[ID:11-4689650] [精]最新高考生物第一轮复习学案 第3讲 生命活动的主要承担者—蛋白质(学生 ...
当前位置: 生物/高中生物/人教版(新课程标准)/必修1《分子与细胞》/第二章 组成细胞的分子/第2节 生命活动的主要承担者──蛋白质
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第1讲 生命活动的主要承担者----蛋白质(学生版) 生物科学的许多问题,都要在细胞层面寻求解答;要深入阐明细胞生命活动的规律,必须了解生物大分子的结构和功能,从系统的视角来认识细胞,本节课《生命活动的主要承担者——蛋白质》侧重让学生了解蛋白质的组成、结构和功能的多样性,及其能够成为生命活动的主要承担者的原因。虽然学生在生活中会接触到很多有关蛋白质的东西,但是由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识,而细胞的分子组成又是微观的内容,比较抽象,所以学生很难理解氨基酸和蛋白质结构和功能的知识。 新课程标准中对本节内容做出的相应具体要求是:概述蛋白质的结构和功能,属于理解水平,这是我确定本节教学目标的主要依据。要完成这一目标,首先要理解蛋白质的基本组成单位——氨基酸的结构特点,以及由氨基酸形成蛋白质的过程,因此,我将本节课的知识目标和能力目标确定为: 能够说明氨基酸的结构特点和氨基酸形成蛋白质的过程。 能够该概述蛋白质的结构和功能。 3、通过联系生活实例,说明氨基酸形成蛋白质过程,掌握形象类比的方法。 4、通过学习蛋白质的结构和多样性,培养分析和处理信息的能力。 一、 氨基酸结构及其种类 1.氨基酸的组成元素:C、H、O、N,有的含有S等元素。 2.氨基酸的结构通式: 结构特点: 1)氨基酸分子中,-NH2和-COOH至少各有一个; 2)至少一个-NH2和一个-COOH连在同一个碳原子上; 3)生物体中氨基酸种类、性质不同是由R基决定的。 ※即:“一个中心三个基本点” 【巧记】可把氨基酸想象成一个人,R基是人脸,我们分辨一个人时,主要看人的脸;羧基和氨基代表该人的双手;H代表双腿。 3.氨基酸种类:生物体中含氨基酸约20种 必需氨基酸(8)种:人体不能合成,必须从外界环境中获取(巧计:“一家来写两三本书”) 即:异亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸 非必需氨基酸(12)种:人体能够合成,可以不用从外界环境中获取。 二、蛋白质的结构及其多样性 1、※氨基酸形成蛋白质的方式——→脱水缩合(书22页过程) ☆注意: 1)脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(—NH2)和另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接,同时脱去一分子的水的结合方式. 2)连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键,其表达式写成以下几种形式都可以: —CO—NH— 或 —NH—CO— 或 —C—NH— 或 —N—C— 肽键表示式中两端的“—”表示不成对的电子,不能漏写。 3)反应产物中有“H2O”。脱去的水分子中的“H”分别来自羧基和氨基,脱去的水分子中的“O”来自羧基。 4)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸分子中与中心碳原子相连的氨基和羧基,R基中的-NH2和-COOH不参与脱水缩合。 5)一条肽链至少含有一个游离的-NH2和一个游离的-COOH,分别位于肽链的两端。 6)二肽:是指由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物; 多肽:由三个或三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的化合物,多肽通常呈链状结构,又叫肽链。 2、氨基酸组成蛋白质的过程 氨基酸→二肽→三肽→多肽链→一条或若干条多肽链盘曲折叠→蛋白质(连接方式:脱水缩合) △一个蛋白质分子由一条或几条多肽链组成 △多肽链具备一定的空间结构后即为蛋白质,因此蛋白质与多肽的差别在于有无空间结构。 3、蛋白质的水解 蛋白质(在胃里,经过蛋白酶的催化)→ 多肽(在小肠里,经过肽酶的催化)→ 氨基酸 4、蛋白质种类多样性的原因 氨基酸种类不同,肽链结构不同 氨基酸数目不同,肽链结构不同 蛋白质结构极其多样→蛋白质种类极其多样 氨基酸排列顺序不同,肽链结构不同 肽链空间结构不同,蛋白质种类不同 △结构决定功能→蛋白质功能多种多样 三、蛋白质的功能 1.结构蛋白:构成细胞和生物体的重要物质:如肌动蛋白 有些蛋白质有催化作用:如酶? 2.功能蛋白 有些蛋白质有调节(信息传递)作用:如胰岛素、生长激素 有些蛋白质有免疫作用:如抗体,抗原 有些蛋白质有运输作用:如红细胞中的血红蛋白 △一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。 ★四、有关蛋白质的计算 1、关于氨基酸脱水缩合反应的计算 氨基酸平均相对分子质量:a 氨基酸数目:n 肽键数目 脱去水分子数 多肽或蛋白质相对分子质量 氨基数目 羧基数目 一条肽链 n-1 n-1 na-18?(n-1) 至少1个 至少1个 m条肽链 n-m n-m na-18?