生物苏教版必修一同步练习
(本练习包括课时训练和单元与综合测评两部分。课时训练分三个栏目:【课前预习】【课堂达标】【课后作业】)
第二章 细胞的化学组成
第二节 细胞中的生物大分子
第二课时 蛋白质的结构和功能(1)
【课前预习】
一、蛋白质的元素组成
蛋白质中除含有 外,大多数蛋白质还含有 。
答案:C、H、O、N S
二、蛋白质的结构
1.基本组成单位──氨基酸
(1)氨基酸是组成蛋白质的 ,组成蛋白质的氨基酸大约有 种。
(2)结构共同点:组成蛋白质的氨基酸都有一个 和一个 与同一个碳原子相连,而且这个碳原子还分别与一个 和一个可变的 相连接。
(3)结构通式: 。
答案:(1)基本组成单位 20(2)氨基 羧基 氢原子 R基(3)略
〖思考讨论〗构成人体蛋白质的氨基酸都含有一个氨基和一个羧基吗?氨基酸种类不同是由什么决定的?
答案:不是,构成人体蛋白质的氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基,并都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。氨基酸种类不同是由R基决定的。
2.氨基酸形成肽链
(1)脱水缩合:一个氨基酸的 与另一个氨基酸的 失去一分子 的反应。
(2)肽键:氨基酸之间通过 形成的化学键,可以表示为 。
(3)二肽和n肽:由 个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物,称为二肽;由 个氨基酸分子以 相连形成的肽链,称为n肽。
答案:(1)羧基 氨基 水 (2)脱水缩合 -CO-NH- (3)2 n 肽键
〖思考讨论〗一条多肽链至少有几个氨基和几个羧基?
答案:一个氨基和一个羧基。
3.多肽链形成蛋白质
蛋白质分子可由 条或 条多肽链构成。
答案:1 多
【课堂达标】
知识点一:蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1.细胞内20种氨基酸在分子结构上的主要区别是
A.氨基的数量不同 B.羧基的数量不同
C.氨基和羧基与C连接的位置不同 D.侧链基团(R基)结构不同
答案:D
解析:每个氨基酸分子都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与同一个碳原子相连,此外,与该碳原子相连的还都有一个氢原子,不同氨基酸的差别,是侧链基团的不同。
2.下列关于氨基酸中氨基的表示方法,正确的是
A.NH3 B.―NH C.―NH2 D.NH2
答案:C
解析:氨基中的N是-3价,结合两个氢,不要忘记另外还有“―”,如果写成NH2、―NH3或―NH都是错误的。
3.组成蛋白质的氨基酸约有20种,它们共有的结构是
答案:B
解析:构成蛋白质的20种氨基酸,在结构上有共同点,即每个氨基酸分子都至少有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基和同一个碳原子相连。这个碳原子就是α碳原子。与碳原子相连的基团除了氨基和羧基外还有一个侧链基团和氢,但不同的氨基酸侧链基团是不同的。根据题意A、C、D都不符合。
知识点二:蛋白质的形成过程
4.组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是
A. NH―CO B. ―NH―CO― C. ―NH2―COOH― D. NH2―COOH
答案:B
解析:肽键是一个氨基酸的羧基(―COOH)与另一氨基酸的氨基(―NH2)失去一分子水形成的化学键,可以表示为―NH―CO―、―CO―NH―或 。
5.某化合物由三个氨基酸经脱水缩合而成,那么,该化合物的名称以及至少含有的氨基数为
A.二肽,2个氨基 B.三肽,3个氨基 C.二肽,3个氨基 D.三肽,1个氨基
答案:D
解析:由两个氨基酸分子缩合成的化合物是二肽,由三个或三个以上氨基酸缩合的化合物叫多肽,“几”肽与参与缩合的氨基酸数目是一致的。氨基酸的氨基一旦发生缩合,就不叫氨基,因此,对化合物肽来说,至少应当含有一个氨基,该氨基是第一个氨基酸具有的。
