高中生物(新教材)《蛋白质是生命活动的主要承担者》导学案+课后练习题

1、第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者学习目标核心素养1阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组 成。2.说明氨基酸的结构特点，氨基酸形成 蛋白质过程。1. 生命观念：从结构与功能的角度阐明 蛋白质的功能取决于氨基酸种类、数目、 序列及其形成的空间结构，细胞的功能 主要由蛋白质完成。2. 科学思维：从氨基酸的结构特点理解 氨基酸脱水缩合的过程，构建数学模型 解答与蛋白质有关的计算冋题。3. 社会责任：从蛋白质功能多样性角度 明确蛋白质与人体健康的关系。知识点一蛋白质的功能知识梳理1一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要 承担者。2. 蛋白质的功能SS举例J圆结构蛋白：构成细IS和生物体结构

2、的重要物质羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含冇 结构蛋口囤催化作用绝大多数酶是蛋白质H作用血红蛋白能运输氧气圆调卫作用胰岛索竽蛋白质类激索囲免疫功能抗休可抵御抗原的侵害信息传递受体3. 总结：蛋白质是细胞的基本组成成分,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,细胞的各项生命活动都离不开 蛋 白质。思维空间§1 VEI K>NG JIAN/问题思考怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？提示：细胞中有机物含量最多的就是蛋白质。从化学角度看，蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最强大的分子。细胞核中的遗传信息往往要表达成蛋白质才能起作用。在以后的学习中，我们会发现蛋白质在

3、生物体中的巨大作 用。典例分析题型一蛋白质的功能例1下列生命活动与蛋白质有关的是（） 改变反应速率血液中运输02与特定抗原结合 构成细胞和生 物体结构信息传递A 仅B.仅C.仅D.解题分析 能改变反应速率的是催化剂，在生物体内部分蛋白质具有催化作 用，正确；血红蛋白运输02,正确；与特定抗原结合的物质是抗体，抗体属 于蛋白质，正确；许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，正确；有些蛋白质起信息传递作用， 正确。答案 D知识点二 蛋白质的基本组成单位 氨基酸知识梳理1.氨基酸的种类组成人体内蛋白质的氨基酸约为 2九种，根据能否在人体内合成可分为两 类： 特点：必须从 外界环境中直接获取 必需

4、氨基酸非必需氨基酸特点：人体细胞能够合成种类：13种种类： 8种2.氨基酸的结构H OI IlHJN-C-C- (HrICg-NHi甘氨酸天冬氨酸半胱滾酸赖氨酸(1) 组成元素：各种氨基酸共有的元素是 c H、0、N ,其中半胱氨酸还有06S元素。(2) 图中数字标示结构的名称：氨基，羧基， r基。(3) 氨基酸的结构特点每种氨基酸至少都含有一个 氨基(一NH2)和一个羧基 (COOH),并且 都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。HH2 N-C-C(X)II(4) 氨基酸的结构通式：1。(5) 各种氨基酸之间的区别在于 R基不同。其中甘氨酸的R基： H , 天冬氨酸的R基： CH2 C

5、OOH,半胱氨酸的R基： CH2 SH,赖氨酸的 R 基： (CH2)4 NH2。思维空间问题思考为什么每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基？提示：R基中可以含氨基和羧基，例如：甘氨酸和半胱氨酸各含一个氨基和一个羧基，天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基。驰例分析题型二氨基酸结构判断例2下列四个结构式中，属于构成蛋白质的氨基酸分子的是（）IlCHCOOH( IK)(X'H NH.I ICHI IH HH C(X)HI ID IIcC-HI IH NH3解题分析 由组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可知，每个氨基酸分子至 少含有一个氨基（一NH2）和一个羧基（CooH）,并且都

