第1单元 第3课时 蛋白质（Word教参）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

第3课时　蛋白质 目标导航 1．.基于对蛋白质功能的理解，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。(生命观念) 2．基于对氨基酸结构、蛋白质结构及其多样性的分析，培养分析和处理信息的能力。(科学思维) 3．结合蛋白质的结构和功能，评价市场上蛋白质制品的营养价值。(社会责任) 考点一　蛋白质的结构和功能 [对应学生用书P13] 1．蛋白质的基本组成单位——氨基酸 2．蛋白质的合成 (1)多肽的形成过程 ①肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。 ②H2O中各元素的来源：H来自—COOH和—NH2，O来自—COOH。 (2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例) 3．蛋白质的结构多样性与功能多样性 4．蛋白质的变性和水解 变性 蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象 水解 在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽进而彻底水解为氨基酸 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)至少含有一个氨基和一个羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。(　　×　　) (2)胰岛素中不同肽链之间通过肽键连接。(　　×　　) (3)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能。(　　×　　) (4)由于氨基酸之间能够形成肽键，从而使得肽链能够盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。(　　×　　) (5)镰状红细胞运输氧的能力下降与细胞结构改变有关，与血红蛋白的氨基酸顺序改变无关。(　　×　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)(必修1 P32“拓展应用3”)在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，为什么格外注重必需氨基酸的种类和含量？ 提示：组成人体蛋白质的氨基酸中有8种是人体细胞不能合成的，被称为必需氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取。 (2)(必修1 P32 “与社会的联系”改编)蛋白质变性后能(填“能”或“不能”)用双缩脲试剂检测，理由是蛋白质变性后空间结构改变，但没有破坏氨基酸之间的肽键。 1．(2024·甘肃高考适应性测试)手抓羊肉是西北地区餐桌上常见的美食，其味道鲜美，含有丰富的蛋白质。下列有关蛋白质的叙述，错误的是(　　) A．煮熟后蛋白质变性，更容易被人体消化 B．蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收 C．人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担 D．蛋白质的功能主要取决于氨基酸的种类 D　解析：煮熟后蛋白质变性，蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此更容易被人体消化，A正确；蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收，B正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，具有催化、运输、免疫等功能，C正确；蛋白质的结构决定功能，蛋白质的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构等都有关，D错误。 2．(2024·河南郑州模拟)XI型胶原蛋白位于人的皮肤表皮的基底角质细胞与真皮细胞之间，有研究表明它的结构与皮肤的皱纹等衰老现象密切相关。下列相关叙述正确的是(　　) A．组成XI型胶原蛋白的氨基酸中有9种必需氨基酸 B．加热会使XI型胶原蛋白的肽键和二硫键断裂 C．随着年龄的增长，皮肤细胞合成分泌的XI型胶原蛋白可能减少 D．口服XI型胶原蛋白产品可以有效改善皱纹等衰老现象 C　解析：组成人体蛋白质的氨基酸中有8种必需氨基酸，因此组成XI型胶原蛋白的氨基酸中最多有8种必需氨基酸，A错误；加热不会破坏蛋白质中的肽键，B错误；由题干信息可知，XI型胶原蛋白与皮肤衰老有关，推测随着年龄的增长，XI型胶原蛋白的分泌可能减少，C正确；蛋白质类产品口服后会被消化而失去效果，D错误。 3．（不定项）(2024·河北衡水模拟)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致该酶去折叠的巯基乙醇和尿素，再将没有活性的该酶转移到生理缓冲溶液中，经过一段时间以后，发现该酶的活性得以恢复。下列叙述正确的是(　　) A．因为巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键，故该酶失去了活性 B．该蛋白质的氨基酸序列与其空间结构形成有关 C．这个实验证明结构决定功能 D．这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的 BC　解析：由题意可知，巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质的空间结构，使酶失去了活性，A错误；蛋白质的空间结构与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关，故蛋白质的氨基酸序列一定程度上可以影响蛋白质的空间结构，B正确；这个实验证明蛋白质的结构决定功能，C正确；这个实验说明外界环境能影响蛋白质的结构，但不能说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的，D错误。 考点二　与蛋白质的合成及蛋白质的结构相关的数量关系 [对应学生用书P14] 1．蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算 (1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。 (2)游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。 2．蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系 (1)肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数。 (2)蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量(假设为a)－脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键)。 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 多肽链相对分子量 氨基数目 羧基数目 1条 m m－1 m－1 am－18(m－1) 至少1个 至少1个 n条 m m－n m－n am－18(m－n) 至少n个 至少n个 提醒：①环状肽的特点是肽键数与氨基酸数相同，即肽键的数目＝脱去的水分子的数目＝氨基酸的数目。 ②如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。 3．利用原子守恒计算肽链中原子数 在一个氨基酸中，若不考虑R基，则含有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＝各氨基酸中碳原子的总数＝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＝各氨基酸中氮原子的总数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数。 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若已知多肽链的分子式，则此多肽链中： a．含2个氨基的氨基酸数＝氮原子数－肽键数－1。 b.含2个羧基的氨基酸数＝(氧原子数－肽键数－2)÷2。 1．(2024·河南商丘期末)二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链的一种化学键。下图是由109个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，下列相关叙述不正确的是(　　) A．氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成图示蛋白质 B．水解该蛋白质的过程中需要107个水分子 C．合成该蛋白质减少的相对分子质量为1 930 D．该蛋白质至少含有109个氮原子和111个氧原子 A　解析：氨基酸通过脱水缩合的方式形成肽链，肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构，才可以形成图示蛋白质，A错误；该蛋白质由3条多肽组成，其中有2条是链状多肽，1条是环状多肽，合成该蛋白质时，脱水缩合产生了109－2＝107个肽键，同时脱去107个水分子，因此其完全水解时也需要107个水分子，B正确；合成该蛋白质时，脱水缩合脱去107个水分子，且该蛋白还有两个二硫键，形成一个二硫键需要脱去2个H，所以减少的相对分子质量为107×18＋2×2＝1 930，C正确；由于该蛋白质由109个氨基酸组成，每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，所以该蛋白质至少含有109个氮原子，109个氨基酸总共含有的氧原子的数量至少为109×2＝218个，脱去的107个水分子中共含有107个氧原子，因此留在肽链中的氧原子数目至少为218－107＝111个，D正确。 2．(2024·江苏苏州模拟)蛋白水解酶分内切酶和外切酶2种，外切酶专门作用于肽链末端的肽键，内切酶则作用于肽链内部特定区域。若某蛋白内切酶作用于苯丙氨酸(C9H11O2N)两侧的肽键，某四十九肽经该内切酶作用后的情况如下图，下列叙述错误的是(　　) A．形成短肽A、B、C共消耗2分子水 B．短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个 C．该四十九肽苯丙氨酸存在于第17、31、32号位上 D．若用蛋白外切酶处理该多肽，最终会得到49个氨基酸 A　解析：短肽A、B、C的形成过程中共去掉3个苯丙氨酸，这需要断裂5个肽键，消耗5个水分子，A错误；短肽A、B、C的形成过程中共去掉3个苯丙氨酸，此过程共需要断裂5个肽键，消耗5个水分子，每个苯丙氨酸含有2个氧原子，每个水分子含有1个氧原子，所以短肽A、B、C比该四十九肽的氧原子数少2×3－5＝1个，B正确；题图是某四十九肽经内切酶作用后的情况，该内切酶作用于苯丙氨酸两侧的肽键，经内切酶处理该多肽后，形成1－16、18－30、33－49三个片段，说明第17、31和32号为苯丙氨酸，C正确；外切酶专门作用于肽链末端的肽键，若该四十九肽用蛋白外切酶处理，可得到49个氨基酸，D正确。 3．有一条由12个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z＞12，W＞13)的多肽，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 D　解析：天冬氨酸(C4H7O4N)中含有4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是x个，形成该肽链过程中脱去12－1＝11分子水，根据氧原子守恒，2×(12－x)＋4x－11＝W，解得：x＝(W－13)/2。故选D。 [对应学生用书P16] 1．(2023·海南卷，T2)科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述，正确的是(　　) A．该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同 B．该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成 C．该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 D．高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性 B　解析：该蛋白的基本组成单位是氨基酸，与天然蜘蛛丝蛋白的基本组成单位相同，A错误；氨基酸是组成蛋白质的基本单位，该蛋白的肽链由氨基酸经过脱水缩合反应通过肽键连接而成，B正确；该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误；高温可改变该蛋白的空间结构，从而改变其韧性，但不会改变其化学组成，D错误。 2．(2023·湖北卷，T2)球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是(　　) A．蛋白质变性可导致部分肽键断裂 B．球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇 C．加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 D．