知识点三:蛋白质的结构
6.在下列分子中,有的是构成蛋白质的氨基酸,有的不是。请认真分析后回答:
(1)以上5种化合物中属于组成蛋白质的氨基酸是 ,这些属于蛋白质的氨基酸在结构上具有的相同点是 ;氨基酸种类的不同在于 不同。
(2)氨基酸可通过 的方式生成多肽,除了多肽外,还可以形成产物有 。
(3)如果形成的蛋白质的氨基酸按序号依次结合可形成 肽,该化合物中含有的氨基数和羧数分别是 个、 个。
(4)虽然蛋白质可能由很多氨基酸构成,但最多大约 种。
(5)与糖类相比,构成蛋白质的氨基酸中特有的元素有 。
答案:⑴①④⑤ 都有一个氨基和一个羧 基与同一个碳原子相连,而且这个碳原子还分别与一个氢原子、可变的R基相连接 R基 ⑵脱水缩合 水 ⑶三肽 2、2(4)20 (5)N(或N、S)
解析:构成蛋白质的氨基酸结构上具有共同点,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在同一个碳原子上,据此判断,图中①④⑤都是构成蛋白质的氨基酸。所有氨基酸具有相同的部分,不同是R基不同。当①、④、⑤所示的氨基酸依次缩合,形成的三肽,第①个氨基酸保留1个游离的氨基,此外,第个位置上的氨基酸即⑤保留1个游离的氨基,共2个氨基;三肽中第2位置上的氨基酸即④保留1个羧基,加上最末一个氨基酸上的羧基,共2个羧基。
【课后作业】
1.分子式为C63H103O45N17S2的多肽化合物中,最多含有多少个肽键
A.63 B.62 C.16 D.17
答案:C
解析:该化合物分子式中含17个N,则该化合物最多是由17个氨基酸缩合而成,该化合物最多含肽键16个。
2.(2011江苏南京二模,3)分析一条多肽链得到以下结果:(单位:个)
元素或基团 C H O N —NH2 —COOH
多肽 202 348 62 53 3 2
推算这种多肽中氨基酸的数目及这些氨基酸中的羧基、氨基数依次是
A.101 54 102 B。62 53 55 C.53 54 53 D.51 52 53
答案:D
解析:一条多肽链至少含有一个氨基,该多肽链含有3个氨基,说明有两个氨基在R基上,即该多肽链由51个氨基酸组成,51个氨基酸含有51+2=53个氨基。每个氨基酸至少含有1个羧基,该多肽链含有2个羧基,说明有一个羧基在R基上,因此,这些氨基酸含有的羧基数目为51+1=52个。
3.下列物质中,哪种是构成生物体蛋白质的基本单位
答案:B
解析:构成生物体蛋白质的氨基酸在结构上具有共同特点,即都至少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,据此判断,B项所示的氨基酸符合要求。
4.两个氨基酸经脱水缩合形成二肽并形成一个水分子中,水分子中的氢来自
A.氨基 B.羧基 C.氨基和羧基 D.R基
答案:C
解析:脱水缩合是一个氨基酸的羧基中的-OH,与另一个氨基酸中的氢结合为水的过程,故脱水缩合形成的水,其中氢一个来自氨基,另一个来自羧基。
5.下列依次为丙氨酸、丝氨酸和天门冬氨酸的结构式:
由这三种氨基酸脱水缩合所形成的化合物中,含有的氨基、羧基和肽键的数目是
A.1、1、3 B.3、3、2 C.1、1、2 D.1、2、2
答案:D
解析:丙氨酸、丝氨酸、天门冬氨酸依次发生缩合反应形成三肽。该三肽中含有2个肽键,第一个氨基酸残基中含有1个氨基,第三个氨基酸残基中含有2个羧基。
6.氨基酸之间通过缩合形成肽键,下面关于肽键的叙述,正确的是
A.是氧原子和氮原子之间形成的化学键 B.蛋白质中肽键数与氨基酸数目相同
C.肽键维持蛋白质空间结构 D.肽键中含有C、H、O、N四种元素
答案:D
解析:氨基酸分子之间通过肽键(-CO-NH-)相连,肽键数等于氨基酸数减去肽链数,肽键是维持蛋白质的化学结构而不是空间结构,故A、B、C三项错。
7.赖氨酸的分子式是C6H14O2N2,则赖氨酸的R基是
A.-C4H10N B.-C4H10O C.-C4H10ON D.-C5H11N
