1、第4节蛋白质是生命活动的主要承担者1概述蛋白质的功能，从宏观上认识蛋白质。2掌握氨基酸的结构特点并构建氨基酸形成蛋白质的过程，进一步从微观上认识蛋白质。3理解蛋白质的功能多样性取决于其结构的多样性，初步建立结构与功能相适应的观念。1这种缝合线的主要成分是胶原蛋白，能被人体降解而吸收。2这种缝合线发生水解反应产生氨基酸后才能被吸收。蛋白质的基本组成单位为氨基酸。知识点1蛋白质的功能请仔细阅读教材第2829页，完成下面的问题。1含量：组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质。2蛋白质功能的多样性知识点2蛋白质的基本组成单位氨基酸请仔细阅读教材第2930页，完成下面的问题。1种类在生物体中组成蛋白质的氨
2、基酸共有21种。(1)非必需氨基酸：在人和动物体内能够合成。(2)必需氨基酸：人和动物体的细胞不能合成，只能从外界环境中获取的氨基酸，人体中有8种，它们是苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸。2.结构(1)组成元素：主要是C、H、O、N。(2)图中结构的名称：氨基；羧基；R基。(3)结构通式：。3结构特点每种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一个碳原子上。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。知识点3蛋白质的结构及其多样性请仔细阅读教材第3032页，完成下面的问题。1蛋白质的结构层次2脱水缩合的过
3、程(1)过程名称：脱水缩合。(2)物质名称：二肽。(3)结构名称：肽键，其结构简式为。3蛋白质结构多样性的原因(1)氨基酸的种类不同。(2)氨基酸的数目不同。(3)氨基酸的排列顺序不同。(4)肽链的数目和空间结构不同。4蛋白质的变性(1)概念：蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。(2)应用：鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得松散，易于被蛋白酶水解，因而易于消化。经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。要点一蛋白质的基本组成单位氨基酸1.氨基酸的组成元素基本组成元素
4、是C、H、O、N，有的含有S等元素。2氨基酸的结构通式及判断(1)结构通式(2)两个判断标准一个数目标准：至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)。一个位置标准：都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，且这个碳原子上还连接一个氢原子(H)和一个R基。【典例1】下列是四个构成蛋白质的氨基酸的结构简式，下列叙述错误的是()A构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB上述四种氨基酸的R基依次是H、CH3、CH2OH、CH2COOHCR基中可以有氨基或羧基D只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸解析构成蛋白质的氨基酸，氨基和羧基必须连在同一个碳原子上，故D错。答案D构成蛋白质
5、的氨基酸的考点掌握：(1)氨基酸的基本组成元素；(2)氨基酸的结构通式；(3)氨基酸的结构特点。针对训练1已知一种氨基酸的R基是CH2OH，在这种氨基酸分子中，含有C、H、O的原子数分别是()A3、4、7 B3、7、3 C7、1、4 D4、3、7解析每个氨基酸分子要有一个NH2、一个COOH和一个H连在同一个碳原子上。故含有C、H、O的原子数是3、7、3，故选B。答案B要点二氨基酸分子相互结合的方式脱水缩合1.脱水缩合过程图解(1)参与脱水缩合的部位：一个氨基酸连在中心碳原子上的氨基和另一个氨基酸连在中心碳原子上的羧基。(2)游离的氨基和羧基：一条肽链上至少有一个游离的NH2和一个游离的COO
6、H，并分别位于肽链的两端。(3)R基中的NH2或COOH：不参与肽键的形成。2相关公式(1)蛋白质中的肽键数缩合产生的水分子数水解所需要的水分子数氨基酸数肽链数。(2)蛋白质相对分子质量氨基酸分子数氨基酸平均相对分子质量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，则：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na18(n1)mnmnm至少m个至少m个na18(nm)4.蛋白质中氨基和羧基的数量计算方法(1)当R基中不存在氨基和羧基时，每一条肽链中含有一个氨基和一个羧基。(2)当R基中存在氨基和羧
