2023高考生物(统考版)复习课件 必修①第一单元3生命活动的主要承担者——蛋白质

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基础梳理——系统化知识点一　组成蛋白质的氨基酸及其种类
知识点二　蛋白质的结构及其多样性1．蛋白质的形成过程
2．蛋白质结构与功能的多样性
基能过关——问题化一、判一判　判断正误并找到课本原话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。(P21—正文)(　　)2．必需氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取。(P21—与生活的联系)(　　)3．多肽通常呈链状结构，叫做肽链，也可称为多肽链，具有空间结构。(P22—正文)(　　)
4．一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。(P24—正文)(　　)5．世界上第一个人工合成的蛋白质——结晶牛胰岛素。(P24—科学史话)(　　)6．胰岛素由17种、51个氨基酸、两条肽链组成。(P25—科学史话)(　　)7．2003年12月15日，“人类蛋白质组计划”正式启动。(P25—科学前沿)(　　)
二、连一连　蛋白质的功能(连线)
三、议一议【教材易漏拾遗】1．观察教材P21右上图，如果该氨基酸上有两个羧基，另一个羧基应连接在哪里？
2．对照教材P21图2－4和教材P23左下角的血红蛋白是否一样？
提示：一样，教材P21图2－4所示的蛋白质是血红蛋白。
3．[必修1 P23“与生活的联系”]在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物，高温加热后鸡蛋清会呈现白色固态状，导致蛋白质出现这两种情况的原理相同吗？说明理由。
提示：不同。在食盐作用下析出蛋白质(盐析)，蛋白质本身的结构没有改变，仍维持原有的生物活性；高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变，丧失了原有的生物活性。
考点一　蛋白质的结构和功能及其多样性(国考5年1考)(全国卷：2021全国卷Ⅰ)任务驱动·探究突破任务1　对组成蛋白质的氨基酸的判断(1)下列属于组成蛋白质的氨基酸的是__________ (填序号)。①NH2—CH2—COOH②NH2—CH2—CH2OH
(2)分析氨基酸结构并回答问题
①比较上述三种氨基酸，写出氨基酸共有的结构________________。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_____________、_________________、______________。③从氨基和羧基的数量和位置上分析、归纳、总结组成蛋白质的氨基酸的特点。a．数量上：_______________________________。b．位置上：______________________________________________。
—CH2—CH2—COOH
—（CH2）4—NH2
至少有一个—NH2和一个—COOH
必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上
(3)据图示判断位置在分泌蛋白的合成、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。
方法技巧　“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
任务2　利用“结构与功能观”分析蛋白质结构与功能的关系(1)完成下表内容
(2)酶、激素、抗体、载体蛋白、维生素等与蛋白质、脂质的关系概念图
任务3　研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养科学思维(1)[归纳与概括]头发和肌肉的主要成分均为蛋白质，但功能相差极大，从氨基酸的角度分析，原因是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。
社会责任(2)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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，玉米中赖氨酸含量很低，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。
科学探究(3)在“探究添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育的影响”的实验中，应当选择__________________________的大鼠若干，随机均分为A、B两组，分笼饲养；其中A组大鼠每天都饲喂适量普通饲料，B组大鼠每天饲喂___________________________。
身体健康、发育正常、体重相同
等量的添加皮革蛋白粉的饲料
考向分类·对点落实考向一 组成蛋白质的氨基酸相关知识考查1.真题重组，判断正误。(1)氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中，氢来自于氨基和羧基。(　　)(2)人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质都含有20种氨基酸。(　　)(3)不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同。(　　)(4)组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合。(　　)
(5)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。(　　)(6)有些氨基酸不能在人体细胞中合成。(　　)(7)相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸。(　　)(8)氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。(　　)(9)各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。(　　)
