人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第4節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者學(xué)案及答案

這是一份人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第4節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者學(xué)案及答案，共20頁。學(xué)案主要包含了蛋白質(zhì)的功能，蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

一、蛋白質(zhì)的功能
1．一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。
2．蛋白質(zhì)功能舉例
二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
1．結(jié)構(gòu)
觀察下列氨基酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，回答下列問題：
氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式的形象記憶
中心碳原子——人的軀干；
氨基、羧基——人的左、右臂；
H——人的下肢；
R基——人的頭。如右圖。
2．種類
(1)組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其區(qū)別為R基不同。
(2)根據(jù)人體細(xì)胞能否合成分類
①人體細(xì)胞不能合成的是必需氨基酸(共8種)。
②人體細(xì)胞能合成的是非必需氨基酸(共13種)。
諧音法記憶8種必需氨基酸
三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)
1．氨基酸的脫水縮合
2．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次
元素：C、H、O、N等
↓
氨基酸：蛋白質(zhì)的基本組成單位
↓脫水縮合
二肽：由兩個(gè)氨基酸脫水縮合而成的化合物
↓
多肽(鏈)：由多個(gè)氨基酸脫水縮合而成的化合物，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)
↓
蛋白質(zhì)：具有一定的空間結(jié)構(gòu)
3．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因
(1)氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位，甘氨酸是相對(duì)分子質(zhì)量最小的氨基酸。( √ )
(2)肽鍵的元素組成多樣是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因之一。( × )
(3)高溫、鹽析都會(huì)使蛋白質(zhì)的肽鍵斷裂而變性失活。( × )
(4)具有催化和調(diào)節(jié)功能的物質(zhì)都是蛋白質(zhì)。( × )
知識(shí)點(diǎn)一 氨基酸的結(jié)構(gòu)及其種類
1．結(jié)構(gòu)通式
氨基酸的分子結(jié)構(gòu)是立體的，中心碳原子位于中央，其他四個(gè)基團(tuán)(或原子)位于不同平面，因此書寫時(shí)，碳原子必須位于中心，其他四個(gè)基團(tuán)(或原子)的位置并不固定。
2．“兩看法”判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸
3．組成蛋白質(zhì)的氨基酸的正確書寫
(1)“中心碳原子”有四個(gè)鄰居，其中三個(gè)固定不變，即—NH2、—COOH、—H，還有一個(gè)是可變的—R。
(2)氨基、羧基和R基的正確書寫格式：—NH2、—COOH、—R(不要忘記前面要有短線“—”)。
發(fā)展素養(yǎng)
1．同為組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異與氨基酸中何種基團(tuán)有關(guān)？說出你的判斷依據(jù)。(生命觀念——水平一、二)
提示：R基，組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類及性質(zhì)由R基的種類決定。
2．營養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為，最好的飲食習(xí)慣其實(shí)是平衡膳食，要增加食物的多樣性和均衡性，五谷雜糧、肉類等要均衡。試從氨基酸角度分析平衡膳食的合理性。(社會(huì)責(zé)任——水平二)
提示：組成蛋白質(zhì)的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸兩類，必需氨基酸在人體細(xì)胞不能合成，只能從外界食物獲取，平衡膳食可保證人體對(duì)必需氨基酸的攝入，利于身體健康。
1．下列物質(zhì)中，屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是( )