(n-m) 至少m个 至少m个 环状肽链 n n na-18?n 最少0个 最少0个 链状:肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链数;环状:肽键数=脱水数=氨基酸数 蛋白质的分子量=氨基酸的平均分子量*氨基酸的个数-18*脱去水的个数 DNA(基因)中碱基的个数:mRNA中碱基的个数:蛋白质中氨基酸的个数=6:3:1 每条肽链上至少有一个氨基或羧基 2、蛋白质相对分子质量计算中的二硫键问题 若肽链间有-S-S-时,则蛋白质的相对分子质量为:na-18(n-m)-2k n:氨基酸个数 a:氨基酸平均相对分子质量 m:肽链条数 k:为-S-S-的个数 (因为-S-S-是由两个-SH脱去两个H原子连接而成的) 3、蛋白质中含有N、O原子数的计算 (1)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数 =各氨基酸中N原子总数 (2)O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数 =各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数 (肽链数=R基以外的氨基数或羧基数) 一、氨基酸的结构及其种类 例1:(高三高考临考保温卷生物试题)下列多肽片段彻底水解后产生的氨基酸有几种(  ) A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种 【答案】B 【解析】分析:组成蛋白质的基本单位是氨基酸,大约有20种,它们的区别在于R基不同;氨基酸的结构特点是:每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基,并且他们都连结在同一个碳原子上。 详解:据图分析,图中多肽片段含有4个肽键(-CO-NH-),说明该多肽片段含有5个完整的氨基酸,但其中有两个氨基酸的R都是-CH3,还有两个氨基酸的R基都是-H,所以构成该多肽片段的氨基酸只有3种,故选B。 变式训练1:(四川乐山四校2017-2018学年高二第二学期半期联考生物试题)有一条直链多肽链,分子式为 C69H121O21N25S,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸,则该多肽的肽键数为( ) 19 B. 20 C. 25 D. 23 例2:(广东省2018届高三年级百校联考理科综合生物试题)下列有关肽键的叙述,错误的是( ) A. 蛋白质中的肽键数等于或小于脱水缩合过程中的氨基酸数 B. 含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应 C. 核糖体上可形成肽键,溶酶体内可发生肽键的水解 D. 肽键的元素组成为C、H、0、N,其牢固程度与碳碳双键紧密相关 【答案】D 【解析】在链状肽中,肽键数=蛋白质中含有的氨基酸数—肽链数,在环状肽中,肽键数=蛋白质中含有的氨基酸数,A正确;双缩脲反应是指具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成紫色的络合物,可见,含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,B正确;氨基酸的脱水缩合过程发生在核糖体上,因此核糖体上可形成肽键,溶酶体内含有多种水解酶,可发生肽键的水解,C正确;肽键的元素组成为C、H、0、N,其结构式为,不含碳碳双键,D错误。 变式训练2:(2018年高考临考精品信息卷(三)生物试题)人体的肌肉主要是由蛋白质构成的,但骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不相同,这是因为( ) A. 肌细胞形状不同 B. 在人体的分布位置不同 C. 支配其运动的神经不同 D. 构成肌细胞的蛋白质分子结构不同 二、蛋白质的结构及其多样性 例3:(2018年猜题卷(全国卷II、III)理科综合第四套生物试题)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关蛋白质的说法,正确的是( ) A. 核糖体是所有细胞生物所共有的细胞器,这间接体现了蛋白质的重要作用 B. 具有催化作用的蛋白质的空间结构发生改变后,不影响其生物学活性 C. 在蛋白质的合成过程中,每种氨基酸只能由一种tRNA来识别并转运 D. 蛋白质分子中0原子数=肽链数+肽键数+R基中0原子数=各氨基酸中0原子总数-脱水数 【答案】A 【解析】分析:本题考查蛋白质的相关知识,具体结合蛋白质合成场所、合成过程、结构组成与其功能等知识逐项判断。详解:核糖体是合成蛋白质的场所,所以细胞生物都含有核糖体,都能合成蛋白质,间接体现了蛋白质的重要作用,A正确;具有催化作用的蛋白质是酶,其空间结构与其生物学活性密切相关,其空间结构一旦发生不可逆的改变,就会失去生物学活性,B错误;在蛋白质的合成过程中,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,但大多数氨基酸可以由两种或两种以上的tRNA来识别并转运,C错误;因为每个氨基酸的羧基中都有2个O原子,所以蛋白质分子中O原子数=2×肽链数+肽键数+R基中O原子数=各氨基酸中O原子数-脱水数,D错误。 