第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
课后篇巩固提升
基础巩固
1.两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽,同时生成一分子水,该水分子中的氢来自( )
A.氨基 B.羧基
C.氨基和羧基 D.连在C原子上的H
解析:两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽时,一个氨基酸上的氨基和另一个氨基酸上的羧基通过脱水缩合的方式形成肽键,即“—NH—CO—”,同时氨基上的“—H”和羧基上的“—OH”结合生成水。所以水分子中的氢来自氨基和羧基,氧来自羧基。
答案:C
2.下图为3种氨基酸的结构式,相关叙述正确的是( )
A.甘氨酸的R基为—CH2,丙氨酸的R基是—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.一分子谷氨酸中含两个羧基,羧基的结构式可表示为
解析:甘氨酸的R基为—H,A项错误;构成生物体蛋白质的氨基酸约有21种,R基也大约有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;羧基可以表示为—COOH或,D项错误。
答案:C
3.下图为脑啡肽的结构简式,据图分析下列叙述错误的是 ( )
A.脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的
B.该化合物中有1个羧基和1个氨基
C.脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的
D.该化合物属于四肽,因为含有4个肽键
解析:图中多肽共有4个肽键,所以脑啡肽是由5个氨基酸经过脱水缩合形成的化合物,即五肽。由于R基中不含羧基和氨基,所以该化合物中只有1个羧基和1个氨基。该脑啡肽是由5个氨基酸分子脱水缩合形成的,组成脑啡肽的5个氨基酸的R基团依次是—CH2—C6H4OH、—H、—H、—CH2—C6H5、—CH2—CH(CH3)2,因此共有4种氨基酸。
答案:D
4.蛋白质功能的多样性取决于蛋白质结构的多样性,以下关于蛋白质结构的说法中正确的是( )
A.每种蛋白质分子都是由21种氨基酸组成
B.一个蛋白质分子只能由一条肽链构成
C.相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同
D.相同种类和数目的氨基酸只能构成一种蛋白质
解析:组成蛋白质的氨基酸约有21种,但不是每种蛋白质的氨基酸都有21种,应该是小于或等于21种,A项错误;一个蛋白质分子可由一条或几条肽链构成,B项错误;相同种类、数目的氨基酸组成的蛋白质可能不同,C项正确;氨基酸的种类、数目相同的蛋白质,氨基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构可能不同,因此不一定是相同的蛋白质,D项错误。
答案:C
5.下列有关蛋白质功能的说法,正确的是( )
A.所有蛋白质都是细胞结构的组成物质
B.抗体的本质是蛋白质,说明蛋白质有运输作用
C.人体内的蛋白类激素可以起到信息传递的作用
D.蛋白质具有催化作用,催化化学反应的物质都是蛋白质
答案:C
6.下列关于蛋白质分子结构的叙述,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,蛋白质的空间结构保持不变
解析:氨基酸种类、数量和排列顺序相同,但蛋白质的空间结构可能不同,则其功能也可能不同,A项正确;由于R基中可能含有氨基或羧基,且R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合,因此蛋白质中氨基数或羧基数=n(肽链数)+R基中的氨基或羧基数,B项错误;所有氨基酸脱水缩合的方式都是氨基脱去一个氢原子,羧基脱去一个羟基后形成肽键,C项错误;高温会使蛋白质空间结构发生改变,D项错误。
答案:A
7.下列关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述,错误的是( )
A.相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸
B.有些氨基酸不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.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
解析:甘氨酸的R基为—H,是相对分子质量最小的氨基酸。由于缺乏中间产物,有8种氨基酸不能在人体细胞中合成,必须从食物中获得,称为必需氨基酸。氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。R基的特异性决定氨基酸的特异性。
答案:A
8.下图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是 ( )
A.结构④在人体内有21种
B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自②和③
C.结构④中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合
D.生物体内n个氨基酸形成一条多肽链产生n个水分子
解析:①为氨基,③为羧基,④为侧链基团(R基)。构成人体蛋白质的氨基酸有21种,A项正确;脱水缩合形成水,水中氢来自①③,B项错误;R基中的氨基或羧基不参与脱水缩合,C项错误;生物体内n个氨基酸形成一条多肽链产生n-1个水分子,D项错误。
答案:A
9.人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质( )
A.都含有21种氨基酸
B.都是在细胞内发挥作用
C.都具有一定的空间结构
D.都能催化生物化学反应
解析:生物体内组成蛋白质的氨基酸有21种,不是每种蛋白质都含21种氨基酸,A项错误;蛋白质可以在细胞内外发挥作用,如某些酶,B项错误;蛋白质由肽链经过盘曲、折叠形成其特有的空间结构,C项正确;蛋白质的功能多种多样,只有作为酶的蛋白质可以催化生物化学反应,D项错误。
答案:C
10.某蛋白质分子由2条肽链组成,共657个氨基酸,如下图。请回答下列问题。
(1)该蛋白质分子中至少含有游离的氨基 个,游离的羧基 个。?
