2019版高考生物一轮复习第二单元细胞的自我保障第3讲细胞中的蛋白质课件中图版.pdf
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1、 第第3讲 细胞中的蛋白质讲 细胞中的蛋白质 最新考纲最新考纲 1.蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能()。2.生物膜系统的结构和功能生物膜系统的结构和功能()侧重内侧重内 膜系统对分泌蛋白的合成和运输。膜系统对分泌蛋白的合成和运输。 1.组成蛋白质的氨基酸的结构及种类组成蛋白质的氨基酸的结构及种类 观察下列几种氨基酸的结构观察下列几种氨基酸的结构 考点一 蛋白质的结构与功能考点一 蛋白质的结构与功能(5年年6考考) (1)写出图中结构的名称写出图中结构的名称 a._;b. _。 (2)通过比较图中三种氨基酸,写出氨通过比较图中三种氨基酸,写出氨基基酸的结构通式酸的结构通式_。 (3)氨基酸
2、的不同取决于氨基酸的不同取决于_的不同,图中三种氨基酸的的不同,图中三种氨基酸的R基依次为基依次为_、 _和和_。 氨基氨基羧基羧基 R基基 CH3 H (4)氨基酸的种类:约氨基酸的种类:约_种种 一个一个“NH2” 一个一个“COOH” 连接在同一个碳原子上连接在同一个碳原子上 20 非必需氨基酸非必需氨基酸 必需氨基酸必需氨基酸 助学巧记助学巧记 巧记巧记“8种必需氨基酸种必需氨基酸” 甲甲(甲硫氨酸甲硫氨酸)来来(赖氨酸赖氨酸)写写(缬氨酸缬氨酸)一一(异亮氨酸异亮氨酸)本本(苯丙氨酸苯丙氨酸)亮亮(亮氨酸亮氨酸)色色(色氨酸色氨酸) 书书(苏氨酸苏氨酸) 注:注:评价蛋白质食品营养价
3、值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。 2.蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性 (1)氨基酸的脱水缩合氨基酸的脱水缩合 过程:一个氨基酸分子中的过程:一个氨基酸分子中的_和另一个氨基酸分子中的和另一个氨基酸分子中的 _相连接,同时脱去相连接,同时脱去_。 氨基(氨基(NH2) 羧基(羧基(COOH) 一分子水一分子水 二肽形成示例二肽形成示例 肽键:连接两个氨基酸分子的化学键可表示为肽键:连接两个氨基酸分子的化学键可表示为_。 核糖体核糖体 H2O 肽键肽键 CONH (2)蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次 肽的名称确定:一条多肽
4、链由几个氨基酸分子构成就称为肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为_肽。肽。 H2O中各元素的来源:中各元素的来源:H来自来自_,O来自来自_。 一条肽链上氨基数或羧基数的确定:一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离一条肽链上氨基数或羧基数的确定:一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离 的羧基,分别位于肽链的的羧基,分别位于肽链的_;其余的氨基;其余的氨基(或羧基或羧基)在在_上。上。 几几 COOH和和NH2COOH 两端两端 R基基 (3)蛋白质的结构多样性与功能多样性蛋白质的结构多样性与功能多样性 种类种类数目数目 排排 列顺序列顺序 调节调节催化催化运输运输免疫免疫 助
5、学巧记助学巧记 巧用巧用“一、二、三、四、五一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能助记蛋白质的结构与功能 1.如图为酶、激素、抗体、载体蛋白等与蛋白质、脂质的关系概念图如图为酶、激素、抗体、载体蛋白等与蛋白质、脂质的关系概念图 (1)请依次写出请依次写出af对应的物质对应的物质_。 (2)图示图示f中位于中位于“蛋白质蛋白质”圈外的物质是什么?圈外的物质是什么? 提示提示 (1)af依次为脂质、激素、抗体、蛋白质、载体蛋白、酶。依次为脂质、激素、抗体、蛋白质、载体蛋白、酶。 (2)有极少数的酶为有极少数的酶为RNA。 2.蛋白质是生命活动的主要承担者,在组成细胞的有机物中含量最多。下图为有
6、关蛋蛋白质是生命活动的主要承担者,在组成细胞的有机物中含量最多。下图为有关蛋 白质分子的简要概念图,请思考:白质分子的简要概念图,请思考: (1)图示图示a中一定具有中一定具有S吗?吗? (2)图示图示为何种过程?该过程除产生多肽外,还会产生何类产物?为何种过程?该过程除产生多肽外,还会产生何类产物? (3)图中图中b、c、d内容是什么?请写出内容是什么?请写出b、c的化学表达式。的化学表达式。 (4)甲硫氨酸的甲硫氨酸的R基是基是CH2CH2SCH3,则它的分子式是,则它的分子式是_? 提示提示 (1)不一定。不一定。 (2)为为“脱水缩合脱水缩合”过程,该过程还可产生过程,该过程还可产生H