变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏 A　解析：蛋白质的变性主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏，蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，变性后次级键被破坏，A错误；球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧，所以球状蛋白多数可溶于水，不易溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质空间结构发生改变，该空间结构改变不可逆，不能恢复原有的结构和性质，C正确；蛋白质变性后空间结构改变，导致一系列理化性质变化，生物活性丧失，D正确。 3．(2022·湖南卷，T1)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(　　) A．胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中 B．皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收 C．胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关 D．胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高 C　解析：蛋白质的氮元素主要存在于“—CO—NH—”中，A错误；胶原蛋白为生物大分子物质，涂抹于皮肤表面不能被直接吸收，B错误；内质网是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，胶原蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关，C正确；胶原蛋白的非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人体需要从食物中获取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，衡量蛋白质营养价值的高低主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量及组成比例，因此不能确定胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。 4．(2022·湖北卷，T13)氨基酸在人体内分解代谢时，可以通过脱去羧基生成CO2和含有氨基的有机物(有机胺)，有些有机胺能引起较强的生理效应。组氨酸脱去羧基后的产物组胺，可舒张血管；酪氨酸脱去羧基后的产物酪胺，可收缩血管；天冬氨酸脱去羧基后的产物β­丙氨酸是辅酶A的成分之一。下列叙述正确的是(　　) A．人体内氨基酸的主要分解代谢途径是脱去羧基生成有机胺 B．有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料 C．组胺分泌过多可导致血压上升 D．酪胺分泌过多可导致血压下降 B　解析：人体内氨基酸的主要分解代谢途径是经过脱氨基作用，含氮部分转化成尿素，不含氮部分氧化分解产生二氧化碳和水，A错误；有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料，如天冬氨酸脱去羧基后的产物β­丙氨酸是辅酶A的成分之一，B正确；组胺可舒张血管，组胺分泌过多可导致血压下降，C错误；酪胺可收缩血管，酪胺分泌过多可导致血压上升，D错误。 5．(2021·重庆卷，T3)某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列叙述正确的是(　　) A．食物中的该蛋白可被人体直接吸收 B．人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸 C．未经折叠的该蛋白具有生物学功能 D．该蛋白在内质网内完成加工 B　解析：蛋白质需要被蛋白酶分解为氨基酸后才能被人体吸收，A错误；人体只能合成13种氨基酸，胶原蛋白含18种氨基酸，因此含有人体不能合成的氨基酸，B正确；未经折叠的蛋白质没有生物活性，也没有生物学功能，C错误；该蛋白需要在高尔基体内完成加工后才能分泌到细胞外，D错误。 6．海豚肌肉中肌红蛋白含量十分丰富，肌红蛋白是肌肉中储氧的蛋白质，由一条肽链和一个血红素辅基组成(如图1)。而血红蛋白是红细胞中携氧的蛋白质，它是一个含有四种不同亚基的四聚体，由两条α链和两条β链组成，且每个亚基都含有一个血红素辅基(如图2)。每个血红素含有一个二价铁元素，非常容易被氧化成稳定的三价铁而失去和氧气结合的能力，因此游离的血红素不适合直接当作氧气载体。 　　 [设问1] 围绕蛋白质的结构，考查理解能力 (1)合成血红蛋白时，脱水缩合产生的水来自氨基酸的____________。血红蛋白的α链由141个氨基酸组成，β链由146个氨基酸组成，则其脱水缩合过程中形成________个肽键。 [设问2] 围绕蛋白质结构与功能的关系，考查生命观念 (2)同一只海豚体内肌红蛋白和血红蛋白的结构不尽相同，根本原因是______________________________________________________。蛋白质功能具有多样性，除运输功能外，还有____________________________________ (答两点即可)等功能。 [设问3] 围绕蛋白质的功能，考查问题分析能力 (3)血红素是血红蛋白分子的重要组成部分，其中的Fe2＋是血红蛋白运输氧的关键物质，能可逆地与O2结合，当它与氧结合时，暗红色的缺氧静脉血变为鲜红色的富氧动脉血。煤气中毒患者，各种组织细胞都处于缺氧状态，原因是___________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案：(1)氨基和羧基　570 (2)控制肌红蛋白和血红蛋白合成的基因碱基序列不同　参与组成细胞结构、催化、信息传递、免疫 (3)煤气中的CO等气体更容易与血红蛋白结合，使O2失去与血红蛋白结合的机会，导致人体缺氧 解析：(1)氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程，该过程中产生的水来自氨基酸的氨基和羧基；脱水缩合过程中形成的肽键数＝氨基酸数－肽链数＝(141＋146)×2－4＝570个。(2)基因控制蛋白质的合成，故同一只海豚体内肌红蛋白和血红蛋白的结构不尽相同，根本原因是控制肌红蛋白和血红蛋白合成的基因碱基序列不同。蛋白质功能具有多样性，除运输功能外，还有参与组成细胞结构、催化、信息传递、免疫等功能。(3)由题意可知，血红蛋白能够携带运输氧气，使暗红色的缺氧静脉血变成鲜红色的富氧动脉血，而煤气中的CO等气体更容易与血红蛋白结合，使O2失去与血红蛋白结合的机会，进而导致人体缺氧。 学科网（北京）股份有限公司 $$