(2)该蛋白质分子中,共有 个肽键。?
解析:(1)蛋白质中至少含有游离的氨基数=至少含有的游离的羧基数=肽链数。(2)肽键数=氨基酸数-肽链数=脱去的水分子数=655。
答案:(1)2 2 (2)655
能力提升
1.下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是( )
A.三种化合物可以用一个结构通式表示
B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基
C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同、羧基数不完全相同
解析:三种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示。图中三种氨基酸的共同点应为“至少都含有一个氨基、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”;双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应,是由于蛋白质中有肽键,氨基酸中无肽键,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应;三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数是1个,羧基数可能是1个或2个。
答案:B
2.催产素和抗利尿激素都是由下丘脑神经细胞合成的九肽类激素,前者具有催产及使乳腺分泌乳汁的作用。下图为抗利尿激素的结构简式,若将其中的苯丙氨酸(Phe)和精氨酸(Arg)分别替换为异亮氨酸(Ile)和亮氨酸(Leu),则为催产素的结构简式。据此判断下列有关叙述正确的是( )
A.催产素中含有9个肽键
B.催产素彻底水解后共得到9种氨基酸
C.催产素和抗利尿激素结构相同
D.抗利尿激素的合成过程与催产素的合成过程产生的水分子数目相同
解析:九肽中含有9个氨基酸,8个肽键;分析题图,抗利尿激素中含有9个氨基酸,但有2个Cys,所以有8种氨基酸,而发生氨基酸替换后,催产素中的氨基酸种类依然是8种;组成催产素和抗利尿激素的氨基酸有差异,则二者的结构不同;抗利尿激素与催产素的氨基酸数目和肽链数目相同,因此在形成过程中脱去的水分子数目相同。
答案:D
3.形成蛋白质分子结构的层次,从小到大的顺序及其反应过程依次是( )
①氨基酸 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸脱水缩合 ④一条或几条多肽链连接在一起 ⑤多肽 ⑥蛋白质
A.②→①→③→④→⑥→⑤
B.①→②→③→④→⑥→⑤
C.②→①→⑥→③→④→⑤
D.②→①→③→⑤→④→⑥
解析:蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸由C、H、O、N等元素组成;氨基酸经过脱水缩合形成多肽;一条或几条多肽链连接在一起,形成一定的空间结构,构成蛋白质。所以形成蛋白质分子结构的层次,从小到大依次是②→①→③→⑤→④→⑥。
答案:D
4.蛋白质的合成过程为氨基酸多肽蛋白质,则①②过程分别形成的结构是( )
A.肽键、氨基酸
B.肽键、肽键
C.肽键、特定的空间结构
D.空间结构、氨基酸
解析:①②过程分别形成的结构是肽键、特定的空间结构。
答案:C
5.HSP是机体细胞受高温刺激后合成出的一类热休克蛋白。该蛋白可发挥如下图的作用,以保护机体细胞不受破坏。图中HSP所起的作用是( )
A.促进肽键的形成
B.抑制氨基酸脱水缩合
C.促使肽链形成空间结构
D.维持蛋白质结构稳定性
解析:据图可知,HSP与多肽链结合后,形成了具有一定空间结构的蛋白质。
答案:C
6.请仔细观察下图所示图解,有关叙述和分析正确的是 ( )
①
②
③
④
⑤
A.上述结构全部属于氨基酸
B.若上述氨基酸形成链状四肽,则应该具有3个肽键,2个游离的氨基,2个游离的羧基
C.若上述氨基酸形成环状四肽,应该有4个肽键,2个游离的氨基,1个游离的羧基
D.若上述①②③三种物质,每种仅有一个,则形成的三肽种类最多有27种
解析:题图中④的氨基酸的氨基和羧基不连接在同一个碳原子上,不是组成蛋白质的氨基酸,A项错误;①②③⑤形成链状四肽,则应该具有3个肽键,3个游离的氨基,2个游离的羧基,B项错误;①②③⑤形成环状四肽,应该有4个肽键,2个游离的氨基,1个游离的羧基,C项正确;①②③三种物质,每种仅有一个,形成的三肽种类是6种,D项错误。
答案:C
7.以下几种符号代表不同种类的氨基酸,请回答下列问题。
(1)写出它们的结构通式: ,它们的结构差别在于 的不同。?
