新教材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新人教版

这是一份新教材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新人教版，共50页。PPT课件主要包含了课标要求，备考指导，内容索引，ACD，ABD等内容，欢迎下载使用。
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。
运用结构和功能相统一的观点,复习蛋白质结构与功能的多样性。
第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
第三环节　核心素养提升
知识筛查1.蛋白质是生命活动的主要承担者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。2.蛋白质的功能举例
知识落实1.下列有关蛋白质的叙述,错误的是(　　)A.蛋白质是生物体的主要能源物质B.有些蛋白质具有免疫功能C.蛋白质属于高分子化合物D.蛋白质的功能与其特定结构有关
糖类是生物体的主要能源物质,蛋白质是生命活动的主要承担者。
2.(不定项选择题)下列关于蛋白质及其功能的叙述,错误的是(　　)A.抗体与机体的免疫密切相关,长期营养不良会导致免疫力下降B.大部分蛋白质具有催化功能C.蛋白质可以在细胞之间传递信息D.血红蛋白能够运输氧,说明蛋白质具有调节功能
蛋白质种类很多,其中有少数蛋白质能够起到催化作用,B项错误。血红蛋白能运输氧,说明某些蛋白质具有运输功能,D项错误。
知识筛查1.氨基酸的结构(1)写出图中结构的名称。a.氨基,b.羧基。(2)通过比较图中三种氨基酸,写出氨基酸的结构通式: 。(3)氨基酸的不同取决于R基的不同,图中三种氨基酸的R基依次为—CH(CH3)2、—CH3和—H。
(4)结构特点巧学助记氨基酸的结构通式氨基酸中有个碳,伸出四手向外连,下面连着氢原子,上面顶着R基,左手拽的是氨基,右手还把羧基牵。
2.种类(1)组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其区别为R基的不同。(2)根据人体细胞能否合成分类①人体细胞不能合成的是必需氨基酸(共8种)。②人体细胞能合成的是非必需氨基酸(共13种)。
知识落实1.下图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是(　　)A.结构④在所有生物体内均有21种B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自②和③C.结构④中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合D.生物体内n个氨基酸形成1条多肽链脱去n个水分子
氨基酸的种类由R基决定,R基最多有21种,所以氨基酸的种类最多有21种,A项错误。氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自①和③,B项错误。n个氨基酸形成1条多肽链脱去(n-1)个水分子,D项错误。
2.(2021广东江门一模)下面依次为丙氨酸、丝氨酸和天冬氨酸的结构简式,由这3个氨基酸脱水缩合成的化合物中,含有的氨基、羧基和肽键的数目是(　　)A.1,1,3　　B.3,3,2C.1,1,2 D.1,2,2
1条多肽链上至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基,分别在肽链的两端;题图中天冬氨酸的R基上有1个羧基,故由这3种氨基酸脱水缩合形成的化合物中有氨基1个、羧基2个。而肽键数=氨基酸数-肽链数=3-1=2(个)。
知识筛查1.氨基酸的脱水缩合(1)过程a的名称是脱水缩合,发生场所是核糖体。(2)物质b是二肽。(3)箭头c是肽键,是连接两个氨基酸分子的化学键。(4)H2O中H的来源是羧基和氨基。(5)多个氨基酸发生该反应,产物名称为多肽。
2.蛋白质的形成过程元素:C、H、O、N等　↓氨基酸:蛋白质的基本组成单位　↓脱水缩合二肽:由两个氨基酸缩合而成的化合物　↓多肽(链):由多个氨基酸缩合而成的,含有多个肽键的化合物,通常呈链状结构↓蛋白质:具有一定的空间结构
3.蛋白质的结构多样性(1)表现:氨基酸形成肽链时,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别,这就决定了蛋白质分子的结构多样性。(2)模型
易错易混关注蛋白质结构和性质的7个易错点(1)氨基、羧基书写误区:不要将氨基错写为NH2或—NH3;不要将羧基误写为COOH。正确的书写应为—NH2、—COOH。(2)蛋白质变性的误区:高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键,而是破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构。(3)由于基因的选择性表达,同一生物的不同细胞中蛋白质的种类和数量会出现差异。