7、2O。 (3)b、c、d依次为依次为“氨基酸氨基酸”、“肽键肽键”、“蛋白质功能多样性蛋白质功能多样性”; b的化学表达式为的化学表达式为 ; c的化学表达式为的化学表达式为CONH。 (4)氨基酸共性部分为氨基酸共性部分为C2H4O2N,则甲硫氨酸分子式为,则甲硫氨酸分子式为C2 3H47O2NS即 即C5H11O2NS。 3.氨基酸脱水缩合与相关计算氨基酸脱水缩合与相关计算 (1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 肽键数失去水分子数氨基酸数肽键数失去水分子数氨基酸数_; 蛋白质相对分子质量氨基酸
8、数目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氨基酸平均相对分子质量 _ _ 。(不考虑形成二硫键不考虑形成二硫键) 肽链数肽链数 脱去水分子数脱去水分子数 18 注:注:氨基酸平均分子质量为氨基酸平均分子质量为a。 肽链肽链 数目数目 氨基氨基 酸数酸数 肽键肽键 数目数目 脱去水脱去水 分子数分子数 多肽链相多肽链相 对分子量对分子量 氨基数目氨基数目羧基数目羧基数目 1条条mm1m1am18(m1)至少至少1个个至少至少1个个 n条条m_至少至少_个个至少至少_个个 mnmnam18(mn) nn (2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算 至少含有的
9、游离氨基或羧基数肽链数。至少含有的游离氨基或羧基数肽链数。 游离氨基或羧基数目肽链数游离氨基或羧基数目肽链数1_。 (3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数利用原子守恒法计算肽链中的原子数 N原子数肽键数肽链数原子数肽键数肽链数_各氨基酸中各氨基酸中N原子总数。原子总数。 O原子数肽键数原子数肽键数2肽链数肽链数_各氨基酸中各氨基酸中O原子总原子总 数脱去水分子数。数脱去水分子数。 R基中含有的氨基或羧基数基中含有的氨基或羧基数 R基上的基上的N原子数原子数 R基上的基上的O原子数原子数 在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程中,用含在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程中,用含35S标记的
10、氨基酸作为原料,则标记的氨基酸作为原料,则 35S存在于图示 存在于图示中的哪个部位?中的哪个部位? 提示提示 35S存在于氨基酸的存在于氨基酸的R基上,题图中基上,题图中处是处是R基,基,处是肽键,处是肽键,处连接的是肽处连接的是肽 键或羧基,键或羧基,处连接的是碳原子,故处连接的是碳原子,故35S存在于存在于部位。部位。 1.真题重组 判断正误真题重组 判断正误 (1)从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法(2017全国卷全国卷,3C)( ) (2)植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质(2016海南卷,海南卷,3
11、A)( ) (3)植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同(2016海南卷,海南卷,3B)( ) (4)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应(2012海南卷,海南卷,2D)( ) 以上内容源于教材必修一以上内容源于教材必修一P27P30关于蛋白质的多样性及功能的内容。关于蛋白质的多样性及功能的内容。 2.下图为牛胰岛素结构图,该物质中下图为牛胰岛素结构图,该物质中SS是由两个是由两个SH脱去两个脱去两个H形成的。下列形成的。下列 说法正确的是说法正确的是( ) A.牛胰岛素为牛胰岛素为51肽,其中含有肽,其中含有50个
12、肽键个肽键 B.牛胰岛素中至少含有牛胰岛素中至少含有2个个NH2和和2个个COOH C.牛胰岛素水解产物含有牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸种不同的氨基酸 D.牛胰岛素形成时,减少的分子质量为牛胰岛素形成时,减少的分子质量为882 解析解析 由图可知,牛胰岛素是由两条肽链形成的蛋白质,不是多肽,含有的肽键数 由图可知,牛胰岛素是由两条肽链形成的蛋白质,不是多肽,含有的肽键数 氨基酸的分子数肽链数氨基酸的分子数肽链数51249,A错误;牛胰岛素含有两条肽链,每条肽错误;牛胰岛素含有两条肽链,每条肽 链至少含有一个链至少含有一个NH2和一个和一个COOH,因此至少含有,因此至少含有2个个NH