变式训练3:(2018年普通高等学校招生全国II卷生物)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 蛋白质的功能 例4:(2018年高考临考精品信息卷(三)生物试题)人体的肌肉主要是由蛋白质构成的,但骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不相同,这是因为( ) A. 肌细胞形状不同 B. 在人体的分布位置不同 C. 支配其运动的神经不同 D. 构成肌细胞的蛋白质分子结构不同 【答案】D 【解析】分析:蛋白质的结构多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关,而蛋白质的结构决定其功能。 详解:根据蛋白质的结构不同将决定蛋白质的功能不同,由于构成肌细胞的蛋白质分子结构不同,导致骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不相同,所以D选项是正确的。 变式训练4:(全国高考《考试大纲》2018年猜题卷(全国卷II、III)理科综合第四套生物试题)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关蛋白质的说法,正确的是( ) A. 核糖体是所有细胞生物所共有的细胞器,这间接体现了蛋白质的重要作用 B. 具有催化作用的蛋白质的空间结构发生改变后,不影响其生物学活性 C. 在蛋白质的合成过程中,每种氨基酸只能由一种tRNA来识别并转运 D. 蛋白质分子中0原子数=肽链数+肽键数+R基中0原子数=各氨基酸中0原子总数-脱水数 有关蛋白质的计算 例5:(云南民族大学附属中学2017-2018学年高一下学期期中考试生物试题)某蛋白质由两条多肽链组成,共含42个氨基酸,若氨基酸的平均相对分子质量为110,则形成该蛋白质时脱掉的水分子数、该蛋白质的分子量及编码该蛋白质的mRNA的碱基数至少是 A. 41、3882、512 B. 41、3882、126 C. 40、3900、126 D. 40、3900、129 【答案】C 【解析】由题意可知,脱掉的水分子数=氨基酸数-肽链数=42-2=40个;蛋白质的分子量=氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量为110-18×脱去的水分子数=42×110-18×40=3900;一个氨基酸由一个mRNA上的密码子决定的,每个密码子含有3个连续的碱基,所以编码该蛋白质的mRNA的碱基数至少为3×42=126。综上所述,C正确。 变式训练5:某蛋白质由m条非环肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子的个数是(  ) n-m B.n-2m C.n+m D.n+2m 1. 某蛋白质分子含有a条肽链,共有b个氨基酸残基。如果氨基酸的平均相对分子质量是c,则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别是( ) A.b(c-18)+18a和18(b-a) B.b(c+18)+18a和18(a+b) C.b(c-18)-18a和18(a-b) D.b(c+18)-18a和18(b-a) 2. 某蛋白质分子由M个氨基酸,4条肽链组成,则该蛋白质分子( ) A.共有M个肽键 B.含有20种氨基酸 C.水解时需要(M+4)个水分子 D.至少含有4个游离的羧基 3. 催产素、牛加压素、血管舒缓素等多肽化合物的氨基酸数量相同,但其生理功能却不同,原因有( ) ①氨基酸种类不同  ②合成的场所不同 ③氨基酸的排列顺序不同 ④肽链的折叠盘曲方式不同? A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②③④? 4.(湖北省荆州中学、宜昌一中等“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”2017-2018学年高二下学期期中考试生物试题)下列关于蛋白质和脂质的相关叙述,正确的是( ) A. 生物膜的功能主要取决于膜蛋白和磷脂的种类和数量 B. 细胞内蛋白质的合成不一定需要mRNA参与 C. 食盐作用下析出的蛋白质的空间结构并没有发生改变 D. 高温处理后的蛋白质不能与双缩脲试剂产生紫色反应 5.(上海市虹口区2018届高三二模生物试题)在高温等不良环境中蛋白质的生物活性下降或功能丧失。蛋白质功能丧失的主要原因是( ) A. 氨基酸种类减少 B. 氨基酸的排列顺序发生改变 C. 空间结构发生改变 D. 氨基酸数目改变 6.(《每日一题?2018快乐暑假》高一生物人教版必修1)某化合物含C、H、O、N等元素,下列哪项最不可能是它的功能( ) A. 构成羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分 B. 催化作用 C. 是细胞内主要的储能物质 D. 组成各种膜结构 7.(全国100所名校高考模拟金典卷?理综(八)生物试题)蛋白质是生命活动的体现者。下列关于蛋白质的叙述中,错误的是( ) A. 细胞凋亡过程中只有蛋白质的分解,没有蛋白质的合成 B. 某些基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 C. 高温处理后的蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应 D. 生物膜的功能取决于生物膜上蛋白质的种类和数量 8. (惠州市第一次联考生物)科学家培育出一种类似于细菌的“人造细胞”。