6、有一个氨基和一个羧基连 接在同一个碳原子上，题中只有 D项能正确表示构成蛋白质的氨基酸分子；A项只有氨基，没有羧基；B项只有羧基，没有氨基；C项的氨基和羧基没有连在同 一个碳原子上。答案 D题型三氨基酸分子式的推导例3甲硫氨酸的 R基是 CH2 CH2 SCH3 ,则它的分子式是（）A. C5H11O2NSB. C3H7ONSC. C5H11O2SD. C5H10O2NS解题分析 将R基一CH2CH2 S CH3代入组成蛋白质的氨基酸的结构通式得甲硫氨酸的结构式为IH9N-C-COOH* IH因此其分子式为C5H11O2NS。答案 A技法提升遇到给出R基求分子式，或给出分子式求R基的题时，把握

7、住氨基酸分子H-N-C-GJOH l_ 定由相同部分H和特殊部分 一R加和得到。即氨基酸分子式CXHyozNa(Sb)= C2H4O2N + R,最后根据题干信息运用代入法进行计算即可。知识点三蛋白质的结构及其多样性1脱水缩合连接氨基酸的方式(1) 概念：一个氨基酸分子的 氨基(NH2)与另一个氨基酸分子的 羧基 (COOH)相连接，同时脱去 一分子水。过程Il 0HHI IIlIIIH界一阳Y-OH + H-<>H2N_（：=-I -Y一ion+ nI IliIH Ib 或HIIIIIIIJL 过程a的名称：脱水缩合，脱去的水中，氢来自 氨基和羧基，氧 来自羧基。 结构b的名称：

8、肽键(连接2个氨基酸的化学键),结构简式为CONH。 化合物C的名称：二肽，即由两个氨基酸脱水缩合形成的化合物。2. 蛋白质的结构层次(1)结构层次気堆酸一肽多AiL由ga多个氨基酸分子编合而成，含衣tn多个肮键的化合物口多 肽通常呈同軽结构叫固肚链。肽链盘曲、折栓：由于氨基酸之间能够形成o使得肽链盘曲、折 叠，形成具右回一定空间结构的長H质貝冇陋复杂空许多蛋口质分子都含有两条或多条肽链它们通间结构的蛋口质！过一宦的画化学键如二硫琏相互结合在一起思维空间问题思考若3个氨基酸分子脱水缩合形成一条肽链，会脱去 分子水，形成 肽键，产物是三肽；若 m个氨基酸分子形成1条肽链，会脱去 子水，形成 肽键

9、，产物是多肽。提示：2 2 m 1 m 1问题思考 若m个氨基酸分子形成2条肽链，会脱去 子水，形成 肽键；若m个氨基酸分子形成n条肽链，会脱去 子水，形成肽键。提示：m2 m 2 m n m n问题思考假设氨基酸的平均分子量为a，则m个氨基酸分子形成n条肽链时，所形成肽链的分子量为多少？提示：ma 18(m n)归纳总结氨基酸脱水缩合过程相关计算公式： 脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数=水解需水数； 氨基数=肽链数+ R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数: 羧基数=肽链数+ R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数；(2) 氨基酸形成血红蛋白的过程：氨基酸之间 脱水缩合形成 肽链

10、 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、 折叠(形成氢键)这条肽链进一步 盘绕形成一定的 空间结构 四条肽链聚集在一起形成 复杂的空间结构 (通过一定化学键)。3. 结构多样性原因种类不同(1) 氨基酸 数目成百上千排列顺序千变万化(2) 多肽：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 空间结构千差万别。4. 结构多样性与功能多样性的关系：每一种蛋白质都有与它所承担功能 相适应的结构。易漏边角(课本P33)与社会的联系1 蛋白质变性是指蛋白质在某些 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。2鸡蛋、肉类煮熟易消化，原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得

11、伸展、松散，容易被蛋白酶水解。3.加酒精、加热、加酸等引起细菌和病毒的蛋白质变性， 可以达到消毒、 灭菌的作用。思维空间18×脱水 蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数 数； 至少氨基酸数=肽链数： 至少羧基数=肽链数。典例分析题型四蛋白质结构层次及形成过程分析例4如图为蛋白质结构与功能的概念图，对图示分析正确的是（）B 过程一定有水生成C.氨基酸的种类、数目、排列顺序形成了蛋白质的结构多样性，与其空间结构无关D . C 表示肽键一CooH H2N 解题分析 蛋白质中常含有S,但并非所有蛋白质都含有 S,故a中不一定含有S, A错误；组成蛋白质的基本单位是氨

