第2章 第2节　生命活动的主要承担者——蛋白质

1、.第2节生命活动的主要承担者蛋白质学习目的1.说明氨基酸的构造特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。2.概述蛋白质的构造和功能。3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。4.关注蛋白质研究的新进展。一、组成蛋白质的氨基酸1构造1构造通式如图2组成元素：主要是C、H、O、N，有些还含有S元素。3图中构造的名称：氨基；羧基；R基。4构造特点每种氨基酸分子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连接在同一个碳原子上。各种氨基酸之间的区别在于R基R的不同。2常见氨基酸构造的识别1半胱氨酸的组成元素有C、H、O、N、S。2赖氨酸和天冬氨酸的R基分别是CH24NH2和CH2COOH。

2、3结合上图分析：赖氨酸含有两个NH2，天冬氨酸含有两个COOH。4以下图化合物不是填“是或“不是构成蛋白质的氨基酸，理由是氨基和羧基不连在同一个碳原子上。5氨基酸的通式可表示为C2H4NO2R，而缬氨酸的R基为：CHCH32，那么缬氨酸的分子式为C5H11NO2。方法技巧氨基酸构造通式的形象记忆氨基酸分子人；氨基和羧基两只手；氢两条腿；R基头；中心碳原子躯干。例1以下有关氨基酸的描绘，正确的选项是A氨基酸是构成蛋白质的根本单位，由氨基和羧基组成B每种氨基酸至少具有一个氨基和一个羧基C人体内的氨基酸必须从食物中获取D每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素答案B解析氨基酸是构成蛋白质的根本单

3、位，组成蛋白质的氨基酸由氨基、羧基、H原子、R基和一个中心碳原子组成；非必需氨基酸可由体内细胞合成；除含有C、H、O、N四种元素外，有的还含有S等。例2以下哪项不是构成蛋白质的氨基酸ABCD答案B解析每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团R基，各种氨基酸的不同就在于R基的不同。方法点拨“两看法判断组成蛋白质的氨基酸二、蛋白质的构造及其多样性1蛋白质的构造1脱水缩合的过程a图示过程称为脱水缩合，得到的化合物称为二肽。该化合物至少含有一个氨基和一个羧基，假如还有其他氨基或羧基，那么位于R基上。b图示中的名称依次为氨基、肽键、羧

4、基，其中的构造简式写为NHCO或CONH。c过程产生的H2O中H的来源：氨基NH2和羧基COOH；H2O中O的来源：羧基COOH。2蛋白质的构造层次氨基酸脱水缩合二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，通常呈链状构造蛋白质：具有一定的空间构造深化探究生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，假如某蛋白质由10个氨基酸组成，那么最多能形成2019种。2蛋白质多样性的原因蛋白质构造具有多样性的主要原因应从氨基酸和肽链两个角度进展分析：1如图中甲、乙、丙分别说明蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的数目、种类、排列顺序不同。2图丁说明蛋白质具有多样性的原因是肽链的盘曲、折

5、叠方式，及其形成的空间构造不同。3蛋白质分子构造多样性，决定了蛋白质分子功能多样性：构成细胞和生物体的重要物质、催化作用、作为运输载体、信息传递作用可调节机体的生命活动、免疫功能等。例3根据以下化合物的构造分析答复：1该化合物含有_个肽键，图中表示肽键的编号有_。2该化合物称为_，形成该化合物的化学反响称为_。3该化合物由_种氨基酸构成，各种氨基酸的区别在于R基不同，图中表示R基的编号有_。4该化合物中含有的氨基数目和羧基数目分别是_、_。答案132四肽或多肽脱水缩合34422解析1由图可知该化合物中含有3个肽键，表示肽键的编号为。2由分析可知，此多肽含有4个氨基酸，那么形成的化合物为四肽或多

6、肽。3决定氨基酸种类的4个R基构造各不一样，所以构成该化合物的氨基酸有4种。4由图可知，表示肽链末端氨基，表示肽链末端羧基，而和中存在一个羧基和一个氨基，那么该多肽中含有的氨基和羧基数目分别是2个和2个。例4人体的肌肉主要是由蛋白质构成的，但骨骼肌、心肌、平滑肌的功能各不一样，这是因为A肌细胞形状不同B在人体的分布位置不同C支配其运动的神经不同D构成肌细胞的蛋白质分子构造不同答案D解析蛋白质功能的不同取决于其分子构造的不同。三、与蛋白质形成过程有关的计算规律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。3氮原子数肽链数肽键数R基上的

