2023屆一輪復(fù)習(xí)人教版蛋白質(zhì)學(xué)案

第3講蛋白質(zhì)考情研讀·備考定位(對應(yīng)學(xué)生用書學(xué)案P13)課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.闡明蛋白質(zhì)是由氨基酸分子組成的。2．能夠解釋細(xì)胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成，蛋白質(zhì)的功能取決于由氨基酸序列決定的三維結(jié)構(gòu)。3．準(zhǔn)確理解氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。1.理解氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。2．結(jié)合蛋白質(zhì)的功能闡述結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，建立生命觀念。3．理解組成生物體的氨基酸有21種卻能形成成千上萬種蛋白質(zhì)。4．了解“世界上第一個人工合成蛋白質(zhì)的誕生”的實(shí)例。必備知識·夯實(shí)基礎(chǔ)(對應(yīng)學(xué)生用書學(xué)案P13)eq\x(知)eq\x(識)eq\x(鞏)eq\x(固)1．蛋白質(zhì)的功能(1)一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。(2)將下列實(shí)例與相應(yīng)的蛋白質(zhì)功能連接起來[連線]功能 實(shí)例①結(jié)構(gòu)蛋白 a．血紅蛋白②催化 b．胰島素等蛋白質(zhì)類激素③運(yùn)輸 c．抗體④信息傳遞、調(diào)節(jié) d．絕大多數(shù)酶⑤防御 e．肌肉蛋白⑥運(yùn)動 f．羽毛、肌肉、頭發(fā)等[答案]①－f②－d③－a④－b⑤－c⑥－e2．蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸(1)種類：組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種eq\o(→,\s\up7(人體細(xì)胞能否合成))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(必需氨基酸：必須從外界環(huán)境中直,接獲取,非必需氨基酸：可在人體細(xì)胞合成，,也可從外界環(huán)境中獲取))(2)結(jié)構(gòu)①寫出圖中結(jié)構(gòu)名稱a．氨基；b、d.R基；c.羧基。②比較圖中兩種氨基酸，寫出氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式：③氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a．?dāng)?shù)量關(guān)系：至少都含有一個氨基和一個羧基。b．位置關(guān)系：都有一個氨基和一個羧基連接在同一碳原子上。c．各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。3．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性(1)氨基酸的脫水縮合①寫出字母代表的結(jié)構(gòu)或名稱：a．肽鍵，b.二肽。②由多個氨基酸通過該過程形成的化合物，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫作肽鏈。(2)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次eq\o(→,\s\up7(C、H、O和N),\s\do5(等元素))氨基酸eq\o(→,\s\up7(脫水縮合))多肽eq\o(→,\s\up7(盤曲、折疊))蛋白質(zhì)。(3)結(jié)構(gòu)多樣性①氨基酸方面：氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同。②肽鏈方面：肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。eq\x(思)eq\x(維)eq\x(辨)eq\x(析)易錯整合，判斷正誤。1．具有氨基和羧基的化合物，都是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸(×)2．生物體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸中，不同氨基酸之間的差異是由R基引起的(√)3．