12、基酸，故 b表示氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成多肽，B正确；多肽中的重要化学键是肽键，故C表示肽键（NH CO），D错误；蛋白质的空间结构同样影响其结构多样性，C错误。答案 B例5血红蛋白分子是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含有4条肽链。下列关于血红蛋白分子叙述错误的是（）A .该蛋白质分子中含有570个肽键B .由于氨基酸之间能够形成氢键，这些氢键使得肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子C.正常血红蛋白的空间结构呈球状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白D .血红蛋白4条肽链聚集在一起同时盘曲折叠形成复杂空间结构答案 D题型五 蛋白质形成的相关计

13、算例6现有100个氨基酸，其中氨基有105个,羧基有103 个,则由此合成的3条肽链中肽键数目、游离的氨基、羧基的数目分别是（）A. 96、8、9B. 97、7、5C. 97、8、6D. 97、6、4解题分析 根据100个氨基酸中氨基有105个，羧基有103个，可知R基中氨基有5个，羧基有3个，则3条肽链中肽键数目、游离的氨基、羧基的数目分别是 100 3 = 97(个)、3+ 5 = 8(个)、3+ 3= 6(个)。答案 C例7组成生物体某蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为128,该蛋白质含有两条肽链，两条肽链中共有198个肽键，则该蛋白质的相对分子质量为()A. 25600 B. 2203

14、6 C. 12928 D. 11128解题分析 蛋白质的相对分子质量=氨基酸总数 × 128 脱去水分子数× 18=(肽键数 + 肽链数)× 128肽键数 × 18= (198+ 2)× 128 198× 18= 22036。答案 B题型六 肽链中原子数目计算例8某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()A . n mB. n 2mC. n+ mD. n + 2m解题分析 n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为(n m)个，每个肽键中有1 个氧原子。每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含2个氧原子。故该蛋白质至少有

15、氧原子的个数为 n m + 2m= (n+ m)个。答案 C技法提升肽链中原子数目的计算方法解题关键是要注意碳原子数、氮原子数在肽链形成前后均不变，而计算氢原 子与氧原子的数目时要注意脱掉的氢原子与氧原子。(1) 氮原子数=各氨基酸的氮原子总数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=氨基酸数+ R基上的氮原子数。(2) 氧原子数=各氨基酸的氧原子总数-脱水数=肽键数+肽链数×2+ R基上的氧原子数。(3) 氢原子数=各氨基酸的氢原子总数-脱水数× 2题型七氨基酸排列与多肽种类计算例9如果有足量的三种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的链状 三肽种类以及包含甲、乙、丙三种氨基

16、酸的链状三肽种类最多有（）A. 9、9 B. 6、3 C. 27、6 D. 3、3解题分析 如果有足量的三种氨基酸甲、乙、丙，它们能形成的链状三肽最多有3× 3× 3 = 27（种）,包含甲、乙、丙三种氨基酸的链状三肽最多有3× 2×1 =6（种）。答案 C技法提升肽链种类的计算方法（1）有A、B、C、D四种氨基酸，每种氨基酸数目无限多的情况下，可形成的链状多肽的种类如下:形成链状四肽的种类:4444256) j形成链状三肽的种类：44 (4s = 64)（2）有四种氨基酸每种氨基酸仅有个的情况下，可形成的钱状多肽的种类如下舟形成链状四肽的种类；4I (

17、4×3×2X1 = 24)；形成链状三肽的种类：42 (4×3×224)ft课堂小结* 蛋白质功能种类白汕命动主 蛋质生活的要担蛋白质基本单位：氨基酸結构通武结构特点脱水缩合蛋白质形成过程V肽键多肽伍白质结构多样性原丙,蛋门质变性当堂检测»僅漏处缺巩周提卅1蛋白质功能多种多样，下列与其功能不相符合的是 （）A 酶一一催化B 抗体一一免疫C载体运输D 肌肉中的蛋白质一一调节答案 D解析 酶具有催化作用，A正确；抗体具有免疫作用，B正确；细胞膜上的载体蛋白具有运输作用，C正确；肌肉中的蛋白质属于结构蛋白，D错误。2. 下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸

18、（）A. H2N-CHICHr-C(X)H-NH,B-CH3CHCOOHS-NH.CrCH,-CH2-COOHIlC4 H2N-CH-COOHCH7-C(X)HD H9N-CII-COOIi答案 B解析 构成蛋白质的氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，只有B不符合3. 同为组成生物体蛋白质的氨基酸, 水，这种差异的产生取决于（）A .两者R基组成的不同C.酪氨酸的氨基多答案 A酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于B. 两者的结构完全不同D.精氨酸的羧基多解析 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基的不同。4. 下列是两

19、种氨基酸的结构式，它们在形成二肽时，最可能缩合的基团是（）H丨H2N-C-COOlIIlI H2N-C-COOH I(CH2)3-CH2-NH2A . B . C. D.答案 C解析 氨基酸脱水缩合发生在一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间为 或，和是R基上的羧基和氨基，一般不参与脱水缩合，C符合题意5. 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的种类和数量不同C. 氨基酸的排列顺序不同D .蛋白质的空间结构不同答案 A解析 组成肽键的化学元素都是C、H、0、N。课时作业KE SHl ZUO YEV基础测试知识点一蛋白质的功能1. 蛋

20、白质是生命活动的体现者，但在正常生理活动中它不能作为细胞的（）A .重要结构物质 B .重要调节物质C.主要能源物质 D .机体免疫物质答案 C解析 主要的能源物质是糖类，而不是蛋白质。2. 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 .胰岛素与调节 B .抗体与免疫C.淀粉酶与运输 D .血红蛋白与运输答案 C解析 胰岛素具有降血糖的功能，在血糖平衡调节中发挥重要作用，A正确;抗体能与抗原进行特异性结合，与免疫有关，B正确；淀粉酶能催化淀粉水解，没有运输作用，C错误；血红蛋白具有运输氧气的作用， D正确。

21、知识点二 蛋白质的基本组成单位 氨基酸3. 某氨基酸分子中含有两个氨基，其中一个氨基和一个羧基连接在同一个碳 原子上，则另一个氨基的部位应是（）A .在羧基上B. 和羧基连在同一个碳原子上C. 在R基上D .在氨基上答案 C解析 组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，其他氨基、羧基位于R基中L下列四个结构式中属于构成蛋门质的奴基酸分子的是 CH2-CHir-COOH3 =HHCICCooHCH.C()()H2H J-(2H HC lX H 0( )CXH2NH2C(X)HT h2(ch2)4-CH-C( X)HA N出IVNH2A, B C.

22、 D. D答案 C解析组成蛋白质的氨基酸的特点是至少要有一个氨基和一个羧基连在同一 个碳原子上，可以看出 属于组成蛋白质的氨基酸5.下列是四个构成蛋白质的氨基酸的结构简式，相关叙述错误的是（）甲：1I=N-C-C()()HHCH3乙：ISN-C-C(H)HIICH2-OH丙：IlN-C-C()()HHCH2-COOHT： H2N-C-COOH11A .构成上述氨基酸分子的基本元素是 C、H、0、NB .上述四种氨基酸的 R基依次是一H、一CH3、CH2OH、一 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就是构成蛋白质的氨基酸答案 D解析 首先根据氨基酸的结构通式

23、可以看出各种氨基酸都含有的元素是C、H、0、N四种，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一NH2和一COOH以及一H ,则剩下的就是R基，B正确；氨基酸的R 基中可能含有氨基或羧基，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，D错误。知识点三蛋白质的结构及其多样性6. 如图为一条肽链的分子结构简式，下列有关分析不正确的是 ()HHHH. N-C-C-N-C-C-N-C-CC)()HIIlIIIlIIR1OHR2OHR3A .这条肽链中的肽键数是2个B .构成肽链的氨基酸数目是2个C.合成蛋白质的生理过程称脱水缩合D .在合成该肽链时形

