2024屆高考 一輪復(fù)習　人教版 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者 學(xué)案 （山東、湖南、遼寧版）

第3講蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者考點一蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸2.蛋白質(zhì)的合成（1）多肽的形成過程①肽的名稱確定：一條多肽鏈由幾個氨基酸分子構(gòu)成就稱為幾肽。②H2O中各元素的來源：H來自—COOH和—NH2，O來自—COOH。③一條肽鏈上氨基數(shù)或羧基數(shù)的確定：一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端；其余的氨基（或羧基）在R基上。（2）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次（以血紅蛋白為例）3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性1.至少含有一個氨基和一個羧基的化合物，都是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。（必修1P29正文）（×）2.一個氨基酸分子的羧基和同一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子水，這種結(jié)合方式叫作脫水縮合。（必修1P30正文）（×）3.胰島素中不同肽鏈之間通過肽鍵連接。（必修1P30正文）（×）4.鐮狀紅細胞運輸氧的能力下降與細胞結(jié)構(gòu)改變有關(guān)，與血紅蛋白的氨基酸順序改變無關(guān)。（必修1P32正文）（×）5.高溫處理過的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞，功能喪失，但仍能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。（必修1P32與社會的聯(lián)系）（√）1.（必修1P28圖2－8）抗體和頭發(fā)的主要成分均為蛋白質(zhì)，但功能卻相差極大，請從氨基酸角度分析，原因是組成抗體和頭發(fā)的氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序不同，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)也不同。2.（必修1P32與社會的聯(lián)系）熟雞蛋更容易消化的原因是高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。3.（必修1P32與社會的聯(lián)系）蛋白質(zhì)變性后能（填“能”或“不能”）用雙縮脲試劑檢測，理由是蛋白質(zhì)變性后空間結(jié)構(gòu)改變，但沒有破壞氨基酸之間的肽鍵。4.（必修1P32圖文2－13）人正常血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)呈球狀，由它參與組成的紅細胞呈兩面凹的圓盤狀，如果血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代，就可能形成異常的血紅蛋白。這樣的血紅蛋白可聚合成纖維狀，性質(zhì)也與正常血紅蛋白有差異，由它參與組成的紅細胞就會扭曲成鐮刀狀，運輸氧的能力會大大削弱。結(jié)合鐮狀細胞貧血的致病原理說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。提示：每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔功能相適應(yīng)的獨特結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，就可能會影響其功能。 借助組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類與結(jié)構(gòu)，考查理解能力1.（2022·湖南高考）膠原蛋白是細胞外基質(zhì)的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列敘述正確的是（）A.膠原蛋白的氮元素主要存在于氨基中B.皮膚表面涂抹的膠原蛋白可被直接吸收C.膠原蛋白的形成與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體有關(guān)D.膠原蛋白比蛋清蛋白的營養(yǎng)價值高解析：C氨基酸脫水縮合形成多肽，蛋白質(zhì)中的氮元素主要在—CO—NH—中，A錯誤；蛋白質(zhì)只有被分解成氨基酸才能被皮膚細胞吸收，B錯誤；膠原蛋白是細胞外基質(zhì)的主要成分，故膠原蛋白是分泌蛋白，其形成離不開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，C正確；蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值與必需氨基酸含量有關(guān)，故根據(jù)題意不能推斷出膠原蛋白比蛋清蛋白的營養(yǎng)價值高，D錯誤。2.硒代半胱氨酸是近年來發(fā)現(xiàn)的構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的第21種氨基酸，其結(jié)構(gòu)與半胱氨酸類似，只是其中的硫原子被硒取代。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A.硒代半胱氨酸的硒元素位于氨基酸的R基上B.硒代半胱氨酸能與雙縮脲試劑在常溫下發(fā)生紫色反應(yīng)C.發(fā)生脫水縮合時，水中的氫既可來自硒代半胱氨酸的氨基也可來自其羧基D.構(gòu)成硒代半胱氨酸的基本元素是C、H、O、N解析：B氨基酸的不同在于R基的不同，硒元素位于硒代半胱氨酸的R基中，A正確；雙縮脲試劑鑒定的是多肽中的“”結(jié)構(gòu)，硒代半胱氨酸無“”結(jié)構(gòu)，不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，B錯誤；脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子水，脫去的水分子中的氫來自一個氨基酸的羧基和另一個氨基酸的氨基，故發(fā)生脫水縮合時，水中的氫既可來自硒代半胱氨酸的氨基也可來自其羧基，C正確；根據(jù)氨基酸通式可知，構(gòu)成硒代半胱氨酸的基本元素是C、H、O、N，D正確。 