蛋白質(zhì)肽鏈的盤曲和折疊被解開時，其特定功能不會發(fā)生變化(×)4．細(xì)胞中氨基酸種類和數(shù)量相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)(×)5．胰島素的兩條肽鏈之間通過肽鍵連接(×)6．所有的蛋白質(zhì)在核糖體中合成后已具有正常的生理功能(×)7．脫水縮合前后N、O元素的個數(shù)不變(×)8．每一條肽鏈中只含有一個氨基和一個羧基。(×)eq\x(延)eq\x(伸)eq\x(探)eq\x(究)1．朊病毒蛋白(PrP)有兩種：一種是PrPc，一種是PrPsc。PrPsc是由PrPc轉(zhuǎn)變形成的，它們的比較如下表所示：朊病毒蛋白項(xiàng)目PrPcPrPsc空間結(jié)構(gòu)螺旋為主折疊為主溶解度高低致病性不致病致病上述兩種蛋白質(zhì)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的直接原因是什么？[提示]兩種朊病毒蛋白的空間結(jié)構(gòu)不同。2．營養(yǎng)不良會出現(xiàn)貧血和免疫力下降等現(xiàn)象，試從蛋白質(zhì)的功能角度分析原因。[提示]營養(yǎng)不良導(dǎo)致蛋白質(zhì)攝入不足，影響血紅蛋白和抗體的合成。血紅蛋白具有運(yùn)輸O2的功能，抗體具有免疫功能。3．長期以玉米為主食的人容易因賴氨酸缺乏而導(dǎo)致疾病，請分析原因。[提示]賴氨酸為必需氨基酸，人體不能合成，只能從食物中攝取才能保證正常生命活動，玉米中不含賴氨酸，因此長期以玉米為主食的人容易因賴氨酸缺乏而患病。關(guān)鍵能力·考點(diǎn)突破(對應(yīng)學(xué)生用書學(xué)案P14)知識點(diǎn)一組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)及種類例1層粘連蛋白是一種大型的糖蛋白，由一條重鏈(α)和兩條輕鏈(β1、β2)經(jīng)二硫鍵交聯(lián)而成，外形呈十字形。若將層粘連蛋白徹底水解，不可能產(chǎn)生的物質(zhì)是(D)A．[解析]糖蛋白由蛋白質(zhì)和多糖組成，多糖徹底水解得到葡萄糖，蛋白質(zhì)徹底水解得到氨基酸。選項(xiàng)D中—NH2和—COOH未連在同一個碳原子上，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸。方法點(diǎn)撥“兩看法”判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸〔變式訓(xùn)練〕1．研究發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)由色氨酸(分子式為C11H12N2O2)代謝生成的5－羥色胺作為一種神經(jīng)遞質(zhì)，其能抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，使人產(chǎn)生困倦感。據(jù)此分析下列說法正確的是(B)A．色氨酸的R基是—C9H9OB．飲食中適量添加富含色氨酸的食物有利于睡眠C．人體需要的色氨酸在體內(nèi)可以由其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來D．5－羥色胺在突觸前膜以主動運(yùn)輸方式進(jìn)入突觸間隙[解析]參與構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為H2N—CHR—COOH(分子式C2H4O2NR)，色氨酸分子式為C11H12N2O2，結(jié)合二者可知其R基為—C9H8N，A錯誤；根據(jù)題意，色氨酸代謝生成的5－羥色胺能抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，使人產(chǎn)生困倦感，故飲食中適量添加富含色氨酸的食物有利于睡眠，B正確；色氨酸是必需氨基酸，在體內(nèi)不能由其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，只能從外界攝入，C錯誤；5－羥色胺在突觸前膜以胞吐方式進(jìn)入突觸間隙，D錯誤。知識點(diǎn)二氨基酸的脫水縮合例2下面關(guān)于氨基酸脫水縮合的說法，不正確的是(C)A．兩個氨基酸脫水縮合形成的化合物叫二肽B．兩個氨基酸通過肽鍵連接C．脫水縮合形成的水分子數(shù)與肽鏈數(shù)相等D．