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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教学设计
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这是一份人教版 (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教学设计，共15页。教案主要包含了蛋白质的主要功能，蛋白质的基本组成单位——氨基酸，蛋白质的结构及其多样性等内容，欢迎下载使用。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
一、蛋白质的主要功能
1.蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最强大的分子。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
类别
功能
举例
结构蛋白
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质
肌动蛋白、肌球蛋白等
功能蛋白
调节作用
对细胞和生物体的生命活动有重要的调节作用
胰岛素、生长激素等
催化作用
催化细胞内的多种化学反应
大多数酶等
运输作用
有些蛋白质具有运输的功能
血红蛋白等
免疫作用
能抵御侵入人体或高等动物体内的抗原物质
抗体等
拓展提升 酶、激素、抗体与蛋白质的关系
(1)并非所有酶的本质都是蛋白质，只是大多数酶的本质是蛋白质。
(2)并非所有激素的本质都是蛋白质，如性激素的本质不是蛋白质，而是固醇。
(3)抗体的本质都是蛋白质。
(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能( )
(2)血液中O2的运输不能体现蛋白质的功能( )
(3)抗体抵抗病毒的入侵体现蛋白质的调节功能( )
答案 (1)× (2)× (3)×
1.为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？
提示 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；人体内有数万种不同的蛋白质，能够承担多种多样的功能，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
2.你能够说出多少种富含蛋白质的食品？
提示 富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、纯牛奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋等。
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1.氨基酸的种类
组成蛋白质的氨基酸有21种，其中8种是人体细胞不能合成的，称为必需氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外，12种氨基酸是人体细胞能够合成的，称为非必需氨基酸。
巧记 8种必需氨基酸
甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
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)氨基酸的结构特点：观察教材中四种氨基酸的化学结构式，可以发现：
①每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。
②每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。各种氨基酸的区别在于R基的不同。
③写出氨基酸的结构通式：。
特别提醒
1.类比推理法理解氨基酸的结构
(1)类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。
(2)图示
2.氨基、羧基、R基的书写
(1)正确的格式：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记在原子团前面加“—”)。
(2)避免两种错误格式
①写成NH2、COOH、R。
②写成NH3、—NH3、HCOOH等。
(3)结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别
(1)蛋白质的组成元素只有C、H、O、N( )
(2)只要含有一个氨基、一个羧基的化合物均是生物体内的氨基酸( )
(3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上( )
(4)酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题：
(1)构成蛋白质的氨基酸共有的部分是_______________________________________，
这四种氨基酸分子不同的R基分别是：_____________________________________。
提示 —CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH
(2)“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
提示 “氨基酸”代表了其分子结构中的主要部分，即氨基和羧基。
(3)组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗？如何解释“至少”？
提示 大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，而且都连接在同一个碳原子上，部分氨基酸分子中含有两个氨基、一个羧基或者两个羧基、一个氨基，多出来的氨基或羧基属于R基。“至少”是指组成蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基且连接在同一个碳原子上。
三、蛋白质的结构及其多样性
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。
(1)这种结合方式称为脱水缩合，两个氨基酸分子经该过程形成的产物是二肽和水。