13、2和和2个个COOH,B 正确;牛胰岛素水解产物最多含有正确;牛胰岛素水解产物最多含有20种不同的氨基酸,种不同的氨基酸,C错误;牛胰岛素形成的过错误;牛胰岛素形成的过 程中,形成了程中,形成了49个肽键,还形成了个肽键,还形成了3个二硫键,所以减少的相对分子质量为个二硫键,所以减少的相对分子质量为4918 6888,D错误。错误。 答案答案 B 1.(海南卷海南卷)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述,错误的是关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述,错误的是( ) A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸分子量最大的氨基酸是甘氨酸 B.有些氨基酸不能在人体细胞中合成有些氨基酸不能在人体细胞中合成 C.氨
14、基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键 D.不同氨基酸之间的差异是由不同氨基酸之间的差异是由R基引起的基引起的 解析解析 甘氨酸应是分子量最小的氨基酸,它的 甘氨酸应是分子量最小的氨基酸,它的R基是最简单的氢。基是最简单的氢。 答案答案 A 组成蛋白质的氨基酸的种类与结构组成蛋白质的氨基酸的种类与结构 2.下图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是下图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是( ) A.结构结构在生物体内约有在生物体内约有20种种 B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自于氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自于和和 C.结构结构中含有的氨基或羧基全部都
15、参与脱水缩合中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合 D.生物体内生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要个氨基酸形成一条多肽链需要n种密码子种密码子 解析解析 为氨基,为氨基,为羧基,为羧基,为侧链基团为侧链基团(R基基)。构成人体氨基酸的种类约有。构成人体氨基酸的种类约有20种,种, A正确;脱水缩合形成水,水中氢来自正确;脱水缩合形成水,水中氢来自,B错误;错误;R基中的氨基或羧基不参与脱水基中的氨基或羧基不参与脱水 缩合,缩合,C错误;生物体内错误;生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要个氨基酸形成一条多肽链需要n个密码子而不是需要个密码子而不是需要n种密码种密码 子,子,D错误。错误。 答案答
16、案 A 解答本类题目的关键是熟记氨基酸的结构通式,如下图所示解答本类题目的关键是熟记氨基酸的结构通式,如下图所示 找出氨基酸的共同体,即图中找出氨基酸的共同体,即图中“不变部分不变部分”(连接在同一碳原子上的连接在同一碳原子上的NH2、 COOH和和H),剩下的部分即为,剩下的部分即为R基。倘若找不到上述基。倘若找不到上述“不变部分不变部分”,则不,则不 属于构成蛋白质的氨基酸。属于构成蛋白质的氨基酸。 1.(2017海南卷,海南卷,1)有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是( ) A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有
17、关 B.数量相同的数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链种氨基酸可以组成不同的多肽链 C.将抗体溶于将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失溶液中会造成其生物活性的丧失 D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构 蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能 解析解析 蛋白质的空间结构决定蛋白质有相应的生物活性, 蛋白质的空间结构决定蛋白质有相应的生物活性,A正确;多肽链的多样性正确;多肽链的多样性 由组成多肽链的氨基酸的种类、数量和排列顺序决定,由组成多肽链的氨基酸的种类、数量和排列顺序决定,B正确;抗体在正确;抗体在NaCl溶液中溶液中 会
18、发生盐析,但抗体的空间结构没有被破坏,所以其活性没有丧失,会发生盐析,但抗体的空间结构没有被破坏,所以其活性没有丧失,C错误;多肽错误;多肽 链的氨基酸序列虽然相同,但可以折叠成不同的空间结构,如朊病毒,链的氨基酸序列虽然相同,但可以折叠成不同的空间结构,如朊病毒,D正确。正确。 答案答案 C 2.(2017河南郑州二检河南郑州二检)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种蛋白质一种蛋白质), 可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导 致酶去
