1.3 蛋白质是生命活动的主要承担者(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 不定项版）

第3课时　蛋白质是生命活动的主要承担者　 【课标要求】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。 考点1　氨基酸的结构和种类 整合必备知识 1.氨基酸的结构 (1)写出图中序号代表的结构名称 ①为氨基；②和④为R基；③为羧基。 (2)比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：。 (3)各种氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸和甲硫氨酸还含有S元素，硒代半胱氨酸还含有Se元素。 2.氨基酸的结构特点 (1)天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基，说明组成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。 (2)从位置上看组成蛋白质的氨基酸都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连接在同一个碳原子上。 (3)各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 [深化理解] 氨基酸的结构分析 3.氨基酸的种类 (1)组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其区别为R基的不同。 (2)根据人体细胞能否合成分类 ①人体细胞不能合成的是必需氨基酸(共8种)。 ②人体细胞能合成的是非必需氨基酸(共13种)。 [深挖教材]　 (必修1 P30“与社会的联系”)组成人体蛋白质的必需氨基酸种类：记忆口诀：“家来写一本亮色书” 巧记为：家(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)。 【易错辨析】　//////////////////////////////// (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都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 (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：氨基酸没有空间结构，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 (3)—SH存在于氨基酸的R基或其他基团上。 (×) 提示：—SH只能存在于氨基酸的R基上。 落实素养题组 1.食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述，正确的是(　　) A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测 C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标 D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉 解析：选C。组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N，有的含有S，A错误；双缩脲试剂与蛋白质中的肽键发生紫色反应，从而鉴定蛋白质，而氨基酸中不含肽键，故食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测，B错误；必需氨基酸是人体不能合成而且是人体需要的氨基酸，因此必需氨基酸只能从食物中获得，故必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标，C正确；通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉，因为氨基酸不具有物种的特异性，D错误。 2.(多选)色氨酸是一种必需氨基酸，可由动物肠道微生物产生。当色氨酸进入大脑时会转化为血清素，血清素是产生饱腹感的一种重要信号分子，最终会转化为褪黑素使人感觉困倦。下列叙述正确的是(　　) A.色氨酸中至少含四种大量元素，在人体内可由其他氨基酸转化而来 B.若食物中色氨酸的含量较高，则产生饱腹感时需摄入的食物减少 C.人在吃饱之后容易感觉困倦的直接原因是血液中色氨酸含量上升 D.色氨酸含量较多的动物肠道中，产生色氨酸的微生物可能更多 解析：选BD。根据氨基酸的结构特点可知，色氨酸中一定含有C、H、O、N，这四种元素都是大量元素；色氨酸是必需氨基酸，在人体内不能由其他氨基酸转化而来，A错误。若食物中色氨酸的含量较高，色氨酸转化为血清素，则机体产生饱腹感时需摄入的食物减少，B正确。人在吃饱之后容易感觉困倦的直接原因是血液中褪黑素的含量增加，C错误。根据题干信息，色氨酸可由动物肠道微生物产生，因此，色氨酸含量较多的动物肠道中，产生色氨酸的微生物可能更多，D正确。 考点2　蛋白质的结构和功能 整合必备知识 1.蛋白质的结构及其多样性 (1)氨基酸脱水缩合的过程 ①过程a：脱水缩合。物质b：二肽。肽键位于结构c中的C、N原子之间。 ②H2O中H来源于氨基和羧基，O来源于羧基。 ③多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为多肽。 (2)蛋白质的形成过程 (3)蛋白质分子结构多样性 ①原因 氨基酸 种类不同；数目可能成千上万；排列顺序千变万化 肽链 盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 ②模型 [深挖教材] (必修1 P30“图2­11”)在蛋白质分子中，连接不同氨基酸之间的化学键：一条肽链中相邻氨基酸通过肽键连接；不同肽链之间的氨基酸可通过氢键或二硫键相连接。　 2.蛋白质的功能(连线) 【易错辨析】　//////////////////////////////// (1)蛋白质变性失活的原因是肽键被破坏。 (×) 提示：蛋白质变性失活是因为空间结构被破坏，而非肽键被破坏。 (2)参与细胞代谢不同反应的酶结构不同，功能也不相同。 (√) (3)胰岛素和胰蛋白酶的功能不同，原因可能是两者的氨基酸种类、数量及肽链形成的空间结构等均不相同。 (√) 提升关键能力 蛋类营养丰富，蛋清中营养素主要是蛋白质，不但含有人体所需要的必需氨基酸，且氨基酸组成与人体组成模式接近，是食物中最理想的优质蛋白质，蛋清也是核黄素的良好来源。蛋黄比蛋清含有更多种类的营养成分，钙、磷和铁等无机盐多集中于蛋黄中，蛋黄还含有较多的维生素A、D、B1和B2。 (1)熟鸡蛋更容易消化的原因是什么？ 提示：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。 (2)高温使蛋白质变性后与双缩脲试剂还能有颜色反应吗？原因是什么？ 提示：有颜色反应，因为肽键没有断裂。 (3)若蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗？举例说明。 提示：不一定。例如，细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中空间构象发生改变。 (4)人畜误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒，你认为应采用怎样的措施解毒，为什么？ 提示：服用蛋清、牛奶或豆浆。因为蛋清、牛奶或豆浆中主要含有蛋白质，它们能与重金属盐迅速发生反应，从而保护人畜。 关键点拨 蛋白质变性 蛋白质变性是指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。变性只影响蛋白质的空间结构，不影响其肽键，所以变性后的蛋白质可以与双缩脲试剂反应变成紫色。 落实素养题组 1.(2023·湖北高考)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 解析：选A。蛋白质变性是指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，蛋白质变性一般不会导致肽键断裂，A错误；球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇，B正确；加热变性的蛋白质，其空间结构和性质的改变是不可逆的，因此加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质，C正确；结构决定功能，变性后的蛋白质原有空间结构被破坏导致其生物活性丧失，D正确。 