(2)产物中虚线框内的化学键名称是肽键。
注：①肽键有三种表示形式：—CO—NH—、—NH—CO—、，但不能忽略其中的“—”。
②H2O中H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基；H2O中O来源于羧基。
2.蛋白质的结构层次
(1)蛋白质的形成过程：氨基酸→二肽→三肽→…→多肽→多肽链盘曲、折叠→具有一定空间结构的蛋白质。
(2)许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起，同时，由于氨基酸之间能够形成氢键，使得肽链能盘曲折叠，因此，肽链不呈直线，也不在同一平面上，而是形成更为复杂的空间结构。
3.蛋白质种类多样性的原因
在细胞中，氨基酸的数目成千上万，氨基酸形成肽链时，其排列顺序千变万化，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。
(1)氨基酸脱水缩合形成的水中的氢一个来自氨基，一个来自羧基( )
(2)人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质都具有一定的空间结构( )
(3)蛋白质的合成过程中产生水，水解过程不需要水( )
(4)蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√
1.如何区分氨基酸脱水缩合反应和蛋白质水解反应？食物蛋白被消化吸收后进入人体细胞变成人体蛋白， 食物中的蛋白与人体蛋白结构一样吗？
提示 氨基酸脱水缩合形成多肽与蛋白质水解生成氨基酸是两个相反的过程：脱水缩合形成肽键；蛋白质水解反应破坏肽键，H2O中的—OH参与羧基形成，另一个—H参与氨基形成；脱水缩合时脱掉多少个水分子，水解时也需要相同数目的水分子。
人体蛋白与食物蛋白结构不一样，食物中的蛋白质被消化分解成氨基酸，进入细胞内的氨基酸按照人体的遗传信息合成具有特定的排列顺序的多肽进而形成具有特定空间结构的蛋白质分子。
2.蛋白质分子是具有特定空间结构的多肽化合物，那么多肽是蛋白质吗？
提示 多肽不是蛋白质。蛋白质是多肽链经过盘曲、折叠等形成的具有一定空间结构的分子，具有生物活性；多肽与蛋白质最重要的区别是多肽无空间结构，往往无生物活性。
3.谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸三个分子通过缩合反应形成的三肽化合物，从三种氨基酸排列顺序的角度分析，可形成______种不同的三肽。
提示 6
4.每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，请举例说明蛋白质结构改变的结果如何。
提示 如果氨基酸的序列改变或蛋白质的空间结构改变，就会影响其功能，如：人正常血红蛋白的空间结构呈球状，正常红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白，呈纤维状，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状；运输氧气的能力降低。再如：鸡蛋、肉类经煮熟后再吃容易被消化，原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
补充材料 蛋白质的变性
高温、过酸、过碱或在重金属离子的作用下，蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，失去活性。变性属于化学变化。
1.下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是( )
A.氨基酸是蛋白质分子的基本单位，只由氨基和羧基组成
B.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是
C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
D.组成人体的氨基酸都能在人体内合成
答案 B
2.形成蛋白质结构的层次，从小到大依次是( )
①氨基酸 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸脱水缩合 ④多肽链盘曲、折叠 ⑤多肽
⑥蛋白质
A.②→①→③→④→⑤→⑥
B.②→①→③→⑤→④→⑥
C.②→①→⑥→⑤→③→④
D.①→②→③→⑤→④→⑥
答案 B
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；多肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构，构成蛋白质。所以形成蛋白质分子的结构层次，从小到大依次是②→①→③→⑤→④→⑥。
3.下列有关如图所示多肽的叙述中，正确的是( )
A.该化合物叫三肽
B.有游离的氨基和羧基各1个
C.有4种不同的R基
D.形成过程中失去了3分子水
答案 D
解析 图中多肽有三个肽键(—CO—NH—)，由4个氨基酸组成，称为四肽，A项错误；由于该化合物中R基上也含有一个羧基，因此该多肽有两个游离的羧基和一个游离的氨基，B项错误；图中氨基酸的R基分别为—CH2—CH2—COOH、—CH3、—CH2SH、—CH3，即有3种不同的R基，C项错误；四个氨基酸脱水缩合过程中要失去3分子的水，D项正确。
4.下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是( )
A.不同蛋白质含有的氨基酸数目不尽相同
B.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能
C.组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合
D.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合
答案 D
解析 组成蛋白质的氨基酸之间都是按形成肽键的方式脱水缩合的。
5.下列叙述中，能高度概括出蛋白质功能的是( )
A.细胞和生物体的重要结构物质
B.生命活动的主要承担者
C.收缩、运输、免疫等功能活动的物质基础
D.调节细胞和生物体的重要物质
答案 B
解析 蛋白质结构多样，在细胞中承担的功能多样，如催化、运输、调节、免疫、构成细胞等，因此是生命活动的主要承担者。