×　提示：脱水缩合的方式只有一种。
×　提示：甘氨酸是相对分子质量最小的氨基酸。
考向二 蛋白质结构、功能多样性分析2.[2022·黑龙江大庆高三考试题]下列有关肽键的叙述，错误的是(　　)A．蛋白质中的肽键数等于或小于脱水缩合过程中的氨基酸数B．含两个或两个以上肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应C．核糖体上可形成肽键，溶酶体内可发生肽键的水解D．肽键的元素组成为C、H、O、N，其牢固程度与碳碳双键紧密相关
解析：在链状肽中，肽键数＝蛋白质中含有的氨基酸数—肽链数，在环状肽中，肽键数＝蛋白质中含有的氨基酸数，A正确；双缩脲反应是指具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成紫色的络合物，可见，含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，B正确；氨基酸的脱水缩合过程发生在核糖体上，因此核糖体上可形成肽键，溶酶体内含有多种水解酶，可发生肽键的水解，C正确；肽键的元素组成为C、H、O、N，其结构式为—CO—NH—，不含碳碳双键，D错误。
考向三 蛋白质结构和功能的综合考查3.[2022·湖南省宜昌高三考试] 近年来的研究初步表明，β－AP(β－淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征。β－AP是由其前体蛋白APP(一种含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP形成β－AP的过程如图所示。根据上述信息所作的推论，错误的是(　　) A．用双缩脲试剂检测β－AP，会产生紫色反应B．β－AP分子中至少含有39个肽键C．β－AP的作用效果可能是引起大脑功能异常D．β－分泌酶在此过程中体现了某些蛋白质具有催化作用
解析：β－AP是一种蛋白质，可以与双缩脲试剂发生紫色反应，A正确；β－AP寡聚合物中含有39个氨基酸，至少含有38个肽键，B错误；β－AP沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征，可见β－AP的作用效果可能是引起大脑功能异常，C正确；APP形成β－AP的过程中需要β－分泌酶和γ－分泌酶的催化作用，β－分泌酶和γ－分泌酶的化学本质是蛋白质，体现了蛋白质的催化作用，D正确。
4．[2022·唐山高三摸底考试]我国科学家首创利用某种动物组织中提取的胶原蛋白制成了可被人体吸收的手术缝合线。下列关于该胶原蛋白说法，错误的是(　　)A．胶原蛋白属于生物大分子，能与斐林试剂发生反应B．tRNA、mRNA和rRNA均参与胶原蛋白的生物合成C．该胶原蛋白可制作手术缝合线与其空间结构有关D．人体吸收该手术缝合线与体内的蛋白酶有关
解析：胶原蛋白属于生物大分子，能与双缩脲试剂发生反应，A错误；胶原蛋白的合成需要经过翻译过程，该过程中tRNA可转运氨基酸，mRNA作为翻译的模板、rRNA可以参与构成核糖体，B正确；缝合线具有免拆线、无排异的优点，这说明动物与人体的胶原蛋白空间结构相似或相同，C正确；缝合线是一种蛋白质，可被组织中特定的蛋白酶水解为氨基酸后被人体吸收，D正确。
考点二　蛋白质合成过程的相关计算(国考5年未考)任务驱动·探究突破任务1　参考下列结构图完成相关计算
注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。
总结：(1)蛋白质相对分子质量、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－_________。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。(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或羧基数＝_____数。②游离氨基或羧基数目＝_____数＋R基中含有的氨基或羧基数。
任务2　有关蛋白质中原子数、多肽种类的计算(1)原子数的计算①一个氨基酸中的各原子的数目计算a．C原子数＝R基团中的C原子数＋______。b.H原子数＝R基团中的H原子数＋______。c.O原子数＝R基团中的O原子数＋______。d.N原子数＝R基团中的N原子数＋______。
②蛋白质中各原子数的计算a.C原子数＝(肽链数＋肽键数)×2＋______上的C原子数。b．H原子数＝(氨基酸分子个数＋肽链数)×2＋______上的H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－脱去的水分子数×___。c．O原子数＝肽链数×___＋肽键数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－____________。d．N原子数＝肽链数＋_______＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。
任务3　蛋白质中氨基酸数目与核酸中碱基数的计算(1)DNA基因的碱基数(至少)∶mRNA的碱基数(至少)∶氨基酸的数目＝________。(2)肽键数(失去水分子数)＋肽链数＝_________＝基因(DNA)碱基数/6(至少)＝mRNA碱基数/3(至少)。
易错警示　关于蛋白质相关计算的4个失分点(1)若形成的多肽是环状：氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。(2)在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。(3)计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加H2O中的O、H数值。(4)关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。
考向分类·对点落实考向一 多肽形成过程中的有关数量计算1.[经典模拟]下列有关图中所示多肽的叙述中，正确的是(　　) A．由5个氨基酸缩合而成B．有游离的氨基和羧基各1个C．有4种不同的侧链基团D．该多肽在形成过程中失去了3分子水
解析：图示多肽中共有3个肽键，其形成过程中失去3分子水；由4个氨基酸缩合而成，但R基只有3种，游离的氨基为1个、羧基为2个。
