(共64张PPT)
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
第2章 组成细胞的分子
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
结构最复杂、功能最多样
表达成蛋白质
承担者
21
能否合成
8
不能
13
能够
C、H、O、N
S
一个氨基
一个羧基
一个氨基和一个羧基
同一碳原子
R基
脱水缩合
肽键
二肽
R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基
R1所在氨基酸的羧基
一
数目
排列顺序
盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
氨基酸序列
物理
化学
空间构象
生物活性
关键能力·重难探究达成
02
核心点一
核心点二
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
功能
实例
①结构蛋白
a.血红蛋白
②催化作用
b.胰岛素等蛋白质类激素
③运输作用
c.抗体
④信息传递作用
d.绝大多数酶
(调节作用)
⑤免疫功能
e.羽毛、肌肉、头发等
浅仰芹
我仰
h
团结守纪勤学春
HN
Asn
lle -GIn
催产素
Tyr
Asn
Phe-Gln
加压素
a
b
多肽
蛋白质
d
决定
元素组成
基本单位
c(化学键
分子结构多样性
O
y
元素组成：C、H、O、N等
氨基酸
R
脱
水
结构通式：HN-CCO0H
缩
合
H
多肽
化学键：肽键
盘折
曲叠
结构多样性原因：氨基酸种类、数目、
排列顺序及肽链盘曲、折叠形
成的空间结构不同
蛋白质
决定
功能多样性
结构蛋白：构成细胞和生物体
功能蛋白：催化、运输、免疫
和调节作用第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。 1．生命观念——通过对蛋白质的学习，建立生命的物质性的观点，从结构与功能观角度阐明不同氨基酸的理化性质可能不同并理解蛋白质的多样性。2．科学思维——运用归纳与概括，构建21种氨基酸的结构模型；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问题。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。
一、蛋白质的功能
1．蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。
2．主要功能及举例(连线)
提示： ①—e ②—d ③—a ④—b ⑤—c
3．一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1．种类
(1)在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。
(2)分类
①依据：人体细胞能否合成。
②必需氨基酸：8种。人体细胞内不能合成，必须从外界环境中获取。
③非必需氨基酸：13种。人体细胞内能够合成，也可从外界环境中获取。
2．氨基酸的元素组成及结构特点
(1)组成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸含有S等元素。
(2)结构
①写出氨基酸分子的结构通式：。
②氨基酸的结构特点
数量关系：至少都含有一个氨基和一个羧基。
位置关系：都有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上。
各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
三、蛋白质的结构及其多样性
1．氨基酸的脱水缩合
(1)此生理过程的名称是脱水缩合。
(2)写出字母代表的结构或名称：a．肽键，b．二肽。
(3)判断产物H2O中原子的来源
(4)多肽中氨基或羧基的含量：至少一个。
2．蛋白质结构多样性的原因
在细胞中，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。
3．结构与功能的适应
(1)每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构。
氨基酸序列
(2)蛋白质变性：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。
问题：蛋白质食物可分为两类：完全蛋白质和不完全蛋白质。完全蛋白质食物含有全部人体必需的氨基酸，如动物蛋白。植物蛋白往往是不完全蛋白质。从营养角度讲，长期素食是否科学？
提示：不科学，长期素食，机体缺少某些必需氨基酸，从而影响健康。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．人体需要的氨基酸称为必需氨基酸。 ( )
2．不同氨基酸之间的差异是由R基引起的，21种氨基酸的理化性质是由R基决定的。 ( )
