2027届高三生物人教版一轮复习课件第3讲 蛋白质是生命活动的主要承担者

第3讲 蛋白质是生命活动的主要承担者 高三生物 陈君华 第一单元 01 考点一 02 考点二 03 高考真题体验 目录 [课程标准]　1.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。2.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。3.蛋白质的相关计算。 添加章节标题 01 单击此处添加章节副标题 1.蛋白质的功能 催化功能 运输功能 胰岛素 抗体 氨基 羧基 2.构成蛋白质的氨基酸的结构和种类 3.蛋白质的结构 (1)氨基酸的脱水缩合 ①H2O中的H来自[1] ，O来自[2] 。 ②一条肽链上氨基数或羧基数的确定：一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的[3] ；其余的氨基或羧基在 [4] 上。 —COOH 两端 R基 —COOH和—NH2 肽链 盘曲、折叠 空间结构 (2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例) 种类 数目 排列顺序 空间结构 (3)蛋白质结构多样性的原因 [教材拾遗]　(必修1 P32与社会的联系)高温、酸、碱等处理会使蛋白质空间结构破坏，功能与活性丧失，但肽键不会断裂。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，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 1.(必修1 P29正文)人体中组成蛋白质的氨基酸共有20种。( ) 2.(必修1 P29正文)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。( ) 3.(必修1 P30正文)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键，该多肽就是几 肽。( ) 4.(必修1 P30正文)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。( ) 5.(必修1 P32与社会的联系)蛋白质变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反 应。( ) × × × × × 概念检测 蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。人体内的细胞代谢离不开蛋白质，蛋白质与人的生命活动息息相关。 (1)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，其原因是____ ____________________________________________________________________________________________________________________________ _____________。 赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常生命活动，玉米中赖氨酸含量极低，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病 概念深化 (2)胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性，请从蛋白质的结构方面分析其原因：______________________________________ ________________________________________________________。 (3)若蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗？举例说明。 ______________________________________________________________ ____。 核糖体上合成的多肽只有经过盘曲折叠形成具有特定空间结构和功能的蛋白质后才能行使正常的生理功能 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)蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。 ____________________________________________________________。 (5)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？ ______________________________________________________________ __________________________________________。 能。因为蛋白质变性后其特定的空间构象被破坏，但没有破坏肽键 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 1.(2025·全国卷)蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是(　　) A.二硫键①的断裂不会改变蛋白质的空间结构 B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能 C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性② D.利用蛋白质工程③可获得氨基酸序列改变的蛋白质 A 关键信息 信息解读 ① 二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键，若二硫键断裂，会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧失 ② 蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，高温、强酸、强碱、乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其因空间结构改变而变性 ③ 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或合成一种新的蛋白质 【名师赋能】 【解析】　二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键，属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂，会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧失，A错误。蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，若空间结构改变(如高温、强酸、强碱导致的变性)，其功能通常也会受到影响，B正确。乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其空间结构改变而变性，C正确。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或合成一种新的蛋白质，因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质，D正确。 2.(2025·江苏盐城月考)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.细胞膜上的蛋白质与物质运输、信息传递等过程有关，与能量转化过程无关 B.组成蛋白质的主要元素是C、H、O、N等，其中N主要存在于氨基中 C.煮沸消毒的主要原理是高温可引起细菌和病毒的蛋白质发生空间结构的改变 D.同一个体不同细胞中蛋白质种类完全不同是由于基因的选择性表达 C 【解析】　细胞膜上的蛋白质与物质运输、信息传递、能量转化等过程均有关，A错误。组成蛋白质的N主要存在于—CO—NH—结构中，B错误。煮沸消毒的主要原理是高温可引起细菌和病毒的蛋白质发生空间结构的改变，C正确。同一个体不同细胞中蛋白质种类不完全相同是由于基因的选择性表达，D错误。 3.(2025·山东烟台期末)多肽链形成后往往需要加工形成复杂的空间结构后才具有生物活性。少数蛋白质会出现自剪接过程，即一段内含肽(特殊多肽)被剪切后，两侧肽链连接起来，如图所示。二硫键异构酶(PDI)可催化形成二硫键。下列说法错误的是(　　) A.蛋白质自剪接后，形成新的肽键将两侧肽链连接起来 B.内含肽中①、②处对应的化学基团分别是羧基、氨基 C.内含肽可与双缩脲试剂发生紫色反应 D.PDI作用后的蛋白质中肽键数量没有发生改变 B 【解析】　由图可知，经蛋白质自剪接后，形成新的肽键将两侧肽链连接起来，A正确。内含肽中①、②处对应的化学基团分别是氨基(或—NH2)和羧基(或—COOH)，B错误。内含肽中仍有肽键，因此仍然可以与双缩脲试剂反应产生紫色，C正确。PDI参与蛋白质氧化折叠形成二硫键的过程，对蛋白质中肽键数量没有影响，D正确。 考点2　蛋白质的相关计算 02 1.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的关系 (1)肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数－[1] 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－ [2] ×18。 肽链 脱去水分子数 [特别提醒]　有二硫键(—S—S—)时：蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去的水分子数×18－二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去2个氢原子。 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱去水 分子数 多肽相对 分子质量 氨基数 羧基数 1 m m－1 m－1 am－18(m－1) 至少1个 至少1个 n m m－n [1] . am－18(m－n) 至少n个 至少n个 环状 m m m [2] . 至少0个 至少0个 注：氨基酸平均相对分子质量为a。 m－n am－18m 2.蛋白质形成过程的相关数量关系 3.蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算 (1)至少含有的游离氨基数或羧基数＝[1] 数。 (2)游离氨基数或羧基数＝肽链数＋[2] 中含有的氨基数或羧基数。 4.蛋白质水解有关计算 (1)若除去多肽内部的1个氨基酸，需水解掉2个肽键；若除去多肽一端的1个氨基酸，需水解掉1个肽键。 (2)每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子增加1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。 肽链 R基 1.(2025·新疆二模)白蛋白是由肝脏合成的单链多肽，相对分子质量为66458，分子中含17个二硫键，由16种氨基酸组成①，它是血浆中最主要的载体，许多水溶性差的物质可以通过与白蛋白的结合而被运输③。下列说法正确的是(　　) A.人体细胞可以合成所有组成白蛋白的氨基酸① B.与白蛋白的合成过程相关的具膜细胞器②只有内质网和高尔基体 C.长链脂肪酸③可以通过白蛋白运输 D.若氨基酸的平均分子量为131.6，则白蛋白中约含505个氨基酸残基 C 关键信息 信息解读 ① 组成生物体蛋白质的氨基酸约有21种，其中有8种必需氨基酸，是人体细胞不能合成的 ② 与白蛋白的合成过程相关的具膜细胞器有内质网、高尔基体和线粒体 ③ 长链脂肪酸水溶性差，可以通过白蛋白运输 【名师赋能】 【解析】　组成白蛋白的氨基酸有16种，肯定含必需氨基酸，必需氨基酸是人体细胞不能合成的，A错误。与白蛋白的合成过程相关的具膜细胞器有内质网、高尔基体和线粒体，B错误。长链脂肪酸水溶性差，根据题目信息，可以通过白蛋白运输，C正确。设白蛋白中含x个氨基酸残基，则可得公式131.6x－(x－1)×18－17×2＝66458，解得x≈585，D错误。 2.(2026·河北邢台模拟)下表是某种蛋白质的结构组成，相关叙述不正确的是(　　) 基团名称 氨基酸总数 氨基总数 羧基总数 R基团上羧基数 基团数目 207 32 32 28 A.组成该蛋白质的氨基酸种类不超过21种 B.该蛋白质由4条肽链构成 C.该蛋白质分子的R基中也应该含有28个氨基 D.高温会导致该蛋白质的空间结构及肽键都遭到破坏 D 【解析】　组成生物体蛋白质的氨基酸约有21种，所以该蛋白质的氨基酸种类不超过21种，A正确。蛋白质中，羧基总数＝肽链数＋R基团上羧基数。已知羧基总数为32，R基团上羧基数为28，那么肽链数＝羧基总数－R基团上羧基数＝32－28＝4，即该蛋白质由4条肽链构成，B正确。氨基总数＝肽链数＋R基团上氨基数。已知氨基总数为32，肽链数为4，所以R基团上氨基数＝氨基总数－肽链数＝32－4＝28，即该蛋白质分子的R基中应该含有28个氨基，C正确。高温会破坏蛋白质的空间结构，但不会破坏肽键，D错误。 3.(2026·湖北十堰联考)下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的有几项？