人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者学案

第4节蛋白质是生命活动的主要承担者学案

【学习目标】

1.理解蛋白质是生命活动的主要承担者。

2.说明细胞中蛋白质种类多种多样的原因。

3.概述氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。

【基础梳理】

一、蛋白质的功能

1．一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要________。

2．许多蛋白质是构成________结构的重要物质，称为________蛋白；有些蛋白质起________作用，能够调节机体的生命活动；另外，蛋白质还有______________、________________和______________等功能。

二、氨基酸及其种类

1．氨基酸的结构

(1)写出图中结构名称：

①________；②④________；③________。

(2)比较图中两种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：____________________________。

(3)氨基酸的结构特点：

①数量关系：至少都含有____________________和____________________。

②位置关系：都有__________________连接在____________上。

2．氨基酸的种类

(1)根据________的不同，可将组成蛋白质的氨基酸分为21种。

(2)根据人体细胞能否合成：

①人体细胞能合成的是____________。

②人体细胞不能合成的是____________。

【巧学助记】

氨基酸结构通式的形象记忆

右图：

中心碳原子——人的躯干；

氨基、羧基——人的左、右臂；

H——人的下肢；

R基——人的头。

三、蛋白质的结构

1．蛋白质的结构层次[填图]

2．脱水缩合的过程

(1)过程①名称：________。

(2)物质②名称：________。

(3)结构③名称：________。

【巧学助记】　蛋白质形成的“四个一”

四、蛋白质结构多样性和功能多样性

答案：

一、

1．承担者

2．生物体　结构　信息传递　运输　催化　免疫

二、

1．(1)氨基　R基　羧基　

(2)

(3)一个氨基(—NH2)　一个羧基(—COOH)　一个氨基和一个羧基　同一个碳原子

2．(1)R基　(2)非必需氨基酸　必需氨基酸　

三、

1．羧基　氨基　一分子水　肽键　两个氨基酸　多个氨基酸　空间结构

2．(1)脱水缩合　(2)二肽　(3)肽键

四、种类　数目　排列顺序　数目和空间结构　细胞和生物体　催化作用　免疫作用

【易错提示】

1、氨基酸的脱水缩合过程需要mRNA作为模板,n个氨基酸连接成任何多肽都一定脱去(n-1)个水分子(　  × 　)

解析:氨基酸的脱水缩合过程需要mRNA作为模板,n个氨基酸连接成多肽链脱去(n-1)个水分子,n个氨基酸连接成环状肽脱去n个水分子。

2、高温下蛋白酶失活是因为破坏了氨基酸之间的肽键(　 ×　)

解析:高温下蛋白酶失活是因为破坏了多肽链的盘曲折叠方式,如二硫键。

3、氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能(　× 　)

解析:氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽链的空间结构决定蛋白质的功能。

关注蛋自质结构和性质的五个易错点

(1)煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。

(2)高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。

(3)酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。

(4)蛋白质的变性只破坏了二硫键，没破坏肽键。

(5)“盐析”可逆，不属于蛋白质的变性。

【深化探究】

蛋白质的相关计算

(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系：

①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。

②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。

(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：

①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。

②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。

【巩固练习】

1.生物体内的蛋白质千差万别,其原因可能是(   )

A. 组成肽键的化学元素不同 B. 氨基酸的种类和数目不同

C. 氨基酸的排列顺序不同 D. 蛋白质的空间结构不同

2.迁徙的鸟类，长途跋涉不迷路与其体内的磁受体蛋白有关，磁受体蛋白能感应到微弱的地球磁场，并沿着地球磁场方向排列。下列叙述正确(   )

A. 磁受体蛋白溶液中加入一些食盐后析出，会失去原有功能

B. 磁受体蛋白中一定含有所有的组成蛋白质的氨基酸

C. 鸟类体细胞中一般都含有磁受体蛋白

D. 磁受体的特异性主要体现在氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构上

3.胰蛋白酶原由胰腺细胞合成、分泌，随胰液进入小肠后，胰蛋白酶经肠激酶催化，从羧基端切掉一小段六肽成为活化的胰蛋白酶。相关叙述错误的是(   )

A.组成胰蛋白酶的主要元素有C、H、O、N

B.胰蛋白酶原可在胰腺细胞内的囊泡中暂时贮存

C.胰蛋白酶分子比胰蛋白酶原分子少了6个肽键

D.肠激酶为胰蛋白酶原的激活过程提供能量

4.核糖核酸酶是由一条肽链折叠形成的蛋白质分子，加入尿素会导致其变性并失去活性，当去除尿素后，它又会重新折叠并再次获得活性。下列叙述错误的是(   )

A. 核糖核酸酶和核糖的元素组成完全相同

B. 肽链能折叠是由于氨基酸之间能形成氢键

C. 肽链重新折叠可能与氨基酸的R基结构有关

D. 氨基酸的排序信息储存于基因的碱基顺序中

5.水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺，可以提高它的抗凝血活性。在这项替换研究中，目前可行的直接操作对象是(   )