3．每种氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。 ( )
4．氨基、羧基、R基的书写格式分别是NH2、COOH、R。 ( )
5．氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质。 ( )
6．高温会使蛋白质的肽键断裂。 ( )
7．蛋白质的空间结构被破坏后，功能不变。 ( )
提示：1．× 必需氨基酸是指人体不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸。
2．√
3．× 组成蛋白质的每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基。
4．× 氨基、羧基、R基的书写格式应为—NH2、—COOH、—R。
5．× 空间结构不同，蛋白质的结构不同。
6．× 高温破坏蛋白质的空间结构，不破坏肽键。
7．× 蛋白质的空间结构被破坏后，功能丧失。
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1．氨基酸的结构通式的分析
2．组成生物体蛋白质的氨基酸的判断标准
营养学家认为，最好的饮食其实是平衡膳食，要增加食物的多样性和均衡性，五谷杂粮、肉类等要均衡。试从氨基酸角度分析平衡膳食的合理性。
提示：组成蛋白质的氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸两类，必需氨基酸人体细胞不能合成，只能从外界环境中获取，平衡膳食可保证人体对必需氨基酸的摄入，利于身体健康。
1．如图为3种氨基酸的结构简式，相关叙述正确的是( )
A．甘氨酸的R基为—CH2，丙氨酸的R基为—CH3
B．由图可知不同氨基酸的R基不同，所以人体内氨基酸的R基有上百种
C．R基中可以有氨基和羧基
D．一分子谷氨酸中含有两个羧基，羧基表示为
C [甘氨酸的R基为—H，A项错误；构成生物体蛋白质的氨基酸有21种，R基也有21种，B项错误；每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，多出的氨基和羧基就存在于R基中，C项正确；羧基可表示为—COOH或，D项错误。]
氨基酸的通式的特点巧记
(1)通式中的中心碳原子的一变三不变：R基可变，氨基、羧基和H原子不变。
(2)氨基酸的理化性质不同主要与R基不同有关。
蛋白质的结构及其多样性
1．蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
2．蛋白质的氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数、氨基数、羧基数及相对分子质量的关系
(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 n－1 n－1 至少1个 至少1个 na－18(n－1)
m条肽链 n－m n－m 至少m个 至少m个 na－18(n－m)
环状多肽 n n 最少为0 最少为0 na－18n
(7)若蛋白质中含有二硫键(—S—S—)时，要考虑脱去氢的质量，每形成1个二硫键，脱去2个H。
哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图所示，其中各氨基酸残基用3个字母缩写表示。
(1)结合图示，分析催产素与加压素功能不同的原因。
(2)依据催产素的结构简式图，某同学认为催产素所含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。你是否同意他的说法？说出你的理由。
提示：(1)两种激素间有2个氨基酸种类不同。
(2)同意。不同的氨基酸中游离的氨基数目不同，所以催产素含游离氨基数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关。
2．蛋白质是生命活动的主要承担者，在组成细胞的有机物中含量最多。如图为有关蛋白质的简要概念图。下列对图示的分析正确的是( )
A．a肯定含有P
B．多肽中b的数目等于c的数目
C．①过程有水生成
D．d表示氨基酸的多样性
C [组成蛋白质的元素肯定有C、H、O、N，只有部分蛋白质含有S和P；b表示氨基酸，c表示肽键，氨基酸的数目－肽链的数目＝肽键的数目(对于非环状多肽而言)，因此b的数目不等于c的数目；①过程表示脱水缩合，有水生成；d表示蛋白质功能的多样性。]
3．如图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述不正确的是( )
A．组成该分子的氨基酸最多有21种
B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824
C．该分子至少含有3个游离的氨基
D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应
