1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第4节蛋白质是生命活动的主要承担者一、蛋白质的功能具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。二、蛋白质的基本组成单位氨基酸1.氨基酸的结构:(1)结构通式:。(2)结构特点。数量上:至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)。位置上:都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2.种类:在人体中,组成蛋白质的氨基酸有21种。 书写氨基和羧基不要忘了在基团前面加“-”。三、蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸的脱水缩合:(1)此生理过程的名称是脱水缩合。
2、(2)写出字母代表的结构或名称:a.肽键,b.二肽。(3)产物H2O中原子的来源。2.蛋白质的结构多样性:蛋白质结构多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构。3.结构与功能的适应:(1)每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构。(2)蛋白质变性: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。 高温、过酸过碱、重金属、酒精都会导致蛋白质变性。变性破坏的是空间结构,但是不断裂肽键。某同学学习蛋白质有关知识后,总结出以下结论:不同氨基酸之间的差异是由R基引起的。每种氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基。蛋白质结构的多样
3、性只取决于氨基酸的排列顺序。人体需要的氨基酸称为必需氨基酸。氨基、羧基的书写格式分别是-NH2、-COOH。你的判断:正确的结论有。1.新冠病毒等一些病毒可以用75% 的酒精或高温杀灭,原理是什么?提示:高温或酒精使蛋白质分子的空间结构被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失。2.干活细心,吃喝当心。人畜误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒,你认为应采用怎样的措施解毒?为什么?提示:服用蛋清、牛奶或豆浆。因为蛋清、牛奶或豆浆中主要含有蛋白质,它们与重金属盐迅速发生反应,从而保护人畜。 P32 拓展应用问题:蛋白质食物可分为两类:完全蛋白质和不完全蛋白质。完全蛋白质食物含有全部人体必需的氨
4、基酸,如动物蛋白。植物蛋白往往是不完全蛋白质。从营养角度讲,长期素食是否科学?提示:不科学,长期素食,机体会缺少必需氨基酸,影响健康。学习任务一:组成蛋白质的氨基酸下图表示氨基酸的结构通式思考:结合以上氨基酸的结构通式,思考若以卡通人代表氨基酸的结构通式,则左右手可分别代表上图中的哪部分?提示:氨基和羧基。 (生命观念结构与功能观)1.组成元素分析:主要由C、H、O、N四种元素组成,有的氨基酸还含有S,其可作为区分蛋白质与其他有机物的特征元素。2.组成生物体蛋白质的氨基酸的判断标准:探讨:(1)氨基酸的不同种类和性质主要是由什么结构决定的?为什么?提示:R基。组成人体的21种氨基酸只有R基结构
5、是不同的。(2)丙氨酸的R基是-CH3,你能写出其结构式吗?提示:【易错陷阱】关于氨基酸的两个误区(1)误认为氨基酸只有一个氨基和一个羧基。在氨基酸的R基上也可能存在氨基和羧基。(2)误认为氨基酸中的氨基和羧基都参与脱水缩合反应。R基上的氨基或羧基一般不参加反应。【知识拓展】氨基和羧基的写法项目完整的写法空间位置不同的写法省略一些化学键的写法氨基羧基关于下列四个构成蛋白质的氨基酸的结构简式的叙述,错误的是()甲:乙:丙:丁: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、CH2COOHC.R基中可以有氨基或羧基D.只要含有氨基和羧基的化合物
6、就是构成蛋白质的氨基酸【思维流程】【解析】选D。根据氨基酸的结构通式可知,各种氨基酸都含有C、H、O、N四种元素,A正确。在甲、乙、丙、丁四个氨基酸中先找出连接在同一个碳原子上的NH2、COOH以及H,则剩下的就是R基,B正确。氨基酸中若含有两个氨基或羧基,其中一个在R基中,C正确。只根据是否含氨基和羧基不能判断某个化合物是否是构成蛋白质的氨基酸,还要看是否符合氨基酸的特点,D错误。【题后反思】判断R基和中心碳的方法(1)R基的判断方法排除法。中心碳有4个化学键,其中一个连H,一个连羧基,一个连氨基,剩余一个连的就是R基。(2)中心碳的判断方法。在多肽链上,有很多碳原子,同时连着一个氨基、一个