A.基因 B.氨基酸 C.多肽链 D.蛋白质

6.鸡蛋和牛奶中含有大量的优质蛋白、钙、磷等营养成分，可满足人体对营养物质的需求，下列叙述正确的是(   )

A. 食物中的蛋白质被小肠绒毛上皮细胞吸收，其进入细胞的方式是胞吞

B. 食物中的蛋白质能直接提高人体的免疫力

C. 细胞中的某些脂质可促进肠道对钙和磷的吸收

D. 蛋白质的结构决定其功能，蛋白质的结构一旦发生改变功能必定会随之消失

7.绝大多数肽链是线性无分支的,但也有一些肽链可利用氨基酸R基中的氨基和羧基以异肽键的形式相连形成分支,从而使多条肽链形成交联。蛋白质的不同肽链也可以通过其它化学键相连,进而盘曲折叠形成复杂的空间结构。下列相关叙述正确的是(   )

A.异肽键和肽键在形成过程中都会脱去一分子水

B.氨基酸之间除可形成肽键外,还能形成氢键等

C.蛋白质的同一条肽链自身不可能形成二硫键

D.囊性纤维化与相关蛋白质空间结构异常有关

8.血红蛋白是红细胞内运输氧气的蛋白质，由珠蛋白和血红素组成，其珠蛋白部分为两对不同的珠蛋白链(α链和β链)组成的四聚体(4条多肽链组成)，其中α链由141个氨基酸脱水缩合形成，β链由146个氨基酸脱水缩合形成。关于血红蛋白的说法不正确的是(   )

A. 组成血红蛋白的元素有C、H、O、N、Fe

B. 合成血红蛋白时一共形成了285个肽键，脱去285个水分子

C. 血红蛋白基因控制合成血红蛋白的过程中，需要mRNA、tRNA、rRNA共同参与

D. 变性后的血红蛋白与双缩脲试剂反应仍产生紫色

参考答案

1.答案：BCD

解析：A.不同蛋白质的肽键的组成元素相同，都是C、H、O、N,这不是导致蛋白质多样性的原因，A错误;

B、结合分析可知，氨基酸的种类、数目不同是蛋白质多样性的原因之一 B正确;

C、组成蛋白质的肽链中氨基酸的排列顺序不同是蛋白质多样性的原因之一, C正确;

D、组成蛋白质的多肽链的空间结构不同导致了蛋白质空间结构的多样性，即蛋白质空间结构不同是蛋白质多样性的原因之一, D正确。故选BCD。

2.答案：D

解析：A、盐析过程蛋白质结构没有发生变化，仍可保留原有功能，A错误；
B、天然氨基酸是组成生物体蛋白质的原料，但MagR蛋白中不一定含有所有的天然氨基酸，B错误；
C、由题目信息可知，迁徙的鸟类体细胞中才含有MagR蛋白，C错误；
D、蛋白质的特异性主要体现在其分子结构上，蛋白质分子的结构与氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构有关，D正确。
故选D。

3.答案：D

解析：胰蛋白酶的化学本质是蛋白质，组成蛋白质的主要元素有C、H、O、 N,A正确。胰蛋白酶原是一种分泌蛋白，其在高尔基体中加工成熟后，最终暂时贮存在细胞内的分泌囊泡，B正确。胰蛋白酶原的羧基端切掉一小段六肽（含5个肽键）成为胰蛋白酶，因此胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了6个肽键，C正确。酶催化的实质是降低反应所需要的活化能而不是为化学反应提供能量，D错误。

4.答案：A

解析：A.核糖核酸酶是蛋白质，由C、H、O、N等元素组成，而核糖只有C、H、O三种元素组成, A错误;

B、多肽链能盘曲折叠形成一定空间结构是由于氨基酸之间还能够形成氢键、也能形成二硫键等, B正确;

C、氨基酸R基结构的大小和性质会影响肽链的折叠, C正确;

D、基因控制蛋白质合成，氨基酸的排序信息储存于基因的碱基顺序中，D正确。

故选A。

5.答案：A

解析：蛋白质工程的直接操作对象是基因。

6.答案：C

解析：

7.答案：ABD

解析：A、肽键是一分子氨基和一分子羧基，脱水缩合而成，异肽键和肽键在形成过程中都会脱去一分子水，A正确；

B、蛋白质的不同肽链也可以通过其它化学键相连，如氢键、二硫键等，进而盘曲折叠形成复杂的空间结构，B正确；

C、蛋白质的同一条肽链或两条肽链之间都可以形成二硫键，C错误；

D、囊性纤维化与肽链的错误折叠有关，肽链错误折叠导致蛋白质空间结构改变，进而导致功能异常，D正确。

故选ABD。

8.答案：B