2018_2019学年高中生物第二章第二节第3课时蛋白质的结构和功能学案（含解析）苏教版.docx

第3课时蛋白质的结构和功能1.蛋白质是细胞中含量最多的有机物，除含有C、H、O、N外，大多数蛋白质还含有S元素。2氨基酸是蛋白质的基本组成单位，组成生物体蛋白质的氨基酸大约有20种。3在每个氨基酸分子中，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与同一个碳原子相连，这个碳原子还分别与一个氢原子、一个可变的侧链基团(R)相连。氨基酸的不同是由R基的不同决定的。4许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键(CONH)，肽键数目氨基酸数目肽链数目。5组成肽链的氨基酸在种类、数目和排列顺序上的不同，以及构成蛋白质的肽链在数目和空间结构上的不同，决定了蛋白质种类的多样性。6蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结构，并执行各种特定的生理功能。 一、蛋白质的组成1氨基酸的结构及特点(1)通式： (2)特点：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与同一个碳原子相连，这个碳原子还分别与一个氢原子、一个可变的侧链基团(R)相连。(3)种类：由R基决定。2蛋白质的形成氨基酸肽链蛋白质二、蛋白质的结构与功能的多样性1结构的多样性(1)氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。(2)肽链的条数和空间结构不同。2生理功能的多样性连线1判断下列说法的正误(1)所有蛋白质分子中均含有20种氨基酸()(2)氨基酸中氨基和羧基都连接在同一个碳原子上()(3)氨基酸的不同是R基的不同，R基中可能含有氨基或羧基()(4)若甲、乙蛋白质分子中氨基酸种类、数目及排列顺序相同，则甲、乙为同一种蛋白质()2若一个氨基酸分子有两个羧基，其中一个羧基和一个氨基连在同一个碳原子上，则另一个羧基的部位是()A与氨基端相连B与羧基端相连C在R基上 解析：选C若一个氨基酸分子有两个羧基，其中一个羧基和一个氨基连在同一个碳原子上，则另一个羧基的部位在R基上。3氨基酸通式中R基不同，决定了()A肽键数目不同B氨基酸的种类不同C蛋白质的种类不同 解析：选B氨基酸通式中R基不同，决定了氨基酸的种类不同。4下列有关脱水缩合的说法错误的是()A肽键是脱水缩合形成的B多个氨基酸脱水缩合可形成肽键C3个氨基酸脱水缩合产生3个水分子解析：选C3个氨基酸脱水缩合的产物是三肽，含2个肽键，同时产生2个水分子。5蛋白质分子的结构是极其多样的，其原因不可能是()A肽键的空间结构不同B氨基酸排列顺序不同C肽链的盘曲折叠方式及形成的空间结构不同解析：选A蛋白质中的肽键的空间结构都是相同的。6下列不属于动植物体内蛋白质功能的是()A具有免疫功能的抗体B细胞生命活动的主要能源物质C催化细胞内化学反应的某些酶 解析：选B抗体的化学本质是蛋白质，具有免疫功能；酶绝大多数是蛋白质，具有催化功能。细胞中生命活动的主要能源物质是糖类。 核心要点(一)脱水缩合1对氨基酸结构通式的认识名师点拨R基的特点(1)氨基酸的不同是由R基的不同决定的。(2)R基中还可能含有氨基或羧基。(3)已知R基的化学式求氨基酸化学式的方法：氨基酸的化学式氨基酸共有部分的化学式(C2H4O2N)R基的化学式。即：C2H4O2NR。思考探究(1)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，这种差异的产生是由何种基团决定的？提示：R基的可变性决定了氨基酸的种类和不同种类氨基酸的结构与性质的差异性。(2)谷氨酸的R基团为C3H5O2，则谷氨酸的分子式是什么？提示：C5H9O4N。2脱水缩合的过程 (1)形成一个肽键，脱去一分子水。(2)水中的一个H来自NH2，另一个来自COOH，O来自COOH。(3)二肽至少含有一个游离的NH2和一个游离的COOH。题组冲关1下列物质中，不是组成蛋白质氨基酸的是() 解析：选DD项中氨基和羧基不是连在同一个碳原子上。