高考生物一轮复习第一单元走近细胞组成细胞的分子第3讲蛋白质是生命活动的主要承担者课件

第3讲蛋白质是生命活动的主要承担者课标考情——知考向核心素养——提考能课标要求阐明蛋白质由氨基酸分子组成，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生命观念通过学习蛋白质的结构和功能，明确蛋白质在细胞生命活动中的重要性科学思维归纳总结蛋白质的形成过程，分析蛋白质功能多样性的原因，培养科学思维的能力社会责任结合一些与蛋白质结构和功能异常的疾病，了解蛋白质在个体发育中的重要性目录1自主学习·巩固基础2重难探究·素养达标3典题演练·破解高考知识点一组成蛋白质的氨基酸结构及种类［自主学习］组成蛋白质的氨基酸的结构及种类必需氨基酸C、H、O、N同一个R非必需氨基酸谐音法巧记8种必需氨基酸一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)。［自主检测］1.思考判断(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。(

)(2)蛋白质只由C、H、O、N四种元素组成。(

)(3)组成生物体蛋白质的氨基酸分子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。(

)(4)评价蛋白质食品营养价值的依据之一是其必需氨基酸的种类和含量。(

)××√√2.热图导析分析下列氨基酸结构并回答问题。(1)比较上述三种氨基酸，写出氨基酸的结构通式：_________________。(2)氨基酸理化性质的不同取决于________的不同，图中三种氨基酸的R基依次是______________________________________________________。略R基—(CH2)2—COOH、—(CH2)4—NH2、—(CH2)2—S—CH3(3)在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图示①~④中的

部位。

①知识点二蛋白质的结构及其多样性［自主学习］1.二肽的形成(1)过程①的名称是

，发生场所是

。

(2)物质②的名称是

。

(3)结构③的名称是

。

(4)脱去的H2O中H的来源：

。

(5)多个氨基酸发生该反应，产物名称为

。

脱水缩合核糖体二肽肽键一个来自氨基，一个来自羧基多肽蛋白质形成的四个“一”

2.完善蛋白质的结构多样性和功能多样性图示

种类数目排列顺序空间胰岛素催化运输免疫［自主检测］1.思考判断(1)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。(

)(2)蛋白质是人体主要的能源物质。(

)(3)某些蛋白质是染色体的组成成分。(

)(4)蛋白质在核糖体上合成后已具有正常生理功能。(

)(5)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。(

)××××√2.深挖教材蛋白酶可以使肽键断裂，从而将蛋白质水解成多肽或氨基酸。从蛋白质的空间结构的角度分析，为什么煮熟的鸡蛋更容易被消化？提示：高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，蛋白酶更容易与肽键结合起水解作用3.热图导析图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图；图乙中的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种物质。请分析回答下列问题。(1)真核细胞中进行图甲中②过程的场所有哪些？(2)图乙中①②③分别体现了蛋白质的哪种功能？【答案】(1)提示：内质网、高尔基体(2)提示：催化功能、运输功能、免疫功能蛋白质的结构和功能［深度讲解］1.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系2.常考蛋白质的分布和功能

载体与受体的区别载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na+、K+等的载体蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。3.蛋白质的盐析、变性和水解的辨析(1)盐析：由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。(2)变性：由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。(3)水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。［考向预测］(一)氨基酸的结构分析与判断(素养目标：科学思维)1.下列关于氨基酸结构的叙述，错误的是(

)A.每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都连接在同一个碳原子上B.生物体组成蛋白质的氨基酸有21种，其结构上的不同在于R基的不同C.亮氨酸的R基为—C4H9，则它的分子式为C6H13O2ND.半胱氨酸和甲硫氨酸均含有S，S一定位于R基中A

【解析】组成蛋白质的氨基酸至少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，而不是全部的氨基和羧基都连接在同一个碳原子上，如果还有氨基和羧基，一定是在R基上，A错误。组成生物体的氨基酸有21种，决定氨基酸种类的是氨基酸的R基，B正确。氨基酸共有的部分为C2H4O2N，亮氨酸的R基为—C4H9，则它的分子式为C6H13O2N，C正确。氨基酸共有的部分只含有C、H、O、N四种元素，如果某种氨基酸含有S元素，则S元素一定位于R基上，D正确。(二)考查蛋白质分子的结构和功能(素养目标：科学思维)2.在2020年12月的国际蛋白质结构预测竞赛(CASP)上，新一代AlphaFold人工智能系统，基于氨基酸序列，精确地预测了蛋白质的空间结构。其准确性可以与使用冷冻电子显微镜、X射线晶体学等实验技术解析的空间结构相媲美。下列叙述错误的是(