B [组成蛋白质的氨基酸最多有21种，A正确；由271个氨基酸合成该蛋白质分子时，脱去268个水分子，同时在形成4个二硫键时脱去8个氢，即减少的相对分子质量为268×18＋8＝4 832，B错误；该分子由三条多肽链组成，至少含有3个游离的氨基，C正确；蛋白质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应，D正确。]
蛋白质相关计算的三个技巧
(1)蛋白质的水解可看作蛋白质合成的逆过程，即合成过程中脱去水分子的数目，就是水解过程中需加入水分子的数目。
(2)若肽链间有二硫键(—S—S—)，则蛋白质的相对分子质量＝na－18(n－m)－2k(k为二硫键的个数，n为氨基酸数，m为肽链数，a为氨基酸的平均相对分子质量)。
(3)涉及多肽结构图的问题，首先，从图中准确辨认出肽键；其次，确定图中共有多少个氨基酸及每个氨基酸的R基，尤其注意R基上有无氨基、羧基；最后审清题目，按要求解答。
1965年，中国科学院上海生物化学研究所、北京大学和中国科学院上海有机化学研究所的科学家通力合作，在经历了多次失败后，第一次用人工方法合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。牛胰岛素的平面结构如图所示：
通过对材料的分析知：结晶牛胰岛素是具有生物活性的蛋白质，由其平面结构知其由51个氨基酸形成的两条链组成，因此形成科学思维的学科素养。
(1)细胞中，氨基酸在形成牛胰岛素时，进行何种反应？脱去多少分子的水？氨基酸之间以何种化学键相连？(科学思维)
提示：氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链。由图可知，牛胰岛素含有两条肽链，共由51个氨基酸组成，所以在形成过程中脱去49个水分子。氨基酸之间以肽键相连。
(2)如果氨基酸的平均相对分子质量为128，则牛胰岛素的相对分子质量是多少？(科学思维)
提示：由图可知，氨基酸之间形成了3个二硫键，每个二硫键是由两个—SH脱去两个H形成的，所以牛胰岛素的相对分子质量为51×128－18×(51－2)－3×2＝ 5 640。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
1．核心概念(1)脱水缩合：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，同时脱去一分子的水的结合方式。(2)多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物。(3)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，从而导致其物理性质改变和生物活性丧失的现象。2．结论语句(1)蛋白质是生命活动的主要承担者。(2)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。(3)每种氨基酸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。(4)蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链形成的空间结构不同。(5)我国科学家1965年完成了结晶牛胰岛素的合成，摘取了人工合成蛋白质的桂冠。
1．下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是( )
A．人体细胞产生的抗体可发挥防御作用
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
C [浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原，产生抗原—抗体复合物，发挥防御作用，A正确；肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程，如肌动蛋白和肌球蛋白，B正确；蛋白质结合Fe2＋形成的血红蛋白参与O2运输，C错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分，D正确。]
2．英国科学家Chambers等人研究和鉴定一些动物谷胱甘肽过氧化物酶的作用时，发现了人体第21种氨基酸——硒代半胱氨酸，是蛋白质中硒的主要存在位置，人体内硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需要不断从食物中获取。下列有关叙述中，错误的是( )
A．硒的元素属于微量元素
B．硒位于硒代半胱氨酸的R基中
C．硒代半胱氨酸是非必需氨基酸
D．人体的蛋白质均含有硒
D [硒代半胱氨酸可以在人体内合成，因此是非必需氨基酸，人体内的蛋白质可以不含有硒代半胱氨酸，因此人体的蛋白质不都含有硒。]
3．谷氨酸的R基为—CH2CH2COOH，则谷氨酸的分子式是( )
A．C5H9O4N B．C4H9O4N
C．C5H8O4N D．C4H9O5N
A [由题意可知，谷氨酸的R基为—CH2CH2COOH，将谷氨酸的R基代入氨基酸的结构通式中，整理可得谷氨酸的分子式是C5H9O4N。]