2下列各项能正确表示肽键的是 ()ANHCOBNH2COCNH2CH DNHCH2解析：选A氨基酸脱水缩合时，一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基反应，脱去1分子水形成肽键。核心要点(二)蛋白质结构多样性的图解类型图形氨基酸种类不同数目不同排列顺序不同肽链数目和空间结构不同名师点拨结构决定功能。蛋白质功能的多样性是由其结构多样性决定的。题组冲关3血液中的血红蛋白和肌肉中的肌动蛋白的结构和功能不同的原因是()A两种蛋白质所含氨基酸的数目不同B两种蛋白质所含肽链的空间结构不同C两种蛋白质所含氨基酸的排列顺序不同D两种蛋白质所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同解析：选D蛋白质种类不同，包括所含氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同。4下列各项与蛋白质分子结构多样性无关的是()A氨基酸的数目、种类和排列顺序B构成蛋白质分子的多肽链的数目 C构成蛋白质分子的多肽链的空间结构D每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基解析：选D蛋白质结构多样性的原因有氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构不同。蛋白质的相关计算总结 1.氨基数肽链数R基上的氨基数各氨基酸中氨基总数肽键数。2羧基数肽链数R基上的羧基数各氨基酸中羧基总数肽键数。3N原子数肽键数肽链数R基上的N原子数各氨基酸中N的总数。4O原子数肽键数2肽链数R基上的O原子数各氨基酸中O的总数脱去水分子数。5H原子数各氨基酸中H的总数2脱去水分子数。6脱水数肽键数氨基酸数肽链数。7蛋白质相对分子质量各氨基酸平均相对分子质量氨基酸数18脱水数。8假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n1n1至少1个至少1个na18(n1)mnmnm至少m个至少m个na18(nm)9.环状肽中肽键的计算：由n个氨基酸形成一环状肽，则形成肽键数失去水分子数氨基酸数。特别提醒(1)肽键形成蛋白质时，肽链中有些基团还会相互结合形成化学键(如两个R基中SH与SH形成SS键)此时将脱去某些原子，故计算蛋白质分子量时，除考虑脱去的水外，还应再减去形成其他化学键时脱掉原子的原子量。(2)氨基酸脱水缩合前后某些特定数目的守恒：氨基酸分子中半胱氨酸(C3H7NO2S)含S，天冬氨酸(C4H7NO4)R基上有羧基，赖氨酸(C6H14N2O2)R基上有氨基，它们在形成多肽时数量保持不变，是解题的一个关键突破口。题组冲关1某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是()A618B518C517 D617解析：选C每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，肽键数等于氨基酸数减去肽链数，所以22个氨基酸形成5条肽链，所以氨基最小值是5，肽键数是17。2某环状多肽由39个氨基酸形成，其中含有4个谷氨酸(R基为CH2CH2COOH)，则该多肽()A有38个肽键 B可能没有游离氨基C至少有5个游离羧基 D最多有36种氨基酸解析：选B环状多肽含有的肽键数等于氨基酸数，应为39个；由于不知道氨基酸的R基是否含有氨基，因此可能没有游离的氨基；由于不知道其他的氨基酸的R基，因此只能说至少含有4个游离羧基；构成生物体蛋白质的氨基酸种类约为20种。 一、选择题1下列四种化合物中，构成生物体蛋白质的氨基酸是()解析：选AB项氨基和羧基不连在同一个碳原子上，C项没有氨基，D项没有羧基。2两个氨基酸缩合成肽并生成水，这个水分子中的氧原子来自氨基酸的()A氨基B羧基CR基 D氨基和羧基 解析：选B氨基酸脱水缩合时，直接连在中心C原子上的NH2脱H，COOH脱OH，从而连接成肽键，脱去一分子水，所以水分子中的氧原子来自氨基酸的羧基。