(4)蛋白质的盐析和变性的区别①盐析:鸡蛋清中加入食盐溶液看到白色絮状物,加水后白色絮状物消失。盐析属于物理变化。②变性:蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。变性属于化学变化。(5)氨基酸数目≠氨基酸种类:蛋白质分子含有多个氨基酸,构成生物体蛋白质的氨基酸最多有21种。(6)R基中不一定有碳原子,如甘氨酸上的R基是一个氢原子。(7)多肽≠蛋白质:在核糖体上合成的是多肽,不是蛋白质,多肽必须经过加工后,才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。
知识落实1.(不定项选择题)下图表示1条肽链的分子结构简式,下列叙述正确的是(　 　)A.这条肽链中的肽键数目是2个B.构成肽链的氨基酸数目是2个C.合成多肽的生理过程称为脱水缩合D.在合成该肽链时形成2个水分子
根据题图可知,该条肽链是由3个氨基酸脱水缩合形成的。
2.蛋白质的结构和功能是多种多样的。下列叙述错误的是(　　)A.蛋白质功能的多样性是由蛋白质结构的多样性决定的B.蛋白质的结构多样性与组成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同有关C.低温和高温都可能使蛋白质的功能发生不可逆转的改变D.蛋白质是生命活动的主要承担者
高温可使蛋白质变性,发生不可逆转的变化,低温条件不会使蛋白质变性。
3.(2021北京丰台模拟)朊病毒蛋白(PrP)有两种:一种是PrPc,一种是PrPsc,它们的比较如下表所示。由此可以推测这两种蛋白质表现出不同性质的原因是(　　)A.溶解度不同B.氨基酸的种类不同C.空间结构不同D.氨基酸的数量不同
由题表信息可知,两种蛋白质的肽链中氨基酸排列顺序相同,但空间结构不同,由此可知,两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。
典型例题下图为6种有机物的结构式,若由其中能构成生物体蛋白质的氨基酸经脱水缩合形成1条链状多肽(每种氨基酸只有1个),则该多肽的氨基酸个数、氨基个数和相对分子质量减少值依次是(　　)A.6、4、90　　　B.5、2、72C.4、3、54D.5、4、72
根据氨基酸的结构特点可知,①②③④⑥是构成蛋白质的氨基酸,即该多肽的氨基酸个数为5个;由于⑥的R基上有1个氨基,所以该多肽含有2个游离的氨基;5个氨基酸脱去了4分子水,所以相对分子质量减少了18×4=72。
整合构建1.熟记氨基酸的结构通式找出氨基酸的共同体,即图中“不变部分”(连接在同一碳原子上的—NH2、—COOH和—H),剩下的部分即为R基。倘若找不到上述“不变部分”,则不属于构成蛋白质的氨基酸。
2.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
训练突破1.下面是3种化合物的结构简式,下列有关这3种化合物的叙述,错误的是(　　)A.3种化合物可以用一个结构通式表示B.3种化合物的共同点之一是都含有1个氨基、1个羧基C.3种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.3种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
3种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示,A项正确。题图中3种氨基酸的共同点应为“至少都含有1个氨基、1个羧基”,B项错误。双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中有肽键,氨基酸中无肽键,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C项正确。3种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1,D项正确。
2.(不定项选择题)请仔细观察下图所示图解,下列叙述错误的是(　　 )A.上述结构全部属于氨基酸B.若上述氨基酸形成链状四肽,则应该具有3个肽键,2个游离的氨基,2个游离的羧基C.若上述氨基酸形成环状四肽,则应该有4个肽键,2个游离的氨基,1个游离的羧基D.若上述①②③ 3种物质,每种仅有1个,则形成的三肽种类最多有27种
题图中④的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上,所以不是组成蛋白质的氨基酸,A项错误。①②③⑤形成链状四肽,则应该具有3个肽键,3个游离的氨基,2个游离的羧基,B项错误。①②③⑤形成环状四肽,则应该有4个肽键,2个游离的氨基,1个游离的羧基,C项正确。若①②③ 3种物质,每种仅有1个,则形成的三肽种类有6种,D项错误。
