1、第4节蛋白质是生命活动的主要承担者学习目标核心素养1.阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成。2说明氨基酸的结构特点，氨基酸形成蛋白质过程。1.生命观念：从结构与功能的角度阐明蛋白质的功能取决于氨基酸种类、数目、序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。2科学思维：从氨基酸的结构特点理解氨基酸脱水缩合的过程，构建数学模型解答与蛋白质有关的计算问题。3社会责任：从蛋白质功能多样性角度明确蛋白质与人体健康的关系。知识点一蛋白质的功能 1一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。2蛋白质的功能3总结：蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御
2、等重要功能，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？提示：细胞中有机物含量最多的就是蛋白质。从化学角度看，蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最强大的分子。细胞核中的遗传信息往往要表达成蛋白质才能起作用。在以后的学习中，我们会发现蛋白质在生物体中的巨大作用。题型一蛋白质的功能例1下列生命活动与蛋白质有关的是()改变反应速率血液中运输O2与特定抗原结合构成细胞和生物体结构信息传递A仅 B仅C仅 D解题分析能改变反应速率的是催化剂，在生物体内部分蛋白质具有催化作用，正确；血红蛋白运输O2，正确；与特定抗原结合的物质是抗体，抗体属于蛋白质，正确；许多蛋白质是构成细胞和生
3、物体结构的重要物质，正确；有些蛋白质起信息传递作用，正确。答案D知识点二蛋白质的基本组成单位氨基酸 1氨基酸的种类组成人体内蛋白质的氨基酸约为21种，根据能否在人体内合成可分为两类：2氨基酸的结构(1)组成元素：各种氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸还有S元素。(2)图中数字标示结构的名称：氨基，羧基，R基。(3)氨基酸的结构特点每种氨基酸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。(4)氨基酸的结构通式：。(5)各种氨基酸之间的区别在于R基不同。其中甘氨酸的R基：H，天冬氨酸的R基：CH2COOH，半胱氨酸的R基：CH2SH
4、，赖氨酸的R基：(CH2)4NH2。为什么每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基？提示：R基中可以含氨基和羧基，例如：甘氨酸和半胱氨酸各含一个氨基和一个羧基，天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基。题型二氨基酸结构判断例2下列四个结构式中，属于构成蛋白质的氨基酸分子的是()解题分析由组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可知，每个氨基酸分子至少含有一个氨基(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，题中只有D项能正确表示构成蛋白质的氨基酸分子；A项只有氨基，没有羧基；B项只有羧基，没有氨基；C项的氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。答案D题型三氨基酸分子式
5、的推导例3甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3，则它的分子式是()AC5H11O2NS BC3H7ONSCC5H11O2S DC5H10O2NS解题分析将R基CH2CH2SCH3代入组成蛋白质的氨基酸的结构通式得甲硫氨酸的结构式为因此其分子式为C5H11O2NS。答案A技法提升遇到给出R基求分子式，或给出分子式求R基的题时，把握住氨基酸分子一定由相同部分和特殊部分R加和得到。即氨基酸分子式CxHyOzNa(Sb)C2H4O2NR，最后根据题干信息运用代入法进行计算即可。知识点三蛋白质的结构及其多样性1脱水缩合连接氨基酸的方式(1)概念：一个氨基酸分子的氨基(NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(C
6、OOH)相连接，同时脱去一分子水。 (2)过程过程a的名称：脱水缩合，脱去的水中，氢来自氨基和羧基，氧来自羧基。结构b的名称：肽键(连接2个氨基酸的化学键)，结构简式为NH。化合物c的名称：二肽，即由两个氨基酸脱水缩合形成的化合物。2蛋白质的结构层次(1)结构层次若3个氨基酸分子脱水缩合形成一条肽链，会脱去_分子水，形成_个肽键，产物是三肽；若m个氨基酸分子形成1条肽链，会脱去_分子水，形成_个肽键，产物是多肽。提示：22m1m1若m个氨基酸分子形成2条肽链，会脱去_分子水，形成_个肽键；若m个氨基酸分子形成n条肽链，会脱去_分子水，形成_个肽键。提示：m2m2mnmn假设氨基酸的平均分子量为
7、a，则m个氨基酸分子形成n条肽链时，所形成肽链的分子量为多少？提示：ma18(mn)归纳总结氨基酸脱水缩合过程相关计算公式：脱水数肽键数氨基酸数肽链数水解需水数；氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中氨基的总数肽键数；羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中羧基的总数肽键数；(2)氨基酸形成血红蛋白的过程：氨基酸之间脱水缩合形成肽链一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠(形成氢键)这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构四条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构(通过一定化学键)。3结构多样性原因(1)氨基酸(2)多肽：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。4结构多样性与功能多样性的关系：每一种蛋
