第4節蛋白質是生命活動的主要承擔者

高中生物一輪復習：第2章組成細胞的分子第4節蛋白質是生命活動的主要承擔者內容標準要求核心素養對接學業質量水平1.闡明在人體中，組成蛋白質的氨基酸有21種。2.說明氨基酸的結構特點，

氨基酸形成蛋白質過程。3.闡明蛋白質是生命活動的主要承擔者。1.生命觀念——通過對蛋白質的學習，建立生命的物質性的觀點從結構與功能觀角度理解蛋白質的多樣性。水平一、二2.科學思維——從氨基酸的結構特點理解氨基酸脫水縮合的過程，構建數學模型解答與蛋白質有關的計算問題。水平二3.社會責任——從蛋白質功能多樣性角度明確蛋白質與人體健康的關系。水平三細胞和生物體結構蛋白質的功能研讀教材·梳理探究———————————————知識梳理———————————————(1)構成_____________________如肌肉、頭發、羽毛、蛛絲等結構中，組成成分主要是蛋白質。(2)_______作用如生物體內參與生命活動的各種反應所需的酶絕大多數是蛋白質。少部分的酶是RNA催化(3)_______作用如紅細胞中的血紅蛋白能運輸氧氣。(4)___________作用(調節)

如人體內多種激素為蛋白質，它們能傳遞信息、調節生命活動。激素不都是蛋白質，性激素是固醇(5)免疫作用如生物體內與抗原結合的抗體本質就是蛋白質。抗原不一定是蛋白質運輸信息傳遞[典例1]

下列關于蛋白質及其功能的敘述中，錯誤的是(

)A.抗體與機體的免疫密切相關，長期營養不良會導致免疫力下降B.大部分蛋白質具有催化功能C.蛋白質可以在細胞之間傳遞信息D.血紅蛋白能夠運輸氧氣，說明蛋白質具有運輸功能解析抗體是蛋白質，與免疫密切相關，若長期營養不良，則會導致合成抗體的基本單位——氨基酸不足，使免疫力下降，A正確；蛋白質種類很多，其中有少數蛋白質能夠起到催化作用，B錯誤；有些激素的化學本質是蛋白質，可以在細胞之間傳遞信息，C正確；血紅蛋白及細胞膜上的載體都具有運輸功能，D正確。答案

B[變式訓練1]

下列有關蛋白質的敘述，錯誤的是(

)A.蛋白質是生物體的主要能源物質B.有些蛋白質具有免疫功能C.蛋白質屬于高分子化合物D.蛋白質的功能與其特定結構有關解析糖類是生物體的主要能源物質，蛋白質通常不是生物體內的能源物質。答案

A聯想質疑★蛋白質功能的多樣性氨基酸蛋白質的基本單位——氨基酸———————————————知識梳理———————————————1.蛋白質的基本組成單位

__________，其在人體內有____種。212.氨基酸的結構通式(1)寫出圖中結構名稱：①_______；②④_______；③

_______(2)比較圖中兩種氨基酸，寫出氨基酸分子的結構通式：_______________________氨基R基羧基(3)氨基酸的組成特點：一個“—NH2”一個“—COOH”—NH2—COOH連接在同一個碳原子上[典例2]

試判斷下列有機酸，哪些屬于組成蛋白質的氨基酸？并說明判斷理由。答案(1)是。—NH2和—COOH連在同一個碳原子上。(2)不是。—NH2和—COOH沒連在同一個碳原子上。(3)不是。沒有—NH2[變式訓練2]

下列物質中，屬于構成人體蛋白質氨基酸的是(

)A.①③⑤

B.①②③

C.②③④

D.③④⑤解析根據氨基酸分子的結構通式可知：②④不是構成人體蛋白質的氨基酸，因為構成人體蛋白質的氨基酸都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。答案

A聯想質疑★氨基酸的種類由R基決定巧記8種必需氨基酸甲(甲硫氨酸)來(賴氨酸)寫(纈氨酸)一(異亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)書(蘇氨酸)1.某化合物中只要有氨基和羧基就一定是構成蛋白質的氨基酸嗎？為什么？