7、氮原子数各氨基酸中氮原子的总数。4氧原子数肽键数2×肽链数R基上的氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。5氢原子数各氨基酸中氢原子的总数2×脱去的水分子数。6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条肽链或环状多肽：形成的多肽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1条肽链n1n1至少1个至少1个na18n1m条肽链nmnm至少m个至少m个na18nm环状多肽nn最少为0最少为0na18n7假设蛋白质中含有二硫键SS时，要考虑脱去氢的质量，每形成1个二硫键，脱去2个H。例5某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共

8、产生以下3种氨基酸，以下相关表达正确的选项是A合成1分子该物质将产生6个水分子B合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸C该多肽分子中含有1个氨基和1个羧基D每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸答案D解析题中3种氨基酸都只含有1个氮原子，而题中多肽含有6个氮原子，说明该多肽是由6个氨基酸脱去5个水分子合成的；由于甘氨酸、丙氨酸中都含有1个羧基，而每个谷氨酸中有2个羧基，合成有机物后R基上还有2个氧原子，氧原子数肽键数2×肽链数R基上的氧原子数，即13522×谷氨酸数，故每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸；该多肽分子含有1个游离氨基和4个游离羧基。例6一条由39个氨基

9、酸形成的环状多肽，其中有4个谷氨酸R基为CH2CH2COOH，那么该多肽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至多有36种氨基酸答案B解析39个氨基酸形成的环状多肽，有39个肽键，A项错误；该环状多肽主链上没有游离的氨基，不能确定侧链基团中是否含有游离的氨基，故该多肽可能没有游离的氨基，B项正确；该多肽为环状，主链上没有游离的羧基，谷氨酸的侧链基团中含有游离的羧基，故该多肽至少含有4个游离的羧基，C项错误；组成该多肽的氨基酸最多有20种，D项错误。1以下表达，正确的打“，错误的打“×。1氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上2酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基

10、不同3人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质都具有一定的空间构造439个氨基酸脱去38个水分子形成三十九肽5假如有足量的三种氨基酸甲、乙、丙，那么它们能形成三肽的种类最多有6种6蛋白质的合成过程中产生水，水解过程需要水答案1×2345×62.以下关于生物体内的氨基酸的表达正确的选项是A如下图分子是构成生物体的氨基酸B不同氨基酸的R基一定不同C只有必需氨基酸是生物体所必需的D氨基酸是生命活动的主要承担者答案B解析分析图形可知，图示分子不是构成生物体的氨基酸，A错误；必需氨基酸和非必需氨基酸都是生物体生命活动所必需的，但只有必需氨基酸是生物体内无法合成的，只能从食物中获取，C错

11、误；氨基酸是组成蛋白质的构造单位，蛋白质才是生命活动的主要承担者，D错误。3胰岛素由、两条链组成，共含51个氨基酸。以下表达错误的选项是A氨基酸脱水缩合产生水，其中的氢全部来自于羧基B胰岛素能与双缩脲试剂发生紫色反响C胰岛素能降低血糖表达了蛋白质具有信息传递的功能D一个胰岛素分子全部水解为氨基酸，需要消耗49个水分子答案A解析氨基酸脱水缩合产生水，其中的氢来自于一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基；其所形成的肽键能与双缩脲试剂发生紫色反响；胰岛素能与细胞膜上的受体结合促进细胞对血糖的利用从而降低血糖浓度，表达了蛋白质具有信息传递的功能；一个胰岛素分子由、两条链组成，共含51个氨基酸，因此全部水

12、解需消耗51249个水分子。4丙氨酸的R基是CH3，那么以下关于5个丙氨酸脱水缩合形成1条肽链的过程的表达，正确的选项是A产物中含有4个肽键NHCO称为四肽B产物多肽的相对分子质量相对于反响物减少了90C产物多肽的分子式为C15H27O6N5，含有5个氨基NH2和5个羧基COOHD产物水中的H既来自氨基又来自羧基，O只来自羧基答案D解析5个丙氨酸脱水缩合形成的产物称为五肽；形成五肽时脱去4分子水，相对分子质量减少了4×1872；丙氨酸的R基中不含有氨基和羧基，故由5个丙氨酸脱水缩合形成的五肽中只含有1个氨基和1个羧基。5如下图的几种符号代表不同种类的氨基酸，请据图答复以下问题：1它们