6.肉毒梭菌产生的肉毒类毒素是一种致病性极高的神经麻痹毒素，该毒素是由两条肽链盘曲折叠而成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构简式，请据此回答：
(1)上图所示的片段中，共有________个肽键，________种氨基酸组成；从左向右数，第三个氨基酸不同于其他氨基酸的基团是________(填化学式)。
(2)肉毒类毒素是在细胞中由氨基酸经过____________过程形成的；一分子肉毒类毒素至少含有________个氨基。
(3)1 g肉毒类毒素可毒死20亿只小鼠，但煮沸1 min或75 ℃下加热5～10 min，就能使其完全丧失活性。高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是高温使其____________________。
(4)肉毒类毒素可用__________试剂鉴定，该试剂使用方法是_________________________，在煮沸后的肉毒类毒素溶液(无色)中加入该试剂，其溶液颜色将变为________。
答案 (1)4 5 —CH3 (2)脱水缩合 2 (3)空间结构遭到破坏 (4)双缩脲 先加A液，摇匀后再加B液 紫色
解析 (1)据试题分析可知，题图部分含5种R基，即有 5种氨基酸，所以肽键数＝5－1＝4(个)；这5个氨基酸的R基依次是—CH2—C6H4OH、—H、—CH3、—CH2—C6H5、—CH2—CH(CH3)2；第三个氨基酸不同于其他氨基酸的基团是R基(—CH3)。(2)肉毒类毒素的化学本质是蛋白质，是由氨基酸经过脱水缩合形成的。肉毒类毒素是由两个亚单位(每个亚单位由一条链盘曲折叠而成)组成的，每个亚单位至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，因此一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个羧基，它们分别位于两条肽链的两端。(3)高温可破坏肉毒类毒素的空间结构而使其失活。(4)肉毒类毒素含有多个肽键，可用双缩脲试剂鉴定，该试剂使用方法是先加A液，摇匀后再加B液，反应颜色为紫色。
题组一 蛋白质的主要功能
1.(2018·河北衡水中学月考)下列生命活动与蛋白质有关的是( )
①催化细胞内的化学反应 ②血液中运输O2 ③与特定抗原结合 ④构成细胞和生物体的结构 ⑤信息传递
A.仅①②③ B.仅②③④
C.仅①②③④ D.①②③④⑤
答案 D
解析 细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，①正确；血红蛋白运输O2，②正确；与特定抗原结合的物质是抗体，抗体属于蛋白质，③正确；许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，④正确；有些蛋白质起信息传递作用，⑤正确。
2.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
答案 C
解析 生物体内蛋白质的功能很多。例如，起调节作用的激素；起免疫作用的抗体；起催化作用的酶；起运输作用的血红蛋白。
3.我们平时所吃的食物中，一般都富含蛋白质，肉、蛋、奶和大豆制品中蛋白质含量尤其丰富。蛋白质必须经过消化成为各种氨基酸，才能被人体吸收和利用。下列有关氨基酸和蛋白质的相关叙述错误的是( )
A.同时具有氨基和羧基的有机物就是构成蛋白质的氨基酸
B.蛋白质由氨基酸脱水缩合形成，其最终水解产物就是氨基酸
C.红细胞和心肌细胞功能不同，其中含有不同结构的蛋白质
D.一切生命活动都离不开蛋白质，它是生命活动的主要承担者
答案 A
解析 组成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基且连接在同一个碳原子上，而同时具有氨基和羧基的有机物，不一定是氨基酸，A错误；蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，蛋白质初步水解得到多肽，彻底水解得到氨基酸，B正确；组成红细胞和心肌细胞的蛋白质结构不同，决定了其功能不同，C正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，D正确。
题组二 氨基酸的结构及种类
4.下列四个结构式中，属于构成蛋白质的氨基酸分子的是( )
答案 D
解析 由组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可知，每个氨基酸分子至少含有一个氨基(—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，题中只有D项能正确表示构成蛋白质的氨基酸分子。A项只有氨基，没有羧基；B项只有羧基，没有氨基；C项的氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。
5.谷氨酸的R基为—C3H5O2,1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
解析 根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式：，知道了R基为—C3H5O2，就可以求出谷氨酸的分子中含C原子2＋3＝5(个)，H原子4＋5＝9(个)，O原子2＋2＝4(个)，N原子1个。
6.下列关于组成蛋白质的氨基酸的说法中，错误的是( )
A.所有氨基酸分子都含有氨基和羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
B.氨基酸分子的R基是决定氨基酸种类的基团
C.组成水稻的氨基酸包括必需氨基酸和非必需氨基酸
D.由氨基酸的结构通式可知，若某种氨基酸含有C、H、O、N以外的元素，则该元素一定位于R基上
答案 C
解析 一个组成蛋白质的氨基酸分子至少具有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，A正确；由组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知，各种氨基酸只有R基是不同的，其余部分完全相同，因此决定氨基酸种类的基团是R基，并且如果氨基酸中含有除C、H、O、N以外的元素，则该元素也一定存在于R基上，B、D正确；对于水稻而言，不存在必需氨基酸，C错误。
