适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第1单元细胞的概述细胞的分子组成第3讲蛋白质的结构与功能课件新人教版

这是一份适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第1单元细胞的概述细胞的分子组成第3讲蛋白质的结构与功能课件新人教版，共39页。PPT课件主要包含了素养目标，内容索引，强基础·增分策略，提能力·精准突破，练高考·衍生训练，考向探究，方法突破等内容，欢迎下载使用。

1 强基础·增分策略
一、蛋白质的功能和基本单位1.蛋白质的功能
2.氨基酸的结构和种类
旁栏边角(必修1 P28“问题探讨”)用胶原蛋白制成的手术缝合线可以不用拆线,其原理是什么?提示:作为手术缝合线的胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸。
易错辨析(1)组成人体蛋白质的21种氨基酸之间的区别在于R基的不同。(　√　)(2)具有氨基和羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸。(　×　)(3)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能。(　×　)(4)氨基酸遇双缩脲试剂呈现紫色反应。(　×　)
二、蛋白质的结构及其多样性1.蛋白质的合成(1)多肽的形成过程
①肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸缩合而成就称为　几肽　。 ②H2O中各元素的来源:H来自　—COOH和—NH2　,O来自 —COOH 。③一条肽链上氨基数目或羧基数目的确定: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　两端　;其余的氨基(或羧基)在　R基　上。 
(2)蛋白质的结构层次
2.蛋白质结构多样性
旁栏边角1.(必修1 P32“与社会的联系”)熟鸡蛋更容易消化的原因是____________。 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.(必修1 P32图2-13)人正常血红蛋白的空间结构呈球状,由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状,如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代,就可能形成异常的血红蛋白。由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状,运输氧的能力会大大削弱。结合镰状细胞贫血的致病原理说明蛋白质结构与功能的关系。提示:每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构,如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变,就可能会影响其功能。
易错辨析(1)一个氨基酸分子的羧基和同一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫作脱水缩合。(必修1 P30正文)(　×　)(2)胰岛素中不同肽链之间通过肽键连接。(必修1 P30正文)(　×　)(3)高温处理过的蛋白质空间结构被破坏,功能丧失,但仍能与双缩脲试剂发生紫色反应。(必修1 P32与社会的联系)(　√　)
2 提能力·精准突破
考向1 围绕氨基酸种类与结构,考查理解能力 1.硒代半胱氨酸是近年来发现的构成人体蛋白质的第21种氨基酸,其结构与半胱氨酸类似,只是其中的硫原子被硒取代。下列相关叙述错误的是(　　)A.硒代半胱氨酸的硒元素位于氨基酸的R基上B.硒代半胱氨酸能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应C.发生脱水缩合时,水中的氢既可来自硒代半胱氨酸的氨基也可来自其羧基D.构成硒代半胱氨酸的基本元素是C、H、O、N
答案:B解析:双缩脲试剂鉴定的是蛋白质(多肽)中的肽键,硒代半胱氨酸没有肽键,不能与双缩脲试剂发生紫色反应,B项错误。
2.如图是5种不同的物质,下列有关叙述正确的是(　　)
A.5种物质都不能与双缩脲试剂发生紫色反应B.5种物质中均含有游离的氨基和羧基,均为构成蛋白质的氨基酸C.图中所有的氨基酸各1分子合成的1条多肽链中含有4个肽键D.图中所有氨基酸各1分子合成的1条多肽链中含有1个游离羧基和1个游离氨基
答案:A解析:蛋白质或者多肽可与双缩脲试剂发生紫色反应,①~⑤均不属于蛋白质或多肽,A项正确;②的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上,不属于构成蛋白质的氨基酸,B项错误;氨基酸的结构特点是至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上,图中只有①③④⑤属于构成蛋白质的氨基酸,合成的1条多肽链中含有3个肽键,C项错误;⑤的R基中含有羧基,图中所有氨基酸各1分子合成的1条多肽链中含有2个游离羧基和1个游离氨基,D项错误。
考向2 结合蛋白质的结构和功能,考查结构与功能观3.(2022十堰期末)蚕和蜘蛛吐出的细而坚韧的丝、雄孔雀求偶季节展示的华丽的羽毛、羚羊浓密的毛和坚硬的角,这些看似完全不同的物质,却是由同一类蛋白质构成的。下列有关蛋白质的叙述,错误的是(　　)A.不同生物体中的蛋白质具有特殊的生物学功能,取决于其特定的结构B.常温下生物体中蛋白质的空间结构稳定,但会随着温度的升高而发生改变C.蛋白质具有催化、充当主要能源物质等功能,是生命活动的主要承担者D.不同种多肽形成的蛋白质空间结构不同答案:C
解析:蛋白质的结构多样性决定蛋白质功能的多样性,A项正确;高温会破坏蛋白质的空间结构,导致蛋白质永久变性失活,B项正确;蛋白质的功能:结构蛋白、催化功能、运输功能、调节功能、免疫功能,没有充当主要能源物质的功能,C项错误;不同种多肽形成的蛋白质空间结构不同,D项正确。
4.(2022秦皇岛三模改编)研究人员在实验室中研究蛋白质的折叠时发现,尿素可以使蛋白质去折叠(或变性),成为失去自然构象的松散肽链,当去掉尿素时,蛋白质又可以自发地重新折叠(或复性)成原来的构象,如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.蛋白质结构与组成该蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序有关B.去除尿素后,变性的蛋白质恢复它们原来的构象,功能也可能随之恢复C.暴露在高浓度尿素溶液中的变性的蛋白质能与双缩脲试剂发生颜色反应D.当蛋白质和细胞内的其他分子发生相互作用时,其构象不会发生变化
答案:D解析:蛋白质结构多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲、折叠方式及形成的空间结构相关,A项正确;分析题图可知,高浓度尿素可以使蛋白质变性,去除尿素后,蛋白质结构恢复,结构决定功能,所以蛋白质功能也可能随之恢复,B项正确;暴露在高浓度尿素溶液中的变性的蛋白质只是空间结构发生变化,肽键并未断裂,所以能与双缩脲试剂发生紫色反应,C项正确;当蛋白质和细胞内的其他分子发生相互作用时,其构象可能会发生变化,D项错误。