(2)7种氨基酸可通过 的方式形成一条肽链。此过程可形成 个肽键,得到 个水分子,相对分子质量减少了 。?
(3)如果上述肽链原长度不变,改变其中 ,就可改变该肽链的性质。?
(4)若两个蛋白质分子均由两条(2)中的肽链构成,那么两个蛋白质分子的功能是否一定相同?为什么?
解析:构成蛋白质的氨基酸约有21种,它们有共同的结构通式,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,相邻两氨基酸缩合后通过肽键相连接并失去一个水分子,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。肽链中氨基酸的种类、数量、排列顺序尽管相同,但蛋白质的空间结构不一定相同,所以其功能也不一定相同。
答案:(1) R基
(2)脱水缩合 6 6 108
(3)氨基酸的排列顺序
(4)不一定相同。因为相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构不同的两个蛋白质分子。
课件26张PPT。第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者一、蛋白质的功能
结合教材P28图2-8蛋白质的功能举例,完成下列问题。
1.什么是结构蛋白?试举例说明。
答案:许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白。如,肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。
2.完成下表。二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
自主学习教材P29相关内容,完成下列问题。
1.作用
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
2.结构特点
(1)至少有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。
(2)都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
(3)各种氨基酸之间的区别在于R基(侧链基团)不同。
3.分类
(1)分类依据:根据能否在人体内合成,人体内的氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸。
(2)种类:人体中组成蛋白质的氨基酸有21种。预习反馈
1.判断正误。
(1)每种蛋白质中都含有21种氨基酸。( × )
(2)非必需氨基酸是人体不需要的氨基酸。( × )
(3)不同氨基酸的化学性质和物理性质不同,是由于R基不同。( √ )
(4)组成生物体中蛋白质的氨基酸只含有一个氨基和一个羧基。( × )
2.下列叙述能对蛋白质的功能进行高度概括的是( )
A.蛋白质是细胞和生物体的重要结构物质
B.蛋白质是信息传递、运输、免疫等生理功能的物质基础
C.蛋白质是调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质
D.蛋白质是生命活动的主要承担者
答案:D三、蛋白质的结构及其多样性
自主学习教材P30~31相应部分,解决下列问题。
1.肽键的形成
(1)脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子的水,这种结合方式叫作脱水缩合。
(2)肽键:连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键,结构简式为—CO—NH—。
2.多肽与肽链
由多个氨基酸缩合而成,含有多个肽键的化合物,叫作多肽。多肽通常呈链状结构,叫作肽链。3.蛋白质的形成
许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链。肽链通过一定的化学键如二硫键结合在一起;氨基酸之间能够形成氢键,这些氢键使得肽链盘曲、折叠,形成更为复杂的空间结构的蛋白质。
4.细胞中蛋白质种类繁多的原因
(1)组成不同蛋白质分子的氨基酸的数目不同。
(2)组成不同蛋白质分子的氨基酸的种类不同。
(3)组成不同蛋白质分子的氨基酸的排列顺序千变万化。
(4)组成蛋白质分子的肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。预习反馈
判断正误。
(1)多肽就是蛋白质。( × )
(2)氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质。( × )探究点一探究点二氨基酸的结构特点
问题情景
认真观察下列几种氨基酸的结构,解决相关问题。探究点一探究点二1.这四种氨基酸的结构有什么共同特点?