解析：選C。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸中至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。
2．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，則它的分子式是( )
A．C5H11O2NS B．C3H7S
C．C4H11O2S D．C5H10O2N
解析：選A。氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為，所以甲硫氨酸的分子式為C5H11O2NS。
知識(shí)點(diǎn)二 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定蛋白質(zhì)功能多樣性
發(fā)展素養(yǎng)
蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。豆腐制作利用的就是鹽(石膏和鹽鹵等)使蛋白質(zhì)變性的作用。在70 ℃以上的豆?jié){中加入氯化鎂或硫酸鈣，即可凝固；84消毒液、過氧乙酸消毒劑的消毒機(jī)理也是使蛋白質(zhì)變性。(科學(xué)思維——水平二)
(1)煮熟的雞蛋和肉類更容易消化，請(qǐng)分析其中的原因。
提示：高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
(2)人畜誤食銅鹽、汞鹽、鉛鹽等重金屬鹽中毒，應(yīng)采用怎樣的措施解毒？為什么？
提示：服用蛋清、牛奶或豆?jié){。因?yàn)榈扒?、牛奶或豆?jié){中主要含有蛋白質(zhì)，它們與重金屬鹽迅速發(fā)生反應(yīng)，從而保護(hù)人畜。
1．催產(chǎn)素、血管舒張素都是含有9個(gè)氨基酸的多肽，但生理功能不同。主要原因可能是兩種多肽的( )
①氨基酸種類不同 ②氨基酸排列順序不同 ③氨基酸結(jié)合方式不同 ④在細(xì)胞內(nèi)合成的場(chǎng)所不同
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析：選A。催產(chǎn)素、血管舒張素具有相同的氨基酸個(gè)數(shù)，但是可能由于氨基酸種類、排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同造成二者結(jié)構(gòu)的差異，進(jìn)一步導(dǎo)致了二者生理功能的差異。氨基酸均通過脫水縮合的方式結(jié)合，蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所都是在核糖體上。
2．(2020·太原模擬)下列敘述與蛋白質(zhì)功能有關(guān)的一組是( )
①胰島素調(diào)節(jié)血糖濃度 ②注射疫苗使人體產(chǎn)生免疫力 ③人不吃蔬菜易患?jí)难Y ④食物在小腸內(nèi)徹底消化 ⑤老年人的骨質(zhì)疏松癥 ⑥紅細(xì)胞運(yùn)輸氧氣和二氧化碳 ⑦氧氣進(jìn)入肺泡 ⑧生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)
A．①②④⑥ B．③④⑤⑧
C．③⑤⑦⑧ D．②⑤⑦⑧
解析：選A。胰島素調(diào)節(jié)血糖濃度體現(xiàn)了蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動(dòng)的功能，①符合題意；注射疫苗使人體產(chǎn)生免疫力體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的免疫功能，②符合題意；人不吃蔬菜易患?jí)难Y是缺乏維生素C引起的，與蛋白質(zhì)功能無關(guān)，③不符合題意；食物在小腸內(nèi)徹底消化是由于各種消化酶的作用，消化酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的催化功能，④符合題意；老年人的骨質(zhì)疏松癥是由缺鈣引起的，與蛋白質(zhì)功能無關(guān)，⑤不符合題意；紅細(xì)胞運(yùn)輸氧氣和二氧化碳體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的運(yùn)輸功能，⑥符合題意；氧氣進(jìn)入肺泡與蛋白質(zhì)功能無關(guān)，⑦不符合題意；生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)是糖類，⑧不符合題意。
3．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能是多種多樣的。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．蛋白質(zhì)功能的多樣性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定的
