2018-2019版新学案生物浙江专用版讲义：第一章 细胞的分子组成 第三节 第2课时

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第2课时蛋白质知识内容学考要求选考要求蛋白质的结构和功能bb学习导航(1)通过列举生活实例，了解蛋白质的功能.(2)结合教材图1－7，归纳氨基酸的结构特点。（3)结合教材图1－8,阐述氨基酸形成蛋白质的过程。（4）从多个角度归纳蛋白质具有多样性的原因以及蛋白质的变性。方式一当我们购买食品时，包装上常附有成分说明,你会发现蛋白质是许多食品的重要成分,有时你还会看到蛋白质中含有某些氨基酸的介绍.氨基酸和蛋白质之间有什么关系呢？方式二展示“大头娃娃"的相关图片,由蛋白质的重要功能导入新课。一、蛋白质的功能和氨基酸1．蛋白质的主要功能（1）生物体和细胞的“建筑”材料：如肌肉组织中的蛋白质。(2）推动化学反应的作用:如消化酶。(3)负责与疾病作斗争：如抗体参与对病原体的清除。（4）帮助物质出入细胞:如细胞膜上的载体.2．基本单位——氨基酸(1)种类：约20种。不同氨基酸的R基团不同。(2)结构通式：(3)结构特点：一个中央碳原子上连接着一个氨基、一个羧基、一个H和一个R基团。归纳总结(1)蛋白质的基本组成元素有C、H、O、N，有的还含有S等元素。（2)氨基酸是构成蛋白质的基本单位。（3)蛋白质是一种高分子化合物，蛋白质功能多样性是由结构多样性决定的。(4）氨基酸中不一定都只含有一个—NH2和一个-COOH，有的在R基团中也含有-NH2或—COOH.（5)判断一种化合物是不是构成蛋白质的氨基酸就看是否有氨基和羧基连在同一个碳原子上.如下图化合物就不是构成蛋白质的氨基酸，原因是氨基和羧基没有连在同一个碳原子上.例1蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一,具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列蛋白质类物质与其功能对应不正确的是(）A．胰岛素-调节B．抗体—免疫C．淀粉酶-运输D．细胞膜上的载体—运输答案C解析生物体内蛋白质功能很多.起调节作用的激素，如胰岛素；起免疫作用的抗体;起催化作用的酶，如淀粉酶;起运输作用的血红蛋白、载体蛋白等。例2下列物质分子中，不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是(）A．B．C．D．答案B解析组成蛋白质的基本单位氨基酸的结构特点是：至少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.方法技巧组成蛋白质的氨基酸的判断方法(1）判断依据：氨基酸中氨基、羧基数目和连接位置。（2）判断方法:①从数量上看：至少有一个—NH2和一个—COOH。②从位置上看，必须有一个-NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。二、蛋白质的形成过程1．二肽的形成(1)过程a的名称是脱水缩合，其中产物水中的H原子来自R2所在氨基酸的氨基和R1所在氨基酸的羧基,氧原子来自R1所在氨基酸的羧基.（2)结构b的名称是肽键，其结构式是─CO─NH─。(3)化合物c的名称是二肽。助学巧记(1）肽键的书写：正确的写法是“-NH—CO—”或“”.应注意两端短线不能省略，不能将肽键写成“HN—CO”。（2)肽的名称：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。由三个或三个以上的氨基酸构成的肽链也称为多肽，如六个氨基酸分子构成一条肽链,其名称是六肽,也可称为多肽。2．蛋白质的结构层次C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽eq\o（→,\s\up7（1条或几条))蛋白质.归纳总结蛋白质的结构和功能例3(2018·浙江省9＋1高中联盟高一期中）2个氨基酸分子脱水缩合形成二肽,并生成一分子水,这分子水中的氢来自于（）A．羧基 B．氨基C．羧基和氨基 D．连在碳原子上的氢答案C解析由氨基酸脱水缩合反应过程可知，氨基酸脱水缩合时形成的水中的H来自氨基和羧基。例4(2018·重组题)分析氨基酸形成蛋白质过程中的相关计算规律(1）若4个氨基酸形成1条多肽链，则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键？该多肽链的名称是什么？（2)若m个氨基酸形成1条多肽链，则该过程要脱去水分子多少个?形成多少个肽键？该多肽链至少有几个氨基和几个羧基？(3)若m个氨基酸形成了n条多肽链,上述问题的答案又分别是什么？（4）若m个氨基酸形成1条环状的多肽，如图。则该过程要脱去水分子多少个？形成多少个肽键?（5)若氨基酸的平均相对分子质量为120,则20个氨基酸形成1条多肽链时，所形成多肽链的相对分子质量是多少？答案（1)脱去3分子水，形成3个肽键，该多肽称为四肽。(2）脱去(m－1)个水分子,形成（m－1)个肽键，至少含有1个氨基和1个羧基。（3）脱去(m－n）个水分子，形成(m－n）个肽键，至少含有n个氨基和n个羧基。(4)脱去水分子m个，形成m个肽键。(5）120×20－18×(20－1)＝2058。