误；肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸R基上的氨基数目有关，C错误；分析题中激素的结构简式可知，两种激素间有2个氨基酸种类不同，故这两种激素的生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。
考点三 蛋白质的相关计算与分析
【典例3】（2019·江苏启东中学模拟）如图是某蛋白质分子的结构示意图，图中“▲、★、■、●”表示不同种类的氨基酸，图中A链由21个氨基酸组成，B链由19个氨基酸组成，图中“—S—S—”是在蛋白质加工过程中由两个“—SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述中，错误的是(　　)

A．该蛋白质特异性的主要原因是氨基酸的排列顺序
B．该蛋白质分子中至少含有两个羧基
C．图中连接2个相邻氨基酸间的“—”代表的化学键是通过脱水缩合形成的
D．形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了684
【答案】D
【解析】图中蛋白质由两条肽链组成，氨基酸的排列顺序是其特异性的主要原因，A项正确；一条肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，而该蛋白质分子含两条肽链，所以至少含有两个游离的羧基和两个游离的氨基，B项正确；氨基酸通过脱水缩合形成肽键，C项正确；形成该蛋白质分子时，共产生了(21－1)＋(19－1)＝38(个)水分子，又由于蛋白质加工过程中两个“—SH”形成—S—S—时脱下两个H，所以相对分子质量减少了38×18＋2＝686，D项错误。
【方法技巧】用“原子守恒”解答多肽中各原子数的计算题
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。
5．由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，
因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
6．含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1。
7．含2个羧基的氨基酸数＝。
【变式3】（2019·内蒙古赤峰四中模拟）有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z>12，W>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目是(　　)
A．(Y＋12)个 B．(Z＋12)个
C．(W－13)个 D．(W－13)/2个
【答案】D
【解析】由题意知，天冬氨酸(C4H7O4N)中含有2个羧基，4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是x个，根据题干信息可知脱去12－1＝11个水，根据氧原子守恒，2×(12－x)＋4x－11＝W，解得x＝(W－13)/2。
考点四 蛋白质的功能与检测
【典例4】（2018浙江卷，13）蛋白质在生物体内具有重要作用。下列叙述正确的是（　　）
A．蛋白质化学结构的差异只是R基团的不同
B．某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变
C．蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性
D．“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂A和B
【答案】B
【解析】氨基酸化学结构的差异只是R基团的不同，A错误；某些化学物质，如蛋白酶可催化蛋白质水解，使蛋白质空间结构发生改变，B正确；遗传物质DNA控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性，C错误；“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂A液体1ml和B液体4滴并摇匀，D错误。
【特别提醒】实验中的三点注意
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
【变式4】[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
【答案】C
【解析】蛋白质的功能主要取决于组成其的氨基酸数目、种类、排列顺序及其形成的空间结构，A正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式且形成长度不同的多肽链，B正确；在质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)中，抗体将保持其活性，C错误；相同的多肽链可盘曲折叠形成不同的空间结构，D正确。