B．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性與組成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)目、種類、排列順序不同有關(guān)
C．低溫和高溫都可能使蛋白質(zhì)的功能發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變
D．蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者
解析：選C。高溫可使蛋白質(zhì)變性，發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，低溫不會(huì)使蛋白質(zhì)變性。
知識(shí)點(diǎn)三 蛋白質(zhì)分子的相關(guān)計(jì)算
1．蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系
(1)肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。
(2)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量－脫去水分子數(shù)×18。(不考慮形成二硫鍵)
注：①氨基酸平均分子質(zhì)量為a；②若肽鏈間有二硫鍵(—S—S—)，則蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量＝ma－18(m－n)－2k(k為二硫鍵的個(gè)數(shù))。
2．蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)目的計(jì)算
(1)至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)。
(2)游離氨基或羧基數(shù)目＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。
3．蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計(jì)算
(1)N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)＝各氨基酸中N原子總數(shù)。
(2)O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)＝各氨基酸中O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)。
4．環(huán)狀肽的相關(guān)計(jì)算
環(huán)狀多肽主鏈中無氨基和羧基，環(huán)狀肽中氨基或羧基數(shù)目取決于構(gòu)成環(huán)狀肽的氨基酸R基中的氨基或羧基數(shù)目，如下圖所示。(Aa表示氨基酸)
由圖示可知，肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)，即相當(dāng)于環(huán)狀肽中肽鏈數(shù)為零。
[溫馨提醒] 氨基酸脫水縮合時(shí)，每形成一個(gè)肽鍵，就脫去一分子水。形成肽鍵時(shí)，—COOH上的—OH和—NH2 上的—H 形成一分子H2O。
發(fā)展素養(yǎng) 結(jié)構(gòu)和功能觀
試分析自然界中蛋白質(zhì)功能多種多樣的直接原因是什么？(生命觀念——水平一、二)
提示：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多種多樣。
1．下圖所示為某多肽化合物，關(guān)于其組成數(shù)目的判斷，錯(cuò)誤的是( )
A．1個(gè)氨基 B．2個(gè)羧基
C．2個(gè)肽鍵 D．3種R基
解析：選D。從題圖中可以看出，該化合物含有1個(gè)氨基、2個(gè)肽鍵、2個(gè)羧基，其中第一個(gè)氨基酸的R基和第三個(gè)氨基酸的R基相同，所以含有2種R基。
2．(2020·安慶一中月考)某蛋白質(zhì)由3條多肽鏈、N個(gè)氨基酸組成，下列關(guān)于該蛋白質(zhì)的說法，正確的是( )
A．形成該蛋白質(zhì)時(shí)產(chǎn)生了N個(gè)水分子
B．該蛋白質(zhì)中至少含有N個(gè)肽鍵
C．該蛋白質(zhì)中至少含有3個(gè)游離的羧基
D．合成該蛋白質(zhì)至少需要21種氨基酸
解析：選C。N個(gè)氨基酸形成3條肽鏈，則發(fā)生脫水縮合反應(yīng)形成的肽鍵數(shù)目＝脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝N－3，A、B 錯(cuò)誤；每條肽鏈一端有一個(gè)游離的羧基，另一端有一個(gè)游離的氨基，其中肽鏈中的某些氨基酸的R基中可能還含有游離的氨基或羧基，因此該蛋白質(zhì)至少含有3個(gè)游離的氨基或羧基，C正確；該蛋白質(zhì)中不一定含有21種氨基酸，D錯(cuò)誤。
