蛋白质的结构与功能课件高考生物一轮复习

第3讲蛋白质的结构与功能素养目标考点一蛋白质的结构和功能夯实基础•精研教材1.蛋白质的功能

催化功能运输功能胰岛素抗体2.构成蛋白质的氨基酸的结构和种类

氨基羧基3.蛋白质的合成(1)多肽的合成方式——脱水缩合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

。

②产物H2O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。

几肽—COOH和—NH2—COOH两端R基(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)脱水缩合复杂的空间结构4.蛋白质的结构多样性

种类数目排列顺序空间结构教材深挖1.(必修1

P32拓展应用3)在评价各种食物中蛋白质的营养价值时,人们格外注重其中必需氨基酸的种类和含量,这是因为

。

2.(必修1

P32与社会的联系延伸)人、畜误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒,可以服用蛋清、牛奶或豆浆,是因为

。

3.(必修1

P30图2-11)图中胰岛素由

条肽链构成,通过二硫键(—S—S—)相互结合在一起,其中共含有

个二硫键。

必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸,必须从食物中获得蛋清、牛奶或豆浆中的蛋白质含量高,它们能与重金属盐迅速发生反应,从而减轻或避免由重金属盐引起的中毒234.(必修1

P32与社会的联系)蛋白质变性后

(填“能”或“不能”)用双缩脲试剂检测,理由是

。能蛋白质变性后其空间结构改变,但没有破坏肽链中的肽键易错排查1.蛋白质变性可导致部分肽键断裂。(2023·湖北卷)(

)2.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。(2022·湖南卷)(

)3.蛋白质是生物体内重要的储能物质。(

)4.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大部分病原体。(

)5.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。(

)×××√×思维探究•考教衔接(根据2024·湖北卷情境设计)人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经过一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素,才具有降血糖的作用。(1)蛋白酶可以水解蛋白质,而在胰岛素形成过程中蛋白酶的作用是

。水解前胰岛素原所需的水中的氢用于形成

。由前胰岛素原最终生成胰岛素的过程要有

(细胞器)的参与。

去掉C肽和信号肽序列

—NH2和—COOH内质网和高尔基体(2)胰岛素分子由51个氨基酸经脱水缩合的方式形成两条肽链,这两条肽链通过一定的化学键,如图中的

相互连接在一起而形成。这些氨基酸形成蛋白质后,相对分子质量比原来减少了

。

(3)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

。

—S—S—888

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特定空间结构的蛋白质才能行使特定功能

(4)胰岛素流经肝脏时,会有一部分失活,而C肽不易被肝脏降解。对于接受胰岛素治疗的患者,测定其血液中的胰岛素水平,不能评价自身胰岛功能。可以通过测定血液中的C肽水平,来评价自身胰岛B细胞的功能,原因是

。(5)临床上低血糖的原因可以分为两种,一是胰岛素分泌过多,二是其他原因。如何通过测定C肽水平来判断低血糖的原因?请加以说明:

。胰岛素原转变成胰岛素时,C肽与胰岛素以等分子数进入血液循环中,胰岛素流经肝脏时,会有一部分失活,而C肽不易被肝脏降解。因此对于接受胰岛素治疗的患者在临床上可以通过测定血液中的C肽水平来了解胰岛B细胞的功能若C肽的值超过正常范围,可认为是胰岛素分泌过多所致;若C肽的值不超过正常范围,则为其他原因所致考法练透•素养提升考法一

组成蛋白质的氨基酸的种类与结构1.(不定项)(2024·山东青岛期末)硒代半胱氨酸(Sec,分子式为C3H7NO2Se)是半胱氨酸中的硫原子被硒原子所取代形成的,具有一定的催化或抗氧化活性,但也会导致未折叠蛋白效应,因而具有细胞毒性,尤其是对多种癌细胞具有毒性作用。下列说法正确的是(

)A.硫原子被硒原子取代发生在半胱氨酸的R基中B.在核糖体中Sec可与其他氨基酸发生脱水缩合反应C.硒代半胱氨酸能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应D.硒代半胱氨酸具有毒性的原因可能是其空间结构发生了改变ABD解析

每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,所以硒代半胱氨酸的硒原子位于氨基酸的R基上,即硫原子被硒原子取代发生在半胱氨酸的R基中,A项正确;氨基酸的脱水缩合反应在核糖体中发生,在核糖体中Sec可与其他氨基酸发生脱水缩合反应,B项正确;与双缩脲试剂发生反应的是肽键,硒代半胱氨酸不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C项错误;由题意可知,半胱氨酸中的硫原子被硒原子取代形成硒代半胱氨酸,会导致未折叠蛋白效应,因而具有细胞毒性,说明硒代半胱氨酸具有毒性的原因可能是其空间结构发生了改变,D项正确。考法二