方法技巧蛋白质相关计算方法规律（1)已知形成某蛋白质的氨基酸个数为m，肽链数为n，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质:肽键数m－n脱去的水分子数m－n相对分子质量am－18(m－n）氨基数≥n羧基数≥nN原子数≥mO原子数≥m＋n(2）环肽的脱水数目和氨基酸数目相等.（3)二硫键“—S—S—”是由两个“—SH”脱下2个H形成的，计算相对分子质量时需要考虑。例5(2018·浙江省9＋1高中联盟高一期中)胰岛素是一种蛋白质分子，它含有2条多肽链，一条链含有21个氨基酸，另一条链含有30个氨基酸。如图是牛胰岛素的合成过程示意图,图中的前胰岛素原其实也是一条肽链,在其成为胰岛素的过程中，信号肽序列和多余序列将被切除，同时相关的—SH间发生反应生成二硫键（二硫键是由2个—SH连接而成的），将两条肽链连接在一起,最后成为有活性的成熟的胰岛素分子。请据图回答下列问题：（1)由图可知，构成信号肽序列的基本组成单位是______________。（2）胰岛素分子中含有________个肽键（其结构式是__________________），-SH存在于氨基酸分子结构式的________中。（3)从理论上分析胰岛素分子至少有________个—NH2.（4)这51个氨基酸形成胰岛素分子后，分子量比原来减小了________.答案(1)氨基酸（2)49-NH—CO—R基团（3）2（4)888解析（1）胰岛素是一种蛋白质分子，其基本单位是氨基酸。（2)已知胰岛素有51个氨基酸,2条肽链,肽键数＝氨基酸分子总数－肽链数，所以胰岛素分子中含有肽键数为51－2＝49个，肽键的结构式是—NH—CO-，氨基酸的基本结构有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，同时这个碳原子上还连接了一个氢原子和一个R基团，所以-SH只能存在于氨基酸分子结构式的R基团中。(3）每条肽链的首端有一个氨基，末端有一个羧基，其余的氨基和羧基发生了脱水缩合，所以胰岛素至少含有2个氨基和2个羧基。（4)已知胰岛素有51个氨基酸，两条肽链，所以脱去的水分子数为51-2＝49个，减少的分子量为18×49＝882,胰岛素中一共有三个二硫键，会失去6个H，所以再减去6,总共比原来减少的分子量是18×49＋6＝888。三、蛋白质的热变性与多样性1．蛋白质的热变性(1）影响因素:物理因素和化学因素等.（2）蛋白质的热变性蛋白质↓高温变性：蛋白质分子的空间结构发生不可逆的改变↓失去生物学活性2．蛋白质结构多样性与功能复杂性的关系(1）蛋白质结构多样性的原因：蛋白质含有的氨基酸种类和数目都不同；氨基酸的排列顺序多种多样；蛋白质具有各自特有的空间结构。(2)蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性,二者是高度统一的.归纳总结蛋白质结构多样性和功能多样性的关系例6过酸、过碱或者温度过高，会使唾液淀粉酶永久失活，原因是破坏了该酶的（）A．全部肽键 B．氨基酸数目C．空间结构 D．氨基酸种类答案C解析过酸、过碱或者高温不会破坏蛋白质的肽键，也不会影响氨基酸的种类和数目，过酸、过碱或者高温会破坏蛋白质的空间结构，导致蛋白质永久变性失活.例7（2017·浙江模拟)下列关于蛋白质的叙述，正确的是（)A．血红蛋白的空间结构呈纤维状B．蛋白质经高温蒸煮后可以产生丰富的氨基酸C．组成蛋白质的氨基酸共有20种，它的R基团均为链状D．鸟类的羽毛和人的指甲主要是由同一种蛋白质组成答案D解析血红蛋白的空间结构呈球状，A错误；高温使蛋白质空间结构改变而变性，但是不会水解肽键形成氨基酸，B错误；组成蛋白质的氨基酸根据R基团不同分为20种,但是R基团不一定是链状,如甘氨酸的R基团是—H,C错误；鸟的羽毛和人的头发、指甲主要是由角蛋白组成的，D正确。易错警示（1）在重金属盐、高温、强酸、强碱、紫外线等理化因素的影响下，蛋白质的空间结构发生改变，生物活性丧失。如：高温杀菌消毒。(2)变性是蛋白质空间结构被破坏的过程，此过程肽键不断裂。

1．能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组排列顺序是()①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸分子相互结合④多肽⑤形成一定的空间结构A．①②③④⑤ B．②①④③⑤C．②①③④⑤ D．②①③⑤④答案C解析蛋白质分子由简到繁的结构层次是C、H、O、N等元素→氨基酸→氨基酸分子相互结合→多肽→形成一定的空间结构。2．(2018·浙江省9＋1高中联盟高一期中）20种氨基酸平均相对分子质量为128,某蛋白质相对分子质量为10228，在形成该蛋白质分子时脱去86个水分子。那么组成该蛋质的肽链数是（)A．4条 B．6条C．8条 D．16条答案B解析根据多肽链的形成过程可知：根据失去水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数，设肽链数为X,则氨基酸数＝肽键数＋肽链数。根据蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×水的相对分子质量，可得:10228＝128×(86＋X)－86×18,即可求出X＝6。3．（2017·宁城县期末)纤维素、胆固醇和淀粉酶三种物质都具有的化学元素是()A．C、H、O B．