提示：不一定，構成蛋白質的氨基酸不僅有氨基和羧基，而且至少有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。2.根據氨基酸的結構通式分析：蛋白質至少含有哪些元素？如果還有其他元素，則這些元素應分布在什么部位？

提示：C、H、O、N；R基上。羧基蛋白質的結構及其多樣性———————————————知識梳理———————————————1.蛋白質的結構層次二肽鏈狀一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端；其余的氨基（或羧基）在R基上多肽中有幾個氨基酸組成就稱為幾肽。氨基一分子水肽鍵兩個氨基酸多個氨基酸空間結構2.氨基酸的脫水縮合過程多肽鏈的形成：一個氨基酸分子的氨基和另一個氨基酸分子的羧基連接，同時脫去一分子水，這種結合方式叫__________。脫水過程產生的H2O中的H來自于—COOH和—NH2，而氧則來自于—COOH。脫水縮合兩個氨基酸分子脫水縮合形成二肽，由多個氨基酸脫水縮合而成的含有多個肽鍵的的化合物叫_________。多肽3.蛋白質結構的多樣性每種蛋白質含有的氨基酸_____________都不同，不同種類氨基酸的__________多種多樣，肽鏈的盤曲折疊方式及形成的空間結構不同，這就決定了蛋白質分子的結構多樣性。種類和數目排列順序[典例3]

下圖為胰島素原分子加工成為成熟的胰島素分子示意圖，有關敘述正確的是(

)A.胰島素原分子至少含有2個游離的氨基和羧基B.胰島素原分子不能與雙縮脲試劑反應C.胰島素分子共含有49個肽鍵D.胰島素分子不具有空間結構解析胰島素原分子是由一條肽鏈組成的，至少含有1個游離的氨基和羧基；胰島素原分子亦含有多個肽鍵，能與雙縮脲試劑反應；胰島素分子含有51個氨基酸，2條肽鏈，應含有的肽鍵數是51－2＝49；胰島素分子的化學本質是蛋白質，具有一定的空間結構。答案

C[典例4]

下列有關圖中所示多肽的敘述中，正確的是(

)A.由5個氨基酸縮合而成B.有游離的氨基和羧基各1個C.由4種氨基酸組成D.該多肽在形成過程中失去了3分子水解析慧眼識圖，獲取信息從圖中可以看出，有3個肽鍵，所以該多肽屬于四肽，由4個氨基酸組成；有4個R基，其中有兩個是相同的，所以總共有3種R基；該多肽中有1個游離的氨基，2個游離的羧基；四肽的合成過程要形成3個肽鍵，所以要失去3分子水，D正確。答案

D【方法技巧】“兩看”法分析多肽[典例5]

鑒定尿中是否有蛋白質常用加熱法來檢驗。如圖為蛋白質加熱過程中的變化，據此判斷下列有關敘述正確的是(

)A.沸水浴加熱后，構成蛋白質的肽鏈充分伸展并斷裂B.變性后的蛋白質可與雙縮脲試劑產生紫色反應C.蛋白質加熱過程中，氨基酸的排列順序會發生改變D.蛋白質肽鏈的盤曲和折疊被解開后，其特定功能并未發生改變解析沸水浴加熱后，構成蛋白質的肽鏈充分伸展，但沒有斷裂，A錯誤；變性后的蛋白質中肽鍵沒有斷裂，仍可與雙縮脲試劑產生紫色反應，B正確；蛋白質加熱過程中，空間結構改變，但氨基酸的排列順序沒有發生改變，C錯誤；結構決定功能，蛋白質肽鏈的盤曲和折疊被解開后，其特定功能發生了改變，D錯誤。答案B[變式訓練3]

下表列舉了幾種彼此功能不同的多肽化合物，有關描述錯誤的是(

)多肽化合物①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩氨基酸數99910132222351660524A.多肽化合物①②③，功能不同的原因有氨基酸的種類、排列順序不同等B.若多肽化合物⑧由一條a鏈和一條b鏈組成，則⑧中含有的肽鍵數為49C.多肽化合物⑦⑨⑩中常見的氨基酸最多為21種D.表中數據表明，蛋白質的功能具有多樣性，這些功能決定蛋白質的空間結構解析若多肽化合物⑧是由51個氨基酸構成的兩條肽鏈組成，則肽鍵數為51－2＝49，B正確；蛋白質的空間結構決定其功能，D錯誤。答案

