备战2025届新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

这是一份备战2025届新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，共37页。PPT课件主要包含了素养目标，蛋白质的功能，催化功能，运输功能，胰岛素，COOH和NH2，COOH，脱水缩，复杂的空间结构，空间结构等内容，欢迎下载使用。

2.氨基酸的结构和种类
教材深挖[必修1第28页“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能被分解为人体可以吸收的氨基酸。
3.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　　　　。 ②H2O中各元素的来源:H来自　　　　　　　 　,O来自　 　　　。 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　　　　;其余的氨基(或羧基)在　　　　上。 
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)
4.蛋白质结构多样性
教材深挖1.[必修1第32页“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第32页图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。
链高考·前挂后连(1)蛋白质是生物体内重要的贮能物质。[2020·浙江卷](　　)(2)氨基酸序列相同的多肽链可能折叠成不同的空间结构。[2017·海南卷](　　)(3)α-鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8个肽键。[2017·江苏卷](　　)(4)蛋白质变性是由肽键的断裂造成的。[2017·江苏卷](　　)(5)变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应。[2017·江苏卷](　　)(6)蛋白质和DNA的组成元素都含有C、H、O、N,具有相同的空间结构。[2020·北京卷](　　)
1.明辨蛋白质的盐析、变性和水解(1)盐析:是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:是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化,肽链变得松散,丧失了生物活性,但是肽键一般不断裂。(3)水解:在蛋白酶等作用下,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。
2.常考蛋白质的分布和功能
练思维·考教衔接1.组成蛋白质的元素一定存在于氨基酸中吗?为什么?
提示 不一定。有些氨基酸形成的肽链在构成蛋白质的空间结构时需要结合其他的元素,比如人体没有含铁的氨基酸,但是有含铁的血红蛋白。
2.下图表示,一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号,—S—S—是由2个—SH脱去2个H形成的。据图回答下列问题。(1)图中胰岛素的肽链是在核糖体上通过　　　　　作用形成的。胰岛素原进入高尔基体后,需经　　　　　　酶的作用切去C肽。 (2)胰岛素原断链生成了没有活性的C肽和有活性的胰岛素。二者结构不同的直接原因是　　　　　　　　　　。此过程说明　  　。 提示 构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、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　具有复杂空间结构的蛋白质才能行使特定功能
考向一 借助氨基酸种类与结构,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(Se)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元素有C、H、O、N、Se
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。
考向二 围绕蛋白质的结构与功能,考查结构与功能观2.(2024·广东惠州统考)氨基酸是构成蛋白质的基本单位,而蛋白质是生命活动的主要承担者。下列正确的是(　　)A.沸水浴加热之后,构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂B.氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构决定了蛋白质的功能C.不同氨基酸的R基一定不同,人体细胞可合成非必需氨基酸D.性激素作为信号分子调节生命活动,这体现了蛋白质的信息传递功能
解析 沸水浴加热之后,蛋白质变性,构成蛋白质的肽链充分伸展,蛋白质空间结构改变,肽键不被破坏,因而肽链没有断裂,A项错误;氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构决定了蛋白质的功能,B项错误;不同氨基酸的R基一定不同,人体细胞可合成非必需氨基酸,人体不能合成的必须从食物中获取的氨基酸为必需氨基酸,C项正确;性激素不是蛋白质,D项错误。
3.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.蛋白质的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
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、折叠方式及其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,除去尿素后,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。
4.(2023·江苏南京模拟)于无声处听惊雷,2021年诺贝尔生理学或医学奖获得者正是从人类最习以为常的感觉入手研究,发现了触觉受体Piez。它由三个相同的Piez蛋白组成“螺旋桨状”三聚体,能直接响应细胞膜上的机械力刺激并介导阳离子进入细胞。如图为Piez的结构模式图及可能的作用机理基本示意图,下列相关叙述不正确的是(　　)A.Piez蛋白是一种跨膜蛋白,一定含有元素C、H、O、N、PB.Piez蛋白在核糖体上合成,需要经过内质网和高尔基体的加工C.机械力刺激导致Piez蛋白构象改变、中央孔打开,离子内流D.开发能抑制Piez功能的药物有望用来治疗机械超敏痛(触摸痛)