7、基时，由于R基不参与脱水缩合，所以每一条肽链中含有的氨基数或羧基数就等于1R基中的氨基数或羧基数。【典例2】根据如图化合物的结构分析回答：(1)该化合物中，表示_，表示_。(2)该化合物由_个氨基酸失去_个水分子而形成，这种反应叫做_。(3)该化合物中的氨基酸种类不同，是由_决定的，其编号是_。(4)该化合物称为_，含_个肽键，编号是_。解析蛋白质是由许多氨基酸分子互相连接而成的。每种氨基酸至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)，并连接在同一个碳原子上。组成蛋白质的氨基酸有21种，不同的氨基酸分子，具有不同的R基团。一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连，脱去一分子的水，通
8、过肽键(NHCO)缩合而成的化合物，叫做二肽。本题所示的是由四个氨基酸分子，脱去三个水分子而形成的化合物，叫四肽。答案(1)氨基羧基(2)四三脱水缩合(3)R基团(4)四肽三蛋白质形成的四个“一”针对训练2免疫球蛋白IgG的结构如右图所示，其中SS表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG有肽键数()Am个 B(m1)个C(m2)个 D(m4)个解析由氨基酸脱水缩合成蛋白质的过程中，存在这样的关系：肽键数脱去水分子数氨基酸数肽链数(对于非环状多肽而言)。从图中给出的信息可以判断出IgG的结构中有4条肽链，由于共有m个氨基酸，因此可以得出肽键的数量为(m4)个。答案D要
9、点三蛋白质结构多样性与功能多样性的关系【典例3】催产素、血管舒张素都是含有9个氨基酸的多肽，但生理功能不同。主要原因可能是两种多肽的()氨基酸种类不同氨基酸排列顺序不同氨基酸结合方式不同在细胞内合成的场所不同A B C D解析组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构的不同是造成蛋白质分子多样性的主要原因。虽然催产素、血管舒张素具有相同的氨基酸个数，但是可能由于氨基酸种类、排列顺序及肽链的空间结构不同造成二者结构的差异，进一步导致了二者生理功能的差异，正确。氨基酸均通过脱水缩合的方式结合，蛋白质合成的场所都是在核糖体上，错误。答案A生物界普遍存在的道理结构决定功能，即生物体具有
10、什么样的结构，才能行使对应的功能。造成蛋白质结构不同的原因除了氨基酸的数目，还要牢记氨基酸的种类、排列顺序以及肽链的空间结构也是其原因。针对训练3如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是()A一个蛋白质分子只含一条多肽链B过程有水产生C多肽中B的数目等于C的数目D蛋白质功能的多样性导致蛋白质结构的多样性解析一个蛋白质分子中可能含有多条多肽链；过程表示氨基酸脱水缩合，会产生水；链状多肽中B(氨基酸)的数目为C(肽键)的数目加上1；蛋白质的结构决定蛋白质的功能。答案B附：练习与应用参考答案一、概念检测1(1)(2)(3)(4)2.A3.A4.B二、拓展应用1略。合理即可。2(1)
11、544(2)略(3)不会结构决定功能，结构改变了会导致功能发生变化。3必需氨基酸是人体不能自身合成的，只能从食物中获取，所以蛋白质类食物中必需氨基酸的种类和含量越多，说明营养价值越高。课后作业(六)合格性考试必做题1下列关于蛋白质功能的举例合理的是()A催化抗体 B调节胰岛素C运输唾液淀粉酶 D免疫血红蛋白解析抗体起免疫作用，A错误；胰岛素起调节作用，B正确；唾液淀粉酶起催化作用，C错误；血红蛋白起运输作用，D错误。答案B2某氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，则另一个氨基的部位应是()A在羧基上B和羧基连在同一个碳原子上C在R基上D在氨基上解析组成蛋白质的氨
12、基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且连在同一个碳原子上，其他氨基、羧基位于R基上。答案C3下图表示某蛋白质分子结构的一部分，图中标出了分子中不同位置的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是()A B C D解析蛋白质是氨基酸经脱水缩合形成“肽键”而得到的高分子化合物，肽键是羧基(COOH)脱掉羟基(OH)，氨基(NH2)脱掉其中一个氢原子后彼此结合而成的，即CONH。当蛋白质发生水解时，应在肽键处发生断裂，即在的虚线处发生断裂，即图中的处，故选B。答案B4谷氨酸的R基为CH2CH2COOH，则谷氨酸的分子式是()AC5H9O4N BC4H9O4NCC5H8O4N DC4H9O5N解析由题意可知，