D聯想質疑★三個同學手牽手連在一起，牽在一起的手代表“肽鍵”。多肽形成的四個“一”★氨基酸脫水縮合形成蛋白質的過程。【易錯警示】關注蛋白質結構和性質的五個易錯點(1)煮熟的食物易被人體消化，是因為高溫破壞了蛋白質的空間結構，肽鏈變得松散，易被蛋白酶分解。(2)高溫、過酸、過堿、重金屬鹽，都會使蛋白質的空間結構發生不可逆的變化，但低溫不會。(3)酒精、加熱、紫外線方法消毒、殺菌的原理是使細菌和病毒的蛋白質變性。(4)蛋白質的變性只破壞了二硫鍵，沒破壞肽鍵。(5)“鹽析”可逆，不屬于蛋白質的變性。1.多肽中的N元素主要分布于哪個部位？

提示：肽鍵。此外末端的氨基中以及R基中也可能存在。2.多肽就是蛋白質嗎？如果不是，那么兩者之間有何區別？

提示：多肽并不等于蛋白質，氨基酸通過脫水縮合形成多肽，多肽并不具備一定的空間結構，多肽通過盤曲、折疊，形成一定的空間結構，才能形成具有特定功能的蛋白質。氨基酸數－肽鏈數蛋白質的計算———————————————知識梳理———————————————1.蛋白質相對分子質量、氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數和失去水分子數的關系(1)肽鍵數＝失去水分子數＝_____________________。(2)蛋白質相對分子質量＝氨基酸數目×氨基酸平均相對分子質量－脫去水分子數×18。(不考慮形成二硫鍵)2.蛋白質中游離氨基或羧基數目的計算(1)至少含有的游離氨基或羧基數＝__________。(2)游離氨基或羧基數目＝肽鏈數＋____________________________。根據以上規律填寫下表相關內容：(氨基酸平均相對分子質量為a。)肽鏈數目氨基酸數肽鍵數目脫去水分子數多肽鏈的相對分子質量氨基數目羧基數目1條m____________________________________________________________n條m______________________________________________________肽鏈數R基中含有的氨基或羧基數m－1m－1am－18(m－1)至少1個至少1個m－nm－nam－18(m－n)至少n個至少n個[典例6]

如圖表示一個由200個氨基酸構成的蛋白質分子。下列敘述正確的是(

)A.該分子中含有198個肽鍵B.這200個氨基酸中至少有200個氨基C.合成該蛋白質時相對分子質量減少了3600D.該蛋白質中至少含有4個游離的羧基解析該蛋白質分子含有2條肽鏈，且2條肽鏈之間由2個肽鍵連接，故該分子一共含有200個肽鍵，A錯誤；由圖可知，兩條肽鏈之間的兩個肽鍵是由第25位和第120位、第70位和第165位的氨基酸R基上的氨基和羧基形成的，故組成該蛋白質分子的200個氨基酸中至少含有202個氨基，B錯誤；合成該蛋白質時脫去的水分子數與形成的肽鍵數相等，故合成該蛋白質時相對分子質量減少了18×200＝3600，C正確；該蛋白質分子含有2條肽鏈，至少含有2個游離的羧基，D錯誤。答案

C[變式訓練4]20種氨基酸平均相對分子質量為128，某蛋白質相對分子質量為10228，在形成該蛋白質分子時脫去86個水分子。那么組成該蛋白質的肽鏈數是(

) A.4條B.6條C.8條D.16條

解析根據多肽鏈的形成過程可知：失去水分子數＝肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈數，設肽鏈數為X，則氨基酸數＝86＋X。根據蛋白質相對分子質量＝氨基酸平均相對分子質量×氨基酸數量－失去水分子數×水的相對分子質量，可得：10228＝128×(86＋X)－86×18，即可求出X＝6。

答案

B【一題多變】(1)連接兩條鏈的肽鍵是怎樣形成的？是否還有其他連接肽鏈的方式？提示R基上的—COOH和—NH2通過脫水縮合形成；還可通過二硫鍵(—S—S—)連接。(2)若由200個氨基酸構成的環狀