典型例题现有1种“十二肽”,分子式为CxHyNzOwS(z>12,w>13)。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸,如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)A.合成该多肽时,至少需要36个密码子B.控制合成该多肽相应的基因至少有36个碱基C.将1个该“十二肽”分子彻底水解后有(z-12)个赖氨酸D.该分子是在核糖体上合成的,并且需要61种tRNA参与
在翻译时,1个密码子编码1个氨基酸,因此,合成该多肽时,至少需要12个密码子;在基因的转录、翻译过程中,若只考虑编码氨基酸的序列,则DNA中的碱基数与蛋白质中氨基酸的个数之比是6∶1,因此,控制合成该多肽相应的基因至少有72个碱基;组成该十二肽的氨基酸中只有赖氨酸的R基中含有1个氨基,所以该十二肽中多出来的氮原子数即赖氨酸的数目,因此赖氨酸的数目=z-12(个);该十二肽在核糖体上合成,最多需12种tRNA参与。
整合构建1.蛋白质的相对分子质量、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)蛋白质的相对分子质量=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)。注氨基酸平均分子质量为a。
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=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。3.蛋白质形成过程中相关原子数的变化氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在1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、氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下。
(1)碳原子数=氨基酸的分子数×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。(5)由于R基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口,计算特定氨基酸的个数最为简便。若已知某肽链的分子式,则在该肽链中:①含2个氨基的氨基酸数=氮原子数-肽键数-1;②含2个羧基的氨基酸数=(氧原子数-肽键数-2)/2。
4.氨基酸数目与相应DNA、RNA片段中碱基数目的计算基因表达中氨基酸与相应DNA、mRNA中碱基之间的数量关系如图所示。由于mRNA中有终止密码子,上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。
知识延伸有关多肽计算的注意事项(1)环状肽如下图所示。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1个环状肽比形成1条直链肽要多生成1个水分子)。(2)在计算多肽的相对分子质量时,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1个二硫键,脱去2个—H,故相对分子质量减少2。
训练突破1.右图所示是由n个氨基酸缩合而成的某蛋白质的结构图,其中二硫键“—S—S—”是一种连接蛋白质中两条肽链的化学键(—SH+—SH→—S—S—+2H)。下列说法正确的是(　　)A.该蛋白质至少含有(n-2)个氧原子B.合成该蛋白质时生成(n-2)个水分子C.该蛋白质至少含有(n+2)个羧基D.该蛋白质的水解产物增加(2n-4)个氢原子
n个氨基酸至少含有的氧原子数为2n,n个氨基酸形成题图所示的蛋白质过程中脱掉的水分子数为(n-2)个,对应脱掉的氧原子数为(n-2)个,则该蛋白质至少含有的氧原子数为2n-(n-2)=(n+2)个,A项错误,B项正确。1条肽链中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基,所以该蛋白质至少含有2个羧基,C项错误。该蛋白质水解时需消耗(n-2)个水分子,破坏2个二硫键需要4个氢,所以该蛋白质的水解产物增加了2×(n-2)+4=2n个氢原子,D项错误。
2.1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)。下列关于该多肽的叙述,正确的是(　　)A.有38个肽键B.可能没有游离的氨基C.至少有5个游离的羧基D.至多有36种氨基酸