13、构造的差异在于_的不同。27种氨基酸通过_的方式形成一条肽链，此过程可形成_个肽键，脱去_个水分子，相对分子质量减少了_。3假如上述肽链原长度不变，改变其中的_，就可改变该肽链的性质。4假设两个蛋白质分子均由两条一样的肽链构成，那么这两个蛋白质分子的功能是否一定一样？原因是什么？_。答案1R基2脱水缩合661083氨基酸的排列顺序4不一定一样。因为分别由一样的两条肽链经盘曲折叠可形成空间构造不同的两种蛋白质分子解析构成天然蛋白质的氨基酸约有20种，它们有共同的构造通式，其中R基的不同是决定氨基酸种类的唯一因素。氨基酸分子通过脱水缩合形成肽链，相邻两个氨基酸缩合后通过肽键相连接并失去一个水分子，

14、因此减少的相对分子质量为失去的水分子的相对分子质量之和。蛋白质的空间构造不仅跟氨基酸的数目、种类和排列顺序有关，还与肽链的盘曲折叠方式有关，蛋白质分子构造的复杂性决定了其功能的多样性。对点训练题组一氨基酸及其种类12019·成都龙泉驿区一中高一上学期月考赖氨酸的分子式为C6H14O2N2，那么赖氨酸的R基为AC4H10N BC4H10OCC4H10ON DC5H11N答案A解析氨基酸的构造通式为，即C2H4NO2R。赖氨酸的分子式是C6H14O2N2，那么该氨基酸的R基为C4H10N。2以下四个构造式中，属于构成蛋白质的氨基酸分子的是A BC D答案D解析由组成蛋白质的氨基酸分子的构

15、造通式可知，每个氨基酸分子至少含有一个氨基NH2和一个羧基COOH，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，只有D项符合。题组二氨基酸形成蛋白质的过程3两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽，并生成一分子水，这个水分子中的氢来自A氨基B羧基C一个来自氨基和一个来自羧基D连接在碳原子上的氢答案C解析氨基酸的脱水缩合是一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，分别脱掉一个H和一个OH，形成一个水分子。42019·安徽淮南二中高一上学期第一次月考如图是3种氨基酸的构造式，由这3种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是A1,2,3 B1,1,3C1,2,2 D2

16、,2,2答案C解析由于题干中第二个氨基酸的R基中含有一个羧基，因此由这3种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有1个氨基、2个羧基和2个肽键。题组三蛋白质构造和功能的多样性5有关蛋白质构造与功能的表达，错误的选项是A蛋白质的生物活性与肽键的空间构造有关B数量一样的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C某些蛋白质分子在细胞间信息交流中有重要作用D氨基酸序列一样的多肽链可折叠成不同的空间构造答案A解析蛋白质的生物活性与蛋白质的空间构造有关，A项错误。6蚕丝被贴身暖和、轻盈透气，是“安康绿色睡眠的首选。以下关于“蚕丝主要成分的表达，正确的选项是A它的根本组成单位的通式为CONHB它的形成过程中没有水产

17、生C它的根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；蛋白质的根本组成单位是氨基酸；蛋白质是通过氨基酸的脱水缩合形成的；蛋白质中不一定含有P、Fe元素。7以下有关蛋白质构造、功能多样性的说法，正确的选项是A蛋白质构造的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间构造有关B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蛋白质空间构造改变，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解析氨基酸不具有空间构造，A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

18、基酸等，B错误；蛋白质分子中的肽键都是CONH，组成元素都是C、H、O、N四种，无差异性，C正确；蛋白质的空间构造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构造发生改变，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错误。8蛋白质是细胞内的重要物质之一，具有多样性和特异性，其构造与功能是相适应的。以下关于蛋白质类物质与其功能的对应，正确的选项是A胰岛素与调节B抗体与催化C胃蛋白酶与运输D血红蛋白与免疫答案A解析胰岛素是蛋白质类激素，对生命活动具调节作用；抗体能与特异性的抗原结合并消灭它们，属于免疫功能；胃蛋白酶不具有运输功能；血红蛋白存在于成熟

19、的红细胞中，主要功能是运输氧气。题组四蛋白质分子构造的相关计算9现有100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基，这些氨基酸缩合成6条多肽链时共含有氨基的个数是A6 B12 C22 D100答案B解析由题意“100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基可知，这100个氨基酸的R基中共含有16个羧基和6个氨基，在脱水缩合过程中，R基和处于每条多肽链两端的氨基和羧基不参加反响，故共含有12个氨基。10经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到以下四种氨基酸。分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为Apq BqpCpq1 Dqp1答案D解析分析四种氨基酸的特点可