3．(2020·云南大理高一期中)某50肽中有2個(gè)丙氨酸，丙氨酸的分子式為C3H7O2N，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(位置在10號(hào)位和40號(hào)位)，其中脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在。下列有關(guān)該過程產(chǎn)生的全部有機(jī)物中原子、基團(tuán)或肽鍵數(shù)目的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．肽鍵數(shù)目減少4個(gè)
B．氫原子數(shù)目增加8個(gè)
C．氧原子數(shù)目增加2個(gè)
D．氨基和羧基數(shù)目分別增加4個(gè)
解析：選C。依題意可知，在50肽中，2個(gè)丙氨酸均位于肽鏈的中間，每去掉1個(gè)丙氨酸需水解掉2個(gè)肽鍵，同時(shí)要消耗2個(gè)水分子，因此將2個(gè)丙氨酸去掉后肽鍵數(shù)目減少了4個(gè)，同時(shí)要消耗4個(gè)水分子，水解得到的所有產(chǎn)物比原50肽增加了4個(gè)氧原子、8個(gè)氫原子，A、B正確，C錯(cuò)誤；每水解掉1個(gè)肽鍵，就增加1個(gè)氨基和1個(gè)羧基，所以水解掉4個(gè)肽鍵，氨基和羧基數(shù)目分別增加4個(gè)，D正確。
4．下圖為牛胰島素結(jié)構(gòu)圖，該物質(zhì)中—S—S—是由兩個(gè)—SH脫去兩個(gè)H形成的，下列說法正確的是( )
A．牛胰島素為五十一肽，其中含有50個(gè)肽鍵
B．牛胰島素中至少有2個(gè)—NH2和2個(gè)—COOH
C．牛胰島素水解產(chǎn)物含有21種不同的氨基酸
D．牛胰島素形成時(shí)，減少的相對(duì)分子質(zhì)量為882
解析：選B。該牛胰島素含51個(gè)氨基酸，其中含有肽鍵數(shù)為51－2＝49(個(gè))；牛胰島素含兩條肽鏈，至少含2個(gè)—NH2和2個(gè)—COOH；牛胰島素水解可得到51個(gè)氨基酸，最多有21種氨基酸，但并非一定是21種；牛胰島素形成時(shí)，51個(gè)氨基酸脫水縮合的同時(shí)還形成了3個(gè)二硫鍵，減少了6個(gè)H，故減少的相對(duì)分子質(zhì)量為49×18＋6＝888。
[隨堂檢測(cè)]
1．下列各種蛋白質(zhì)的功能，錯(cuò)誤的組合是( )
A．抗體——免疫 B．唾液淀粉酶——催化
C．載體蛋白——運(yùn)輸 D．血紅蛋白——調(diào)節(jié)
答案：D
2．(必修1 P29“思考·討論”改編)下圖是四個(gè)氨基酸分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B．上述四種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOH
C．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就是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸
答案：D
3．(2020·河北張家口一中高一月考)HSP是機(jī)體細(xì)胞受高溫刺激后合成出的一類熱休克蛋白。該蛋白可發(fā)揮如下圖所示的作用，以保護(hù)機(jī)體細(xì)胞不受破壞。下圖中HSP所起的作用是( )
A．促進(jìn)肽鍵的形成
B．抑制氨基酸脫水縮合
C．促使肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)
D．維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
解析：選C。從題圖中可以看出，HSP與多肽鏈結(jié)合后，多肽鏈變成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。
4．下圖為某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中“—S—S—”為由兩個(gè)“—SH”(巰基)形成的二硫鍵，其作用是連接兩條相鄰肽鏈。若該蛋白質(zhì)分子由m個(gè)氨基酸組成，則形成一個(gè)該蛋白質(zhì)分子時(shí)生成的水分子數(shù)和減少的相對(duì)分子質(zhì)量分別為( )
A．m、18m B．m－4、18(m－4)
C．m－3、18(m－3)＋4 D．m－2、18(m－2)＋4
解析：選D。分析題圖可知，該蛋白質(zhì)中含有兩條鏈狀肽和一條環(huán)狀肽，且含有2個(gè)二硫鍵，因此失去的水分子數(shù)是m－2，減少的相對(duì)分子質(zhì)量為18(m－2)＋4，D正確。
5．某三十九肽中共有丙氨酸(R基為—CH3)4個(gè)，現(xiàn)去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽(如下圖)，下列有關(guān)該過程形成的多肽的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．肽鍵數(shù)目減少8個(gè)
B．C原子減少12個(gè)
C．氨基和羧基分別增加3個(gè)
D．O原子數(shù)目減少1個(gè)
解析：選A。三十九肽中應(yīng)有39個(gè)氨基酸，38個(gè)肽鍵。由去掉其中的丙氨酸得到的4條多肽鏈分析可知，丙氨酸在三十九肽中分別位于第8個(gè)、18個(gè)、27個(gè)、39個(gè)氨基酸位置，經(jīng)計(jì)算可知，肽鍵數(shù)目減少了7個(gè)，C原子減少了12個(gè)，氨基和羧基分別增加了3個(gè)，而O原子數(shù)目減少了1個(gè)。