4．免疫球蛋白IgG的结构如图所示，其中—S—S—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( )
A．m个 B．(m＋1)个
C．(m－2)个 D．(m－4)个
D [由氨基酸脱水缩合成蛋白质的过程中，存在这样的关系：肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于非环状多肽而言)。从图中给出的信息可以判断出IgG的结构中有4条肽链，由于共有m个氨基酸，因此可以得出肽键的数量为(m－4)个。]
5．已知21种氨基酸的平均相对分子质量为m。图1为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图2为部分肽链放大示意图，请据图回答下列问题：
图1
图2
(1)该化合物由氨基酸脱去________个水分子形成，这种结合方式叫作________，图1所示的蛋白质的相对分子质量为________。
(2)图2中有________种R基，肽键是________(填序号)，该肽链至少有________个游离的羧基。
(3)虽然高温没有破坏此蛋白质的________键，但蛋白质的空间结构遭到破坏。
(4)假设有一个十肽，分子式为CxHyOzNmSn，组成该十肽的氨基酸只有图2中的几种，则含有①的氨基酸有________个。
[解析] (1)图1所示蛋白质含124个氨基酸，1条肽链，因此脱去的水分子数为124－1＝123；氨基酸通过脱水缩合方式形成蛋白质，图1所示的蛋白质的相对分子质量＝氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸个数－水的个数×18－2×3(3个—S—S—形成时脱去6个H)＝124×m－123×18－6＝124m－2 220。(2)图2中4个R基依次为—CH2—NH2、—CO—COOH、—CH2—SH、—CO—COOH，共有3种；图2中②④⑥表示肽键；图2的R基中含有2个羧基，每条肽链的一端含有一个羧基，因此该肽链至少有3个游离的羧基。(3)高温会破坏蛋白质的空间结构，但不会破坏蛋白质的肽键和二硫键。(4)图2中的4种氨基酸只有①的R基中含有氨基，假设有一个十肽，分子式为CxHyOzNmSn，组成该十肽的氨基酸只有图2中的几种，则根据N原子数可知含有①的氨基酸有(m－10)个。
[答案] (1)123 脱水缩合 124m－2 220 (2)3 ②④⑥ 3 (3)二硫键和肽 (4)m－10
4/12课时分层作业(6) 蛋白质是生命活动的主要承担者
题组一 蛋白质的功能
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．胰岛素与调节 B．抗体与免疫
C．淀粉酶与运输 D．血红蛋白与运输
C [生物体内蛋白质功能很多。例如，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等。]
2．下列不属于生物体内蛋白质功能的是( )
A．构成肌肉、蛛丝、头发等的主要成分
B．催化细胞内化学反应的酶
C．调节机体的生命活动
D．供给细胞代谢的主要能源物质
D [蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，如结构蛋白是构成肌肉、蛛丝、毛发等的主要成分，A不符合题意；部分蛋白质具有催化功能，如酶，B不符合题意；部分蛋白质具有调节机体生命活动的作用，如胰岛素、生长激素等，C不符合题意；细胞代谢的主要能源物质是糖类，不是蛋白质，D符合题意。]
题组二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3．右图为构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式，下列叙述错误的是( )
A．自然界中结构④在生物体内有21种
B．氨基酸理化性质的不同是由结构④不同决定的
C．从图中可以看出，一个氨基酸一定仅含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)
D．若甘氨酸的结构简式为，则甘氨酸是构成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最小的氨基酸
C [图中①为氨基，③为羧基，④为侧链基团(R基)。生物体中组成蛋白质的氨基酸有21种，而R基是氨基酸分类的重要依据，A项正确。氨基酸的不同仅仅是侧链基团(R基)不同，R基决定了氨基酸理化性质的不同，B项正确。一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，R基中也可能含有氨基或羧基，C项错误。由甘氨酸的结构简式可知，甘氨酸的R基为—H，因此甘氨酸是构成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最小的氨基酸，D项正确。]
4．关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，不正确的是( )
A．一个氨基酸可以含有多个氨基或羧基