結(jié)合蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，考查結(jié)構(gòu)與功能觀3.（2022·湖南高考）洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構(gòu)象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解（自溶）失活。此外，加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示。下列敘述錯誤的是（）A.堿性蛋白酶在一定條件下可發(fā)生自溶失活B.加熱導(dǎo)致堿性蛋白酶構(gòu)象改變是不可逆的C.添加酶穩(wěn)定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果D.添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環(huán)境污染解析：B由題意可知，堿性蛋白酶部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并自溶失活，A正確；由題圖可知，加熱可使堿性蛋白酶部分解折疊，空間構(gòu)象發(fā)生改變，降溫后部分解折疊的堿性蛋白酶又可以恢復(fù)天然狀態(tài)的空間構(gòu)象，B錯誤；添加酶穩(wěn)定劑對維持堿性蛋白酶活性有一定作用，因此可以提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果，C正確；堿性蛋白酶能夠催化血漬、奶漬等蛋白類污染物降解，且酶具有高效性，因此添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑用量，減少環(huán)境污染，D正確。4.血紅蛋白是一種寡聚蛋白，具有別構(gòu)效應(yīng)，當它未與氧氣結(jié)合時，處于緊密型構(gòu)象狀態(tài)，不易與氧氣結(jié)合；當氧氣與1個亞基結(jié)合后，會引起該亞基構(gòu)象改變，這個亞基構(gòu)象改變會引起其他3個亞基的構(gòu)象改變，使整個血紅蛋白的結(jié)構(gòu)變得松弛，易與氧氣結(jié)合。下列敘述正確的是（）A.別構(gòu)效應(yīng)能大大提高血紅蛋白的氧合速率B.血紅蛋白是由肽鍵將4個亞基相互連接而成的寡聚蛋白C.別構(gòu)效應(yīng)導(dǎo)致血紅蛋白結(jié)構(gòu)變得松弛而發(fā)生變性D.構(gòu)成血紅蛋白的氨基酸中含有鐵元素解析：A由題干可知，別構(gòu)效應(yīng)可以使血紅蛋白易與氧氣結(jié)合，提高氧合速率，A正確；氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵，連接成肽鏈，血紅蛋白具有4條多肽鏈，每一條多肽鏈都有1個亞基，亞基之間通過氫鍵或二硫鍵等連接，B錯誤；別構(gòu)效應(yīng)改變了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，但沒有破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，而變性是在理化因素作用下破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，使之失去相應(yīng)的功能，C錯誤；鐵元素是血紅蛋白的組成成分，但在構(gòu)成血紅蛋白的氨基酸中不含有鐵元素，鐵元素沒有在氨基酸中，D錯誤。考點二有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的計算規(guī)律 考查氨基酸脫水縮合基本規(guī)律相關(guān)計算肽鏈在核糖體上合成后，進一步形成蛋白質(zhì)時往往要進行加工，在加工時常常要切去一部分氨基酸，再構(gòu)成蛋白質(zhì)?，F(xiàn)有一條含100個氨基酸的肽鏈，其中含游離的氨基14個，加工時共切去氨基酸16個，則加工后多肽鏈所含的游離氨基至少還有（）A.0個B.1個C.14個 D.15個解析：B根據(jù)題意分析可知：一條含100個氨基酸的肽鏈中含游離的氨基14個，可知R基上含有13個游離的氨基，加工時共切去氨基酸16個，如果R基含有游離氨基的氨基酸都被切除，則剩余的游離的氨基數(shù)目最少，即為1個，所以加工后多肽鏈所含的游離氨基至少還有1個。（1）蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)目的計算①至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)；②游離氨基或羧基數(shù)目＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。（2）蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系①肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)；②蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量－脫去水分子數(shù)×18（不考慮形成二硫鍵）。肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量氨基（羧基）數(shù)目1條mm－1m－1am－18（m－1）至少1個n條mm－nm－nam－18（m－n）至少n個注：假設(shè)氨基酸平均相對分子質(zhì)量為a。提醒①環(huán)狀肽特點是肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)相同，即肽鍵的數(shù)目＝脫去的水分子的數(shù)目＝氨基酸的數(shù)目。②如果形成二硫鍵，需考慮每形成一個二硫鍵需去掉兩個H。二硫鍵“—S—S—”是蛋白質(zhì)中連接兩條肽鏈之間的一種化學(xué)鍵。如圖是由280個氨基酸組成的某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖，下列相關(guān)敘述正確的是（）A.