2．[经典高考]一条由39个氨基酸形成的环状多肽，其中有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽(　　)A．有38个肽键 　 B．可能没有游离氨基C．至少有5个游离羧基 　D．至多有36种氨基酸
解析：一条由39个氨基酸形成的环状多肽，应有39个肽键，A错误；因为谷氨酸的R基上没有游离氨基，又不知其他的R基的情况，则可能没有游离氨基，B正确；由于4个谷氨酸的R基上共有4个游离羧基，则至少有4个游离羧基，C错误；组成蛋白质的氨基酸最多约为20种，D错误。
3．[经典高考]某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是(　　)A．n－m B．n－2mC．n＋m D．n＋2m
解析：该蛋白质中含有肽键数为（n－m）个，每个肽键（—CO—NH—）含有一个氧原子；m条肽链至少含有m个游离的羧基（—COOH），因此，该蛋白质中至少含有的氧原子的个数为n－m＋2m＝n＋m。
考向二 利用原子守恒法完成蛋白质的计算4.[2022·南郑中学高三月考]一条多肽链，其化学式为CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸，分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为(　　) A．p－1B．q＋1C．q－1 D.p＋1
解析：据图可知，图示4种氨基酸均只含有1个氨基和1个羧基，氨基酸连接时一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基反应，生成一分子水，多肽中的O原子数目＝氨基酸数目＋1，根据多肽化学式CxHyOpNqS可判断该多肽彻底水解，根据氧原子数可以计算，假设氨基酸个数为m，则p＝m＋1，可得m＝p－1。
[长句应答必备]1．组成蛋白质的氨基酸的共同特点是每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。2．蛋白质多样性的直接原因是组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。3．不同生物所含蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息)的不同。4．真核细胞内核糖体上合成的多肽不能直接行使正常的生理功能，因为核糖体上合成的多肽没有一定的空间结构，因此不具有生理活性。5．研究发现某些蛋白质的氨基酸组成种类相同、数目相同，但功能不同，其原因是组成蛋白质的氨基酸的排列顺序不同，多肽链的空间结构不同。
[翻阅教材品原味]1．[2021·全国甲卷]已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是(　　)A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
解析：酶是由氨基酸或核糖核苷酸连接成的多聚体，抗体是由氨基酸连接成的多聚体，核酸是由核苷酸连接成的多聚体，氨基酸和核苷酸都是含氮的单体，C正确；多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA；激素不都是蛋白质，如部分激素是氨基酸衍生物、脂质；抗体都是蛋白质，故酶和激素不都是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误；糖原是生物大分子，脂肪和有些激素不是生物大分子，B错误；核酸不是人体细胞内的主要能源物质，D错误。
2.[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：抗原能和特异性抗体相结合，病毒、细菌等病原体表面的蛋白质等物质，都可以作为引起免疫反应的抗原，可见，浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原，A正确；肌细胞中的某些蛋白质（如肌动蛋白等）参与肌肉收缩的过程，B正确；蛋白质结合Fe2＋形成的血红蛋白可参与O2的运输，C错误；染色体是细胞核的结构之一，染色体主要由DNA和蛋白质组成，D正确。
[人教必修1]P23(高考VS教材)
[人教必修1]P35(高考VS教材)
3．[全国卷Ⅲ，节选]回答下列与蛋白质相关的问题：(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和______结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是______________________________________________________。
蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解
解析：（2）具有生物活性的蛋白质都有特定的氨基酸序列和空间结构。变性的蛋白质空间结构被破坏，肽键暴露，暴露的肽键容易与蛋白酶接触，使蛋白质更易降解。
[同类选做找共性]4.[2021·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“通货”的ATP能参与细胞信传递D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
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，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。
5．[江苏卷]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：由图解可知，两种激素都是由六肽环和三肽侧链构成的多肽化合物，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自于一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，B错误；肽链中游离的氨基酸数目与参与构成肽链的氨基酸的种类有关，C错误；根据以上分析可知，两种激素在两个氨基酸种类上不同，进而导致两者的功能不同，D正确。