)A.蛋白质结构的多样性与氨基酸结构的多样性有关B.每一种蛋白质都有其独特的空间结构，是表现其生物学活性所必需的C.蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸序列改变会影响蛋白质空间结构D.蛋白质空间结构并不稳定，一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性A

【解析】氨基酸是小分子物质，不具有结构的多样性，A错误；每一种蛋白质都有其独特的空间结构，具有一定的空间结构蛋白质才能表现其生物学活性即功能，B正确；蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸序列改变会影响蛋白质结构，也包括空间结构，C正确；蛋白质空间结构并不稳定，一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性，即变性失活，D正确。多肽形成过程中的相关数量计算方法［深度讲解］1.蛋白质相对分子质量、氨基酸数目、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系(1)肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目-肽链数。(2)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-脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键)肽链数氨基酸数目肽键数脱去水分子数多肽链相对分子质量氨基数目羧基数目1条mm-1m-1am-18(m-1)至少1个至少1个n条mm-nm-nam-18(m-n)至少n个至少n个注：氨基酸平均相对分子质量为a。

(3)环状肽如图所示：根据图示可知：肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连，故形成一个环状肽时，比形成一条直链肽要多生成一个水分子)。(4)在计算多肽相对分子质量时，还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(—S—S—)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，故相对分子质量减2。2.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数或羧基数=肽链数。(2)游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。3.蛋白质中原子数的计算在一个氨基酸中，不考虑R基，至少含有2个C原子、2个O原子、4个H原子，通常以N原子或O原子为突破口。肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目-肽链数。(1)C原子数=氨基酸数目×2+R基上的C原子数。(2)H原子数=各氨基酸H原子的总数-脱去的水分子数×2。(3)O原子数=各氨基酸O原子的总数-脱去的水分子数=肽键数+肽链数×2+R基上的O原子数。(4)N原子数=各氨基酸N原子的总数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数。4.氨基酸的排列与多肽种类的计算(1)假若有n种氨基酸形成一个三肽，那么形成三肽的种类：即n3种。(2)假若有n种氨基酸形成一个m肽，则形成多肽的种类为nm种。(3)假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类：即n×(n-1)×(n-2)种。(4)假若有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：n×(n-1)×(n-2)×…×1=n！。［考向预测］(一)利用氨基酸的结构特点进行相关计算(素养目标：科学思维)1.某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸，相关叙述正确的是(

)A.合成1分子该物质将产生6个水分子B.合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸C.该多肽分子中含1个氨基和1个羧基D.每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸D

【解析】题中3种氨基酸都只含有1个N原子，而题中多肽含有6个N原子，说明该多肽是由6个氨基酸脱去5个水分子合成的。由于甘氨酸、丙氨酸中都含有一个羧基，而每个谷氨酸中有两个羧基，合成有机物后R基上还有2个O原子，O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数，即13=5+2×1+2×谷氨酸数，故每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸；该多肽分子含1个游离氨基和4个游离羧基。(二)考查蛋白质合成过程的相关计算(素养目标：科学思维)2.由氨基酸连接形成的某种结构蛋白的相关数据如下表所示。若R基上的羧基和氨基不会脱水缩合形成肽键，则下列对该蛋白质的叙述，正确的是(

)A.只有1条肽链B.R基上的氨基有16个C.水解时，水中的氧参与形成氨基D.现有参与该蛋白质合成的三种氨基酸，每种仅有一个，则可形成的三肽种类有6种氨基酸数目游离羧基总数R基上的羧基数游离氨基总数126171517D

【解析】该蛋白质共含有17个游离的羧基，其中有15个在R基中，说明该蛋白质含有2条肽链，A错误；因为游离的氨基总数是17个，而该蛋白质含有2条肽链，所以R基上的氨基只有15个，B错误；氨基酸经脱水缩合形成蛋白质时，脱去的水中的氧来自氨基酸中的羧基，所以该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成羧基，C错误；三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个，可形成三肽的种类：3×2×1=6种，D正确。1.(2022年湖南卷)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肽键中，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；由题干可知胶原蛋白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，因此并不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。2.(2021年辽宁卷)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是(

)A.叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质B.胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质C.唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质D.线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质D

【解析】叶绿体类囊体薄膜是进行光反应的场所，能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，其本质是蛋白质，A正确；胰岛B细胞能分泌胰岛素，降低血糖，胰岛素的化学本质是蛋白质，B正确；唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，C正确；葡萄糖分解的场所为细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。3.(2021年湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是(

)A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C.作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响B

【解析】通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而实现细胞信号的传递，