20、知，赖氨酸含有两个氮原子，根据氧原子数目进展计算，氧原子数氨基酸数肽链条数R基上氧原子数，分析这四种氨基酸R基可知，四种氨基酸的R基上均无氧原子，该多肽所含氨基酸数为p1个，因此该多肽含有的赖氨酸数qp1qp1，D项正确。112019·济南调研某多肽分子式是C21HxOyN4S2无二硫键，该多肽是由以下氨基酸中的某几种作原料合成的：亮氨酸C6H13NO2、天冬氨酸C4H7NO4、苯丙氨酸C9H11NO2、丙氨酸C3H7NO2、半胱氨酸C3H7NO2S。以下对该多肽的表达，错误的选项是A水解后得到4种氨基酸B有3个肽键C含有氧原子和氢原子的数目分别为5和32D只有1个羧基答案A解析分析

21、题中给出的几种氨基酸的化学式可知，只有天冬氨酸的R基中含有2个O原子，只有半胱氨酸的R基中含有1个S原子，而多肽分子式是C21HxOyN4S2无二硫键，说明该多肽只能由4个氨基酸组成因多肽中只含有4个N原子，且几种氨基酸都只含有1个N原子，并且其中含有2个半胱氨酸因多肽中含有2个S原子，且只有半胱氨酸的R基中含有1个S原子，两个半胱氨酸共含有6个C原子，而多肽分子中含有21个C原子，根据氨基酸脱水缩合反响前后C原子数守恒可知，另2个氨基酸所含的C原子之和应该是21615个，分析几种氨基酸的化学式可知，只有亮氨酸和苯丙氨酸符合要求，因此该多肽是由1个亮氨酸、1个苯丙氨酸和2个半胱氨酸脱水缩合而形

22、成的，A错误。122019·河北唐山一中高一上学期调研胰岛素分子含有2条肽链，共51个氨基酸，如图为其中的一条多肽链，该肽链中有3个甘氨酸且分别位于第8、20、23位上。那么以下表达正确的选项是A该肽链中含有30个肽键B假设除去所有甘氨酸形成4条短肽，其中氧原子至少有30个C假设除去所有甘氨酸，形成的所有短肽比该多肽链多3个游离的羧基D将1个胰岛素分子完全水解，共需要消耗29个水分子答案C解析由图可知该肽链中有30个氨基酸，所以含有29个肽键，A错误；假如除去所有甘氨酸形成4条短肽，此时共有27个氨基酸，有23个肽键，4个羧基，所以此时形成的短肽中氧原子数目至少有31个，B错误；1个

23、胰岛素分子含有2条肽链，共51个氨基酸，所以完全水解时需要消耗51249个水分子，D错误。综合强化132019·山东枣庄高一上学期期中某细菌能产生一种环状毒性肽，其分子式是C55H68O18N10，将它彻底水解后只能得到以下四种氨基酸，分别是甘氨酸C2H5NO2，丙氨酸C3H7NO2，苯丙氨酸C9H11NO2，谷氨酸C5H9NO4，其构造式如下图，请据图答复以下问题：1该多肽是_肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间化学键的构造式是_，氨基酸脱水缩合形成该化合物的过程中，相对分子质量减少了_。2该多肽的彻底水解需_个水分子参与，水解后可得到_个甘氨酸，_个丙氨酸，_个谷氨酸和3个苯丙氨酸。

24、3蛋白质分子构造复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性，其原因主要是_。4由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的链状分子最多有_种。答案1十CONH1802101243蛋白质空间构造发生变化445或1 024解析1该多肽彻底水解后只能得到四种氨基酸，且4种氨基酸均只含有1个N原子，根据其分子式C55H68O18N10含有10个N原子可知，该多肽含有10个氨基酸，是十肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间的化学键为肽键，其构造式是CONH，氨基酸脱水缩合形成该环状化合物的过程中，失去了10个水分子，相对分子质量减少了18×10180。2该多肽彻底水解需破坏10个肽键，需10个水分子参与；设水解后可得到x个甘氨酸、y个丙氨酸、z个谷氨酸，根据脱水缩合反响中原子守恒，列方程组求得x1、y2、z4。3蛋白质分子经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，均会引起蛋白质空间构造的改变，导致蛋白质变性。4含四个肽键的链状分子共含有5个氨基酸，四种氨基酸的数量不限，共有451 024种不同的排列顺序。142019·江西铅山第一中学高一上学期期中据如下图