2025届高考 一轮复习 苏教版 蛋白质是生命活动的主要承担者 课件(江苏版)
展开阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其空间结构等,细胞的功能主要由蛋白质完成。
考点一 蛋白质的结构和功能
1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸
(1)写出图中序号代表的结构名称①为______;②和④为______;③为______。(2)据上图可知氨基酸共有的元素是________________,有的还含有__________等元素。
(3)比较图中几种氨基酸,写出氨基酸分子的结构通式______________________。其特点是:从数量上看,至少有一个______和一个______;从位置上看,都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
(4)组成蛋白质的氨基酸的种类:①组成人体蛋白质的氨基酸有______种,其区别为____基的不同。②根据人体细胞能否合成分类:人体细胞______合成的是必需氨基酸(共8种);人体细胞____合成的是非必需氨基酸(共13种)。
2.蛋白质的结构 (1)氨基酸的脱水缩合
(1)氨基酸的脱水缩合
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)
(3)蛋白质结构多样性的原因
不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因①同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同,根本原因是基因的选择性表达。②不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息)的特异性。
3.蛋白质的功能(连线)
(1)核酸和蛋白质高温变性后降温都能缓慢复性。(2021·江苏卷,1D)( )提示 蛋白质不能。(2)高温会破坏蛋白质和核酸分子中的肽键。(2019·江苏卷,1C)( )提示 高温会破坏蛋白质和核酸的空间结构,但不会破坏蛋白质中的肽键,核酸中无肽键。(3)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。(2020·全国卷Ⅰ)( )(4)脱水缩合是一个氨基酸的氨基和羧基形成肽键的过程。( )提示 脱水缩合是一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基形成肽键的过程。
(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。( )提示 其特定功能会发生改变。(6)蛋白质的空间结构与其功能密切相关。( )(7)变性的蛋白质也能与双缩脲试剂发生紫色反应。( )(8)蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的。( )提示 蛋白质变性是由于其空间结构被破坏造成的。
1.2021年3月,一篇熟鸡蛋返生孵小鸡的论文引发网络关注。央视评论:“侮辱性很强,伤害性极大”。(1)熟鸡蛋无法返生的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。
高温破坏蛋白质的空间结构,使蛋白质变性,
(2)相对于生鸡蛋,煮熟的鸡蛋更容易消化,这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________。
煮熟鸡蛋过程中,高温使蛋白质变性,蛋白质空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解
(3)经常食用鸡蛋、牛奶、大豆制品,人体一般就不会缺乏必需氨基酸,必需氨基酸是指___________________________________________________________。高温加热后,蛋白质用双缩脲试剂检验________(填“能”或“不能”)发生紫色反应。双缩脲试剂的使用方法是_________________________________________________________。评价食物中蛋白质成分的营养价值时,应特别关注的问题是_____________________________________________________________________。
人体细胞自身不能合成,必须从外界环境中获取的氨基酸
必需氨基酸的种类和含量
2.若蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗?举例说明。提示 不一定;例如,细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中空间构象发生改变。3.人畜误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒,你认为应采用怎样的措施解毒,为什么?提示 服用蛋清、牛奶或豆浆。因为蛋清、牛奶或豆浆中主要含有蛋白质,它们能与重金属盐迅速发生反应,从而保护人畜。
考向1 围绕氨基酸的结构及种类,考查结构与功能观
1.(2024·广东深圳调研)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述,正确的是( )A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、SB.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉
解析 组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N,有的含有S,A错误;双缩脲试剂与蛋白质中的肽键发生紫色反应,从而鉴定蛋白质,而氨基酸中不含此结构,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测,B错误;必需氨基酸是人体不能合成而且是人体需要的氨基酸,因此必需氨基酸只能从食物中获得,故必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标,C正确;通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有种类的特异性,D错误。
2.(2023·江苏模拟预测)色氨酸可作为评定肉品质量的重要指标,其在驴肉中的含量高于猪肉和牛肉中的,驴肉中鲜味氨基酸谷氨酸和天冬氨酸的含量也高于牛肉中的,故驴肉不仅营养价值高,味道也更鲜美。选购驴肉时,以“有筋(韧带)有肉,有肥有瘦”为佳品。下列有关叙述正确的是( )A.色氨酸、谷氨酸和天冬氨酸都是人体的必需氨基酸B.谷氨酸和天冬氨酸可使驴肉味更鲜,主要与它们的R基有关C.若筋和肉中的蛋白质的氨基酸的种类和数量相同,则它们一定是同种蛋白质D.肥肉中的N含量比瘦肉中的高,碳链中C原子数也更多
解析 谷氨酸和天冬氨酸是人体的非必需氨基酸,A错误;氨基酸理化性质的不同在于R基结构的差异,B正确;组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠形成的空间结构的不同均会导致蛋白质结构的多样性,据此可推测,即使组成蛋白质的氨基酸的种类和数量相同,它们也不一定是同一种蛋白质,C错误;肥肉富含脂肪,瘦肉富含蛋白质,瘦肉中的N含量较肥肉的更高,蛋白质是生物大分子,碳链中碳原子数比脂肪的更多,D错误。
考向2 围绕蛋白质的结构和功能,考查生命观念3.(2023·湖北卷,2)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被破坏
解析 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改变和生物活性丧失的现象,蛋白质变性一般不会导致肽键断裂,A错误;球状蛋白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,根据相似相溶可知,球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇,B正确;加热变性的蛋白质空间结构发生改变,该空间结构改变不可逆,不能恢复原有的结构和性质,C正确;变性后原有空间结构改变,导致一系列理化性质变化,生物活性丧失,D正确。
4.(2024·江苏苏州调研)对蛋清溶液做如下两种方式的处理。下列有关分析错误的是( )
A.经①②过程处理,蛋白质的空间结构及肽键没有遭到破坏B.经③④过程处理,分别破坏了蛋白质的空间结构及肽键C.经处理后乙溶液中的肽链数目增多,甲溶液中不变D.向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂,甲变紫、乙不变紫
解析 ①②过程分别属于蛋白质的盐析和溶解,是物理变化,不会破坏蛋白质的空间结构及肽键,A正确;③过程中经高温处理使蛋白质的空间结构被破坏而变性,但不破坏肽键,④过程蛋白质经蛋白酶水解为多肽和某些氨基酸,破坏了肽键,B正确;①②过程都是物理变化,对肽链数目不会有影响,因此经处理后甲溶液中的肽链数目不变,④过程加入了蛋白酶,蛋白酶是蛋白质,里面含有肽链,因此经处理后乙溶液中的肽链数目增多,C正确;甲、乙两种溶液中均有肽键存在(乙中含蛋白酶,蛋白酶是蛋白质,含有肽键),向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂,甲、乙溶液均变紫色,D错误。
蛋白质的水解、变性和盐析
5.(2024·江苏常州期末)组织蛋白酶D普遍存在于动物细胞内,尤其是溶酶体中。其在近中性pH下具磷酸酶活性,可促进细胞骨架重组和胞质分裂,而在酸性pH下被切除一小段氨基酸序列后具蛋白酶活性。下列相关叙述正确的是( )A.组织蛋白酶D的磷酸酶活性缺失会导致多核细胞的产生B.组织蛋白酶D在溶酶体和细胞质基质中的空间结构相同C.溶酶体中合成的组织蛋白酶D能分解衰老、损伤的细胞器D.蛋白质与组织蛋白酶D的混合液加入双缩脲试剂后呈蓝色
解析 组织蛋白酶D可促进细胞骨架重组和胞质分裂,若磷酸酶活性缺失会导致分裂失败,从而导致多核细胞的产生,A正确;结构决定功能,功能反映结构,组织蛋白酶D在溶酶体和细胞质基质中的功能不同,因此结构不同,B错误;组织蛋白酶D是蛋白质,在核糖体上合成,C错误;蛋白质与组织蛋白酶D的混合液中依然含有蛋白质,加入双缩脲试剂后呈紫色,D错误。
常考蛋白质的分布和功能
考点二 蛋白质的相关计算
利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律
(1)“规律法”记忆多肽形成过程中的数量计算①形成肽链时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。
②形成环状多肽时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。
提醒 环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。
(2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量①无二硫键时: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-脱去的水分子数×18。②有二硫键(—S—S—)时: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-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。