拓展提升蛋白质的变性和水解辨析
1.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=肽链数。(2)游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
2.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-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)。
注:假设氨基酸平均相对分子质量为a。
提醒:①环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同,即肽键的数目=脱去的水分子的数目=氨基酸的数目。②如果形成二硫键,需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。
3.利用原子守恒计算肽链中原子数氨基酸的结构通式是解答相关题目的突破口。在一个氨基酸中,若不考虑R基,至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时,要失去部分氢原子和氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽中的相关数量关系如下:①碳原子数=氨基酸的个数×2+R基上的碳原子数。②氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数×2。③氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。④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。提醒:由于R基上的碳原子数不容易确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
考向1 考查氨基酸脱水缩合基本规律相关计算1.“—S—S—”是由两个氨基酸上的“—SH”脱去两个H形成的,它是蛋白质中连接两条肽链的化学键。由198个氨基酸组成的某蛋白质的结构如图所示,下列有关叙述正确的是(　　)
A.形成该蛋白质的过程中分子量减少了3 532B.该蛋白质至少含有3个游离的氨基C.在核糖体上即可合成该蛋白质D.该蛋白质的功能由氨基酸数量、排列顺序决定
答案:A解析:该蛋白质合成时脱去水分子数目=氨基酸数-(链状)肽链数=198-2 =196(个),因形成一个二硫键脱去2个氢原子,所以生成一个该蛋白质分子时减少的相对分子质量=196×18+2×2=3 532,A项正确;该蛋白质由3条肽链组成,其中有2条链状肽链和1条环状肽链,而每条链状肽链至少含有1个游离的氨基,因此该蛋白质分子至少含有2个游离的氨基,B项错误;核糖体合成后必须进行加工才能得到该蛋白质,C项错误;该蛋白质的功能由蛋白质的结构决定,蛋白质的结构与氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链盘曲折叠的方式有关,D项错误。
2.(2022湖北模拟)短杆菌肽S是从短杆芽孢杆菌中提取的环状十肽类抗生素。短杆菌肽S主要破坏细胞膜,也破坏真核细胞的线粒体膜,因而它可以抑制其他微生物的生长繁殖。下列关于短杆菌肽S的叙述,正确的是(　　)A.短杆菌肽S的合成需要细胞质基质或者线粒体提供ATPB.合成1分子短杆菌肽S的过程需要消耗10分子水C.短杆菌肽S至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基D.短杆菌肽S可能改变膜的通透性,使胞内物质外溢而导致细胞死亡答案:D
解析:短杆芽孢杆菌属于原核生物,其细胞内没有线粒体,A项错误;短杆菌肽S是环状十肽类抗生素,合成1分子短杆菌肽S的脱水缩合过程中会产生10分子水,B项错误;短杆菌肽S是环状十肽类抗生素,所以其主链上没有游离的氨基和游离的羧基,C项错误;短杆菌肽S主要破坏细胞膜,也破坏真核细胞的线粒体膜,可能是其能改变膜的通透性,使胞内物质外溢而导致细胞死亡,D项正确。
考向2 利用“原子守恒”计算蛋白质(多肽)中的原子数3.(2022广州月考)如图所示,一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)后,可转变成由A、B两条肽链构成的有活性的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列说法正确的是(　　)
A.胰岛素分子具有50个肽键,合成它的过程中共脱去50分子水B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C.胰岛素与血红蛋白的结构区别仅仅在于氨基酸的种类、数量以及肽链的空间结构不同D.切去C肽不需要破坏二硫键
答案:D解析:每个胰岛素分子由51个氨基酸组成,其具有的肽键数=氨基酸数-肽链数=51-2=49(个),合成它的过程中共脱去水分子数=氨基酸数-肽链数=51-2=49(个),A项错误;胰岛素分子含有两条肽链,所以胰岛素分子至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基,B项错误;胰岛素与血红蛋白的结构区别在于氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的空间结构不同,C项错误;由题图可知,C肽及C肽与A、B两条肽链间均没有二硫键,所以切去C肽不需要破坏二硫键,D项正确。
3 练高考·衍生训练
角度1 蛋白质的结构与功能1.(2022湖南高考)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染
答案:B解析:碱性蛋白酶的化学本质是蛋白质,根据题干可知,当碱性蛋白酶受到其他成分的影响或在加热等条件下部分解折叠后,可被正常碱性蛋白酶特异性识别并自溶失活,A项正确;根据题图可知,加热引起蛋白质部分解折叠后,可以通过降温恢复天然状态,说明碱性蛋白酶构象的改变在一定情况下是可逆的,B项错误;添加酶稳定剂可以减少碱性蛋白酶失活,可以提高洗涤剂的去污效果,C项正确;添加碱性蛋白酶能提高洗涤剂的去污能力,可以减少洗涤剂的用量,从而减少环境污染,D项正确。
角度衍生(1)[2021辽宁高考]叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质。(　√　)(2)[2021辽宁高考]线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质。(　×　)(3)[2020全国高考Ⅰ卷]高温可破坏病原体蛋白质的空间结构,煮沸处理餐具可杀死病原体。(　√　)(4)[2018全国高考Ⅱ卷]蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输。(　×　)
角度2 考查与蛋白质有关的计算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