19、折叠的尿素和巯基乙醇,再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中,一段时致酶去折叠的尿素和巯基乙醇,再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中,一段时 间后,发现核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是间后,发现核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是( ) A.由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键,故该酶失去了活性由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键,故该酶失去了活性 B.该蛋白质的氨基酸序列可以决定蛋白质的空间结构该蛋白质的氨基酸序列可以决定蛋白质的空间结构 C.这个实验证明结构并不一定决定功能这个实验证明结构并不一定决定功能 D.这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的这个实
20、验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的 解析 解析 用巯基乙醇和尿素处理,可以将牛胰核糖核酸酶去折叠转变成无任何活性的无用巯基乙醇和尿素处理,可以将牛胰核糖核酸酶去折叠转变成无任何活性的无 规则卷曲结构,说明因破坏了蛋白质的空间结构而导致该酶失活,而不是破坏了蛋白规则卷曲结构,说明因破坏了蛋白质的空间结构而导致该酶失活,而不是破坏了蛋白 质中的肽键使该酶失活,质中的肽键使该酶失活,A错误;这个实验证明了蛋白质的结构决定其功能,错误;这个实验证明了蛋白质的结构决定其功能,C错误;错误; 这个实验说明外界环境可以影响蛋白质的结构,这个实验说明外界环境可以影响蛋白质的结构,D错误。错误。 答
21、案 答案 B 几种常考蛋白质的分布和功能几种常考蛋白质的分布和功能 此部分经常借助某些具体的蛋白质从不同角度进行命题,现举例如下:此部分经常借助某些具体的蛋白质从不同角度进行命题,现举例如下: 1.(2017经典高考题经典高考题)下列关于肽和蛋白质的叙述,正确的是下列关于肽和蛋白质的叙述,正确的是( ) A.鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8 个肽键个肽键 B.蛋白质是由蛋白质是由2 条或条或2 条以上多肽链构成的条以上多肽链构成的 C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的 D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应变性蛋白质不能与双
22、缩脲试剂发生反应 蛋白质的相关计算蛋白质的相关计算 解析 解析 环状肽有几个氨基酸就会形成几个肽键,所以环状八肽含有环状肽有几个氨基酸就会形成几个肽键,所以环状八肽含有8 个肽键,个肽键,A正正 确;肽链盘曲折叠形成的具有一定空间结构的蛋白质,蛋白质也可含有一条肽链,确;肽链盘曲折叠形成的具有一定空间结构的蛋白质,蛋白质也可含有一条肽链, B错误;蛋白质变性是空间结构被破坏,主要破坏的是氢键等化学键,氨基酸之间错误;蛋白质变性是空间结构被破坏,主要破坏的是氢键等化学键,氨基酸之间 形成的肽键不被破坏,形成的肽键不被破坏,C错误;含有肽键的化合物都能与双缩脲试剂产生紫色反应,错误;含有肽键的化合
23、物都能与双缩脲试剂产生紫色反应, 变性蛋白质仍然含有肽键,仍可发生反应,变性蛋白质仍然含有肽键,仍可发生反应,D错误。错误。 答案 答案 A 2.(2017山东师大附中一模,山东师大附中一模,12)某五十肽中有丙氨酸某五十肽中有丙氨酸(R基为基为CH3)2个,现脱掉其中的个,现脱掉其中的 丙氨酸丙氨酸(相应位置如图相应位置如图)得到几种不同的有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正得到几种不同的有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正 常存在,下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述,常存在,下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述, 错误的是错误的是(
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