2024届高三生物一轮复习课件第4课时　蛋白质是生命活动的主要承担者

第4课时 蛋白质是生命活动的主要承担者 阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。 课标要求 考情分析 蛋白质的结构和功能 2023·湖北·T2　2023·海南·T2　2022·天津·T1　2022·湖南·T1 2021·辽宁·T1　2021·重庆·T3 内容索引 考点一　　蛋白质的结构和功能 考点二　　蛋白质的相关计算 课时精练 考点一 蛋白质的结构和功能 1.组成蛋白质的氨基酸 C、H、O、N 必需氨基酸：8种 一个氨基 一个羧基 同一个碳原子上 非必需氨基酸 必备知识 整合 2.蛋白质的结构 (1)氨基酸的脱水缩合 ①图中产生的H2O中H来源于 ；O来源于 。 ②一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是 个，位于肽链的一端；其余的位于 上。 氨基和羧基 羧基 1 R基(或侧链基团) 必备知识 整合 (2)蛋白质的结构层次 必备知识 整合 3.蛋白质结构和功能的多样性 血红蛋白 酶 必备知识 整合 (1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸(　　) 提示　构成蛋白质的氨基酸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，同时具有氨基和羧基的化合物不一定是氨基酸。 (2)组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异主要是其空间结构不同(　　) 提示　组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异是其R基不同。 × × 必备知识 整合 判断正误 (3)组成蛋白质的氨基酸之间可按照不同的方式脱水缩合(　　) × 提示　组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同，都是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。 (4)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键，该多肽就是几肽(　　) × 提示　脱水缩合形成的蛋白质中含有几个氨基酸就称为几肽。 (5)熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解(　　) √ 必备知识 整合 判断正误 (6)蛋白质变性后不可与双缩脲试剂发生反应(　　) × 提示　蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂反应，因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键。 (7)蛋白质的营养价值在于必需氨基酸的种类和含量(　　) √ 必备知识 整合 判断正误 考向　蛋白质的结构和功能 1.(2021·重庆，3)某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列有关叙述正确的是 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 √ 1 2 迁移应用 评价 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； 人体只能合成部分氨基酸，题目中所描述的含18种氨基酸的细胞外蛋白中，会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； 该蛋白需要在内质网和高尔基体上加工后才能分泌到细胞外，D错误。 1 2 迁移应用 评价 2.(2023·湖北，2)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 √ 1 2 迁移应用 评价 蛋白质的变性作用主要是破坏了蛋白质分子内部的结构，天然蛋白质的空间结构是通过氢键等维持的，而蛋白质变性后肽键一般不被破坏，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，说明外侧主要是极性基团，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，导致一系列理化性质改变，生物活性丧失，该空间结构的改变不可逆，不能恢复原有的结构和性质，C、D正确。 返回 1 2 迁移应用 评价 考点二 蛋白质的相关计算 1.蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系 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，则： 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 多肽(蛋白质)的 相对分子质量 1条 n n－1 n－1 至少 1个 至少 1个 an－18×(n－1) m条 n n－m n－m 至少 m个 至少 m个 an－18×(n－m) 例1　如图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法错误的是 A.牛胰岛素由51个氨基酸构成，其 中含有49个肽键 B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和 2个—COOH C.牛胰岛素中至少含有的O原子个数为53个 D.从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量为882 √ 每条肽链至少有1个游离的—NH2和 1个游离的—COOH，牛胰岛素有2 条肽链，至少含有2个游离的—NH2 和2个游离的—COOH，B正确； 牛胰岛素中至少含有的O原子个数＝51－2＋4＝53(个)，C正确； 从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量＝(51－2)×18＋3×2＝888，D错误。 2.蛋白质中游离氨基或羧基的计算 可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着—R和—H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如图所示： (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。 (3)环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。 例2　某十九肽含4个天门冬氨酸(R基为—CH2—COOH)，分别位于第7、8、14、19位(见图)。