C、H、O、N、PC．N、P、K、Mg D．C、H、O、N答案A解析纤维素是糖类,组成糖类的元素是C、H、O，胆固醇是固醇类，属于脂质，组成元素4．下列哪项不是蛋白质在人体内的生理功能(）A．生物体和细胞的“建筑”材料B．酶的主要成分C．组织修复的原料D．能量的主要来源答案D解析人体内的蛋白质具有下列生理功能：细胞内的组成成分，催化作用，运输物质，调节生命活动，免疫作用等。虽然蛋白质中含有能量，但不是主要的供能物质。5．（2017·诸暨市牌头中学高一期末）请根据下图回答下列问题：（1)图中A表示________，D表示________。(2）该化合物是由________个氨基酸分子失去________个水分子而形成的，这种反应叫做________。（3)图中表示R基团的字母是________,表示肽键的字母是________。(4）图中有________个肽键，有________个氨基和________个羧基。该化合物由________种氨基酸组成。化合物水解成氨基酸的过程中需要________个水分子。答案（1)氨基羧基（2)32脱水缩合(3）BCGEF（4)21222解析（1)由以上分析可知，图中A表示氨基,D表示羧基。(2)该化合物是由3个氨基酸分子失去2个水分子而形成的三肽,这种反应叫做脱水缩合。(3）图中表示R基团的字母是BCG，依次是—CH3、—CH2—COOH、—CH3,表示肽键（—CO—NH-）的字母是EF。(4）据图可知，图中有2个肽键,有1个氨基和2个羧基.B、C和G表示R基团(依次是—CH3、-CH2—COOH、—CH3)，故该化合物由2种氨基酸组成，化合物水解成氨基酸的过程中需要2个水分子。［基础达标]1．（2018·浙江省9＋1高中联盟高一期中)下面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答案D解析组成蛋白质的氨基酸约有20种，数目也不完全相等，因此不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同，A正确；唾液淀粉酶和胰淀粉酶的结构不同，但它们却具有相似的功能，都能催化淀粉水解，B正确；不同的蛋白质，含有的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，因而在合成蛋白质时，氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合，C正确；组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合方式都相同，都是一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基结合,形成肽键，D错误。2．(2017·浙江瑞安八校联考）下列有关生物体内蛋白质多样性的原因的叙述不正确的是（)A．组成肽键的化学元素不同B．组成蛋白质的氨基酸种类和数目不同C．蛋白质的空间结构不同D．组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同答案A解析组成肽键的化学元素相同，即均为C、H、O、N。3．下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法，正确的是（)A．蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B．已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推断此物质为蛋白质C．不同蛋白质分子中组成肽键的化学元素无差异性D．蛋白质空间结构改变，可能会导致蛋白质失去生物活性，但这种改变一般是可逆的答案C解析蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构有关，但与氨基酸的空间结构无关,A项错误；含有C、H、O、N等元素的化合物较多，不一定是蛋白质，如氨基酸等,B项错误；蛋白质分子中的肽键都是—CO—NH—，组成元素都是C、H、O、N四种，无差异性,C项正确；蛋白质的空间结构是决定蛋白质性质的因素之一，过酸、过碱或高温都会使蛋白质的空间结构发生改变,这种改变往往是不可逆的，如酶在高温下失活后即使再降低温度其活性也不会恢复，D项错误。4．下列四种物质中，属于构成生物体蛋白质的氨基酸是（）A．B．C．D．答案B解析组成蛋白质的氨基酸的结构特点是：至少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。5．同为组成生物体蛋白质的氨基酸，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基团组成的不同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基团的不同。6．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“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-CO—NH—B．它的形成过程中没有水产生C．