(　　) ①已知甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH，则它的分子式是C5H11O2NS ②分子式为C63H105O45N17S2的链状多肽，最多含有的肽键数目②是16个 ③两个氨基酸脱水缩合过程中失去的H2O中的氢来源于氨基和羧基中的氢 ④10个氨基酸构成的多肽有9个—CO—NH—，称为九肽③ A.0项 B.1项 C.2项 D.3项 B 关键信息 信息解读 ① 氨基酸通式为C2H4O2N—R，甲硫氨酸的R基为—CH2—CH2 —S—CH3，故甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS ② 根据氨基酸的通式可知，每个氨基酸中至少含有一个N原子，则分子式为C63H105O45N17S2的链状多肽化合物中最多含有17个氨基酸残基，最多含有的肽键数目是16个 ③ 多肽的命名是根据氨基酸的个数，10个氨基酸形成的多肽为十肽(含9个肽键)，而非九肽 【名师赋能】 【解析】　氨基酸通式为C2H4O2N—R，甲硫氨酸的R基为—CH2—CH2—S—CH3(含3个C、7个H、1个S)，故甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS，①正确；氨基酸的分子简式是C2H4O2NR，分子式为C63H105O45N17S2的链状多肽化合物中最多含有17个氨基酸残基，最多含有的肽键数目是16个，②正确；脱水缩合的H2O中的H来自氨基(—NH2)和羧基(—COOH)，③正确；10个氨基酸形成的多肽为十肽(含9个肽键)，而非九肽，④错误。综上，错误的叙述有1项(④)，B符合题意。 4.(2025·河南南阳期中)小鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF，它是由52个氨基酸组成的单链，其中含有6个二硫键(形成一个二硫键会脱去2个H)。EGF与靶细胞表面的受体结合后，激发了细胞内的信号传递过程，从而促进了细胞增殖。下列说法不正确的是(　　) A.指导EGF合成的基因至少含有312个脱氧核苷酸 B.在氨基酸形成EGF的过程中，相对分子质量减少了930 C.EGF和高温处理后变性的EGF都能与双缩脲试剂产生紫色反应 D.EGF能促进细胞增殖是因为EGF能进入细胞内发挥调节作用 D 【解析】　每个氨基酸由3个碱基对(6个脱氧核苷酸)编码，52个氨基酸对应基因编码区至少含52×3×2＝312个脱氧核苷酸，A正确。形成肽链脱去51个水(相对分子质量减少51×18＝918)，6个二硫键脱去12个H(相对分子质量减少12×1＝12)，总计减少930，B正确。双缩脲试剂检测肽键，高温变性不破坏肽键，故EGF和高温处理后变性的EGF都能与双缩脲试剂产生紫色反应，C正确。EGF通过结合细胞表面受体传递信号，无须进入细胞，D错误。 5.(2025·天津蓟州模拟)一条肽链的分子式为C27H41O16N7，其水解后共产生了下列3种氨基酸。据此判断，下列有关叙述正确的是(　　) A.1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸 B.1个该肽链分子水解后可以产生7个氨基酸 C.合成1个该肽链分子同时将产生7个水分子 D.1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基 B 【解析】　图示3种氨基酸中都只含有一个氨基(N原子)，根据分子式(C27H41O16N7)中的N原子数可知该多肽是由7个氨基酸构成的；3种氨基酸只有谷氨酸含有2个羧基，假设谷氨酸的数目为X个，形成该肽链脱去了6个水，根据氧原子数则有4X＋2(7－X)＝16＋6，解得X＝4，该多肽中含有4个谷氨酸，所以水解后可以产生4个谷氨酸分子，A错误。该肽链是由7个氨基酸分子形成的，因此1个该肽链分子水解后可以产生7个氨基酸，B正确。 该肽链是由7个氨基酸分子形成的，其形成过程中脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数＝7－1＝6个，因此合成1个该肽链分子同时将产生6个水分子，C错误。构成该多肽的甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸的R基中均不含氨基，只有谷氨酸的R基中含有羧基(1个)，所以该多肽分子中含有的游离的氨基数＝肽链数＝1个，含有的游离的羧基数＝肽链数＋4个谷氨酸的R基中含有的羧基数＝1＋1×4＝5个，D错误。 高考真题体验 溯源教材 明确考法 03 1.(2022·湖北卷)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，将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。 2.(2024·吉林卷)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2＋感受器，小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2＋。下列叙述错误的是(　　) A.钙调蛋白的合成场所是核糖体 B.Ca2＋是钙调蛋白的基本组成单位 C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D.钙调蛋白结合Ca2＋后，空间结构可能发生变化 B 【解析】　钙调蛋白属于蛋白质，在核糖体上合成，A正确。钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸，B错误。由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，因此钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关，C正确。钙调蛋白结合Ca2＋后，可能发生自身构象(即空间结构)的改变，D正确。 (1)核糖体是“生产蛋白质的机器”。(见必修1 P48～49图3－6) (2)氨基酸是组成蛋白质的基本单位。(见必修1 P29正文) (3)肽链上不同氨基酸之间还能形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。(见必修1 P30正文) 3.(2023·河北卷)关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是(　　) A.淀粉酶在0 ℃时，空间结构会被破坏 B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化 C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构 D.载体蛋白在转运分子时，其自身构象会发生改变 A 【解析】　酶在0 ℃低温时空间结构不变，活性很低，A错误。ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质分子磷酸化，使蛋白质的空间结构发生变化，B正确。氨基酸种类的改变会造成多肽链的改变，从而引起蛋白质空间结构的改变，C正确。每次转运分子时，载体蛋白都会与分子结合并发生自身构象的改变，D正确。 4.(2023·海南卷)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】　蛋白质的基本组成单位都是氨基酸，A错误。蛋白质彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误。高温可破坏蛋白质的空间结构，但不改变其化学组成，D错误。 (1)蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。(见必修1 P18～19探究·实践) (2)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。(见必修1 P32与社会的联系) 谢谢观看 陈君华 $