1、第3讲生命活动的主要承担者蛋白质课标要求核心素养阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成1蛋白质结构的多样性决定功能的多样性(生命观念)2蛋白质的合成及计算；模型与建模：建立蛋白质的结构模型(科学思维)3结合蛋白质与人体健康方面的关系，形成关注科学发展的意识(社会责任)考点一蛋白质的结构和功能1组成蛋白质的氨基酸及其种类2蛋白质的结构和功能的多样性(1)多肽的形成及过程过程a名称：脱水缩合；场所：核糖体。物质b：二肽。多个氨基酸发生a过程形成的产物被称为多肽。结构c：肽键，其结构简式为NHCO(或CONH)。H2O中H原子的来
2、源：H来自相邻氨基酸的氨基(NH2)和羧基(COOH)；O来源于羧基(COOH)。由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基(或羧基)在R基上。(2)蛋白质结构多样性与功能多样性的关系3区别蛋白质的三种变化(1)盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。(2)变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属等因素导致的，蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。(3)水解：在蛋白酶和肽酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。(人教版必修1 P23“与生活的联系
3、”)在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物，高温加热后鸡蛋清会呈现白色固体状，导致蛋白质出现这两种情况的原因相同吗？说明理由。提示：不同。在食盐作用下析出蛋白质，蛋白质本身的结构没有改变，仍维持原有的生物活性；高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变，丧失了原有的生物活性。1具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。()提示：构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。2非必需氨基酸不能在人体细胞内合成。()提示：不能在人体细胞内合成的是必需氨基酸。3细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质。()提示：氨基酸的排列顺序和多肽链的空间结构不同，蛋白质的结构也不同。4血红蛋白
4、中不同肽链之间通过肽键连接。()提示：血红蛋白的不同肽链之间的化学键不是肽键，而是其他的化学键。5蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。()提示：蛋白质的空间结构破坏，其特定功能会改变。6在蛋白酶的作用下，蛋白质水解过程中肽键断裂。()1胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性，请从蛋白质的结构方面分析原因是_。提示：核糖体上合成的多肽不具有复杂的空间结构，只有经过盘曲折叠形成空间结构后才能行使正常的生理功能2吃熟鸡蛋容易消化，原因是_。提示：高温使蛋白质变性，蛋白质空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解常考蛋白质的分布和功能提醒：载体与受体的区别载体是协助物质运
5、输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na、K等的载体蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。1如图表示蛋白质的结构层次示意图，据图分析：(1)组成蛋白质的化学元素中通常含有S，S元素在b中存在于哪部分？(2)若该蛋白质是胰岛素，那么发生的场所是哪里？(3)图中和分别是什么过程？有何区别？提示：(1)存在于b的R基中。(2)由多肽到成熟分泌蛋白的形成发生在内质网和高尔基体中。(3)是变性的过程，蛋白质的空间结构丧失；是水解的过程，蛋白质中肽键断裂。2用酒精消毒的原理是酒精可以使蛋白质变性杀死病菌或病毒，根据下面的实验
6、材料设计实验验证酒精能够使蛋白质变性。实验材料：酒精、淀粉溶液、淀粉酶溶液、碘液、蒸馏水等请写出实验设计的步骤和预期结果。思路建模：设置对照实验分组编号控制自变量检测因变量。提示：取两支试管编号A、B，向A试管中加入1 mL酒精，向B试管中加入1 mL蒸馏水，然后向A、B两支试管中各加入2 mL 淀粉酶溶液，振荡试管后分别加入2 mL淀粉溶液，振荡试管后保存一段时间，最后分别向两支试管中加入两滴碘液检测。A试管溶液变蓝色，B试管溶液不变蓝。考查组成蛋白质的氨基酸1下列关于氨基酸结构的叙述，错误的是()A每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都连接在同一个碳原子上B生物体组成蛋白质的氨基酸约
7、有20种，其结构上的不同在于R基的不同C亮氨酸的R基为C4H9，则它的分子式为C6H13O2ND半胱氨酸和甲硫氨酸均含有S，S一定位于R基中A组成蛋白质的氨基酸至少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，而不是全部的氨基和羧基都连接在同一个碳原子上，如果还有氨基和羧基，一定是在R基上，A项错误。2下列关于人体氨基酸的叙述，正确的是 ()A氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位B不同氨基酸的R基一定不同C酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因D非必需氨基酸的合成与基因的功能无关B有些激素如性激素不是蛋白质；氨基酸的不同在于R基的不同；患白化病的根本原因是基因突变造成酪氨
8、酸酶缺少，合成黑色素减少；非必需氨基酸的合成需要酶的催化，该酶是蛋白质，与基因功能有关。“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸考查蛋白质的结构和功能3(2020山东潍坊阶段考)蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是 ()A细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质B氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构C细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与D蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关A本题考查蛋白质的结构和功能。细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质，而细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，A错误；氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构，B正确