脫下的水分子中氫來自羧基和氨基[解析]兩個氨基酸脫水縮合形成的化合物叫二肽，A正確；兩個氨基酸通過肽鍵連接，B正確；氨基酸的脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基(－COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(－NH2)相連接，同時脫去一分子水，此過程中的脫水?dāng)?shù)等于形成的肽鍵數(shù)(不是肽鏈數(shù))，C錯誤；氨基酸脫水縮合過程中脫下的水分子中氫1個來自羧基、1個來自氨基，D正確。┃┃歸納提示?脫水縮合過程圖解1．參與脫水縮合的部位：一個氨基酸連在中心碳原子上的氨基和另一個氨基酸連在中心碳原子上的羧基。2．游離的氨基和羧基：一條肽鏈上至少有一個游離的—NH2和一個游離的—COOH，并分別位于肽鏈的兩端。3．R基中的—NH2或—COOH：不參與肽鍵的形成?！沧兪接?xùn)練〕2．(不定項(xiàng))圖示為某胰島素分子及其局部放大示意圖，若該胰島素由51個氨基酸分子脫水縮合形成的，下列有關(guān)此圖的敘述中，正確的是(ABD)A．人體內(nèi)胰島素分子只能在胰島B細(xì)胞內(nèi)的核糖體上合成B．該胰島素在合成過程中，相對分子質(zhì)量比合成前減少了888，形成的肽鍵數(shù)為49C．該胰島素分子中游離的氨基、羧基數(shù)至少是2、2D．在局部放大圖中能標(biāo)志不同氨基酸的標(biāo)號是①③⑤[解析]胰島素分子的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，只能由胰島B細(xì)胞合成并分泌，A正確；該胰島素含兩條鏈，由51個氨基酸分子脫水縮合形成，所以在合成過程中，形成49個肽鍵和3個二硫鍵，相對分子質(zhì)量比合成前減少了18×49＋1×6＝888，B正確；由于①中也含有氨基、⑤中也含有羧基，所以該胰島素分子中游離的氨基、羧基數(shù)至少是3、3，C錯誤；氨基酸的種類不同取決于R基，在放大圖中表示R基的標(biāo)號是①③⑤，D正確。知識點(diǎn)三蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的多樣性例3如圖為部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)及胞外環(huán)境示意圖，對與之相關(guān)的幾種蛋白質(zhì)的敘述，錯誤的是(C)A．若①蛋白使細(xì)胞間的黏著性增強(qiáng)，用胰蛋白酶處理可使細(xì)胞分散開B．若②蛋白參與跨膜運(yùn)輸，其方式可能是主動運(yùn)輸或協(xié)助擴(kuò)散C．若③蛋白與多糖結(jié)合，形成的物質(zhì)在細(xì)胞癌變后含量將增多D．若④蛋白具有催化功能，其有可能是催化葡萄糖分解成丙酮酸的酶[解析]若①蛋白使細(xì)胞間的黏著性增強(qiáng)，則①蛋白可能為膠原蛋白，胰蛋白酶可以水解膠原蛋白使細(xì)胞分散開，A正確；主動運(yùn)輸或協(xié)助擴(kuò)散需要載體蛋白的協(xié)助，若②蛋白參與跨膜運(yùn)輸，則方式可能為主動運(yùn)輸或協(xié)助擴(kuò)散，B正確；③蛋白與多糖結(jié)合可形成糖蛋白，細(xì)胞癌變后，細(xì)胞膜表面的糖蛋白減少，C錯誤；葡萄糖分解成丙酮酸發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，若④蛋白具有催化功能，說明其屬于酶，有可能是催化葡萄糖分解成丙酮酸的酶，D正確。┃┃歸納提示?幾種常見蛋白質(zhì)的分布和功能種類分布功能絕大多數(shù)酶細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(催化作用)載體蛋白細(xì)胞膜運(yùn)輸某些物質(zhì)，如離子、氨基酸等通道蛋白細(xì)胞膜運(yùn)輸水、K＋、Na＋等糖蛋白細(xì)胞膜表面保護(hù)、潤滑、識別等核孔復(fù)合體核膜核質(zhì)之間物質(zhì)交換、信息交流某些激素(如生長激素、促甲狀腺激素、胰島素、胰高血糖素等)內(nèi)環(huán)境中傳遞信息、調(diào)節(jié)生命活動抗體內(nèi)環(huán)境中消滅抗原血紅蛋白紅細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸氧氣和部分二氧化碳結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞的組成成分〔變式訓(xùn)練〕3．下列關(guān)于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的敘述，不正確的是(C)A．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣決定蛋白質(zhì)的功能多樣B．