7、羧基和一个H的是中心碳。【典题加练】1.甲硫氨酸的R基是CH2CH2SCH3,它的分子式是()A.C5H11O2NSB.C3H7SC.C4H11O2SD.C5H10O2N【解析】选A。氨基酸的分子通式为C2H4O2NR,氨基酸分子式中各原子数等于R基上的各原子数加上公共部分中的相应原子数。2.(2021葫芦岛高一检测)下列四种氨基酸中,哪项不是构成生物体蛋白质的氨基酸()【解析】选A。A图所示化合物的氨基和羧基没有连在同一个碳原子上,不是构成生物体蛋白质的氨基酸,A符合题意;B图所示化合物的氨基和其中一个羧基连在同一个碳原子上,该碳原子还连接一个H和一个R基(其R基是-CH2-COOH),是构
8、成生物体蛋白质的氨基酸,B不符合题意;C图所示化合物的其中一个氨基和羧基连在同一个碳原子上,该碳原子还连接一个H和一个R基(其R基是-CH2-NH2),是构成生物体蛋白质的氨基酸,C不符合题意;D图所示化合物的氨基和其中一个羧基连在同一个碳原子上,该碳原子还连接一个H和一个R基(其R基是-CH2-CH2-COOH),是构成生物体蛋白质的氨基酸,D不符合题意。3.观察如图生物体内组成蛋白质的两种氨基酸,可以确定共同的结构特点是()A.都只含有一个氨基(NH2)B.都只含有一个羧基(COOH)C.都只含有一个氢原子D.都含有一个氨基和一个羧基,有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上【解析】选D。
9、根据观察分析可知,构成蛋白质的两种氨基酸都含有一个氨基和一个羧基,并且它们连接在同一个碳原子上,故选D。学习任务二:蛋白质的结构及其多样性人正常红细胞呈两面凹的圆盘状,如果参与组成红细胞的血红蛋白某处的谷氨酸被缬氨酸取代,就变成异常的血红蛋白,红细胞的形态就变成镰刀状或月牙形,运输氧气的能力大为削弱。思考:(1)由氨基酸形成血红蛋白的过程是什么?提示:氨基酸-多肽-肽链盘曲折叠-血红蛋白。(2)蛋白质中一个氨基酸的替换造成红细胞形态和功能发生显著变化,说明了结构与功能的关系是什么?提示:蛋白质的结构决定功能。 (科学思维归纳与建模)1.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系:探讨:(1)氨基酸的种
10、类和数量完全相同,形成的蛋白质就一定相同吗?提示:不一定相同。氨基酸的排列顺序或形成蛋白质的空间结构不一定相同。(2)蛋白酶可以使肽键断裂,从而将蛋白质水解成小分子多肽或氨基酸,从肽链与蛋白质的区别的角度分析,为什么煮熟的鸡蛋更容易被消化?提示:生鸡蛋中的蛋白质具有复杂的空间结构,蛋白酶不容易与肽键结合发挥作用;而高温可以破坏蛋白质的空间结构,使蛋白质变性失活变为松散的肽链,蛋白酶更容易与肽键结合起作用。2.氨基酸在脱水缩合时的有关数量变化:项目氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子质量氨基数目羧基数目1条肽链ann-1n-1an-18(n-1)至少1个至少1个 m
11、条肽链ann-mn-man-18(n-m)至少m个至少m个解读:(1)肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数(对于环状多肽来说,肽键数=氨基酸数=失去水分子数)。(2)蛋白质的相对分子质量=氨基酸数氨基酸的平均相对分子质量-脱去水分子数18(每有一个二硫键生成,再减去2)。3.蛋白质中游离氨基或羧基的计算:(1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。(2)游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。(3)环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。【知识拓展】氨基酸的排列与多肽种类的关系若有A、B、C三种氨基酸,则由这三种氨基酸组成肽的情况可分下列两种情形分
12、析:(1)每种氨基酸数目不限的情况下,可形成肽化合物的种类:形成多肽的种类:33=27(种)333形成二肽的种类:32=9(种)33(2)每种氨基酸只有一个的情况下,形成肽化合物的种类:形成多肽的种类:321=6(种)321形成二肽的种类:32=6(种)32【易错陷阱】有关蛋白质结构的两个误区(1)误认为多肽=蛋白质。多肽蛋白质,多肽盘曲折叠形成具有空间结构的蛋白质。(2)误认为蛋白质的水解和合成没有联系。蛋白质合成过程中脱去水分子的数目=水解过程中所需水分子的数目。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。如图为有关蛋白质的简要概念模型,下列对模型的分析正确的是()A.a肯