24、成2个水分子答案 B解析根据图示结构可知，该肽链中含有肽键(NH CO)2个，说明该多肽是由3个氨基酸脱水缩合形成的，在此过程 中形成了 2分子水。7. 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 () 氨基酸 C、H、0、N元素 氨基酸分子相互结合肽链由于氨基酸分子之间形成的氢键盘曲折叠形成一定的空间结构A .B.C.D.答案 C解析 蛋白质分子由简到繁的结构层次是 C、H、0、N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。8. 催产素、血管舒张素都是含有9个氨基酸的多肽，但生理功能不同。主要原因可能是两种多肽的（）氨基酸种类不同氨基酸排列顺序不同 氨基酸结合方式不同在细

25、胞内合成的场所不同A . B . C. D .答案 A解析 催产素、血管舒张素具有相同的氨基酸个数，但是可能由于氨基酸种类、排列顺序及肽链的空间结构不同造成二者结构的差异，进一步导致了二者生理功能的差异，正确；氨基酸均通过脱水缩合的方式结合，蛋白质合成的场 所都是在核糖体上，错误。知识点四蛋白质的相关计算9. 某环状多肽由39个氨基酸脱水缩合而成，其中含有 4个谷氨酸（R基为CH2CH2 COOH）,则该多肽（）A .至少含有5个游离羧基B .有38个肽键C.可能没有游离的氨基D .一定含有21种氨基酸答案 C解析 不考虑R基，环状多肽中不含有游离的羧基，由于该环状多肽中含有4个谷氨酸，谷氨酸

26、的R基中含有1个羧基，因此该环状多肽至少含有 4个游离 的羧基，A错误；该环状多肽由39个氨基酸形成，其所含肽键数=氨基酸数=39 个，B错误；由于谷氨酸的R基中不含氨基，所以该环状多肽可能没有游离的氨 基，C正确；组成蛋白质的氨基酸约有21种，但是该多肽不一定含有所有种类的 氨基酸，D错误。10. 某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有的一NH2和一COOH的个数及氨基酸数分别为（）A . 105 个，105 个，105 个C. 4个，4个，113个答案 C解析 肽键数=氨基酸数-肽链数,基数最少的情况应为构成肽链的氨基酸的B. 110 个，110 个，110

27、个D. 1个，1个，113个故氨基酸数=109+ 4= 113;氨基数、羧R基上没有氨基、羧基，仅在肽链的末端存在，因此该蛋白质至少有4个氨基和4个羧基，C正确。能力提升11. 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 .蛋白质变性后，其特定空间结构被破坏，肽键也会断裂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 蛋白质的多样性与氨基酸的空间结构无关， A错误；蛋白质变性后,肽键没有被破坏，这种改变一般不可逆，B、D

28、错误。12. 如图为某蛋白质的结构示意图，其中“一S S”为由两个“ 一SH” （巯 基）构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由 m个氨基酸 组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（）A . m,18mC. (m 3)，答案 D解析由图可知，该蛋白质由2个链状多肽和1个环状多肽组成，因此，生成水分子数=氨基酸数-肽链数=m-2,减少的相对分子质量=18×生成水分子数+ 2× 二硫键数=18× (m 2) + 2× 2= 18(m 2) + 4, D 正确。13. 根据如图化合物的结构分析回答：HOH H0

29、HIl0IlHIllIIIlIIIlIIH,N (： C-N -C C-N C-C-C-CoOHIIIIHHCHCH2C = OCOOUNH2(1) 构成该化合物的氨基酸种类 中。(2) 该化合物由 氨基酸失去 水分子而形成，这种反应叫做0(3) 该化合物称为含肽键。(4) 如果图中氨基酸顺序改变，其相应功能是否发生改变？为什么？答案(1)3 (2)43脱水缩合(3)四肽3改变。氨基酸顺序改变，形成的蛋白质空间结构改变，蛋白质功能改变。a表示有机小14. 如图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系，其中 分子物质，A表示有机高分子物质。请据图分析回答：C IH 一小分faO AIt催化反应) A御功能) Vd运输()"丄A降低血糖)(1) 图中的X代表什么元素？ 0