6．(必修1 P31“圖2－12”改編)下面是氨基酸之間發(fā)生一系列反應(yīng)形成血紅蛋白的過程。據(jù)此回答下列問題：
(1)描述從氨基酸到蛋白質(zhì)的形成過程：氨基酸→二肽→多肽→肽鏈盤曲、折疊→具有一定________的蛋白質(zhì)。
(2)參與脫水縮合的部分：兩個(gè)相鄰氨基酸，一個(gè)氨基酸________________。
由兩個(gè)氨基酸脫水形成的化合物稱為二肽。
(3)若3個(gè)氨基酸分子脫水縮合形成一條肽鏈，會(huì)脫去________分子水，形成2個(gè)肽鍵，產(chǎn)物是三肽；若m個(gè)氨基酸分子形成1條肽鏈，會(huì)脫去________分子水，形成m－1個(gè)肽鍵，產(chǎn)物是多肽。
答案：(1)空間結(jié)構(gòu)
(2)氨基中的—H和另一個(gè)氨基酸羧基中的—OH
(3)2 m－1
[課時(shí)作業(yè)]
A 合格性考試
1．下圖表示生物體內(nèi)的三個(gè)生理過程(a、b、c)，在這三個(gè)過程中，Y代表的物質(zhì)可能分別為( )
A．激素、抗體、載體 B．抗體、載體、酶
C．維生素、載體、抗體 D．載體、抗體、酶
解析：選D。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，有的蛋白質(zhì)是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；有的蛋白質(zhì)具有催化功能，如大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)；有的蛋白質(zhì)具有調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動(dòng)的功能，如胰島素；有的蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能，如載體蛋白；有的蛋白質(zhì)具有免疫功能，如抗體。分析題圖可知，X與Y結(jié)合，X進(jìn)入細(xì)胞，說明X可能是被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)，Y可能是載體；X與Y結(jié)合后，X被清除，說明X可能是抗原，Y可能是抗體；X與Y結(jié)合后，X轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)，說明X可能是反應(yīng)物，Y可能是酶。
2．下列關(guān)于生物體內(nèi)的氨基酸的敘述，正確的是( )
A．上圖所示分子是構(gòu)成生物體的氨基酸
B．不同氨基酸的R基一定不同
C．只有必需氨基酸是生物體所必需的
D．氨基酸是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者
答案：B
3．(2020·湖北襄陽三中高一月考)在組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸中，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生取決于( )
A．兩者的R基組成不同 B．酪氨酸的氨基多
C．兩者的結(jié)構(gòu)完全不同 D．精氨酸的羧基多
解析：選A。由組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類是由R基決定的，因此酪氨酸和精氨酸的性質(zhì)不同取決于兩者的R基不同。
4．兩個(gè)氨基酸縮合形成二肽并生成水，這個(gè)水分子中的氧原子來自氨基酸的( )
A．氨基 B．羧基
C．R基 D．氨基和羧基
答案：B
5．蛋白質(zhì)和多肽的主要區(qū)別在于蛋白質(zhì)( )
A．相對(duì)分子質(zhì)量更大
B．含有的氨基酸數(shù)目更多
C．空間結(jié)構(gòu)更復(fù)雜
D．氨基酸的排列順序變化更多
解析：選C。蛋白質(zhì)和多肽都是由氨基酸組成的，蛋白質(zhì)是由多肽鏈折疊形成的，與多肽相比具有更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。
6．下圖所示依次為丙氨酸、絲氨酸和天冬氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。由這3個(gè)氨基酸脫水縮合所形成的鏈狀三肽中，含有的游離氨基、游離羧基和肽鍵的數(shù)目分別是( )
A．1、2、2 B．1、3、1
C．1、1、2 D．3、3、2
解析：選A。3個(gè)氨基酸經(jīng)過脫水縮合，形成2個(gè)肽鍵，從而形成三肽。該肽鏈一端保留1個(gè)氨基，另一端保留1個(gè)羧基。由題干所給的3個(gè)氨基酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，天冬氨酸的R基中含有1個(gè)羧基，因此最終形成的三肽中含有1個(gè)游離的氨基和2個(gè)游離的羧基。