13、定含有PB.多肽中b的数目等于c的数目C.过程有水生成D.d表示氨基酸的多样性【思维流程】【解析】选C。组成蛋白质的元素肯定有C、H、O、N,只有部分蛋白质含有S和P,A错误;b表示氨基酸,c表示肽键,氨基酸的数目减去肽链的数目等于肽键的数目,因此b的数目不等于c的数目,B错误;过程表示脱水缩合,有水生成,C正确;d表示蛋白质功能的多样性,D错误。【素养迁移】(1)若一种蛋白质能够将淀粉水解,这种蛋白质具有什么作用?这种蛋白质最可能分布在人体哪些地方?提示:催化作用;消化道内。(2)多肽链中生成的肽键数和生成水的个数是什么关系?提示:相等。【典题加练】(2021郑州高一检测) 肉毒杆菌是一种对
14、人体有致命影响的病原体,在繁殖过程中分泌肉毒毒素(化学成分是蛋白质)。人们食入并吸收这种毒素后,神经系统的功能将遭到破坏。该毒素由两条肽链组成。如图表示肉毒毒素的局部结构简式,据此判断下列叙述错误的是()A.由图示结构可知,肉毒毒素的单体是氨基酸B.图示结构由 5 种单体组成,含 4 个肽键C.一分子肉毒毒素至少含有 1 个氨基和 1 个羧基D.肉毒毒素在一定浓度的食盐溶液中发生盐析后仍能保持活性【解析】选C。肉毒毒素的化学本质是蛋白质,因此其单体是氨基酸,A正确;图示片段含有4个肽键,5种氨基酸,B正确;该毒素由两条肽链组成,因此一分子肉毒毒素至少含有 2个氨基和 2个羧基,C错误;肉毒毒素
15、的化学本质是蛋白质,一定浓度的食盐溶液使肉毒毒素发生盐析后仍能保持活性,D正确。1.(水平1概念检测)蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。下列关于氨基酸及蛋白质的叙述,正确的是_。甲硫氨酸中的硫元素只位于氨基酸的R基中人体中每种蛋白质都含有21种氨基酸蛋白质都能催化细胞内的化学反应10个氨基酸构成的多肽最多含有9个肽键煮熟的鸡蛋中蛋白质分子的空间结构发生变化,但肽键没有断裂多条肽链可通过肽键、二硫键等化学键相互结合在一起,形成更为复杂的空间结构【解析】选。由组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知,甲硫氨酸中的硫元素位于R基中,正确;蛋白质由氨基酸构成,但并非人体中每种蛋白质都含有21种氨基酸
16、,错误;蛋白质功能具有多样性,但并不是每种都具有催化作用,如血红蛋白,错误;若10个氨基酸形成环肽,则此时可形成10个肽键,错误;煮熟的鸡蛋中蛋白质分子因高温而变性,导致空间结构变化,但肽键没有断裂,正确。多条肽链可通过二硫键等化学键相互结合在一起,形成更为复杂的空间结构,错误。2.(水平1) 下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是()A.人体细胞产生的抗体可发挥防御作用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【解析】选C。浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原,产生抗原抗体复合物,发挥防御作用,A正
17、确;肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程,如肌动蛋白和肌球蛋白,B正确;蛋白质结合Fe2+形成的血红蛋白参与O2运输,C错误;染色体主要由DNA和蛋白质组成,细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分,D正确。3.(水平2)已知苯丙氨酸的分子式是C9H11O2N,那么该氨基酸的R基是()A.-C7H7OB.-C7H7C.-C7H7ND.-C7H7NO【解析】选B。已知苯丙氨酸的分子式是C9H11O2N,根据氨基酸分子通式C2H4O2NR可推知,该氨基酸的R基是-C7H7。【方法规律】R基中各种原子数目的计算(1)计算方法:结构通式法。(2)具体过程:氨基酸中除了R基,剩余部分为-C2H4O2N
18、,所以已知氨基酸分子式时,R基中各原子数目的计算方法如下:C=总碳原子数-2;H=总氢原子数-4;O=总氧原子数-2;N=总氮原子数-1。4.(水平2)蛋白质功能的多样性取决于蛋白质结构的多样性,以下关于蛋白质结构的叙述中正确的是()A.每种蛋白质分子都是由21种氨基酸组成B.一个蛋白质分子只能由一条肽链构成C.相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同D.相同种类和数目的氨基酸只能构成一种蛋白质【解析】选C。组成蛋白质的氨基酸约有21种,但不是每种蛋白质的氨基酸都有21种,应该是小于或等于21种,A错误;一个蛋白质分子可由几条肽链构成,B错误;相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同,C正