8、白质都有与它所承担功能相适应的结构。易漏边角(课本P33)与社会的联系1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的改变和生物活性丧失的现象。2鸡蛋、肉类煮熟易消化，原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。3加酒精、加热、加酸等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的作用。蛋白质相对分子质量氨基酸平均相对分子质量氨基酸数18脱水数；至少氨基酸数肽链数；至少羧基数肽链数。题型四蛋白质结构层次及形成过程分析例4如图为蛋白质结构与功能的概念图，对图示分析正确的是()Aa中一定含有SB过程一定有水生成C氨基酸的种类、数目
9、、排列顺序形成了蛋白质的结构多样性，与其空间结构无关Dc表示肽键COOHH2N解题分析蛋白质中常含有S，但并非所有蛋白质都含有S，故a中不一定含有S，A错误；组成蛋白质的基本单位是氨基酸，故b表示氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成多肽，B正确；多肽中的重要化学键是肽键，故c表示肽键(NHCO)，D错误；蛋白质的空间结构同样影响其结构多样性，C错误。答案B例5血红蛋白分子是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含有4条肽链。下列关于血红蛋白分子叙述错误的是()A该蛋白质分子中含有570个肽键B由于氨基酸之间能够形成氢键，这些氢键使得肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子C正常血红蛋白的空间结构
10、呈球状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白D血红蛋白4条肽链聚集在一起同时盘曲折叠形成复杂空间结构答案D题型五蛋白质形成的相关计算例6现有100个氨基酸，其中氨基有105个，羧基有103个，则由此合成的3条肽链中肽键数目、游离的氨基、羧基的数目分别是()A96、8、9 B97、7、5C97、8、6 D97、6、4解题分析根据100个氨基酸中氨基有105个，羧基有103个，可知R基中氨基有5个，羧基有3个，则3条肽链中肽键数目、游离的氨基、羧基的数目分别是100397(个)、358(个)、336(个)。答案C例7组成生物体某蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为128，
11、该蛋白质含有两条肽链，两条肽链中共有198个肽键，则该蛋白质的相对分子质量为()A25600 B22036 C12928 D11128解题分析蛋白质的相对分子质量氨基酸总数128脱去水分子数18(肽键数肽链数)128肽键数18(1982)1281981822036。答案B题型六肽链中原子数目计算例8某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()Anm Bn2mCnm Dn2m解题分析n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为(nm)个，每个肽键中有1个氧原子。每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含2个氧原子。故该蛋白质至少有氧原子的个数为nm2m(nm)个。答案C技法提升肽链中原子
12、数目的计算方法解题关键是要注意碳原子数、氮原子数在肽链形成前后均不变，而计算氢原子与氧原子的数目时要注意脱掉的氢原子与氧原子。(1)氮原子数各氨基酸的氮原子总数肽键数肽链数R基上的氮原子数氨基酸数R基上的氮原子数。(2)氧原子数各氨基酸的氧原子总数脱水数肽键数肽链数2R基上的氧原子数。(3)氢原子数各氨基酸的氢原子总数脱水数2。题型七氨基酸排列与多肽种类计算例9如果有足量的三种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的链状三肽种类以及包含甲、乙、丙三种氨基酸的链状三肽种类最多有()A9、9 B6、3 C27、6 D3、3解题分析如果有足量的三种氨基酸甲、乙、丙，它们能形成的链状三肽最多有3332
13、7(种)，包含甲、乙、丙三种氨基酸的链状三肽最多有3216(种)。答案C技法提升肽链种类的计算方法(1)有A、B、C、D四种氨基酸，每种氨基酸数目无限多的情况下，可形成的链状多肽的种类如下：1蛋白质功能多种多样，下列与其功能不相符合的是()A酶催化B抗体免疫C载体运输D肌肉中的蛋白质调节答案D解析酶具有催化作用，A正确；抗体具有免疫作用，B正确；细胞膜上的载体蛋白具有运输作用，C正确；肌肉中的蛋白质属于结构蛋白，D错误。2下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸()答案B解析构成蛋白质的氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，只有B不符合。3同为组成生物体蛋白质
14、的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于()A两者R基组成的不同 B两者的结构完全不同C酪氨酸的氨基多 D精氨酸的羧基多答案A解析组成生物体蛋白质的氨基酸具有相似的结构，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。4下列是两种氨基酸的结构式，它们在形成二肽时，最可能缩合的基团是()A B C D答案C解析氨基酸脱水缩合发生在一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间为或，和是R基上的羧基和氨基，一般不参与脱水缩合，C符合题意。5生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是()A组成肽键的化学元素不同B组成蛋白质的氨基酸的种类和数量不同C氨基酸的排列顺序不同D蛋白质的空间结构不同答案A解析组成肽键的化学元素都是C、H、O、N。