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列有关叙述正确的是 A.该十九肽含有的肽键数目为19个 B.肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个 C.该十九肽至少含有6个游离的羧基 D.肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽 √ 肽键数＝氨基酸数－肽链数，该十 九肽含有肽键数应是18个，A错误； 肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，肽酶E2完全作用该多肽链后，共断开4个肽键(分别位于第6和7、7和8、13和14、18和19位氨基酸之间)，其中的第7位和第19位天门冬氨酸会脱离肽链，即此过程增加了4个氧原子(水解消耗的水)，脱落下来的两个天门冬氨酸带走8个氧原子，因此肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个，B正确； 由于天门冬氨酸的R基上有—COOH，且氨基酸脱水缩合成一条肽链，所以该十九肽至少含有5个游离的羧基，C错误； 肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E1作用后产生的多肽是七肽(1～7号氨基酸)、六肽(9～14号氨基酸)和五肽(15～19号氨基酸)，D错误。 3.链状多肽中各原子数的计算 (1)氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。 (2)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。 (3)R基中含氮数＝氮原子数－肽键数－肽链数。 (4)R基中含氧数＝氧原子数－肽键数－2×肽链数。 例3　已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成，其中共有氨基6个，甲硫氨酸5个，且在肽链中的位置为3、25、56、78、82，甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。以下叙述错误的是 ①合成该多肽的氨基酸一定共有N原子94个 ②若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个 ③若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加5个 ④若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的O原子数目减少1个 A.①④ B.②③ C.①③ D.③④ √ 甲硫氨酸的位置是3、25、56、78、82，因此水解掉5个甲硫氨酸需要水解掉10个肽键，形成5个甲硫氨酸和6个短肽，因此肽键数目会减少10个，②正确； 由于甲硫氨酸的R基中没有氨基和羧基，去掉甲硫氨酸后，形成6个短肽，肽链中的氨基数目是6＋5＝11，增加5个，羧基数至少一个变成至少6个，增加5个，③正确； 如果去掉该多肽中的甲硫氨酸，要消耗10分子水，形成6个短肽和5个氨基酸，所以若去掉该多肽中的甲硫氨酸，O原子数目的减少数＝5个甲硫氨酸分子中的氧原子数－断裂5个甲硫氨酸共消耗的水分子数＝5×2－10＝0(个)，④错误。 例4　(2024·徐州高三校联考)如图表示对某蛋白质分子结构中相关数据的统计结果，据此分析，下列表述不正确的是 A.与合成之前的氨基酸分子相比，该蛋 白质少了124个氧原子 B.该蛋白质的组成元素一定只有C、H、 O、N C.参与合成该蛋白质的氨基酸共有羧基141个 D.该蛋白质水解为氨基酸时，相对分子质量共增加2 232 √ 分析图示可知，该蛋白质的肽链数为2条， 所以与合成之前的氨基酸分子相比，该蛋 白质形成过程中少了126－2＝124分子水， 所以少了124个氧原子，A正确； 该蛋白质的组成元素至少有C、H、O、N，可能还有其他元素，B错误； 蛋白质中游离羧基数＝肽链数＋R基中含有的羧基数，故构成该蛋白质的氨基酸共有15＋126＝141(个)羧基，C正确； 126个氨基酸脱水缩合形成蛋白质时共脱掉124个水分子，所以该蛋白质水解时，需要消耗124分子水，相对分子质量增加124×18＝2 232，D正确。 1.(必修1 P29)请叙述氨基酸的结构特点：____________________________ _________________________________________________________________________________________________________。 2.(必修1 P30)评价食物中蛋白质的营养价值应注重 的含量。 3.(必修1 P30)蛋白质的空间结构主要由 键和 键形成。 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团 必需氨基酸 氢 二硫 五分钟 查落实 4.(必修1 P30)脱水缩合是一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的 相连接，同时脱去一分子的 的过程。 5.(必修1 P32“与社会的联系”)蛋白质变性是指______________________ _____________________________________________________________________________________。 羧基(—COOH) 氨基(—NH2) 水 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 五分钟 查落实 6.组成人胰岛素的基本单位的结构通式为 ，该物质的基本单位具有多样性的原因是 。 7.蛋白质中肽键数和脱去的水分子数相等，都等于 。 8.胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是___________________ _________________________________________________________________________________。 R基不同 氨基酸数－肽链数 构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 五分钟 查落实 9.烤熟的鸭子，其蛋白质一定发生了变性，食物加工过程中蛋白质变性________(填“影响”或“不影响”)蛋白质的营养价值。煮熟的蛋白质______(填“容易”或“不容易”)消化，原因是_____________________ ________________________________________。 返回 不影响 容易 间结构，使肽键暴露，易被蛋白酶催化水解 高温改变了蛋白质的空 五分钟 查落实 $$