答案:A
解析:所有氨基酸共有的原子组成是C2H4O2N,除去这几种原子剩余则为R基的原子组成。
8、现有由1501个原子参与组成的一条直链蛋白质,假设该蛋白质仅由甘氨酸组成,甘氨酸的R基为—H ,则此蛋白质共有多少个肽键
A.203 B.204 C.213 D.214
答案:B
解析:甘氨酸连接成直链蛋白质,这些甘氨酸残基是NH-CH2-CO,但第一个氨基酸残基多了一个H,最后一个氨基酸残多了OH,因此,氨基酸数目为(1501-3)/7=204个。
9.胰岛素是由51个氨基酸缩合成的含有两条肽链的蛋白质分子,对它的叙述,不正确的是
A.分子中至少有50个肽键 B.分子中不一定含有20种氨基酸
C.只能注射不能口服 D.分子中至少有两个氨基和羧基
答案:A
解析:胰岛素分子由两条肽链51个氨基酸缩合成的蛋白质,分子中含有的肽键数为51-2=49。不是每种蛋白质都含20种氨基酸的,每条链中至少含一个氨基和一个羧基,两条链应至少含两个氨基和两个羧基。由于胰岛素是蛋白质,口服易被消化液中的蛋白酶分解而失效。
10.有一种二肽的化学式是C8H14N2O5,水解后得到丙氨酸(化学式是C3H7O2N)和另一种氨基酸X,X的化学式是
A.C5H7NO3 B.C5H9NO4 C.C5H11NO5 D.C5H7NO4
答案:B
解析:丙氨酸的分子式是C3H7O2N,两个氨基酸缩合时失去1分子H2O,两种氨基酸C、H、O、N的组成是C8H16NO6,因此另一种氨基酸的化学式是C5H9NO4。
11.若将下列物质(有的能构成蛋白质,有的不能)缩合成肽,可形成几肽?
A.二肽 B.三肽 C.四肽 D.五肽
答案:B
解析:构成蛋白质的每个氨基酸分子都有一个氨基和一个羧基,并且至少都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。按此标准,②③④符合要求。
12.下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图甲,其中的数字为氨基酸序号)及肽链的部分放大图(图乙),请据图分析回答下列问题:
(1)甲图所示蛋白质分子的这条肽链中含 个肽键,肽键的表示方法可用图乙中的 (填号码)表示。
(2)图乙所示的肽链是含 种氨基酸,它们的不同决定于图中的哪些基团? 。
(3)图甲所示的蛋白质与图乙所示的肽链在结构上主要差别是 。
(4)请写出图乙中第三个氨基酸的R基团 。
(5)如果用蛋白酶水解图甲所示的蛋白质,得到的产物是 ,水解过程中蛋白酶破坏的主要是蛋白质分子的什么结构? 。
答案:(1)123 ③⑤⑦ (2)4 ②④⑥⑧ (3)蛋白质分子具有空间结构,而肽链没有 (4)-CH2-COOH (5)多肽 空间结构
解析:(1)由甲图可知,该蛋白质分子是由124个氨基酸构成的,因此,该蛋白质分子中含有123个肽键,肽键的结构如乙图中③⑤⑦所示。(2)氨基酸种类不同决定于侧链基团,图乙中②④⑥⑧都是表示侧链基团,由于它们是不同的,故图乙中含有4种不同的氨基酸。(3)蛋白质分子是由肽链卷曲、折叠形成,具有一定的空间结构,而肽链没有。(5)在蛋白酶的作用下,蛋白质被水解为多肽,而不是氨基酸,水解过程中蛋白质的空间结构和部分肽键被破坏。
COOH
H
NH2
C
C
C
C
H
NH2
H
R
COOH
NH2
COOH
H
R
B.
A.
C.
D.
―C―N―
O
H
A.NH2-CH2-CH2-COOH
B.NH2-CH2-COOH
C.NH2-CH2-CH-COOH
CH2-COOH
D.NH2-CH-CH2-COOH
NH2
CH3
N―C―COOH
H
H
H
CH2―OH
N―C―COOH
H
H
H
COOH
N―C―H
CH2
H
H
HO―C═O
.NH2-C-CH3
H
H
.NH2-C-COOH
H
H
.NH2-C-CH3
H
COOH
.NH2-C-CH2-CH2-COOH
H
COOH
H-C-CH2-CH2-COOH
H
NH2
①
②
③
④
⑤