这种简单的“细胞”并不是真正的生命体,不能分裂和分化,但能连续数日生成蛋白质。下列关于蛋白质的叙述中,正确的是( ) A.蛋白质是肽链以一定方式形成的具有复杂空间结构的高分子化合物 B.每种蛋白质都由20种氨基酸组成 C.每种蛋白质都含有C、H、O、N、S、Fe等元素 D.氨基酸种类、数量和排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质 9. (西安市一序列高中联考试题)已知天冬酰胺的R基为-C2H4ON,现有分子式为C63H103N17O18S2多肽链,其中含有3个天冬酰胺。在上述多肽中最多有肽键 ( ) A.13 B.14 C.15 D.16 10.(江西师范附属中学第一次摸底考试)人脑中有一种与人的痛觉和学习记忆有关的物质,叫脑啡肽,其分子结构如下图所示,下列叙述正确的是( ) A.脑啡肽有一个氨基,两个羧基 B.脑啡肽水解可产生五种氨基酸 C.脑啡肽是五肽,含有四个肽键 D.脑啡肽具有复杂的空间结构 11.某20肽中有天冬氨酸4个(R基为—CH2COOH),分别位于5、6、15、20位(如图);肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键,肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端肽键。下列有关叙述中,正确的是( ) A.该20肽至少含有20个肽键 B.若氨基酸的平均分子量为a,则该20肽的分子量为20a C.肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个 D.肽酶Y完全作用后产生的多肽中O原子数比20肽多4个 12.(吉林市一中期末考)阿胶原产于山东,已有两千多年的应用历史,与人参、鹿茸一起被誉为“中药三宝”。阿胶的滋补作用主要体现为加快机体的新陈代谢,促进组织细胞再生和增强免疫力,下列说法正确的是 A.“中药三宝”具有滋补作用的原因是含有对人体有益的Zn、Fe、Ca等微量元素 B.驴皮细胞的脂肪含量较低,其主要储能物质是葡萄糖 C.食用驴皮熬成的阿胶能减少人体对糖类的摄入,因为阿胶中含有的多糖主要是纤维素 D.阿胶为人体提供的主要营养物质可能是必需氨基酸 13.(黑龙江省青冈县第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试生物试题)某细菌能产生一种环状毒性肽,其分子式是C55H68O18N10,将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸,分别是甘氨酸C2H5NO2,丙氨酸C3H7NO2,苯丙氨酸C9H11NO2,谷氨酸C5H9NO4,其结构式如图,请据图回答: (1)该多肽是___肽化合物,连接相邻两个氨基酸之间化学键的结构式是__________,氨基酸脱水缩合形成该化合物的过程中,相对分子质量减少了____________。 (2)该多肽的彻底水解需______个水分子参与,水解后可得到_____个甘氨酸,_____个丙氨酸,______个谷氨酸和3个苯丙氨酸。 (3)蛋白质分子结构复杂,经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用,引起蛋白质的变性,其原因主要是______________________________。 (4)由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后,在适宜条件下,脱水缩合后形成的含四个肽键的链状分子最多有____________种。 14.(安徽省滁州市民办高中2017-2018学年高一下学期第一次联考生物试题)据图回答 (1)肉毒类毒素的化学本质是_____,写出其基本单位的结构通式_____. (2)高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是_____. (3)由图可知,该片段由_____种氨基酸组成,有_____个肽键. (4)一分子肉毒类毒素至少有_____个氨基和_____个羧基,它们的位置在_____. 15.(江苏省启东中学2017-2018学年高一生物苏教版必修1 同步精品 蛋白质的结构和功能)下图是某物质的结构式,请据图回答下面的问题。 (1)在结构式中,方框①表示的是________,该物质中共有________个①所示的基团。方框③所表示的是____________,该物质中共有________个③所示的基团。 (2)方框②表示的是________,它是由______________________________而形成的。 (3)该物质是由________个共________种氨基酸缩合而成的,所以叫________。结构式中的________是各氨基酸的R基。 (4)已知构成该分子的氨基酸的分子量之和为477,那么该物质的分子量是________。 (5)假如该物质为食物的一种成分,它在消化道中被消化成氨基酸时,需要消耗________个水分子。 O ‖ H丨 O ‖ 14
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  • 资料类型: 学案
  • 资料版本:人教版(新课程标准)
  • 适用地区:全国
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