13、谷氨酸的R基为CH2CH2COOH，将谷氨酸的R基代入氨基酸的结构通式中，整理可得谷氨酸的分子式是：C5H9O4N。答案A5下列关于蛋白质的叙述中，错误的是()A不同的蛋白质分子其氨基酸的排列顺序不同B各种蛋白质均含有21种氨基酸C蛋白质分子具有多种重要的功能D蛋白质是生物体一切生命活动的主要承担者解析A项属于蛋白质多样性的原因之一，正确；C、D项是关于蛋白质功能的叙述，均正确；构成蛋白质的氨基酸有21种，但不是各种蛋白质都含有21种氨基酸，也可以少于21种，故B错误。答案B6鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的()A肽键 B肽链C空间结构 D氨基酸解析在高温、强酸、强碱等环
14、境下，蛋白质变性失活，变性失活只是改变了蛋白质的空间结构，没有破坏肽键，因此选C。答案C7人的血红蛋白分子由4条多肽链构成，共有570个肽键，脱水缩合形成这4条多肽链的氨基酸分子和生成的水分子数分别是()A572个和570个 B574个和574个C574个和570个 D570个和570个解析由于人的血红蛋白分子由四条多肽链构成，且有570个肽键，根据肽键数氨基酸数肽链数，所以氨基酸数5704574(个)，生成的水分子数肽键数570个。故选C。答案C8下列能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的是()氨基酸C、H、O、N等元素氨基酸分子之间脱水缩合多肽形成一定的空间结构A BC D解析蛋白质的基
15、本组成单位是氨基酸，氨基酸由C、H、O、N等元素构成，氨基酸经脱水缩合形成多肽，1条或几条多肽经盘曲、折叠形成具有复杂空间结构的蛋白质。答案D9我国中科院上海生化所于1982年5月合成一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物脑啡肽，下面是它的结构简式。据此回答：(1)脑啡肽的化学本质是一种_，它的基本组成单位的结构特点是_。(2)如果脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数目均不变，改变其中的_，就可以改变其性质。(3)脑啡肽只有皮下注射才有效，不能口服，主要原因是_。(4)若将脑啡肽完全水解，需要水分子_个，水解后的产物有_种。(5)脑啡肽可用_试剂鉴定，呈现_色，其原因是该化
16、合物中所含有的_与该试剂发生了颜色反应。解析(1)从图中分析，脑啡肽由5个氨基酸组成，故其化学本质为五肽。构成多肽的基本单位是氨基酸。(2)多肽的结构与构成多肽的氨基酸的种类、数目、排列顺序有关。(3)消化道中的肽酶能将多肽分解为氨基酸。(4)由图可知，脑啡肽分子结构中包含4个肽键(CONH)，故水解时需要4分子水。水解得到的5个氨基酸，其中有两个是相同的(H2NCH2COOH)，故水解后的产物有4种。(5)多肽中有肽键，与双缩脲试剂反应产生紫色络合物。答案(1)五肽都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(2)氨基酸的排列顺序(3)如口服此药物，在消化道内
17、药物被消化液分解，失去药效(4)44(5)双缩脲紫肽键等级性考试必做题10下列物质中属于组成蛋白质的氨基酸的是()解析根据氨基酸分子的结构通式可知，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。答案B11蚕丝被贴身暖和、轻盈透气，是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成“蚕丝”主要成分的叙述，正确的是()A它的基本组成单位的通式为CONHB它的形成过程中没有水产生C蚕丝的基本组成单位是氨基酸D它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe解析蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质是通过氨基酸的脱水缩合形成的，蚕丝蛋白质中不一定含有P、Fe元素。答案C12下图所示某
18、多肽化合物，关于其组成部分数目的判断，错误的是()A1个氨基 B2个羧基C2个肽键 D3种R基解析据图可知，该多肽是由3个氨基酸组成的三肽，含有1个氨基(NH2)、2个羧基(COOH)、2个肽键(CONH)，有2种R基，即CH3、CH2COOH。答案D13下列关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是()A不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合D组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合解析不同的蛋白质分子中氨基酸的数量、种类和排列顺序都不尽相同；有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，如血红蛋白和载体蛋白都具有运输作用