7．(2020·沈陽鐵路實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一月考)下列有關(guān)圖示中蛋白質(zhì)的敘述，正確的是( )
A．形成該蛋白質(zhì)時(shí)共脫掉126個(gè)水分子
B．該蛋白質(zhì)含有兩條肽鏈
C．該蛋白質(zhì)的R基中共含17個(gè)氨基
D．該蛋白質(zhì)共有111個(gè)肽鍵
解析：選B。126個(gè)氨基酸經(jīng)過脫水縮合反應(yīng)形成2條肽鏈，脫去的水分子數(shù)是126－2＝124，A錯(cuò)誤；氨基酸脫水縮合反應(yīng)中形成的肽鏈數(shù)＝蛋白質(zhì)中的羧基總數(shù)－R基上的羧基總數(shù)＝17－15＝2，B正確；蛋白質(zhì)中R基上的氨基數(shù)＝蛋白質(zhì)中氨基的總數(shù)－肽鏈數(shù)＝17－2＝15，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)＝氨基酸脫水縮合反應(yīng)脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝126－2＝124，D錯(cuò)誤。
8．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了生物體內(nèi)的第21種氨基酸——硒半胱氨酸(R基為—CH2—SeH)。由兩個(gè)硒半胱氨酸和三個(gè)谷氨酸[R基為—(CH2)2—COOH]所構(gòu)成的含有一條肽鏈的化合物。其名稱、游離羧基數(shù)目分別為( )
A．四肽，5 B．四肽，3
C．五肽，4 D．五肽，3
解析：選C。5個(gè)氨基酸構(gòu)成的化合物為五肽，三個(gè)谷氨酸的R基上共有3個(gè)羧基，多肽鏈一端還有1個(gè)游離的羧基，共4個(gè)游離的羧基，C正確。
9．分析下列資料并回答問題：
資料1：下面的圖示中R、R′、R″、R可能是相同或不相同的原子團(tuán)或側(cè)鏈。①②③④分別表示不同的化學(xué)鍵。
資料2：某多肽的化學(xué)式為C55H70O19N10，將它徹底水解后得到下列四種氨基酸：
(1)資料2中的四種氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是____________________；丙氨酸的R基是________。
(2)資料1中的肽鏈水解時(shí)，斷裂的化學(xué)鍵是________(用數(shù)字表示)。
(3)資料2中的多肽，在完全水解后得到________個(gè)氨基酸。
解析：氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式是，不同氨基酸的R基不同。多肽鏈在水解時(shí)，斷裂的化學(xué)鍵是肽鍵。某多肽的化學(xué)式中N原子有10個(gè)，其水解得到的氨基酸中N原子都是1個(gè)，所以其徹底水解后共有10個(gè)氨基酸。
答案：(1) —CH3 (2)③ (3)10
10．用氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定幾種多肽化合物和蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目，結(jié)果如下表所示。請(qǐng)回答下列問題：
(1)表中①②③的氨基酸數(shù)目雖然相同，但其生理作用彼此不同，這是因?yàn)樗鼈兊腳___________________不同。
(2)表中③與④、⑤與⑥雖然功能相似，但各自具有專一性。它們之間的差異主要取決于____________________________。
(3)⑧的生理功能說明蛋白質(zhì)具有__________功能；⑨的生理功能說明蛋白質(zhì)具有______功能；⑩的生理功能說明蛋白質(zhì)具有__________功能。
(4)這些實(shí)例說明蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)具有__________，這種特點(diǎn)決定了________________________。
解析：決定蛋白質(zhì)多樣性的因素有氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈的盤曲、折疊的方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)。(1)①②③的氨基酸數(shù)目雖然相同，但其生理作用彼此不同，原因是氨基酸的種類和排列順序不同。(2)③與④、⑤與⑥雖然功能相似，但各自具有專一性。它們之間的差異主要取決于組成多肽的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同。(3)胰島素具有調(diào)節(jié)作用，從而能調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)；抗體是免疫過程中的重要物質(zhì)；血紅蛋白具有運(yùn)輸氧氣的功能。(4)表中實(shí)例說明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多樣性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)功能的多樣性。