解析 Piez蛋白是一种跨膜蛋白,蛋白质的基本单位是氨基酸,一定含有元素C、H、O、N,但不一定含P,A项错误;由题意可知,Piez蛋白是细胞膜上的触觉受体,需要在核糖体上合成,并通过内质网和高尔基体的加工并运输到细胞膜,B项正确;由图可知,机械力刺激导致Piez蛋白“帽”区域构象改变、中央孔打开,离子内流,C项正确;结合题意和图示可知,抑制Piez功能,机体不能感受到机械力刺激,因此开发能抑制Piez功能的药物有望用来治疗机械超敏痛(触摸痛),D项正确。
考向三 蛋白质合成过程相关计算5.(2023·湖北模拟)某种脑啡肽是人工合成的具有镇痛功能的药物,下图为该化合物的结构式,下列各项分析合理的是(　　)A.该脑啡肽是人体细胞都能合成的蛋白质B.该脑啡肽含有5个氨基和1个羧基C.参与该脑啡肽组成的基本单位有4种D.该脑啡肽含有4个肽键,是四肽化合物
解析 由题意可知,该脑啡肽是人工合成的蛋白质,A项不合理;分析题图可知,该化合物首端有一个氨基,尾端有一个羧基,B项不合理;组成蛋白质的氨基酸中,R基不同,氨基酸不同,分析题图可知,该化合物中共有4种R基,即参与该脑啡肽组成的基本单位有4种,C项合理;分析图可知,该化合物由5个氨基酸脱水缩合而成,所以是五肽化合物,有4个肽键,D项不合理。
6.(2023·山东德州期末)龙虾的血蓝蛋白由6条肽链组成,每条肽链都含有3个结构区域。区域Ⅰ为前175个氨基酸,有大量的螺旋结构。区域Ⅱ是由第176~400位氨基酸组成的活性中心,两个铜离子分别与活性部位的三个组氨酸侧链结合,是结合O2分子所必需的。第401~658位氨基酸以折叠的形式构成区域Ⅲ。下列关于龙虾血蓝蛋白的说法,正确的是(　　)A.一分子血蓝蛋白含655个肽键B.血蓝蛋白由多种氨基酸及不同结构区域组成,具有多样性C.铜参与维持血蓝蛋白的空间结构,是组成龙虾细胞的大量元素D.区域Ⅰ与区域Ⅱ的结构改变可能会影响区域Ⅱ活性中心的功能
解析 一分子血蓝蛋白含有6条肽链,题中显示其中的1条肽链含有的氨基酸数目为658个,则其中的肽键数目为658-1=657(个),6条肽链相同,则一分子血蓝蛋白中含有657×6=3 942(个)肽键,A项错误;血蓝蛋白由多种氨基酸及不同结构区域组成,具有特异性,B项错误;铜参与维持血蓝蛋白的空间结构,是组成龙虾细胞的微量元素,C项错误;结构与功能相适应,区域Ⅰ与区域Ⅱ的结构改变可能会影响区域Ⅱ活性中心的功能,D项正确。
1.(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
2.(2023·湖北卷)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 蛋白质变性过程中,空间结构改变,但是肽键不会断裂,A项错误;大多数球状蛋白具有较强的水溶性,但是很难在乙醇中溶解,B项正确;高温会破坏蛋白质的结构,使其失去原有的结构和生物活性,一旦蛋白质发生加热变性,通常很难恢复其原有的结构和性质,C项正确;蛋白质的生物活性往往依赖于其特定的空间结构,当蛋白质发生变性时,其原有的空间结构被破坏,从而丧失生物活性,D项正确。
3.(2023·湖南卷)南极雌帝企鹅产蛋后,由雄帝企鹅负责孵蛋,孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是(　　)A.帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素B.帝企鹅的多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生C.帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化D.雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗体内脂肪以供能
解析 蛋白质中N元素的质量分数低于C元素,A项错误;多糖和蛋白质都是大分子物质,都是由单体经过脱水缩合形成的,脱水缩合过程中都有水的产生,B项正确;帝企鹅蛋孵化过程中一些基因要进行选择性表达,所以细胞中会有mRNA和蛋白质种类的变化,C项正确;由于雄帝企鹅在孵蛋过程中不进食,所以孵蛋期间主要靠消耗体内的脂肪供能,D项正确。
4.(2022·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
解析 蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成多肽后再盘曲折叠形成一定的空间结构,其氮元素主要存在于氨基残基中,A项错误;胶原蛋白是大分子物质,不能被皮肤的表皮细胞直接吸收,B项错误;胶原蛋白位于细胞外基质中,属于分泌蛋白,参与其形成与分泌的细胞器主要有核糖体、内质网和高尔基体等,C项正确;必需氨基酸只能从外界环境中获取,自身不能合成,而胶原蛋白的非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高,则其必需氨基酸含量低,因此胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值低,D项错误。
5.(2021·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
解析 叶绿体类囊体薄膜是光反应的场所,能合成ATP,存在催化ATP合成的酶,ATP合成酶的本质是蛋白质,A项正确;胰岛B细胞能分泌胰岛素,胰岛素能降低血糖,且其化学本质是蛋白质,B项正确;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项正确;细胞呼吸中葡萄糖分解的场所在细胞质基质,线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质,D项错误。
1.(必修1第28页图2-8)抗体和头发的主要成分均为蛋白质,但功能却相差极大,请从氨基酸及蛋白质空间结构角度分析,原因是   　。 提示 组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式、形成的空间结构不同2.(必修1第30页“与社会的联系”、第32页“拓展应用3”)玉米中含有的赖氨酸较少,长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病,所以玉米不是良好的蛋白质来源,其原因是　　　　 　　　。提示 赖氨酸是人体的必需氨基酸,必须从食物中获得,而玉米等谷类食物中缺少赖氨酸评价食物中蛋白质成分的营养价值主要依据食物中　 　　　　　　 。
必需氨基酸的种类和含量