9、；细胞内蛋白质发生水解时，通常需要水解酶的参与，而水解酶是另一种蛋白质，C正确；蛋白质的空间结构一旦被破坏，其生物活性就会丧失，可见蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关，D正确。4(多选)(2020山东青岛二中期末)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(牛细胞中的一种蛋白质)，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，经过一段时间以后，发现牛胰核糖核酸酶的活性得以恢复。下列叙述正确的是 ()A胰核糖核酸酶空间结构的形成与肽链的折叠方式等有关B这个实验说明环境因素能通过影响蛋白质的空间结构来影响其功能C用过
10、酸、过碱溶液处理胰核糖核酸酶也能导致其结构的改变D巯基乙醇和尿素处理破坏了胰核糖核酸酶中的肽键导致其变性ABC胰核糖核酸酶是蛋白质，其空间结构的形成与肽链的折叠方式等有关，A正确；分析题意，该实验说明环境因素能通过影响蛋白质的空间结构来影响其功能，B正确；胰核糖核酸酶的化学本质是蛋白质，其经过酸、过碱溶液处理后会变性失活，空间结构发生改变，C正确；根据题意可知，巯基乙醇和尿素处理改变了胰核糖核酸酶的空间结构，并未破坏该酶的肽键，D错误。考点二蛋白质结构的相关计算有关蛋白质结构的计算规律1氨基数和羧基数的计算(1)氨基数肽链数R基中的氨基数氨基酸中所有的氨基数肽键数。(2)羧基数肽链数R基中的羧
11、基数氨基酸中所有的羧基数肽键数。2肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量的计算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条链状多肽或m条链状多肽：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1n1n1至少1个至少1个an18(n1)mnmnm至少m个至少m个an18(nm)1一条肽链只含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。()提示：一条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。2某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少含有COOH、NH2、氧原子的个数分别为m、m、nm。()3某甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则该甜味肽可能是二肽。()4环状肽
12、中一定不含游离的氨基和羧基。()提示：R基中可能有游离的氨基和羧基。利用原子守恒法计算肽链中原子数氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：1碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数。2氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2。3氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。4氮原子数肽链数肽键数R基上的氮原子数各氨基酸中氮原子的总数。5由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的
13、计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。如图为无活性的胰岛素原加工为有活性的胰岛素的过程，据图填写相关内容。(1)切除C肽过程需要什么酶？在哪一细胞器中完成？(2)有活性的胰岛素至少含有几个氨基？几个羧基？几个肽键？提示：(1)蛋白酶高尔基体(2)2249考查多肽或蛋白质的结构1(2020潍坊联考)下列有关如图所示多肽的叙述中，错误的是()A由4个氨基酸脱水缩合而成B有1个游离的氨基、2个游离的羧基C有4种不同的侧链基团D含有3个肽键C分析题图可知，图中多肽有三个肽键(CONH)，即含有4个氨基酸，A正确； 分析题图可知该多肽有1个游离的氨基、2个游离的羧基，B正确； 图中有3种
14、不同的侧链基团，C错误； 分析题图可知，图中含有3个肽键，D正确。2(2020青岛模拟)由枯草芽孢杆菌分泌的生物表面活性剂脂肽，是一种高效环保材料，已经在化妆品、洗涤工业等领域得到广泛应用。其结构如图所示，下列叙述正确的是()A该化合物的合成至少要经过7次氨基酸之间的脱水缩合反应B枯草芽孢杆菌分泌脂肽需要经过内质网、高尔基体等结构C该化合物加热变性后仍能与双缩脲试剂产生紫色反应D该化合物的空间结构主要由氨基酸的空间结构决定C该化合物的脱水缩合过程中，氨基酸之间的脱水缩合应为6次，A项错误；枯草芽孢杆菌是原核细胞，没有内质网、高尔基体，B项错误；该化合物加热变性后，肽键不被破坏，因此仍能与双缩脲
15、试剂产生紫色反应，C项正确；该化合物的空间结构主要与氨基酸的数量、种类、排列顺序有关，D项错误。考查蛋白质结构的相关计算3(2020章丘四中月考)小鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF，它是由52个氨基酸组成的单链，其中含有6个二硫键(形成一个二硫键会脱去2个H)。EGF与靶细胞表面的受体结合后，激发了细胞内的信号传递过程，从而促进了细胞增殖。下列说法不正确的是()AEGF的基因至少含有312个脱氧核苷酸B在氨基酸形成EGF的过程中，相对分子量减少了930C高温处理后变性的EGF不能与双缩脲试剂产生紫色反应DEGF能促进细胞增殖体现了细胞膜的识别及信息传递功能C该蛋白质中的氨基酸数目是52个，
16、控制其合成的DNA中的核苷酸数目至少是526312个，A正确；氨基酸脱水缩合过程脱去的水分子数目是51个，6个二硫键脱去12个H，因此相对分子量减少511812930，B正确；蛋白质变性是空间结构改变，肽键不变，因此可以用双缩脲试剂进行检测，C错误；EGF能促进细胞增殖体现了细胞膜的识别及信息传递功能，D正确。4(2020沈阳育才中学检测)近年来的研究初步表明，AP(淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer(阿尔茨海默)型老年痴呆的主要病理特征。AP是由其前体蛋白APP(一种含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成。APP形成AP的过程如图所示。根据上述信息所作的推论错误的是()A用双