3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种类和数量不同 C氨基酸排列顺序不同 D蛋白质的空间结构不同 解析：选A蛋白质结构不同，是因为组成蛋白质的氨基酸种类、数量和排列顺序不同，蛋白质的空间结构不同，组成肽键的化学元素都是C、H、O、N。4胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是()A48个 B49个C50个 D51个解析：选BA和B共有51个氨基酸，形成两条肽链共形成51249个肽键。5免疫球蛋白IgG的结构示意如图，其中SS表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG有肽键数()Am个 B(m1)个C(m2)个 D(m4)个 解析：选D从免疫球蛋白IgG的结构示意图可以看出，该蛋白质有4条肽链，由于IgG由m个氨基酸构成，所以该IgG的肽键数脱去的水分子数氨基酸数目肽链条数(m4)个。6在下列物质中，将其中能够构成蛋白质的氨基酸连接成一条多肽链(每种氨基酸只有一个)，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是() A3、3、2 B4、3、3 C3、2、4 D2、2、2 解析：选C结合氨基酸结构通式可判断出上述6种化合物中都是组成生物体蛋白质的氨基酸；由于每种氨基酸只有一个，反应中R基中的氨基和羧基不参与反应；所以5个氨基酸通过脱水缩合形成1条多肽链时，该多肽链中含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是3、2、4。7下列关于蛋白质的叙述，正确的是()A蛋白质是细胞中含量最多的化合物B有些蛋白质具有免疫功能，如受体蛋白C肽链以一定方式形成具有空间结构的蛋白质D每种蛋白质都含有C、H、O、N、S、P、Fe等元素解析：选C细胞中含量最多的化合物是水；具有免疫功能的蛋白质是抗体；肽链以一定方式形成具有空间结构的蛋白质；不同蛋白质都含有C、H、O、N 4种元素，其他元素可能不同。8鸡蛋煮熟后，蛋白质发生变性，这是由于高温破坏了蛋白质的()A肽键 B肽链 C氨基酸 D空间结构 解析：选D高温使蛋白质变性，改变的是其空间结构。9狼体内有a种蛋白质，兔体内有b种蛋白质。狼捕食兔子后，体内的一个细胞中含有的蛋白质种类数最可能是()A少于a种 B(ab)种Ca种 D多于a种解析：选A狼吸收的是兔子体内蛋白质分解的产物氨基酸，这些氨基酸用于合成狼的蛋白质，狼体内的蛋白质只是数量上有所增加，在种类上保持不变，仍为a种。而狼的一个细胞中含有的蛋白质种类数最可能少于a种。10如图所示，有人将氨基酸结构通式和人体结构进行了类比，下列说法错误的是()A图中氨基酸结构通式的中心碳原子可以类比成人体的躯干部分B图中人有一只左手和一只右手，就如每个氨基酸也仅有一个羧基和一个氨基一样C氨基酸种类的不同取决于R基的不同，就如每个人的脸孔不一样D氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程可以类比成人与人手拉手排成队的过程解析：选B每个氨基酸中除题图示的一个羧基和一个氨基外，在R基中也可能含有羧基或氨基。二、非选择题11下面是某化合物的结构简图，据图回答： (1)此化合物的名称是_。组成此化合物的氨基酸有_种，该式中氨基酸的种类不同，是由_决定的。(2)图中的名称是_；图中的名称是_；图中的名称是_；图中表示R基的代号是_。(3)形成该化合物的生物化学反应叫做_，在这个过程中，相对分子质量减少了_。(4)组成这类化合物的基本单位的结构通式是_。解析：(1)图示化合物共有2个CONH，是由3个氨基酸缩合而成的，该化合物叫三肽。图中R基是，三个R基都不同，共3种氨基酸。(2)图中是氨基，是肽键，是羧基，代表的是R基。(3)氨基酸形成多肽的方式叫脱水缩合。形成三肽化合物的过程中脱去了2分子水，相对分子质量减少了36。(4)见答案。答案：(1)三肽3R基(2)氨基肽键羧基(3)脱水缩合36(4) 一、选择题1已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2，那么该氨基酸的R基是()AC7H7OBC7H7CC7H7N DC7H5NO3解析：选B根据氨基酸的结构通式可知：除R基外，通式中有2个C、4个H、2个O、1个N，由于苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2，所以该氨基酸的R基是C7H7。