7.下图是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.人体蛋白质中结构④约有21种
B.氨基酸理化性质的不同是由结构④不同导致的
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.若甘氨酸的分子结构式为，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
答案 C
解析 图中①为氨基，③为羧基，④为侧链基团(R基)。组成蛋白质的氨基酸有21种，而R基是氨基酸分类的依据，A项正确；氨基酸的不同仅仅是侧链基团(R基)的不同，因此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；由甘氨酸分子结构式可知，甘氨酸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。
题组三 蛋白质分子的结构层次
8.(2018·吉林实验中学检测)下列是两种氨基酸的结构，它们在形成二肽时，最可能缩合的基团是( )
A.①③ B.②⑥ C.②④ D.③④
答案 C
解析 氨基酸脱水缩合发生在一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间，③和⑥是R基上的羧基和氨基，不参与脱水缩合，所以C选项符合题意。
9.下图为一种多肽分子，构成该多肽分子的氨基酸种类和肽键数分别为( )
A.1种、2个 B.2种、2个
C.2种、3个 D.3种、2个
答案 D
解析 根据题意和图示分析可知，图示为某多肽分子结构简式，该多肽含有2个肽键，是由3个氨基酸脱水缩合形成的，也称为三肽。组成该多肽的3个氨基酸的R基依次是—CH2CH3、—CH3、—H，可见该多肽是由3种氨基酸脱水缩合形成的。
10.下列有关蛋白质的叙述，正确的是( )
A.人体中的蛋白质都是由21种氨基酸组成的
B.变性的蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
C.氨基酸脱水缩合形成多肽链时，产物H2O中的氢来自氨基和羧基
D.氨基酸的数目、种类、排列顺序及空间结构决定蛋白质的多样性
答案 C
解析 组成蛋白质的氨基酸有21种，每种蛋白质中的氨基酸小于或等于20种，A错误；变性的蛋白质中的肽键没有断裂，仍能与双缩脲试剂作用发生紫色反应，B错误；氨基酸脱水缩合形成多肽链时，产物H2O中的氢来自氨基和羧基，C正确；蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，D错误。
11.生长激素和胰岛素都是人体内对生命活动起着重要调节作用的激素，但是二者功能不同，与此无关的是( )
A.氨基酸的数目、种类和排列顺序
B.构成蛋白质的多肽链的数目
C.构成蛋白质的多肽链的空间结构
D.氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基
答案 D
解析 生长激素和胰岛素的化学本质均是蛋白质，二者都是人体内对生命活动起着重要调节作用的激素，但是二者功能不同，功能由结构决定，说明二者结构不同，蛋白质的结构与构成该蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的数目、盘曲折叠方式等均有密切关系，但无论是构成哪种蛋白质的氨基酸，均至少含有一个氨基和一个羧基。综上所述，A、B、C项均是与蛋白质功能有关的因素，而D项内容在不同氨基酸之间无差异。
12.(2018·安阳高一检测)下列有关蛋白质的说法错误的是( )
A.蛋白质不需要消化就能被人体吸收和利用
B.蛋白质是以氨基酸为基本单位缩合成的生物大分子
C.生物界的蛋白质种类非常多
D.蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结构，执行多种多样的功能
答案 A
解析 蛋白质需要消化成氨基酸才能被人体吸收和利用，A错误；蛋白质是以氨基酸为基本单位，通过脱水缩合形成的生物大分子，B正确；由于组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠形成的空间结构不同，蛋白质的结构具有多样性，导致生物界中蛋白质种类非常多，C正确；蛋白质结构的多样性决定了其功能具有多样性。蛋白质除参与组成细胞和生物体的各种结构，还有运输、调节、催化、免疫等多种多样的功能，D正确。
13.图示是某多肽化合物的示意图，下列有关该化合物的叙述中，不正确的是( )
A.氨基酸的种类主要是由②④⑥⑧决定的
B.③⑤⑦为肽键，该多肽称为三肽
C.该多肽的组成元素为C、H、O、N、S，含有一个游离氨基和两个游离羧基
D.该多肽链在形成过程中，相对分子质量减少了54
答案 B
解析 ②④⑥⑧均为各氨基酸的R基，氨基酸的种类是由R基决定的，A正确；图中③⑤⑦为该多肽含有的3个肽键，是由4个氨基酸脱水缩合形成的，为四肽化合物，B错误；该多肽的组成元素为C、H、O、N、S，含有一个游离氨基和两个游离羧基，C正确；该多肽中含有3个肽键，即氨基酸脱水缩合过程中脱去了3分子水，相对分子质量减少了3×18＝54，D正确。
14.如图所示的几种符号代表不同种类的氨基酸，请据图回答下列问题：
(1)它们结构的差别在于__________的不同。
(2)7种氨基酸通过______________的方式形成一条肽链，此过程可形成________个肽键，脱去________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，改变其中的______________________，就可改变该肽链的性质。
(4)若两个蛋白质分子均由两条相同的肽链构成，那么这两个蛋白质分子的功能是否一定相同？原因是什么？
________________________________________________________________________。
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。因为分别由相同的两条肽链经盘曲、折叠可形成空间结构不同的两种蛋白质分子
解析 构成天然蛋白质的氨基酸有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，相邻两个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。蛋白质的空间结构不仅跟氨基酸的数目、种类和排列顺序有关，还与肽链的盘曲、折叠方式有关，蛋白质分子结构的复杂性决定了其功能的多样性。