一条由39个氨基酸形成的环状多肽,应有39个肽键,A项错误。因为谷氨酸的R基上没有游离的氨基,也不知道其他氨基酸R基的类型,因此可能没有游离的氨基,B项正确。由于谷氨酸的R基上有1个游离的羧基,则该多肽至少有4个游离的羧基,C项错误。组成蛋白质的氨基酸最多为21种,D项错误。
3.经测定,某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种为原料合成的:苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽的叙述,错误的是(　　)A.该多肽是三肽化合物B.水解后能产生3种氨基酸C.氢原子数和氧原子数分别是32和5D.在核糖体上形成时相对分子质量减少了54
分析题干信息可知 ,题干中给出的几种氨基酸都只含有1个氮原子,因此分子式为C21HxOyN4S2的多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽,A项错误。该化合物中含有2个硫原子,因此分子式为C21HxOyN4S2的多肽中含有2个半胱氨酸(C3H7O2NS),由碳原子数可推知除了有2个半胱氨酸,还有2个氨基酸参与该多肽的形成,分别是苯丙氨酸和亮氨酸。所以该四肽化合物水解产生的氨基酸是3种,多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5,B、C两项正确。4个氨基酸脱水缩合形成了3分子水,相对分子质量减少了54,D项正确。
4.(不定项选择题)下图表示1个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)A.该分子中含有198个肽键B.这200个氨基酸中至少有200个氨基C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 600D.该蛋白质中至少含有2个游离的羧基
题图所示蛋白质分子含有2条肽链,且2条肽链之间由2个肽键连接,故该分子一共含有200个肽键,A项错误。由题图可知,第70位、120位的氨基酸R基上有氨基,故组成该蛋白质分子的200个氨基酸中至少含有202个氨基,B项错误。合成该蛋白质时脱去的水分子数与形成的肽键数相等,故合成该蛋白质时相对分子质量减少了18×200=3 600,C项正确。该蛋白质分子含有2条肽链,至少含有2个游离的羧基,D项正确。
实验设计遵循的四大基本原则1.单一变量原则:即除自变量(实验变量)以外,应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。2.对照原则:应设置对照实验,使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同),以便消除无关变量对实验结果的影响,增强实验结果的可信度。
3.平行重复原则:在实验设计中为了避免实验结果的偶然性,必须对所做实验进行足够次数的重复,以获得多次实验结果的平均值,保证实验结果的准确性。4.科学性原则:在设计实验时必须有充分的科学依据,即实验目的要明确,实验原理要正确,实验研究的材料和实验方法的选择要恰当,整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。
典例剖析已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色,请你根据给出的实验材料设计1个验证唾液中含有蛋白质的实验,要求写出:(1)基本的实验步骤;(2)预期的结果和结论。材料用具:双缩脲试剂A液,双缩脲试剂B液,蛋清稀释液(含有丰富蛋白质),水,小烧杯,玻璃棒,试管,滴管和滴瓶,镊子,脱脂棉。核心素养考查点剖析:本题以蛋白质的鉴定为载体,重点考查了实验设计遵循的基本原则,较好地考查了“科学探究”这一学科素养。
答案:(1)步骤:①用清水漱口后取适量唾液到小烧杯中,备用;②取2 mL蛋清稀释液和2 mL唾液分别加入甲、乙2支试管中;③分别向2支试管中加入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀,加入双缩脲试剂B液4滴,摇匀;④观察并对照2支试管的颜色。(2)预期结果和结论:甲、乙2支试管都呈现紫色,说明唾液中含有蛋白质。解析:要验证唾液中含有蛋白质,可采取设置对照实验的方法。取2支相同的试管,在其中一支试管中加入唾液,在另一支试管中加入蛋清稀释液作为对照,经过相同的处理后,根据2支试管中溶液的颜色变化来判断唾液中是否含有蛋白质。要注意材料中没有提供唾液,需要从实验者自身获取。
典题训练芝麻种子中含有丰富的脂肪,脂肪与苏丹Ⅲ染液反应会呈现橘黄色,请设计1个验证芝麻种子中含有脂肪的实验,写出基本的实验思路和预期结果、结论即可。
答案:(1)实验思路:将适量芝麻种子研磨后制成组织样液,取部分组织样液加到试管中,加入适量的苏丹Ⅲ染液,摇匀后和原组织样液对比,观察颜色变化。(2)预期结果和结论:芝麻种子组织样液出现明显的橘黄色,说明芝麻种子中含有脂肪。