B．不是所有氨基酸都能在人体细胞中合成
C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键
D．合成蛋白质所必需的氨基酸称为必需氨基酸
D [每个氨基酸分子都至少含有一个氨基(—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，因此一个氨基酸可以含有多个氨基或羧基，A正确；在人体细胞中不能合成、必须从外界环境中获取的氨基酸称为必需氨基酸，而在人体细胞中能合成的氨基酸称为非必需氨基酸，B正确，D错误；氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键，C正确。]
题组三 蛋白质的结构及其多样性
5．我国中科院上海生化所于1982年5月合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物。它的结构简式如下，有关说法不正确的是( )
A．该物质仅有一个游离的氨基
B．该物质与双缩脲试剂反应呈紫色
C．该化合物为四肽
D．构成该物质的氨基酸有4种
C [分析题图可知，该化合物只含有一个游离的氨基，A正确；该化合物含有肽键，可以与双缩脲试剂反应呈紫色，B正确；该化合物含有4个肽键，因此其是由5个氨基酸脱水缩合形成的五肽，C错误；由题图可知，5个氨基酸的R基有4种，因此构成该物质的氨基酸有4种，D正确。]
6．一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：
据此判断，下列有关叙述错误的是( )
A．1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸
B．合成1个该肽链分子同时将产生5个水分子
C．1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基
D．1个该肽链分子是由6个氨基酸脱水缩合而成的
C [3种氨基酸都只含有1个氨基，则C22H34O13N6是由6个氨基酸脱水缩合而成的，合成该肽链时产生5个水分子，B、D正确；假设谷氨酸有x个，则根据氧原子守恒，即13＝2x＋6×2－5，解得x＝3，由此可知，谷氨酸有3个，A正确；1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基，C错误。]
7．下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是( )
A．α 鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键
B．蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的
C．蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的
D．变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
A [A对：环状八肽的分子中含有8个肽键。B错：蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的，可能只由1条肽链构成，也可能由多条肽链构成。C错、D错：蛋白质变性是由空间结构发生改变造成的，肽键并没有断裂，变性蛋白质仍有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应。]
8．医用酒精的消毒原理之一是使细菌蛋白质变性，下列叙述正确的是( )
A．细菌蛋白质的合成过程消耗水
B．酒精使细菌失去了生物活性
C．酒精破坏了细菌蛋白质中的肽键
D．蛋白质变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反应
B [细菌蛋白质是在细菌的核糖体上脱水缩合而成的，脱水缩合会产生水，A错误；酒精分子以自由扩散的方式顺浓度梯度进入细菌，通常用酒精消毒，其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性，从而使细菌失去了生物活性，B正确；酒精只是破坏了细菌蛋白质的空间结构，没有破坏蛋白质中的肽键，C错误；由于蛋白质变性后其肽键没有被破坏，仍然可以与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。]
9．下图是某化合物的结构图，请据图分析回答下列问题：
(1)图中化合物的名称是________，图中含有肽键____________个，图中所示肽链含________种氨基酸，它们的不同取决于图中的哪些基团？________(填序号)。
(2)形成该化合物的化学反应叫作________，在这个过程中，相对分子质量减少了________。该多肽若要形成环状肽，可再发生化学反应的基团编号是________。
(3)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是_____________________________________________。