15.(2018·枣庄高一上学期期中)某细菌能产生一种环状毒性肽，其分子式是C55H68O18N10，将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸，分别是甘氨酸C2H5NO2，丙氨酸C3H7NO2，苯丙氨酸C9H11NO2，谷氨酸C5H9NO4，其结构式如图所示，请据图回答下列问题：
(1)该多肽是________肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间化学键的结构式是___________，氨基酸脱水缩合形成该化合物的过程中，相对分子质量减少了________。
(2)该多肽彻底水解需________个水分子参与，水解后可得到________个甘氨酸，________个丙氨酸，________个谷氨酸和3个苯丙氨酸。
(3)蛋白质分子结构复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性，其原因主要是__________________________________。
(4)由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后(数量不限)，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的链状分子最多有______________种。
答案 (1)十 —CO—NH— 180 (2)10 1 2 4 (3)蛋白质空间结构发生变化 (4)45(或1 024)
解析 (1)该多肽彻底水解后只能得到四种氨基酸，且4种氨基酸均只含有1个N原子，根据其分子式(C55H68O18N10)含有10个N原子可知，该多肽含有10个氨基酸，是十肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间的化学键为肽键，其结构式是—CO—NH—，氨基酸脱水缩合形成该环状化合物的过程中，失去了10个水分子，相对分子质量减少了18×10＝180。(2)该多肽彻底水解需破坏10个肽键，需10个水分子参与；设水解后可得到x个甘氨酸、y个丙氨酸、z个谷氨酸，根据脱水缩合反应中原子守恒，列方程组求得x＝1、y＝2、z＝4。(3)蛋白质分子经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，均会引起蛋白质空间结构的改变，导致蛋白质变性。(4)含四个肽键的链状分子共含有5个氨基酸，四种氨基酸的数量不限，共有45＝1 024种不同的排列顺序。
16.(2018·重庆巴蜀中学高一上期末)用氨基酸自动分析仪测得几种多肽化合物的氨基酸数目如表所示：
多肽化合物
氨基酸
多肽化合物
氨基酸
①
催产素
9
⑤
牛胰蛋白酶
223
②
牛加压素
9
⑥
人胰岛素
51
③
血管舒张素
9
⑦
免疫球蛋白
660
④
平滑肌舒张素
10
⑧
人血红蛋白
574
(1)表中①②③的氨基酸数目虽相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的_____________________________________________不同。
(2)⑥的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑦的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑧的生理功能说明蛋白质具有________作用。
(3)⑧有4条肽链，由574个氨基酸分子组成，假如每个氨基酸分子的平均相对分子质量为128，则该蛋白质的相对分子质量为______________。
(4)组成上述8种化合物的所有氨基酸所共有的结构通式是________________________。
(5)该实例说明蛋白质的结构具有________，这种特点决定了蛋白质的________________。
答案 (1)氨基酸的种类、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
(2)调节 免疫 运输
(3)63 212
(4)
(5)多样性 功能多样性
解析 (1)分析表格信息可知，①②③的氨基酸数目虽相同，但是氨基酸的种类、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同，进而导致三种多肽化合物的功能不同。(2)⑥是胰岛素，具有调节血糖浓度的功能，说明蛋白质具有调节机体生命活动的功能；⑦是免疫球蛋白，体现了蛋白质的免疫功能；⑧是血红蛋白，具有运输氧气的功能，体现了蛋白质的运输功能。(3)⑧有4条肽链，574个氨基酸分子，氨基酸脱水缩合时脱去的水分子数是574－4＝570，因此该蛋白质的相对分子质量为574×128－570×18＝63 212。(4)氨基酸的结构通式是。(5)该实例说明蛋白质结构具有多样性，蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
一、蛋白质的主要功能
1.蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最强大的分子。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
类别
功能
举例
结构蛋白
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质
肌动蛋白、肌球蛋白等
功能蛋白
调节作用
对细胞和生物体的生命活动有重要的调节作用
胰岛素、生长激素等
催化作用
催化细胞内的多种化学反应
大多数酶等
运输作用
有些蛋白质具有运输的功能
血红蛋白等
免疫作用
能抵御侵入人体或高等动物体内的抗原物质
抗体等
拓展提升 酶、激素、抗体与蛋白质的关系
(1)并非所有酶的本质都是蛋白质，只是大多数酶的本质是蛋白质。
(2)并非所有激素的本质都是蛋白质，如性激素的本质不是蛋白质，而是固醇。
(3)抗体的本质都是蛋白质。
(1)蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能( )
(2)血液中O2的运输不能体现蛋白质的功能( )
