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-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第03讲生命活动的主要承担者——蛋白质最新考纲高频考点核心素养蛋白质的结构和功能(Ⅱ)主要与其他生命过程结合，考查其功能生命观念——结构与功能观：蛋白质结构的多样性决定功能的多样性科学思维——归纳与演绎：蛋白质的合成及有关蛋白质的计算考点一蛋白质的结构与功能1．组成蛋白质的氨基酸及其种类(1)组成元素：C、H、O、N，有的还含有P、S等。(2)结构特点①氨基和羧基的数量：每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基。②氨基和羧基的连接位置：都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。③氨基酸不同的决定因素：R基不同。(3)种类：约20种。根据能否在人体内合成8种，婴儿912助学巧记巧记8种必需氨基酸甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)注：婴儿有9种，比成人多的一种是组氨酸。2．蛋白质的结构及其多样性(1)二肽的形成过程-2-①过程a名称：脱水缩合，场所为核糖体。②物质b名称：二肽。③结构c名称：肽键，其结构简式为—NH—CO—(或—CO—NH—)。④H2O中各元素的来源：H来自—COOH和—NH2，O来自—COOH。⑤多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为多肽。(2)蛋白质的结构层次氨基酸――→脱水缩合多肽――→盘曲、折叠蛋白质(3)蛋白质分子多样性的原因①氨基酸a.种类不同b.数目成百上千c.排列顺序千变万化②多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。3．蛋白质的功能(连线)实例蛋白质功能①肌肉、毛发等a.免疫功能②绝大多数酶b.信息传递和调节③血红蛋白、载体蛋白等c.催化作用④胰岛素、糖蛋白等d.运输功能⑤抗体e.构成细胞和生物体答案①—e②—c③—d④—b⑤—a(必修1P23“与生活的联系”改编)(1)蛋白质的盐析：在鸡蛋清中加入食盐，会出现__________，蛋白质本身结构没有发生变化，仍维持原有的生物活性。(2)蛋白质的变性：高温加热后，鸡蛋清会呈现白色固态，这是由于高温破坏了__________________，使蛋白质变性失活，但没有破坏氨基酸之间的________。-3-答案(1)白色絮状物(2)蛋白质的空间结构肽键诊断辨析(1)氨基酸的空间结构不同，也是蛋白质分子多样性的原因之一。(×)提示氨基酸的空间结构不等于蛋白质的空间结构。在回答蛋白质多样性原因时应特别注意一定要强调多肽链盘曲、折叠及其形成的空间结构(即蛋白质空间结构)。(2)相对分子质量最小的氨基酸是甘氨酸。(√)(3)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。(×)(4)脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽。(×)(5)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质。(×)(6)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。(√)热图解读图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图；图乙中的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种物质。请分析回答下列问题：(1)写出图甲中c的结构简式。(2)d表示的含义是________________________________。(3)图乙中①②③分别体现了蛋白质怎样的功能？提示(1)—NH—CO—(或—CO—NH—)。(2)功能多样性(3)催化功能、运输功能、免疫功能。【真题考情1】(2018·全国卷Ⅱ)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是()A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原-4-B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分教材命题本题以必修1P23知识为背景综合考查高中生物中常见的蛋白质的结构与功能，运用“结构与功能观”进行试题分析是解答本题的关键。以某一知识点为主要考点，将不同模块不同章节的相关知识串联起来，进行适度的综合考查已成为近年高考命题的一种重要模式。微解导思具有免疫功能的抗体是由浆细胞分泌的一种，可与相应抗原特异性结合的免疫球蛋白，A项正确；肌纤维细胞中含有丰富的肌动蛋白和肌球蛋白参与肌肉收缩的过程，染色体的主要成分是DNA和蛋白质，这些都是蛋白质构成细胞的重要物质的表现，B、D两项正确；具有运输氧气功能的血红蛋白是与Fe2＋(离子)结合形成的，C项错误；蛋白质还有催化、调节等功能。答案C【真题考情2】(2018·全国卷Ⅲ，30(2))通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是________________________。教材命题本题源于必修1P23“与生活的联系”，命题打破常规，以非选择形式考查，对学生的语言表达能力提出了新要求，以落实核心素养中的“结构与功能观”。微解导思蛋白质中正确的氨基酸序列和空间结构决定了其生物学功能；蛋白质变性是空间结构遭到了破坏，失去了生物活性。变性蛋白质的肽键暴露出来，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。答案空间蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解考向一组成蛋白质的氨基酸的结构与缩合反应1．下面是三种化合物的结构简式，下列有关三种化合物的叙述，错误的是()A．三种化合物可以用一个结构通式表示-5-B．三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C．三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D．三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同解析三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示，A项正确；图中三种氨基酸共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”，B项错误；双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键，氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C项正确；三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1，D项正确。