(4)假设21种氨基酸的平均相对分子质量为125，现由四条肽链共80个氨基酸构成蛋白质，其相对分子质量约为________。
[解析] (1)题图中化合物含有两个肽键，由3个氨基酸脱水缩合而成，故名称是三肽。肽键可表示为—CO—NH—；氨基酸种类取决于R基，由题图可知，R基有3种，分别是②③⑤(依次是—CH3、—H、—CH2—OH)，故氨基酸有3种。
(2)氨基酸经脱水缩合形成多肽，该三肽共脱去2分子的水，故相对分子质量减少了2×18＝36。该多肽若要形成环状肽，则需首尾相连，可再发生化学反应的基团编号是①⑥。
(3)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和空间结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。
(4)蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均分子质量－18×(氨基酸数目－肽链条数)＝80×125－18×(80－4)＝8 632。
[答案] (1)三肽 2 3 ②③⑤ (2)脱水缩合 36 ①⑥ (3)空间 蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解 (4)8 632
10．甲图表示有关蛋白质分子的简要概念图；乙图表示某三十九肽中共有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽。据图回答下列问题：
甲
乙
(1)甲图中A的元素组成为________，在人体内可以合成的B属于________，C是________。
(2)蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的______________________不同，以及蛋白质的________千变万化。
(3)乙图中，三十九肽被水解后肽键数量减少________个。这些肽链和三十九肽相比，氨基和羧基均增加________个，C原子减少________个。
(4)若该蛋白质是血红蛋白，说明蛋白质具有________作用；若该蛋白质是酶，说明蛋白质具有________作用。
(5)高温加热后，蛋白质用双缩脲试剂检验______(填“能”或“不能”)发生紫色反应。
[解析] (1)甲图中的B是蛋白质的基本单位——氨基酸，在人体内可以合成的氨基酸属于非必需氨基酸，它的元素组成有C、H、O、N等，氨基酸脱水缩合后形成肽键(C)。(2)蛋白质结构多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质的空间结构不同。(3)乙图中的多肽未被破坏前的肽键数量为38个，去掉4个氨基酸后形成4条肽链，故肽键的数量为35－4＝31个，所以肽键数量减少了7个。每一条肽链的一端是一个氨基，另一端是一个羧基，故氨基和羧基的数目都增加了3个。去掉4个丙氨酸，每个丙氨酸含有3个C原子，故C原子数目减少12个。(4)蛋白质的功能具有多样性，如血红蛋白具有运输氧气的功能、酶具有催化作用。(5)高温加热后，蛋白质的空间结构受到破坏，但不会破坏肽链中的肽键，故与双缩脲试剂能发生紫色反应。
[答案] (1)C、H、O、N 非必需氨基酸 肽键 (2)种类、数量和排列顺序 空间结构 (3)7 3 12 (4)运输 催化 (5)能
11．某药物H3Z是一种多肽类的激素，能使人对陌生人产生信赖感，有助于治疗孤独症等病症。下列有关叙述正确的是( )
A．H3Z的基本组成元素是C、H、O
B．合成H3Z时生成的水中的H只来自氨基
C．孤独症患者直接口服少量H3Z就可以有效地缓解症状
D．若H3Z被水解成1个2肽，3个4肽，5个6肽，则这些短肽肽键总数是35
D [药物H3Z是一种多肽类的激素，其基本组成元素是C、H、O、N，A错误；氨基酸脱水缩合时，生成的水中的H来自氨基和羧基，B错误；孤独症患者直接口服少量H3Z不会有效，因其会被胃蛋白酶消化分解，C错误；若H3Z被水解成1个2肽，3个4肽，5个6肽，则这些短肽肽键总数是(2－1)＋3×(4－1)＋5×(6－1)＝35，D正确。]
12．如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)后，可转变成由A、B两条肽链构成的有活性的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是( )
A．胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水
B．胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
C．沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性丧失
D．切去C肽不需要破坏二硫键