(3)抗体抵抗病毒的入侵体现蛋白质的调节功能( )
答案 (1)× (2)× (3)×
1.为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者？
提示 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；人体内有数万种不同的蛋白质，能够承担多种多样的功能，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。
2.你能够说出多少种富含蛋白质的食品？
提示 富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、纯牛奶；还有肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋等。
二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1.氨基酸的种类
组成蛋白质的氨基酸有21种，其中8种是人体细胞不能合成的，称为必需氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外，12种氨基酸是人体细胞能够合成的，称为非必需氨基酸。
巧记 8种必需氨基酸
甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
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)氨基酸的结构特点：观察教材中四种氨基酸的化学结构式，可以发现：
①每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。
②每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。各种氨基酸的区别在于R基的不同。
③写出氨基酸的结构通式：。
特别提醒
1.类比推理法理解氨基酸的结构
(1)类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。
(2)图示
2.氨基、羧基、R基的书写
(1)正确的格式：—NH2、—COOH、—R(千万不要忘记在原子团前面加“—”)。
(2)避免两种错误格式
①写成NH2、COOH、R。
②写成NH3、—NH3、HCOOH等。
(3)结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别
(1)蛋白质的组成元素只有C、H、O、N( )
(2)只要含有一个氨基、一个羧基的化合物均是生物体内的氨基酸( )
(3)氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上( )
(4)酪氨酸和精氨酸理化性质不同的原因是R基不同( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
观察下列四种氨基酸的结构，探究以下问题：
(1)构成蛋白质的氨基酸共有的部分是_______________________________________，
这四种氨基酸分子不同的R基分别是：_____________________________________。
提示 —CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH
(2)“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？
提示 “氨基酸”代表了其分子结构中的主要部分，即氨基和羧基。
(3)组成蛋白质的氨基酸分子中都只含有一个氨基和一个羧基吗？如何解释“至少”？
提示 大多数氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，而且都连接在同一个碳原子上，部分氨基酸分子中含有两个氨基、一个羧基或者两个羧基、一个氨基，多出来的氨基或羧基属于R基。“至少”是指组成蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基且连接在同一个碳原子上。
三、蛋白质的结构及其多样性
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。
(1)这种结合方式称为脱水缩合，两个氨基酸分子经该过程形成的产物是二肽和水。
(2)产物中虚线框内的化学键名称是肽键。
注：①肽键有三种表示形式：—CO—NH—、—NH—CO—、，但不能忽略其中的“—”。
②H2O中H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基；H2O中O来源于羧基。
2.蛋白质的结构层次
(1)蛋白质的形成过程：氨基酸→二肽→三肽→…→多肽→多肽链盘曲、折叠→具有一定空间结构的蛋白质。
(2)许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起，同时，由于氨基酸之间能够形成氢键，使得肽链能盘曲折叠，因此，肽链不呈直线，也不在同一平面上，而是形成更为复杂的空间结构。
3.蛋白质种类多样性的原因
在细胞中，氨基酸的数目成千上万，氨基酸形成肽链时，其排列顺序千变万化，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。
(1)氨基酸脱水缩合形成的水中的氢一个来自氨基，一个来自羧基( )
(2)人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质都具有一定的空间结构( )
(3)蛋白质的合成过程中产生水，水解过程不需要水( )
(4)蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√
1.如何区分氨基酸脱水缩合反应和蛋白质水解反应？食物蛋白被消化吸收后进入人体细胞变成人体蛋白， 食物中的蛋白与人体蛋白结构一样吗？
提示 氨基酸脱水缩合形成多肽与蛋白质水解生成氨基酸是两个相反的过程：脱水缩合形成肽键；蛋白质水解反应破坏肽键，H2O中的—OH参与羧基形成，另一个—H参与氨基形成；脱水缩合时脱掉多少个水分子，水解时也需要相同数目的水分子。
人体蛋白与食物蛋白结构不一样，食物中的蛋白质被消化分解成氨基酸，进入细胞内的氨基酸按照人体的遗传信息合成具有特定的排列顺序的多肽进而形成具有特定空间结构的蛋白质分子。