它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答案C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，其结构通式为;蛋白质是通过氨基酸的脱水缩合形成的，其形成过程中会产生水；蛋白质中不一定含有P、Fe元素。[能力提升]7．（2018·浙江省9＋1高中联盟高一期中）有毒奶粉事件的原因是不法分子在劣质牛奶中添加了有毒物质三聚氰胺,因为该物质中氮含量较高,而牛奶中蛋白质含量是通过测蛋白氮的数值来估算的。一般说来，每100g蛋白质平均含氮16g,这些氮主要存在于蛋白质的（）A．—CO-NH— B．游离的氨基C．游离的羧基 D．R基团答案A解析由脱水缩合反应可知，组成蛋白质的氨基酸通过肽键(—CO—NH-)连接，一条肽链中含有的肽键数＝该肽链的氨基酸个数－1，一条肽链中至少含有一个氨基,蛋白质中的N存在于肽键和氨基之中,由于肽键数远多于氨基数，因此蛋白质中的N主要存在于肽键即—CO—NH—之中.8．用18O标记的氨基酸脱水缩合生成蛋白质，同时有Heq\o\al(18，2)O产生，那么水中的18O来自氨基酸的(）A．—COOH B．-NH2C．—R D．—COOH和—NH2答案A解析两个氨基酸脱水缩合时，一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2)相连接，同时脱去一分子水，水分子中的—OH来自羧基，—H来自氨基，即水分子中的O来自于羧基。9．下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有（)A．2种 B．3种C．4种 D．5种答案B解析该多肽片段中有四个—NH—CO—，故有5个氨基酸。但氨基酸中共有-CH3、—H和-CH2CH3三种R基团，因此该多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有3种。10．下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，正确的是（)A．催产素和血管舒张素均为九肽，但它们的功能差异很大，完全取决于构成两者的氨基酸种类B．由三个不同种类的氨基酸构成的三肽最多有27种C．鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活,但并未引起蛋白质分子中肽键的断裂D．肽键中元素组成的不同也是影响蛋白质结构多样性的原因答案C解析构成催产素和血管舒张素的氨基酸数目相同，但构成两者的氨基酸种类、排列顺序以及肽链盘曲折叠方式的差异，最终造成了两者功能的差异;由三个不同种类的氨基酸构成的三肽共有3×2×1＝6种；蛋白质的变性过程中不发生肽键的断裂，主要是空间结构的改变；蛋白质中肽键的元素组成是相同的。11．（2017·宁波高一期中)科学家发现用β。巯基乙醇处理某种酶时,酶分子的多肽链伸展开来，丧失了所有的酶活性，当除去β­巯基乙醇时,该酶又恢复了正常的酶活性，并且重新形成的空间结构与处理之前的完全一致。由该实验不能推测的结论是()A．折叠信息包含在氨基酸序列中B．天然构象可能是其最稳定构象C．发生变性的蛋白质也能够复性D．折叠过程需要由某种分子协助才能完成答案D解析由题意知,酶分子复性后与正确折叠的天然蛋白质的功能相同,说明折叠信息包含在氨基酸序列中，A不符合题意；由题意知，除去β­巯基乙醇后重新形成的蛋白质在结构和功能上与实验开始时正确折叠的天然蛋白质完全一致，说明天然构象可能是其最稳定构象，诱发蛋白质变性的因素去掉后，蛋白质又恢复天然构象，B不符合题意；由题意知，发生蛋白质变性的蛋白质分子也可以复性，C不符合题意；除去β。巯基乙醇后，酶复性，不需要某种分子协助就能完成折叠过程，D符合题意。12．根据下图中的化学式回答问题：(1)该化合物为________肽化合物，含有________种氨基酸,这些氨基酸的共同特征是______________________，不同点在于____________________。（2）写出这些氨基酸中的R基团______________________________________________.(3）写出虚线框内结构的名称:A________，B________，C________。（4）若将足量的上述几种氨基酸置于适宜的条件下,经脱水缩合形成的四肽化合物最多可能有________种。由此可以看出,蛋白质的种类多样的主要原因是____________________________________________________________________________________________________。(5）从上述图解可以看出，组成蛋白质的基本元素是________。答案(1）四3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侧链基团（R基团）不同（2）—CH2COOH，-（CH2)2—COOH，—CH2—SH(3）氨基肽键羧基(4）81氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的数目和空间结构不同（5）C、H、O、N解析氨基酸的共同特点是: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，R基团的不同决定氨基酸种类的不同,通过R基团可以看出肽链中有4个、3种氨基