組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間通過脫水縮合形成肽鍵C．蛋白質(zhì)在高溫下的變性失活是由于肽鍵斷裂引起的D．有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)具有相似的功能[解析]蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣決定蛋白質(zhì)的功能多樣，A正確；組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間通過脫水縮合形成肽鍵，B正確；蛋白質(zhì)在高溫下的變性失活是由于空間結(jié)構(gòu)改變引起的，C錯誤；有些結(jié)構(gòu)不同的蛋白質(zhì)的活性部位的結(jié)構(gòu)相似，因此可能具有相似的功能，D正確。知識點(diǎn)四蛋白質(zhì)形成過程的計(jì)算例4下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中，正確的是(B)A．水浴加熱之后，構(gòu)成胰島素的肽鏈充分伸展并斷裂B．由N個氨基酸構(gòu)成的一個蛋白質(zhì)分子，有M條肽鏈，其中X條是環(huán)狀肽鏈，則這個蛋白質(zhì)分子完全水解共需要(N－M＋X)個水分子C．組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合D．某肽的分子式為C13H16O5N3，則該肽一定是一種三肽[解析]水浴加熱之后，構(gòu)成胰島素的肽鏈充分伸展但并不斷裂，蛋白質(zhì)變性失活但肽鍵數(shù)不變，A項(xiàng)錯誤；由N個氨基酸構(gòu)成的一個蛋白質(zhì)分子，有M條肽鏈，其中X條是環(huán)狀肽鏈，則這個蛋白質(zhì)分子完全水解共需要(N－M＋X)個水分子，B項(xiàng)正確；組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間按相同的方式脫水縮合，C項(xiàng)錯誤；某肽的分子式為C13H16O5N3，則該肽可能是一種三肽，也可能是一種二肽，D項(xiàng)錯誤。方法點(diǎn)撥1．有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算規(guī)律(1)假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽時：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量1n－1n－1na－18(n－1)mn－mn－mna－18(n－m)①計(jì)算多肽的相對分子質(zhì)量時，除了考慮水分子的減少外，還要考慮其他化學(xué)變化過程，如肽鏈上出現(xiàn)一個二硫鍵(—S—S—)時，要再減去2(兩個氫原子)，若無特殊說明，不考慮二硫鍵。②若為環(huán)狀多肽，則可將相對分子質(zhì)量計(jì)算公式na－18(n－m)中的肽鏈數(shù)(m)視為零，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(2)利用原子守恒法計(jì)算肽鏈中的原子數(shù)：在一個氨基酸中，若不考慮R基，則含有2個碳原子、2個氧原子、4個氫原子和1個氮原子。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)。⑤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(jì)算為突破口，計(jì)算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。2．多肽種類的計(jì)算題以21種氨基酸構(gòu)成四肽的種類為例：(1)若每種氨基酸數(shù)目不限，可形成四肽的種類有214種。(2)若每種氨基酸只有一個，可形成四肽的種類有(21×20×19×18)種?！沧兪接?xùn)練〕4．某50肽中有丙氨酸(R基為—CH3)4個，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應(yīng)位置如圖所示)，得到4條多肽鏈和5個氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有關(guān)敘述錯誤的是(C)A．該50肽水解得到的幾種有機(jī)物比原50肽增加了8個氧原子B．若將得到的5個氨基酸縮合成5肽，則有5種不同的氨基酸序列C．若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，則將脫去4分子H2OD．