考向 结合蛋白质的相关计算,考查科学思维1.(2024·江苏苏州调研)多肽有链状的,也有环状的。下列有关说法不正确的是( )A.一条链状多肽至少含有1个氨基和1个羧基B.n个氨基酸形成环状多肽时相对分子质量的变化为18nC.多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子D.将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为(n-1)个
解析 环状n肽含有n个肽键,因此,将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为n个,D错误。
2.(2023·江苏南通统考模拟预测)催产素是由下丘脑神经细胞合成的九肽类激素,具有催产及使乳腺排乳的作用。下图为催产素结构简式,据此判断下列有关叙述正确的是( )
A.催产素中含有九个肽键B.催产素彻底水解后共得到8种氨基酸C.催产素彻底水解需要九个水分子D.形成催产素的过程中相对分子量减少了144
解析 由图分析可知催产素环状结构是由二硫键形成的,其为链状九肽,共有8个肽键,A错误;由图可知,催产素含有9个8种氨基酸,因此催产素彻底水解后共得到8种氨基酸,B正确;由于催产素中含有8个肽键,因此催产素彻底水解需要8个水分子,C错误;氨基酸脱水缩合形成催产素过程脱去的水分子数目是8,1个二硫键脱去2个H,因此相对分子量减少8×18+2=146,D错误。
1.(2023·江苏卷,3)细胞色素C是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素C的叙述正确的是( )A.仅由C、H、O、N四种元素组成B.是一种能催化ATP合成的蛋白质C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
解析 细胞色素C是一种膜蛋白,至少由C、H、O、N四种元素组成,A错误;细胞色素C参与呼吸链中的电子传递,不直接催化ATP合成,B错误;细胞色素C是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体,C错误;细胞色素C在不同物种间具有高度保守性,不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据,亲缘关系越近的生物,细胞色素C的差异越小,D正确。
2.(2023·浙江6月选考,1)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素,其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是( )A.糖类B.脂质 C.蛋白质 D.核酸
解析 结晶牛胰岛素的化学结构与天然胰岛素完全相同,天然胰岛素的化学本质是蛋白质,C正确。
3.(2023·湖南卷,1)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.帝企鹅的核酸、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 帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素,A错误;核酸、多糖、蛋白质的合成过程中都有水的产生,B正确;帝企鹅蛋孵化过程涉及基因的选择性表达,故帝企鹅蛋孵化过程有mRNA和蛋白质种类的变化,C正确;脂肪是良好的储能物质,雄帝企鹅孵蛋期间不进食,主要靠消耗体内脂肪以供能,D正确。
4.(2021·重庆卷,3)某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列叙述正确的是( )A.食物中的该蛋白可被人体直接吸收B.人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸C.未经折叠的该蛋白具有生物学功能D.该蛋白在内质网内完成加工
解析 蛋白质要在人体消化道中被彻底水解为氨基酸后才能被吸收,A错误;构成人体蛋白质的氨基酸包括必需氨基酸(8种)和非必需氨基酸(13种),必需氨基酸人体细胞不能合成,需从外界环境中获取,B正确;未经折叠的多肽链没有生物学活性,C错误;该蛋白为分泌蛋白,在核糖体上合成,经过内质网初步加工,通过囊泡的形式运至高尔基体进一步加工,再通过细胞膜分泌到细胞外,D错误。
5.(2022·湖南卷,1)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 蛋白质的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中,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;胶原蛋白属于分泌蛋白,其合成、加工与内质网和高尔基体有关,C正确;由题干信息可知,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,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。
6.(2023·重庆卷,3)某团队用果蝇研究了高蛋白饮食促进深度睡眠机制,发现肠道中的蛋白质促进肠道上皮细胞分泌神经肽Y,最终神经肽Y作用于大脑相关神经元,利于果蝇保持睡眠状态。下列叙述正确的是( )A.蛋白质作用于肠道上皮细胞的过程发生在内环境B.肠上皮细胞分泌神经肽Y会使细胞膜面积减小C.肠道中的蛋白质增加使血液中神经肽Y含量降低D.若果蝇神经元上神经肽Y的受体减少,则容易从睡眠中醒来
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