D [胰岛素分子含51个氨基酸、两条肽链，则具有51－2＝49(个)肽键，合成过程中脱去49分子水，A项错误；胰岛素分子含有两条肽链，至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，B项错误；沸水浴时蛋白质的空间结构发生改变导致胰岛素生物活性的丧失，但肽键并未断裂，C项错误；由图知，切去C肽需要破坏肽键，不需要破坏二硫键，D项正确。]
13．一般情况下，素食者往往需要摄入较多种类和数量的蛋白质，对其描述不正确的是( )
A．植物蛋白要比动物蛋白更难消化吸收
B．以玉米为主食的人要从其他食物中补充赖氨酸
C．植物蛋白中必需氨基酸的比例与动物蛋白的比例不大相同
D．某些植物蛋白提供给人的必需氨基酸的种类要少于动物蛋白
A [植物蛋白和动物蛋白都在酶的催化作用下被消化吸收，A错误；赖氨酸属于必需氨基酸，玉米的蛋白质中缺少赖氨酸，所以以玉米为主食的人要从其他食物中补充必需氨基酸，B正确；必需氨基酸共有8种，在植物蛋白中必需氨基酸的比例与动物蛋白的比例不大相同，C正确；某些植物蛋白中缺少部分必需氨基酸，所以提供给人的必需氨基酸的种类要少于动物蛋白，D正确。]
14．下列有关蛋白质的说法中正确的是( )
A．氨基酸的种类、数目和空间结构决定了蛋白质结构、种类和功能的多样性
B．已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推断此物质定为蛋白质
C．蛋白质中有些具有运输功能，如载体蛋白；有些具有调节功能，如激素
D．过酸、过碱和温度过低等会使蛋白质空间结构遭到破坏从而失活
C [蛋白质结构、种类和功能的多样性的原因与氨基酸的空间结构无关，A错误；核酸和磷脂均含有C、H、O、N等元素，B错误；蛋白质中有些具有运输功能，如载体蛋白，有些具有调节功能，如蛋白质类的激素，C正确；蛋白质在高温、强酸和强碱等条件下会引起空间结构改变，从而失去生物活性，但是温度低只会抑制蛋白质的活性不会破坏蛋白质的结构，D错误。]
15．大部分同学都有喝牛奶的习惯，在学习了细胞的化合物知识后，我们都想知道牛奶中有无蛋白质和还原糖。某校高中生物研究学习小组的同学打算调查市场上的奶粉质量，下面是学习小组设计的实验，请补充完整。
(1)蛋白质是奶粉中最重要的营养成分。在几年前检测技术中，单纯检测奶粉中________的含量是无法确定这种营养成分是否达标的。因为在奶粉中添加三聚氰胺后，可以在食品检测时提高这一元素的测定值，达到以次充好的目的，危害消费者，随着奶粉食品安全问题的曝光，现在实验室中可以通过________来定性检测待测物中有无蛋白质存在。
(2)根据我国现行的食品质量标准，0～6个月的婴儿奶粉中蛋白质的含量应为12%～18%。现针对市场上某种婴儿奶粉，请你尝试完成检测实验。
①实验目的：检测该待测婴儿奶粉蛋白质的含量是否符合质量标准。
②实验原理：略。
③材料、试剂、用具：
相同浓度的标准婴儿奶粉溶液和待测婴儿奶粉溶液、A液(NaOH溶液0.1 g/mL)、B液(CuSO4溶液0.01 g/mL)、试管和滴管等。
④实验步骤：
ⅰ．取两支试管分别加入2 mL的标准婴儿奶粉溶液(编号甲)和2 mL的待测婴儿奶粉溶液(编号乙)。标准婴儿奶粉溶液在本实验中起________作用。
ⅱ．分别向两支试管中加入________(填标号)溶液，振荡，摇匀。
A．等量A液和B液混合后，取用1 mL
B．A液1 mL，B液4滴
C．B液1 mL，A液4滴
D．只取用1 mL A液
ⅲ．比较颜色的变化(已知颜色反应深浅与蛋白质含量成正比)。
⑤结果预期：若甲试管溶液颜色比乙试管深，则说明___________________
___________________________________________________________________；
若乙试管溶液颜色比甲试管深，或颜色深浅相当，则说明________________________________________________________________________。
[解析] (1)在几年前检测技术中，单纯检测奶粉中N的含量是无法确定这种营养成分是否达标的。因为在奶粉中添加三聚氰胺后，可以在食品检测时提高N这一元素的测定值，达到以次充好的目的，危害消费者。现在实验室中可以通过双缩脲试剂来定性检测待测物中有无蛋白质存在。
(2)标准婴儿奶粉溶液在本实验中起对照作用；双缩脲试剂的使用方法是先加A液，再滴加B液，故分别向两支试管中加入1 mL的NaOH溶液，振荡，摇匀。再分别向两支试管中加入4滴CuSO4溶液，振荡，摇匀，比较颜色的变化。
结果预期：蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，通过紫色的深浅可以推断蛋白质的含量。标准婴儿奶粉溶液变紫色，待测奶粉溶液乙颜色紫色较甲试管浅时，说明待测奶粉中蛋白质含量低于国家标准；待测奶粉溶液乙颜色比甲试管深或深浅相当时，说明其蛋白质含量符合国家标准。
[答案] (1)N 双缩脲试剂
(2)④ⅰ．对照 ⅱ．B
⑤待测奶粉蛋白质含量比标准低，不符合质量标准
待测奶粉蛋白质含量高于或等于标准，符合质量标准
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