蛋白质的结构与功能2.(2024·黑吉辽卷)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是(

)A.钙调蛋白的合成场所是核糖体B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化B解析

钙调蛋白的本质是蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体,A项正确;Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,B项错误;肽链上不同氨基酸之间可形成氢键等化学键,从而使肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子,C项正确;钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器,结合Ca2+后,其空间结构发生改变,从而向下游传递信号,D项正确。3.(2024·江西吉安模拟)实验小组在研究蛋白质的折叠时发现,尿素可以使蛋白质变性,使其丧失特定的空间结构,除去尿素后,蛋白质又可以自发的重新折叠,完全恢复为原来的构象,该现象可以说明(

)A.蛋白质的空间结构主要由其氨基酸序列决定B.变性后的蛋白质都能重新恢复原来的构象C.该蛋白质变性过程中肽键会发生断裂D.蛋白质变性后不能和双缩脲试剂发生紫色反应A解析

根据图示过程可知,变性后的蛋白质的氨基酸序列是没有改变的,该蛋白质能重新折叠恢复为原来的构象,说明蛋白质的空间结构主要由其氨基酸序列决定,但并非所有变性的蛋白质都能重新恢复原来的构象,A项符合题意,B项不符合题意;蛋白质变性过程中其空间结构改变,但肽键没有断裂,C项不符合题意;蛋白质变性后肽键没有断裂,仍能与双缩脲试剂发生紫色反应,D项不符合题意。考点二有关蛋白质的计算考法练透•素养提升考法一

依据蛋白质的结构进行相关计算1.(2024·山东枣庄质检)如图所示,该蛋白质分子共由67个氨基酸构成,包括两条多肽链和一个环状肽。数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字,该蛋白质由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连,假设氨基酸的平均相对分子质量为a,下列说法错误的是(

)A.该蛋白质分子至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基B.该蛋白质分子至少含有67个氧原子C.该蛋白质分子含有65个肽键D.该蛋白质的相对分子质量为67a-1174B解析

环状肽中可能没有游离的氨基和羧基,所以该蛋白质分子至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基,A项正确;该蛋白质分子至少含有氧原子的数量为(18-1+2)+(14-1+2)+35=69(个),B项错误;该蛋白质共有肽键(32-2)+35=65(个),C项正确;该蛋白质分子由两条多肽链(含32个氨基酸)和一个环状肽(含35个氨基酸)组成,且它们之间由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连,则该蛋白质的相对分子质量为(32+35)×a-(65×18+2×2)=67a-1

174,D项正确。(2)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(假设为a)-脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键)。肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子量氨基数目羧基数目1条mm-1m-1am-18(m-1)至少1个至少1个n条mm-nm-nam-18(m-n)至少n个至少n个考法二

利用原子守恒计算肽链中的原子数2.某十九肽含4个天冬氨酸(R基为—CH2—COOH),分别位于第7、8、14、19位(见图)。肽酶E1专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键,肽酶E2专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列有关叙述正确的是(

)A.该十九肽含有的肽键数目为19个B.肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个C.该十九肽至少含有6个游离的羧基D.肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽B解析

肽键数=氨基酸数-肽链数,该十九肽含有18个肽键,A项错误;肽酶E2专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键,肽酶E2完全作用该十九肽后,共断开4个肽键(分别位于第6位和第7位、第7位和第8位、第13位和第14位、第18位

和

第19

位氨基酸之间),其中的第7位和第

19

位天冬氨酸会脱离肽链,这样产生三条多肽:六肽(1~6位氨基酸)、六肽(8~13位氨基酸)、五肽(14~18位氨基酸),由多肽中氧原子数=氨基酸总数+肽链数+R基上的氧原子数,可得原十九肽中氧原子数=19+1+R基上的氧原子数=20+R基上的氧原子数,肽酶E2完全作用后产生的多肽中的氧原子数=17+3+R基上的氧原子数=20+R基上的氧原子数,两次变化前后除了R基上的氧原子数,多肽中的氧原子数没有变化,又因为第7位和第

19

位天冬氨酸的脱离(每个天冬氨酸的R基中含有1个羧基),R基中共减少4个氧原子,所以肽酶E2完全作用后产生的多肽中,氧原子数目比十九肽少4个,B项正确;由于天冬氨酸的R基上有—COOH,且氨基酸脱水缩合成一条肽链,所以该十九肽至少含有5个游离的羧基,C项错误;肽酶E1专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键,肽酶E1完全作用后产生的多肽是七肽(1~7位氨基酸)、六肽(9~14位氨基酸)和五肽(15~19位氨基酸),D项错误。聚焦表达•回扣落实1.(识记表达类)请叙述氨基酸的结构特点:

。2.(原因分析类)抗体和头发的主要成分均为蛋白质,但功能却相差极大,请从氨基酸角度分析,原因是

。

3.(原因分析类)烤熟的鸭子中的蛋白质一定发生了变性,食物加工过程中蛋白质变性

(填“影响”或“不影响”)蛋白质的营养价值。煮熟的蛋白质

(填“容易”或“不容易”)消化,原因是

。

每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团组成抗体和头发的氨基酸的种类、数目和排列顺序不