17、缩脲试剂检测AP，会产生紫色反应BAP中至少含有39个肽键CAP的作用效果可能是引起大脑功能异常D分泌酶可能是突变基因表达的产物BAP是一种蛋白质，可与双缩脲试剂发生紫色反应，A正确；由图可知，AP分子中的氨基酸数目63559639个，则肽键数为38个，B错误；AP沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征，可见AP的作用效果可能是引起大脑功能异常，C正确；由于分泌酶和分泌酶的作用才产生了AP，导致产生了老年痴呆，推测分泌酶可能是突变基因表达的产物，D正确。易错矫正 突破选择题长句背诵 突破非选择题1组成蛋白质的元素一定有C、H、O、N，一般还含有S元素。2多肽和蛋白质的区别：多肽没有明
18、显的空间结构，必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。3区别蛋白质的盐析、变性和水解：盐析是盐溶液中蛋白质的溶解度降低而析出，蛋白质的结构没发生变化；变性是蛋白质的空间结构发生改变，功能改变；水解是在蛋白酶作用下肽键断裂。4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。5一些功能物质的化学本质如下：(1)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中，有些是蛋白质，有些不是蛋白质。(2)抗体和载体的本质都是蛋白质，但结构各不相同。1组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同
19、一个碳原子上。2脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。3氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。4组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、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是蛋白质结构多样性的直接原因。5蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，具有催化、运输、免疫、信息传递等许多功能。一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。真题体验| 感悟高考淬炼考能新高考选择性考试示范1(2021辽宁适应性测试)目前发现的
20、人体葡萄糖转运蛋白(GLUTs)共有14种，主要负责葡萄糖和果糖的跨膜转运。下列有关叙述正确的是()A不同种类GLUTs的氨基酸序列和空间结构相同BGLUTs的肽链合成时相邻氨基酸通过肽键连接CGLUTs经沸水浴处理，肽链充分伸展并彻底水解DGLUTs转运葡萄糖和果糖的方式都是主动运输B不同种类GLUTs的氨基酸序列不完全相同，氨基酸无空间结构，A错误；GLUTs的肽链合成时相邻氨基酸经过脱水缩合，通过肽键连接，B正确；GLUTs经沸水浴处理，其空间结构遭到破坏，肽链伸展，但并没有水解，C错误；GLUTs转运葡萄糖和果糖的方式可能是主动运输，也可能是易化扩散，D错误。全国卷命题研析借鉴2(20
21、18全国卷)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 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C浆细胞产生的特异性抗体可与相应抗原结合而发挥免疫功能，A项正确；肌细胞中的肌球蛋白、肌动蛋白等参与肌肉收缩的过程，B项正确；参与O2运输的血红蛋白中有Fe2，而没有Mg2，C项错误；染色体主要由蛋白质和DNA组成，所以细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分，D项正确。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
22、简式如图，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D据图可知，两种激素都是由九个氨基酸脱水缩合形成的链状肽，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，B错误；肽链中游离的氨基数目与参与构成肽链的氨基酸的种类有关，C错误；根据分析可知，两种激素在两个氨基酸种类上不同，进而导致两者的功能不同，D正确。4(2017海南高考)有关蛋白质结构与功能的
23、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B数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C将抗体溶于NaCl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C抗体的化学本质是免疫球蛋白，蛋白质遇强酸、强碱、高温会变性失活，而在NaCl溶液中会发生盐析现象，生物活性并不改变，C错误。5(2018全国卷)回答下列与蛋白质相关的问题：(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是_。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在_这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如_(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基
24、体的功能是_。(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_。(3)如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是_。解析(2)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。(3)编码血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被替换，但其未引起血红蛋白中氨基酸序列改变，说明突变前后mRNA上相应密码子对应同一种氨基酸，即遗传密码具有简并性。答案(1)氨基酸核糖体胃蛋白酶对蛋白质进行加工、分类和包装(2)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(3)遗传密码具有简并性