2.蛋白质是生命活动的主要承担者，生物体内不同类型的蛋白质行使不同的功能。下列相关叙述错误的是(　　) A.葡萄糖进入小肠上皮细胞需要借助载体蛋白，并消耗能量 B.某种蛋白与病原体结合，可抑制病原体对人体细胞的黏附 C.突触后膜上的受体蛋白，可特异性识别并结合神经递质 D.用胰蛋白酶处理生物膜，不会改变生物膜的选择透过性 解析：选D。小肠上皮细胞吸收葡萄糖需借助膜上的载体蛋白，消耗能量，属于主动运输，A正确；体液免疫中抗体与病原体结合后可抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附，B正确；位于突触后膜上的蛋白质，能识别并结合神经递质，神经递质与受体的结合具有特异性，C正确；用胰蛋白酶处理生物膜，膜上的蛋白质被水解，会改变生物膜的选择透过性，D错误。 题后点击　常考蛋白质的分布和功能 名称 分布或来源 功能 大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用 转运蛋白 生物膜 运输某些物质(如离子、氨基酸等) 某些激素(如生长激素、胰岛素) 由内分泌器官或细胞合成并分泌至内环境中 调节生命活动 抗体 由浆细胞合成并分泌至内环境中 免疫作用 细胞因子 由辅助性T细胞合成并分泌至内环境中 促进B细胞增殖、分化为浆细胞和记忆B细胞；促进细胞毒性T细胞增殖、分化为细胞毒性T细胞和记忆T细胞 血红蛋白 红细胞内 主要运输O2 糖蛋白 细胞外表面 保护、识别等作用 结构蛋白 细胞膜、肌纤维等 构成细胞和生物体的成分 考点3　蛋白质的相关计算 整合必备知识 1.蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 (1)肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于环状多肽来说，肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数)。 (2)蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18。 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) 注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。 [深化理解] 有关蛋白质相对分子质量的两点提醒 (1)计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，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—，由两个—SH脱H形成)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.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。 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)含2个氨基的氨基酸数＝氮原子数－肽键数－肽链数。 (4)含2个羧基的氨基酸数＝(氧原子数－肽键数－2×肽链数)/2 4.利用“排列”知识解答多肽种类的计算 (1)若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类为nm种。 (2)若有n种氨基酸形成一个n肽，且每种氨基酸只有一个，则形成n肽的种类为n×(n－1)×(n－2)×……×1。 落实素养题组 1.(2024·海南海口一模)还原型谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，其分子式为C10H17N3O6S。还原型谷胱甘肽能与过氧化物及自由基相结合，以对抗氧化剂对巯基的破坏，保护细胞膜中含巯基的蛋白质和含巯基的酶不被破坏。已知谷氨酸分子中含有2个羧基(—COOH)，甘氨酸的R基为—H。下列有关说法正确的是(　　) A.谷氨酸在人体细胞内能合成，是一种必需氨基酸 B.还原型谷胱甘肽分子中含有3个肽键 C.半胱氨酸分子的R基中可能含有氧原子 D.还原型谷胱甘肽可能有助于防止人体细胞的衰老 解析：选D。谷氨酸在人体细胞内能合成，是一种非必需氨基酸，A错误。还原型谷胱甘肽的分子式为C10H17N3O6S，由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成，已知谷氨酸分子中含有2个羧基，故还原型谷胱甘肽是链状三肽，含有2个肽键，B错误。组成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构式为，故组成蛋白质的氨基酸中至少含有2个氧原子。谷氨酸分子中含有2个羧基，说明谷氨酸分子中至少含有4个氧原子，甘氨酸的R基为—H，甘氨酸中含有2个氧原子，还原型谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸脱去2分子的水组成的三肽，含有6个氧原子，加上2分子H2O中的氧，谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸共含有8个氧原子，谷氨酸分子中至少含有4个氧原子，甘氨酸中含有2个氧原子，半胱氨酸分子的R基中不含有氧原子，C错误。过氧化物及自由基能使细胞衰老，还原型谷胱甘肽能与过氧化物及自由基相结合，以对抗氧化剂对巯基的破坏，保护细胞膜中含巯基的蛋白质和含巯基的酶不被破坏，故还原型谷胱甘肽可能有助于防止人体细胞的衰老，D正确。 2.结合图示分析，下列有关蛋白质的叙述正确的是(　　) A.此蛋白质共有2条肽链 B.99个氨基酸构成的蛋白质有98个肽键 C.此蛋白质的R基中共含有22个氨基 D.两个氨基酸脱水缩合过程中，失去的H2O中的氢来自氨基 解析：选C。由羧基总数＝肽链数＋R基上羧基数目可知，肽链数为26－23＝3条，此蛋白质含有3条肽链，A错误；该蛋白质由99个氨基酸构成，其含有的肽键数为氨基酸数－肽链数＝99－3＝96个，B错误；此蛋白质的R基中共含有的氨基数为氨基总数－肽链数＝25－3＝22个，C正确；两个氨基酸脱水缩合的过程中，失去的H2O中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，D错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　[高考真题·感悟试做]　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2022·湖南高考)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 解析：选C。胶原蛋白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；胶原蛋白位于细胞外基质中，属于分泌蛋白，其合成和分泌与核糖体、内质网、高尔基体等均有关，C正确；非必需氨基酸人体自身可以合成，不需要从食物中获取，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，因此并不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D 错误。 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 解析：选D。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，故这两种激素生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。 3.(2018·全国卷Ⅱ)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 解析：选C。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正确；Fe2＋参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能，C错误；细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$