2下列有关两个氨基酸分子脱水缩合的正确说法是()A形成两个肽键 B水中的氢都来自氨基C形成三肽 D水中的氧来自于羧基解析：选D两个氨基酸分子脱水缩合形成一个二肽和一分子水，含有一个肽键，水中的氧来自于羧基。3如图表示一个由153个氨基酸残基构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是()A该分子中含有152个肽键 B参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基，1个氨基酸含2个氨基 C该分子中有1个氨基酸残基含硫 D该分子彻底水解将产生153种氨基酸 解析：选B图示蛋白质分子由1条肽链构成，多肽链的两个氨基酸R基上的NH2和COOH缩合形成一个肽键，故该蛋白质共153个肽键。参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基，1个氨基酸含2个氨基。该蛋白质有1个二硫键，是2个SH脱氢形成的，故该分子中有2个氨基酸残基含硫。该分子彻底水解最多产生20种氨基酸。4下面关于蛋白质分子结构和功能的叙述，正确的是()A氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质功能可能不同B由n条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各n个C组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式脱水缩合 D高温会使蛋白质变性，因此煮熟的食物不易被人体消化解析：选A氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质空间结构可能不同，因而功能也可能不同；n条肽链组成的蛋白质，至少含有氨基和羧基各n个；组成蛋白质的氨基酸之间都以脱水缩合的方式连接；高温会使蛋白质变性，其空间结构被破坏，因此煮熟的食物更易被人体消化。5对以下化合物叙述正确的是()该化合物分子中有3个肽键，脱去4个水分子，形成的化合物是四肽该化合物含有2个羧基和2个氨基该化合物进行水解，需要3个水分子，得到4种氨基酸 A BC D 解析：选D肽键是CONH，图中有3个肽键，脱去3个水分子，形成四肽化合物。该化合物含有2个羧基和2个氨基。该化合物进行水解，需要3个水分子，产生3种氨基酸。6下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图1，图中数字表示氨基酸序号)及部分肽链放大示意图(图2)，请据图判断下列叙述正确的是()A若图1中的肽链完全水解成氨基酸，需要123个水分子B该蛋白质中含有1条肽链和124个肽键C从图2可推知图1中的肽链至少含有2个游离的羧基D图2中表示R基的是解析：选A由题图1知，该蛋白质是由124个氨基酸形成的1条肽链，应有123个肽键，完全水解成氨基酸，需要123个水分子。由题图2中的可推知该蛋白质至少含有3个游离羧基。图2中表示R基的是，R基决定氨基酸的种类，表示与羧基共同连接在同一碳原子上的氨基。二、非选择题7下面为结晶牛胰岛素的模式图，其中链有21个氨基酸，链有30个氨基酸(注：H1，O16，S32)。请据图回答下列问题：(1)这51个氨基酸形成结晶牛胰岛素后，相对分子质量比原来减少了_；连接氨基酸之间的肽键有_个，肽键的结构式是_；胰岛素分子中至少有_个氨基。(2)组成结晶牛胰岛素的化学元素是_。(3)不同哺乳动物的胰岛素的氨基酸序列往往有差异，如马的胰岛素链第9位氨基酸、链第30位氨基酸与人的不同。造成这种差异的根本原因是不同哺乳动物的_。解析：(1)该结晶牛胰岛素在形成过程中脱去的水分子数肽键数51249，而且该结晶牛胰岛素分子中含有3个二硫键，一个二硫键SS是由2个SH脱去2个H形成的，因此这51个氨基酸形成结晶牛胰岛素后，相对分子质量比原来减少了184923888；肽键的结构式是CONH；每条