19、确;氨基酸的种类、数目相同的蛋白质,氨基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构可能不同,因此不一定是相同的蛋白质,D错误。5.(水平1、2)分析下列化合物,回答下列问题:(1)图中的结构的名称分别是_;图中表示R基的序号是_。 (2)该化合物由_个氨基酸构成,该化合物的名称是_。 (3)形成该化合物的化学反应叫作_。 (4)组成这类化合物的基本单位的结构通式是_。【解析】(1)根据图示可知,为氨基,指的是肽键,是羧基;R基为连接在中心碳原子上的侧链基团,判定为。(2)在该化合物所示的结构图中,肽键共有2个,所以组成该化合物的氨基酸有3个,因此该化合物的名称为三肽。(3)氨基酸与氨基酸之间发生的化学反应
20、为脱水缩合。(4)氨基酸的结构至少都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在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团,用R基来表示,结构通式见答案。答案:(1)氨基、肽键、羧基(2)3三肽(3)脱水缩合(4)【能力挑战题组】1.如图为细胞中蛋白质合成过程简图,表示相关变化过程,下列分析正确的是()A.过程都叫作脱水缩合B.过程不相同,合成的蛋白质也就不相同C.过程形成的化学键相同,过程一定没有新化学键形成D.蛋白质独特的空间结构是不同蛋白质功能不同的根本原因【解析】选B。过程是肽链盘曲、折叠,不是脱水缩合过程,A错误;肽链的盘曲、折叠方式不同,形成的蛋白质也就不同
21、,B正确;过程也可能有新化学键形成,如二硫键等,C错误;不同蛋白质空间结构不同是蛋白质功能不同的直接原因,D错误。2.(2021济南高一检测)如图所示为一条肽链的结构简式,R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析错误的是()A.该肽链至少含有4个氧原子B.该肽链含有3种氨基酸C.该肽链是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的D.该化合物叫作三肽【解析】选C。由氨基酸的结构通式可知,每分子氨基酸至少含有2个氧原子,由3个氨基酸合成的该肽链至少含有的氧原子数=3个氨基酸中至少含有的氧原子数-脱去水分子数=32-2=4个,A正确;组成该肽链的3个氨基酸的R1、R2和R3是3个不同的R基,说明该
22、肽链含有3种氨基酸,B正确;该肽链是由3个氨基酸脱去2分子水缩合形成的,C错误;该肽链是由3个氨基酸经脱水缩合形成的三肽,也叫多肽,D正确。3.狼体内有a种蛋白质,21种氨基酸;兔体内有b种蛋白质,21种氨基酸。狼捕食兔后,狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种类和氨基酸种类最可能是()A.a+b,42 B.a+b,21C.小于a,21D.大于a,21【解析】选C。狼捕食兔后,经过消化吸收,蛋白质以氨基酸的形式进入狼体内。所以狼体内的蛋白质种类数并不会增加,仍为a;由于细胞分化,基因的选择性表达,故狼体内一个细胞内含的蛋白质种类一定少于狼体内蛋白质种类的总数,即小于a;每个细胞中有多种蛋白质,需要各
23、种氨基酸,而合成蛋白质的氨基酸约有21种。故A、B、D项错误,C项正确。人体内第21种氨基酸硒代半胱氨酸硒是人体必需的微量元素,有抗氧化的作用,硒的抗氧化作用可阻断活性氧和自由基的致病作用,从而起到防癌作用。食物中硒含量高和血硒水平较高的地区,乳腺癌、结肠癌、前列腺癌以及白血病的患病率很低。硒代半胱氨酸(Sec)是人类发现的第21种氨基酸,存在于少数一些酶中,如谷胱甘肽过氧化酶、甘氨酸还原酶等,硒代半胱氨酸的结构和半胱氨酸类似,只是其中的硫原子被硒取代。(1)硒代半胱氨酸和半胱氨酸除含C、H、O、N以外还含有的元素分别是Se、S。(2)硒代半胱氨酸已经被发现是25种硒酶的活性中心,是含硒酶(尤
24、其是抗氧化酶)的灵魂。如果没有硒代半胱氨酸,含硒酶就无法工作。含硒酶这种蛋白质有什么功能?除此之外,蛋白质还有什么其他方面的功能?提示:含硒酶具有催化作用。蛋白质还有运输、免疫、调节和结构蛋白等功能。(3)硒在人体内有重要作用,是不是人摄入的硒越多越好?提示:硒是人体内的微量元素,不需要摄入太多。【拓展阅读】不用拆的缝合线纯天然胶原蛋白缝合线取材于特种动物獭狸肌腱部位,纯天然胶原蛋白含量高,生产工艺不经化学成分参与,具备了胶原蛋白应有的特性;为目前真正意义上的第四代缝合线,具有吸收完全、抗拉强度高、生物相容性好、促进细胞生长等优点。根据线体粗细一般815天完全吸收,且吸收稳定可靠,无明显个体差异。思考:(1)为什么这种缝合线可以被人体组织吸收?提示:因为其成分为胶原蛋白,能被水解为其基本单位氨基酸,从而被人体吸收。(2)有些同学怀疑某种缝合线的成分是否含有胶原蛋白,探讨实验的设计思路,证明其成分中含有蛋白质。提示:可以用双缩脲试剂来检测是否有蛋白质成分。关闭Word文档返回原板块