該蛋白質(zhì)至少有280個氨基B.形成該蛋白質(zhì)的過程中脫去了277個水分子C.該蛋白質(zhì)至少有2個游離的羧基D.該蛋白質(zhì)的功能由氨基酸的數(shù)量、種類和排列順序三方面決定解析：C根據(jù)題圖分析可知，該蛋白質(zhì)是由280個氨基酸組成的2條鏈狀肽和1條環(huán)狀肽，一條鏈狀肽鏈至少含有1個游離的氨基和1個游離的羧基，因此該蛋白質(zhì)至少有2個游離的氨基和2個游離的羧基，A錯誤，C正確；形成該蛋白質(zhì)的過程中共形成280－2＝278（個）肽鍵，即脫去了278個水分子，B錯誤；該蛋白質(zhì)的功能是由氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序和肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)決定的，D錯誤。 利用“原子守恒”計算蛋白質(zhì)（多肽）中的原子數(shù)下圖為由30個氨基酸組成的多肽鏈，經(jīng)加工，第1位甲氨酸被切除，第16與17位氨基酸之間的肽鍵被切斷并生成兩條多肽鏈，兩條多肽鏈通過二硫鍵相連。下列有關(guān)此過程的說法錯誤的是（）A.加工過程中，氧原子數(shù)目增加一個B.經(jīng)加工，比原多肽鏈增加了一個氨基和一個羧基C.此加工過程是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行的D.此多肽鏈的合成過程生成了29個水分子、加工過程消耗了2個水分子解析：A加工過程中共斷裂2個肽鍵（分別位于第1位和第2位、第16位和第17位），需2個水分子，而被切除的甲氨酸含有2個氧原子，兩條肽鏈間形成的二硫鍵過程中氧原子數(shù)不變，所以氧原子數(shù)沒變，A錯誤；經(jīng)加工，一條肽鏈變成兩條，所以與原多肽鏈相比，圖示產(chǎn)物中增加了一個氨基和一個羧基，B正確；此加工過程屬于初步加工，所以是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行的，C正確；此多肽鏈的合成過程生成了29個肽鍵，生成29個水分子，加工過程水解了2個肽鍵，消耗了2個水分子，D正確。利用原子守恒計算肽鏈中原子數(shù)在脫水縮合形成多肽時，要失去部分氫、氧原子，但是碳原子、氮原子的數(shù)目不會減少。其相關(guān)數(shù)量關(guān)系如下：（1）碳原子數(shù)＝氨基酸的分子數(shù)×2＋R基上的碳原子數(shù)。（2）氫原子數(shù)＝各氨基酸中氫原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)×2。（3）氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子的總數(shù)－脫去的水分子數(shù)。（4）氮原子數(shù)＝肽鏈數(shù)＋肽鍵數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮原子的總數(shù)。提醒由于R基上的碳原子數(shù)不好確定，且氫原子數(shù)較多，因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計算為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。經(jīng)測定，某多肽鏈分子式是C21HxOyN4S2，其中含有一個二硫鍵（—S—S—）。已知該多肽是由下列氨基酸中的其中幾種作為原料合成的：苯丙氨酸（C9H11O2N）、天冬氨酸（C4H7O4N）、丙氨酸（C3H7O2N）、亮氨酸（C6H13O2N）、半胱氨酸（C3H7O2NS）。下列關(guān)于該多肽的敘述，錯誤的是（）A.該多肽水解后產(chǎn)生的氨基酸分別是苯丙氨酸、亮氨酸和天冬氨酸B.該多肽中H原子數(shù)和O原子數(shù)分別是30和5C.該多肽形成過程中至少需要3種tRNAD.該多肽在核糖體上形成，形成過程中相對分子質(zhì)量減少了56解析：A多肽鏈分子式是C21HxOyN4S2，含有2個硫，所以水解產(chǎn)物中有2個半胱氨酸。題中每個氨基酸中都只有1個N，所以該多肽由4個氨基酸組成。根據(jù)C原子守恒，半胱氨酸含有3個C，所以另兩個氨基酸共含有15個C，可知為苯丙氨酸和亮氨酸。該多肽水解后產(chǎn)生的氨基酸分別是半胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸，A錯誤；該多肽形成過程中脫去3分子水和形成一個二硫鍵脫去2個H，所以多肽中O原子數(shù)為8－3＝5（個），H原子數(shù)為38－6－2＝30（個），B正確；該多肽由3種氨基酸組成，形成過程中至少需要3種tRNA，C正確；該多肽形成時脫去3分子水和2個氫，相對分子質(zhì)量減少18×3＋2＝56，D正確。 巧用“比例關(guān)系”解答氨基酸數(shù)與相應(yīng)DNA、RNA中的堿基數(shù)問題氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為120，如有一個2條鏈的多肽，相對分子質(zhì)量為12276，合成這個多肽的氨基酸的數(shù)目和指導(dǎo)它合成的DNA分子中的最少脫氧核苷酸數(shù)目依次為（）A.144864 B.144432C.120720 D.120360解析：C在多肽合成時，氨基酸數(shù)－肽鏈條數(shù)＝肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)。氨基酸數(shù)×120－（氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)）×18＝12276，代入后可求得氨基酸數(shù)＝120；在DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時，DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目∶氨基酸數(shù)≥6∶1，所以DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目至少為120×6＝720?；虮磉_過程中，氨基酸數(shù)與相應(yīng)的堿基（核苷酸）數(shù)目的對應(yīng)關(guān)系某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成，氨基酸的平均相對分子