答案：(1)氨基酸的種類和排列順序
(2)氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序的不同
(3)調(diào)節(jié) 免疫 運(yùn)輸
(4)多樣性 蛋白質(zhì)功能的多樣性
B 等級(jí)性考試
11．(2020·河北衡水中學(xué)調(diào)研)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種可以分解雞毛的角蛋白酶，有可能被用來“消化”導(dǎo)致瘋牛病和人類克雅氏癥的毒蛋白。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，角蛋白酶確實(shí)能夠破壞毒蛋白，使其喪失傳染能力。由此可知，該毒蛋白有著與雞毛中的角蛋白相似的( )
A．氨基酸的數(shù)量 B．空間結(jié)構(gòu)
C．氨基酸的種類 D．氨基酸的排列順序
解析：選B。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)決定其特有的功能，空間結(jié)構(gòu)被破壞，蛋白質(zhì)失活。根據(jù)題意可知，角蛋白酶能夠破壞毒蛋白，使其喪失傳染能力，由此可知，該毒蛋白有著與雞毛中的角蛋白相似的空間結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)正確。
12．(2020·山東濟(jì)寧高一期中)某環(huán)肽內(nèi)部有側(cè)鏈形成的肽鍵和二硫鍵，形狀類似于“8”，具體如右圖所示，現(xiàn)已知該環(huán)肽由m個(gè)氨基酸組成，那么形成該環(huán)肽過程中相對(duì)分子質(zhì)量減少了( )
A．18×m＋18 B．18×m＋16
C．18×m＋36 D．18×m＋38
答案：D
13．蛋白質(zhì)分子能被肽酶降解，至于哪一肽鍵被斷裂則取決于肽酶的類型。如圖，肽酶P能斷裂帶有側(cè)鏈R4的氨基酸和相鄰氨基酸的羧基基團(tuán)之間的肽鍵。下列說法正確的是( )
A．該肽鏈一定由五種氨基酸脫水縮合而成
B．肽酶P可以催化1處的化學(xué)鍵斷裂
C．在肽酶P的作用下，經(jīng)過脫水縮合可以形成兩條肽鏈
D．該肽鏈中含有游離的氨基和羧基各一個(gè)
解析：選B。氨基酸的種類取決于R基，圖中所示的肽鏈為五肽，最多由五種氨基酸脫水縮合而成，A錯(cuò)誤；由題意可知，肽酶P能斷裂帶有側(cè)鏈R4的氨基酸和相鄰氨基酸的羧基基團(tuán)之間的肽鍵，即可使1處斷裂，B正確；在肽酶P的作用下，經(jīng)過水解可以形成一種二肽和一種三肽，C錯(cuò)誤；組成題圖中肽鏈的各氨基酸的R基是未知的，所以該肽鏈中至少含有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基，D錯(cuò)誤。
14．下圖表示一個(gè)由200個(gè)氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)分子。下列敘述正確的是( )
A．該分子中含有198個(gè)肽鍵
B．這200個(gè)氨基酸中至少有200個(gè)氨基
C．合成該蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少了3 600
D．該蛋白質(zhì)中至少含有4個(gè)游離的羧基
解析：選C。該蛋白質(zhì)分子含有2條肽鏈，且2條肽鏈之間由2個(gè)肽鍵連接，故該分子一共含有200個(gè)肽鍵；由圖可知，第70位、120位的氨基酸的R基上有氨基，故組成該蛋白質(zhì)分子的200個(gè)氨基酸中至少含有202個(gè)氨基；合成該蛋白質(zhì)時(shí)脫去的水分子數(shù)與形成的肽鍵數(shù)相等，故合成該蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少了18×200＝3 600；該蛋白質(zhì)分子含有2條肽鏈，至少含有2個(gè)游離的羧基。
15．腦啡肽的合成采用的是蛋白質(zhì)工程技術(shù)，這是生物技術(shù)在分子水平上的又一突破。下圖為腦啡肽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，請(qǐng)回答下列問題：
(1)該化合物有________個(gè)氨基和________個(gè)羧基。
(2)該化合物是由________個(gè)氨基酸失去________分子水而形成的，該化合物叫________肽。在形成時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量減少了________。
(3)該化合物水解后可產(chǎn)生___________種氨基酸，造成氨基酸種類不同的原因是_______________________________________________________________。