新生成的4條多肽鏈至少含有4個游離的羧基[解析]據(jù)題圖分析可知，每脫掉1個丙氨酸需要破壞2個肽鍵，脫掉4個丙氨酸共破壞了8個肽鍵，即有8分子水參與，故該50肽水解得到的幾種有機(jī)物比原50肽增加了8個氧原子，A項(xiàng)正確；得到的5個氨基酸，其中有4個是丙氨酸，故這5個氨基酸縮合成5肽，可有5種不同的氨基酸序列，B項(xiàng)正確；若這4條多肽鏈重新連接成一條長鏈，則需要形成3個肽鍵，脫去3分子水，C項(xiàng)錯誤；每條肽鏈中至少有1個游離的氨基和1個游離的羧基，故新生成的4條多肽鏈至少含有4個游離的羧基，D項(xiàng)正確。素養(yǎng)提升·強(qiáng)化思維(對應(yīng)學(xué)生用書學(xué)案P16)eq\x(構(gòu))eq\x(建)eq\x(網(wǎng))eq\x(絡(luò))eq\x(真)eq\x(題)eq\x(再)eq\x(現(xiàn))1．(2018·江蘇卷)哺乳動物的催產(chǎn)素具有催產(chǎn)和排乳的作用，加壓素具有升高血壓和減少排尿的作用。兩者結(jié)構(gòu)簡式如圖，各氨基酸殘基用3個字母縮寫表示。下列敘述正確的是(D)A．兩種激素都是由八肽環(huán)和三肽側(cè)鏈構(gòu)成的多肽類化合物B．氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中氫全部來自氨基C．肽鏈中游離氨基的數(shù)目與參與構(gòu)成肽鏈的氨基酸種類無關(guān)D．兩種激素間因2個氨基酸種類不同導(dǎo)致生理功能不同[解析]兩種激素的環(huán)狀結(jié)構(gòu)由6個氨基酸構(gòu)成，不能稱為八肽環(huán)，A項(xiàng)錯誤；氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中的兩個氫分別來自氨基和羧基，B項(xiàng)錯誤；肽鏈中游離的氨基數(shù)與參與構(gòu)成肽鏈的氨基酸的種類有密切關(guān)系，若某氨基酸中有兩個氨基，則將影響形成的肽鏈中的游離的氨基數(shù)，C項(xiàng)錯誤；兩種激素的功能不同，與參與其形成的氨基酸種類有關(guān)，D項(xiàng)正確。2．(2016·江蘇卷)蛋白質(zhì)是決定生物體結(jié)構(gòu)和功能的重要物質(zhì)。下列相關(guān)敘述錯誤的是(A)A．細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的載體都是蛋白質(zhì)B．氨基酸之間脫水縮合生成的H2O中，氫來自于氨基和羧基C．細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時，通常需要另一種蛋白質(zhì)的參與D．蛋白質(zhì)的基本性質(zhì)不僅與碳骨架有關(guān)，而且也與功能基團(tuán)相關(guān)[解析]細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的載體是tRNA，屬于核酸，而不是蛋白質(zhì)，A錯誤；氨基酸之間脫水縮合，一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基反應(yīng)，生成的H2O中，氫來自于氨基和羧基，B正確；細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時，通常需要本質(zhì)為蛋白質(zhì)的酶來催化，C正確；蛋白質(zhì)的基本性質(zhì)不僅與碳骨架有關(guān)，而且也與功能基團(tuán)，如氨基、羧基、R基上的某些基團(tuán)有關(guān)，D正確。3．(2015·海南卷)關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述，錯誤的是(D)A．rRNA能參與蛋白質(zhì)的生物合成B．DNA和蛋白質(zhì)是染色體的組成成分C．人體血漿中含有漿細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)D．核糖體上合成的蛋白質(zhì)不能在細(xì)胞核中發(fā)揮作用[解析]rRNA是核糖體的組成成分，核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所，A正確；DNA和蛋白質(zhì)是染色體的組成成分，B正確；人體血漿中含有漿細(xì)胞分泌的抗體，抗體屬于蛋白質(zhì)，C正確；核糖體上合成的蛋白質(zhì)可通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核，在細(xì)胞核中發(fā)揮作用，D錯誤。4．(2018·全國卷Ⅲ)回答下列與蛋