2.蛋白质分子是具有特定空间结构的多肽化合物，那么多肽是蛋白质吗？
提示 多肽不是蛋白质。蛋白质是多肽链经过盘曲、折叠等形成的具有一定空间结构的分子，具有生物活性；多肽与蛋白质最重要的区别是多肽无空间结构，往往无生物活性。
3.谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸三个分子通过缩合反应形成的三肽化合物，从三种氨基酸排列顺序的角度分析，可形成______种不同的三肽。
提示 6
4.每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，请举例说明蛋白质结构改变的结果如何。
提示 如果氨基酸的序列改变或蛋白质的空间结构改变，就会影响其功能，如：人正常血红蛋白的空间结构呈球状，正常红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白，呈纤维状，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状；运输氧气的能力降低。再如：鸡蛋、肉类经煮熟后再吃容易被消化，原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
补充材料 蛋白质的变性
高温、过酸、过碱或在重金属离子的作用下，蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，失去活性。变性属于化学变化。
1.下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是( )
A.氨基酸是蛋白质分子的基本单位，只由氨基和羧基组成
B.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是
C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
D.组成人体的氨基酸都能在人体内合成
答案 B
2.形成蛋白质结构的层次，从小到大依次是( )
①氨基酸 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸脱水缩合 ④多肽链盘曲、折叠 ⑤多肽
⑥蛋白质
A.②→①→③→④→⑤→⑥
B.②→①→③→⑤→④→⑥
C.②→①→⑥→⑤→③→④
D.①→②→③→⑤→④→⑥
答案 B
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；多肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构，构成蛋白质。所以形成蛋白质分子的结构层次，从小到大依次是②→①→③→⑤→④→⑥。
3.下列有关如图所示多肽的叙述中，正确的是( )
A.该化合物叫三肽
B.有游离的氨基和羧基各1个
C.有4种不同的R基
D.形成过程中失去了3分子水
答案 D
解析 图中多肽有三个肽键(—CO—NH—)，由4个氨基酸组成，称为四肽，A项错误；由于该化合物中R基上也含有一个羧基，因此该多肽有两个游离的羧基和一个游离的氨基，B项错误；图中氨基酸的R基分别为—CH2—CH2—COOH、—CH3、—CH2SH、—CH3，即有3种不同的R基，C项错误；四个氨基酸脱水缩合过程中要失去3分子的水，D项正确。
4.下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是( )
A.不同蛋白质含有的氨基酸数目不尽相同
B.有些结构不同的蛋白质具有相似的功能
C.组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合
D.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合
答案 D
解析 组成蛋白质的氨基酸之间都是按形成肽键的方式脱水缩合的。
5.下列叙述中，能高度概括出蛋白质功能的是( )
A.细胞和生物体的重要结构物质
B.生命活动的主要承担者
C.收缩、运输、免疫等功能活动的物质基础
D.调节细胞和生物体的重要物质
答案 B
解析 蛋白质结构多样，在细胞中承担的功能多样，如催化、运输、调节、免疫、构成细胞等，因此是生命活动的主要承担者。
6.肉毒梭菌产生的肉毒类毒素是一种致病性极高的神经麻痹毒素，该毒素是由两条肽链盘曲折叠而成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构简式，请据此回答：
(1)上图所示的片段中，共有________个肽键，________种氨基酸组成；从左向右数，第三个氨基酸不同于其他氨基酸的基团是________(填化学式)。
(2)肉毒类毒素是在细胞中由氨基酸经过____________过程形成的；一分子肉毒类毒素至少含有________个氨基。
(3)1 g肉毒类毒素可毒死20亿只小鼠，但煮沸1 min或75 ℃下加热5～10 min，就能使其完全丧失活性。高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是高温使其____________________。
(4)肉毒类毒素可用__________试剂鉴定，该试剂使用方法是_________________________，在煮沸后的肉毒类毒素溶液(无色)中加入该试剂，其溶液颜色将变为________。
答案 (1)4 5 —CH3 (2)脱水缩合 2 (3)空间结构遭到破坏 (4)双缩脲 先加A液，摇匀后再加B液 紫色
解析 (1)据试题分析可知，题图部分含5种R基，即有 5种氨基酸，所以肽键数＝5－1＝4(个)；这5个氨基酸的R基依次是—CH2—C6H4OH、—H、—CH3、—CH2—C6H5、—CH2—CH(CH3)2；第三个氨基酸不同于其他氨基酸的基团是R基(—CH3)。(2)肉毒类毒素的化学本质是蛋白质，是由氨基酸经过脱水缩合形成的。肉毒类毒素是由两个亚单位(每个亚单位由一条链盘曲折叠而成)组成的，每个亚单位至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，因此一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个羧基，它们分别位于两条肽链的两端。(3)高温可破坏肉毒类毒素的空间结构而使其失活。(4)肉毒类毒素含有多个肽键，可用双缩脲试剂鉴定，该试剂使用方法是先加A液，摇匀后再加B液，反应颜色为紫色。