答案:在同一个碳原子上都连着一个氨基、一个羧基和一个H。
2.在图中用圆圈画出四种氨基酸的不同。
答案:略(氨基酸的R基)。
3.请用一句话概述氨基酸分子在组成上的特点。
答案:每种氨基酸至少都有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
4.请写出氨基酸的结构通式,并提出判断构成蛋白质的氨基酸的依据。
根据氨基酸的通式,必须有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连在同一个碳原子上,才是构成蛋白质的氨基酸。探究点一探究点二归纳提升
1.必需氨基酸和非必需氨基酸
组成人体蛋白质的氨基酸有21种。其中8种人体细胞不能合成,必须从外界环境中获取,因此称为必需氨基酸,包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。另外13种氨基酸是人体细胞可以转化合成的,称为非必需氨基酸。
2.氨基酸的结构通式探究点一探究点二方法技巧“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 探究点一探究点二典例剖析
下面是6种化合物的结构示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.上述化合物中,构成人体蛋白质的有②③⑤
B.⑤的R基为—CH2—COOH
C.由上述物质可以看出,R基中可以有羧基,不能有氨基
D.②和⑤的性质不同,是由②中的—CH3与⑤中的—CH2—COOH不同决定的探究点一探究点二解析:氨基酸中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C原子上,因此②③⑤都属于构成生物体蛋白质的氨基酸,而①④⑥不属于。不同氨基酸的R基不同,②的R基是—(CH2)4—NH2,③的R基是—H,⑤的R基为—CH2—COOH,R基不同,不同氨基酸的性质不同。
答案:C探究点一探究点二活学活练
1.下列关于生物体内氨基酸的叙述,正确的是( )
A.氨基酸是蛋白质的基本单位,由氨基和羧基组成
C.人体内的氨基酸都可以在人体内合成
D.若某氨基酸的元素组成有C、H、O、N和Fe,Fe元素连接在羧基上
答案:B探究点一探究点二2.谷氨酸的R基为—C3H5O2,一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是( )
A.5,9,4,1 B.4,8,5,1
C.5,8,4,1 D.4,9,4,1
答案:A
3.氨基酸中氨基和羧基数目的多少决定着氨基酸是酸性、碱性还是中性,氨基酸的这种差异决定于氨基酸的( )
A.羧基 B.氨基 C.R基 D.肽键
解析:由组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知,不同氨基酸的差异决定于R基。
答案:C探究点一探究点二蛋白质的结构及其多样性
问题情景
结合教材P30相关内容及P31图2-12“由氨基酸形成血红蛋白的示意图”,完成下列问题。探究点一探究点二1.完善氨基酸形成蛋白质的过程。 探究点一探究点二探究点一探究点二归纳提升
1.多肽中氨基数、羧基数、氨基酸数、肽键数和脱水数的计算探究点一探究点二特别提醒(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“—CO—NH—”;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。探究点一探究点二2.蛋白质的结构多样性 探究点一探究点二典例剖析
根据下图化合物的结构分析回答下列问题。
(1)该化合物中,①表示 ,⑦表示 。?
(2)该化合物由 个氨基酸失去 个水分子而形成,这种反应叫作 。?
(3)该化合物中的氨基酸种类不同,是由 决定的,其编号是 。?
(4)该化合物称为 ,含 个肽键,编号是 。?探究点一探究点二解析:蛋白质是由许多氨基酸分子互相连接而成的。组成蛋白质的氨基酸约有21种,不同的氨基酸分子具有不同的R基。一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连,脱去一分子的水,形成肽键(—NH—CO—)。这样由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫作二肽。本题所示的是由4个氨基酸分子脱去3个水分子而形成的化合物,叫四肽。
答案:(1)氨基 羧基 (2)4 3 脱水缩合 (3)R基 ②④⑧⑨ (4)四肽 3 ③⑤⑥探究点一探究点二误区警示氨基、羧基及肽键的写法和多肽的命名 探究点一探究点二活学活练
1.血红蛋白分子中含574个氨基酸,4条肽链,在形成此蛋白质分子时,脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是( )
A.573和573 B.573和570
C.570和573 D.570和570
答案:D
2.21种氨基酸的平均相对分子质量是128,某蛋白质由280个氨基酸和4条多肽组成,其相对分子质量约为( )
A.30 872 B.31 486
C.30 378 D.30 486
答案:A
