人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2章 组成细胞的分子第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者随堂练习题

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蛋白质是生命活动的主要承担者湖南省耒阳市第一中学 周伟◆素养目标学习目标素养定位1.阐明在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。2.说明氨基酸的结构特点，氨基酸形成蛋白质过程。3.阐明蛋白质是生命活动的主要承担者。1.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理解蛋白质的多样性。（生命观念）2.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问题。（科学思维）3.从蛋白质功能多样性角度明确蛋白质与人体健康的关系。（社会责任）◆预习清单【填一填】一、蛋白质的功能1.与生命活动的关系：细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的__________。2.功能举例（1）结构蛋白：构成________的重要物质，如肌动蛋白。（2）功能蛋白：①________作用，如酶；②________作用，如胰岛素、生长激素；③________作用，如抗体；④________作用，如红细胞中的血红蛋白。二、氨基酸的种类与结构1.氨基酸的种类：人体中组成蛋白质的氨基酸有21种。依据人体细胞能否合成，又可分为必需氨基酸（8种）和非必需氨基酸（13种）。2.氨基酸的结构（1）结构通式：________________。（2）结构特点：①数量上，至少含有一个_______和一个_______。②位置上，都一个氨基和一个羧基连接在_______上。③不同氨基酸的_______不同。三、蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸的脱水缩合（1）该图表示生理过程是__________。（2）写出字母代表的结构或名称：a为__________，b为__________。（3）判断产物H2O中原子的来源：H来自R1所在氨基酸的________和R2所在氨基酸的________；O来自R1所在氨基酸的________。（4）多肽中氨基或羧基的含量：__________。2.蛋白质的形成（1）由于氨基酸之间能够形成________等，从而使得肽链能够__________，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。（2）两条或多条肽链之间通过一定的化学键（如________）相互结合在一起，形成具有更为复杂的________的蛋白质。3.蛋白质结构多样性的原因（1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数目、________不同。（2）肽链方面：肽链的________及其形成的________千差万别。参考答案：1.主要承担者  2.（1）（1）细胞和生物体  （2）催化  调节  免疫  运输二、（1）  （2）氨基  羧基  同一个碳原子  R基 三、1.（1）脱水缩合  （2）肽键  二肽  （3）羧基  氨基  羧基  （4）至少一个  2.（1）氢键  盘曲、折叠  （2）二硫键  空间结构  3.（1）排列顺序  （2）盘曲、折叠方式  空间结构【判一判】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。（   ）8.蛋白质的功能多样性决定了结构多样性。（   ）参考答案：1.×  2.√  3.×  4.×  5.×  6.×  7.×  8.×【画一画】◆知识精析一、结构通式及解读解读：氨基酸的结构通式可以与我们的身体进行类比，如图所示：我们的头（具体指面部）代表-R基，左手代表氨基（-NH2），右手代表羧基（-COOH），双腿合拢代表-H，上身代表中心碳原子。R基不同，氨基酸的种类就不同，好比对人的识别主要是通过面部长相不同来区分。二、蛋白质的概念图易错提醒:（1）在构成蛋白质的氨基酸中，都必有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的分子式可表示为 C2H4O2NR（R 表示 R 基）。（2）肽键的结构可表示为—NH—CO—。肽键的断裂需要蛋白酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶等）、肽酶的催化作用。（3）氨基酸脱水缩合的场所是核糖体，脱下的H2O 中的 H 一个来自氨基，一个来自羧基，O 来自羧基。二硫键的形成主要在内质网完成。（4）蛋白质的变性≠肽键断裂。在重金属盐、高温、强酸、强碱和紫外线等理化因素的影响下，蛋白质的空间结构会发生变化，导致其生物活性丧失，但并没有破坏肽键，加入双缩脲试剂后仍可产生紫色络合物。在低温和盐析的条件下，蛋白质的空间结构不会遭到破坏。三、蛋白质相关的计算1.蛋白质的常规计算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，计算公式归纳如下：肽链数目氨基酸数目肽键数目脱去水分子数多肽的相对分子质量氨基数目羧基数目1条nn－1n－1na－18(n－1)至少1个至少1个m条nn－mn－mna－18(n－m)至少m个至少m个易错提醒：（1）多肽一般呈链状，故又称肽链，它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基；环状肽首尾相连，只有 R 基上才有游离的氨基和羧基。