(4)現(xiàn)有質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液、雞蛋、人的口腔唾液(酶)、質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液、清水、小燒杯、玻璃棒、試管、滴管和滴瓶。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明“腦啡肽是多肽”。
①實(shí)驗(yàn)原理：在堿性溶液中，多肽與CuSO4反應(yīng)產(chǎn)生紫色物質(zhì)。
②方法步驟：
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
③預(yù)期結(jié)果：_____________________________________________________。
④實(shí)驗(yàn)結(jié)論：______________________________________。
解析：該多肽含有4個(gè)肽鍵，是由5個(gè)氨基酸脫水縮合而成的，在形成多肽時(shí)，共脫去4個(gè)水分子，相對(duì)分子質(zhì)量減少了4×18＝72。該多肽中有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。從結(jié)構(gòu)上可以看出，左起第二個(gè)氨基酸的R基和第三個(gè)氨基酸的R基相同，應(yīng)為同一種氨基酸，因此腦啡肽水解后產(chǎn)生4種氨基酸。腦啡肽是多肽，在堿性溶液中，多肽與CuSO4反應(yīng)產(chǎn)生紫色物質(zhì)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中還應(yīng)注意空白對(duì)照。
答案：(1)1 1 (2)5 4 五 72 (3)4 R基不同
(4)②取兩支試管分別編號(hào)為A、B，在A試管中加入2 mL 腦啡肽液，在B試管中加入2 mL清水；在兩支試管中各加入1 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液，振蕩；再在兩支試管中各加入4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，振蕩
③A試管中出現(xiàn)紫色，B試管中不出現(xiàn)紫色 ④腦啡肽是一種多肽
課標(biāo)要求
核心素養(yǎng)
素養(yǎng)對(duì)接
素養(yǎng)水平
1.說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其種類。
2．描述氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的過程。
3．闡明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其多樣性。
4．概述蛋白質(zhì)的主要功能。
生命觀念：認(rèn)同蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。
水平一
科學(xué)思維：通過推導(dǎo)氨基酸的結(jié)構(gòu)、脫水縮合過程，培養(yǎng)歸納與推理的能力。
水平三
功能
實(shí)例
作為結(jié)構(gòu)蛋白
羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲
作為功能蛋白
催化作用
絕大多數(shù)酶
運(yùn)輸作用
血紅蛋白
調(diào)節(jié)作用
胰島素、生長激素等蛋白質(zhì)類激素
免疫作用
抗體
肽鏈
數(shù)目
氨基
酸數(shù)
肽鍵
數(shù)目
脫去水
分子數(shù)
多肽鏈
相對(duì)分子量
氨基數(shù)目
羧基數(shù)目
1條
m
m－1
m－1
am－18×(m－1)
至少1個(gè)
至少1個(gè)
n條
m
m－n
m－n
am－18×(m－n)
至少n個(gè)
至少n個(gè)
核心知識(shí)小結(jié)
[要點(diǎn)回眸]
[答題必備]
蛋白質(zhì)的功能：構(gòu)成細(xì)胞和生物體、催化、運(yùn)輸、調(diào)節(jié)和免疫等。
胰島素、生長激素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，含有C、H、O、N等元素。
氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：。
每種氨基酸分子至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。
蛋白質(zhì)多樣性的原因：組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同及肽鏈盤曲、折疊形成的空間結(jié)構(gòu)不同。
化
合
物
多肽化合物
蛋白質(zhì)
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
催
產(chǎn)
素
牛加
壓素
血管
舒緩
素
平滑
肌舒
緩素
豬促黑
色素細(xì)
胞激素
人促黑
色素細(xì)
胞激素
牛胰
蛋白
酶
人胰
島素
免疫
球蛋
白
人血
紅蛋
白
氨基酸數(shù)目
9
9
9
10
13
22
223
51
764
574