答案B2．(2019·秦皇岛模拟)生物体内的某多肽是由几种不同的氨基酸分子构成的，其中含有三个氨基和两个肽键，下列分子中能构成该多肽的是()A．①②③④⑤B．①③④C．②③④D．①④⑤解析根据氨基酸的通式，可以判断①③④⑤是构成蛋白质的氨基酸。由于该多肽含有三个氨基和两个肽键，且由不同的氨基酸构成，所以该多肽是由①④⑤或③④⑤构成的。答案D“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸-6-考向二蛋白质的结构与功能3.(2018·江苏高考)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是()A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同解析分析结构简式，两种激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的，故为六肽环，A-7-项错误；氨基酸之间脱水缩合产生的水分子中的氢来自氨基和羧基，B项错误；有些氨基酸的R基可能含有游离氨基，C项错误；分析结构简式，两种激素间有2个氨基酸种类不同，故生理功能不同与这2个氨基酸种类不同有关，D项正确。答案D4．根据某细菌外毒素结构图分析并判断下列相关说法，错误的是()A．该化合物中没有游离的氨基和羧基B．该化合物是由7种氨基酸脱去7个水构成的七肽C．决定该化合物的基因位于脱氧核糖核酸上D．图中A结构是在核糖体上形成的解析据图分析，该外毒素为环状七肽，具有7个肽键，由5种不同的氨基酸脱去7个水分子形成。从结构简式中可看出，该化合物没有游离的氨基和羧基。该化合物是细菌体内合成的物质，细菌的遗传物质是DNA(脱氧核糖核酸)，所以决定该化合物的基因位于脱氧核糖核酸上。题图中A结构是肽键，氨基酸脱水缩合是在核糖体上完成的，肽键也是在核糖体上形成的。答案B5．(2018·浙江高考)蛋白质在生物体内具有重要作用。下列叙述正确的是()A．蛋白质化学结构的差异只是R基团的不同B．某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变C．蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性D．“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂A和B解析蛋白质化学结构的差异包括组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的空间结构不同，A项错误；某些化学物质，如强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮等可使蛋白质的空间结构发生改变，B项正确；控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性的物质是核酸，C项错误；“检测生物组织中的蛋白质”实验中，需先加入双缩脲试剂A，再加入双缩-8-脲试剂B，D项错误。答案B蛋白质结构和功能的有关应用1．煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。2．高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。3．酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。考点二有关蛋白质的相关计算1．蛋白质中肽键数及相对分子质量的计算(1)蛋白质中的肽键数＝脱去的水分子数＝水解消耗水分子数＝氨基酸分子个数－肽链数。(2)蛋白质的相对分子质量＝氨基酸分子个数×氨基酸平均相对分子质量－失水量(18×脱去的水分子数)。(3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链。形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)2.蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算(1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数×1。(2)游离氨基或羧基数目＝肽链数×1＋R基中含有的氨基或羧基数。3．利用原子守恒法计算肽链中的原子数(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数。走出误区1．蛋白质中二硫键形成过程与计算-9-蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质相对分子质量时，除减去H2O的相对分子质量外，还应考虑脱去H的相对分子质量。上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。2．环肽的“首尾相接”问题若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。环状多肽主链中无游离氨基和羧基，环状肽中氨基和羧基数目取决于构成环状肽氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目，由图示可知，肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。3．氨基酸形成多肽种类的计算多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图(代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律。(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)————…1234…(1)若每种氨基酸数目无限制，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20＝204种)。(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……即(20×19×18×17)种]。热图解读在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程中，用含35S标记的氨基酸作为原料，则35S存在于图示①～④中的哪个部位？-10-提示35S存在于氨基酸的R基上，题图中①处是R基，②处是肽键，③处连接的是肽键或羧基，④处连接的是碳原子，故35S存在于①部位。考向一蛋白质的种类及相对分子质量计算1.二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是()A．该蛋白质至少有280个氨基B．形成