若形成的多肽是环状多肽，则其氨基酸数＝肽键数＝脱去水分子数。（2）在蛋白质相对分子质量的计算中，若题中通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键，则需要考虑脱去氢的相对分子质量；每形成一个二硫键，脱去两个氢。2.利用原子守恒计算蛋白质中各原子数（1）N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。（2）O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去的水分子数。（3）游离—NH2或—COOH数＝肽链数×1＋R基团中—NH2或—COOH数（环肽中主链上不再有游离氨基或羧基）。◆题型训练考点一、氨基酸的结构与种类1.下列与生物体内氨基酸有关的叙述不正确的是（   ）A．每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基B．必需氨基酸是指所有生物体内不能合成、只能从外界摄取的氨基酸C．所有的氨基酸都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D．含有氨基和羧基的化合物不一定能构成生物体的蛋白质【答案】B【解析】每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，A正确；人体必需氨基酸是指人体体内不能合成、只能从外界摄取的氨基酸，B错误；双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，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，C正确；含有氨基和羧基的化合物不一定能构成生物体的蛋白质，D正确。2.已知某种氨基酸的R基是—CH2—CH2—NH2，在一个该氨基酸分子中，含有的C和N的原子数之比为(　　)A．2∶2　      B．4∶2C．3∶2          D．3∶1【答案】B 【解析】氨基酸的结构通式为C2H4O2NR，题组中所述氨基酸的R基为—CH2—CH2—NH2，所以该氨基酸的分子式为C4H10O2N2，故B符合题意。考点二、蛋白质的结构与功能3.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。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是（  ）A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关 D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同【答案】D【解析】两种激素都是由9个氨基酸构成的九肽类化合物，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢来自氨基和羧基，B错误；由于R基中可以有氨基，所以肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关，C错误；催产素和加压素结构相似，但氨基酸的种类不完全相同，所以生理功能不同，D正确。4.生物体内的蛋白质千差万别，即使像催产素、牛加压素、血管舒张素等由相同数量的氨基酸构成的蛋白质，其生理功能也差异很大。其原因不可能是（   ）A．形成肽键的场所不同B．组成蛋白质的氨基酸种类不同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】蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性；蛋白质结构多样性取决于组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构不同，故A项所述不是导致蛋白质结构多样性的原因。考点三、蛋白质相关的计算问题5.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，只得到下列四种氨基酸。分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为(　　)A．q－p＋1     B．q－pC．p－q＋1     D．p－q【答案】A【解析】假设这四种氨基酸的个数为a个，其中赖氨酸为b个，根据O原子守恒列出第一个方程式：2×a－(a－1)＝p；根据N原子守恒列出第二个方程式：b×2＋(a－b)＝q，求出b为q－p＋1，故A符合题意。6.下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是（   ）A．牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键B．牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOHC．牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸D．牛胰岛素形成时，减少的分子质量为882【答案】B【解析】由图可知，牛胰岛素是由两条肽链形成的蛋白质，含有的肽键数＝氨基酸的分子数－肽链数＝51－2＝49，A错误；牛胰岛素含有两条肽链，每条肽链至少含有一个—NH2和一个—COOH，因此至少含有2个—NH2和2个—COOH，B正确；牛胰岛素水解产物最多含有20种不同的氨基酸，C错误；牛胰岛素形成的过程中，形成了49个肽键，还形成了3个二硫键，所以减少的相对分子质量为49×18＋6＝888，D错误。