19、；组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同。答案D14下图表示某种蛋白质中相关基团的数目，据图可知该蛋白质()A由2条肽链组成B共有126个肽键CR基中共含17个氨基D形成过程中脱去125分子的水解析分析题图可知，该蛋白质分子共含有17个羧基，其中R基上含有15个羧基，如果不考虑R基上的羧基，每条肽链至少含1个游离的羧基，说明该蛋白质由2条肽链组成，A正确；由126个氨基酸组成的含2条肽链的蛋白质分子中的肽键数脱去的水分子数1262124个，B、D错误；如果不考虑R基上含有的氨基，每条肽链至少含1个游离的氨基，该蛋白质由2条肽链组成、共有16个氨基，说明R基中共含有14个氨基，C错误。答案A1
20、5下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是()A缬氨酸的R基是C3H7，则它的分子式是C5H11O2NB分子式为C63H105O45N17S2的一条(非环状)多肽化合物中，最多含有的肽键数目是16个C两个氨基酸脱水缩合过程中失去的H2O中的氢来源于氨基和羧基D10个氨基酸构成的多肽有9个CONH，称为九肽解析10个氨基酸脱水缩合形成9个水和9个肽键，形成的化合物为十肽。答案D16下列有关蛋白质(或多肽)的分析，正确的是()A胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关B沸水浴加热后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作
21、用，产生紫色反应D某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基解析蛋白质的功能取决于其结构，而蛋白质的结构取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的空间结构；沸水浴加热使肽链伸展但不会断裂；由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质分子结构中至少含有的氨基、羧基数与肽链条数有关，与氨基酸个数无关。答案C17谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它由谷氨酸(C5H9NO4)、甘氨酸(C2H5NO2)和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子式为()AC3H3NS BC3H5NSCC3H7
22、O2NS DC3H3O2NS解析谷胱甘肽是由3个氨基酸通过脱去2分子水缩合而成的三肽。因此，根据原子守恒定律，这3个氨基酸的分子式叠加后应等于谷胱甘肽的分子式再加上2个水分子，即C10H17O6N3S2H2OC10H21O8N3S。故C10H21O8N3SC5H9NO4C2H5NO2C3H7O2NS(半胱氨酸)。答案C18用氨基酸自动分析仪测定几种多肽化合物和蛋白质的氨基酸数目如下表所示：(1)表中的氨基酸数目虽相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的_不同。(2)表中与、与的功能虽相似，但各自具有专一性。它们之间的差异主要取决于_。(3)在未知平滑肌舒张素的情况下，推知这种肽类化合物至少有
23、_个氨基和_个羧基，这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置？_。(4)是由51个氨基酸组成的两条多肽链，共有_个肽键。(5)的生理功能说明蛋白质具有_作用；的生理功能说明蛋白质具有_作用；的生理功能说明蛋白质具有_作用；有4条肽链，在574个氨基酸分子脱水缩合过程中生成_个水分子。(6)这些实例说明蛋白质的分子结构具有_，这种结构特点决定了_。解析(1)虽然的氨基酸数目相同，但其种类和排列顺序及肽链的空间结构未必相同，因此形成的多肽结构不同，生理功能各异。(2)结构的特异性决定了功能的专一性，就与、与而言，均为肽类物质，其结构的差异是由于氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的空间结构不同导致的。(3)从氨基酸脱水缩合生成多肽的过程可知，肽链为开链式结构，其两端各游离着一个氨基和一个羧基。(4)由51个氨基酸脱水缩合形成两条肽链时共形成49个肽键。(5)为激素，可说明蛋白质具有调节作用；为抗体，说明蛋白质具有免疫功能；为血红蛋白，可运输O2，说明蛋白质具有运输功能；由574个氨基酸形成4条肽链时共脱去水分子570个。(6)不同的蛋白质其结构不同，所具有的功能也各不相同。答案(1)氨基酸种类、排列顺序及肽链的空间结构(2)氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的空间结构不同(3)11肽链两端(4)49(5)调节免疫运输570(6)多样性蛋白质分子具有多种功能