题组一 蛋白质的主要功能
1.(2018·河北衡水中学月考)下列生命活动与蛋白质有关的是( )
①催化细胞内的化学反应 ②血液中运输O2 ③与特定抗原结合 ④构成细胞和生物体的结构 ⑤信息传递
A.仅①②③ B.仅②③④
C.仅①②③④ D.①②③④⑤
答案 D
解析 细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，①正确；血红蛋白运输O2，②正确；与特定抗原结合的物质是抗体，抗体属于蛋白质，③正确；许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，④正确；有些蛋白质起信息传递作用，⑤正确。
2.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
答案 C
解析 生物体内蛋白质的功能很多。例如，起调节作用的激素；起免疫作用的抗体；起催化作用的酶；起运输作用的血红蛋白。
3.我们平时所吃的食物中，一般都富含蛋白质，肉、蛋、奶和大豆制品中蛋白质含量尤其丰富。蛋白质必须经过消化成为各种氨基酸，才能被人体吸收和利用。下列有关氨基酸和蛋白质的相关叙述错误的是( )
A.同时具有氨基和羧基的有机物就是构成蛋白质的氨基酸
B.蛋白质由氨基酸脱水缩合形成，其最终水解产物就是氨基酸
C.红细胞和心肌细胞功能不同，其中含有不同结构的蛋白质
D.一切生命活动都离不开蛋白质，它是生命活动的主要承担者
答案 A
解析 组成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基且连接在同一个碳原子上，而同时具有氨基和羧基的有机物，不一定是氨基酸，A错误；蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，蛋白质初步水解得到多肽，彻底水解得到氨基酸，B正确；组成红细胞和心肌细胞的蛋白质结构不同，决定了其功能不同，C正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，D正确。
题组二 氨基酸的结构及种类
4.下列四个结构式中，属于构成蛋白质的氨基酸分子的是( )
答案 D
解析 由组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可知，每个氨基酸分子至少含有一个氨基(—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，题中只有D项能正确表示构成蛋白质的氨基酸分子。A项只有氨基，没有羧基；B项只有羧基，没有氨基；C项的氨基和羧基没有连在同一个碳原子上。
5.谷氨酸的R基为—C3H5O2,1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
解析 根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式：，知道了R基为—C3H5O2，就可以求出谷氨酸的分子中含C原子2＋3＝5(个)，H原子4＋5＝9(个)，O原子2＋2＝4(个)，N原子1个。
6.下列关于组成蛋白质的氨基酸的说法中，错误的是( )
A.所有氨基酸分子都含有氨基和羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
B.氨基酸分子的R基是决定氨基酸种类的基团
C.组成水稻的氨基酸包括必需氨基酸和非必需氨基酸
D.由氨基酸的结构通式可知，若某种氨基酸含有C、H、O、N以外的元素，则该元素一定位于R基上
答案 C
解析 一个组成蛋白质的氨基酸分子至少具有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，A正确；由组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知，各种氨基酸只有R基是不同的，其余部分完全相同，因此决定氨基酸种类的基团是R基，并且如果氨基酸中含有除C、H、O、N以外的元素，则该元素也一定存在于R基上，B、D正确；对于水稻而言，不存在必需氨基酸，C错误。
7.下图是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.人体蛋白质中结构④约有21种
B.氨基酸理化性质的不同是由结构④不同导致的
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.若甘氨酸的分子结构式为，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
答案 C
解析 图中①为氨基，③为羧基，④为侧链基团(R基)。组成蛋白质的氨基酸有21种，而R基是氨基酸分类的依据，A项正确；氨基酸的不同仅仅是侧链基团(R基)的不同，因此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；由甘氨酸分子结构式可知，甘氨酸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。
题组三 蛋白质分子的结构层次
8.(2018·吉林实验中学检测)下列是两种氨基酸的结构，它们在形成二肽时，最可能缩合的基团是( )
A.①③ B.②⑥ C.②④ D.③④
答案 C
解析 氨基酸脱水缩合发生在一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间，③和⑥是R基上的羧基和氨基，不参与脱水缩合，所以C选项符合题意。
9.下图为一种多肽分子，构成该多肽分子的氨基酸种类和肽键数分别为( )
A.1种、2个 B.2种、2个
C.2种、3个 D.3种、2个
答案 D
解析 根据题意和图示分析可知，图示为某多肽分子结构简式，该多肽含有2个肽键，是由3个氨基酸脱水缩合形成的，也称为三肽。组成该多肽的3个氨基酸的R基依次是—CH2CH3、—CH3、—H，可见该多肽是由3种氨基酸脱水缩合形成的。
10.下列有关蛋白质的叙述，正确的是( )
A.人体中的蛋白质都是由21种氨基酸组成的
B.变性的蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
C.氨基酸脱水缩合形成多肽链时，产物H2O中的氢来自氨基和羧基
D.氨基酸的数目、种类、排列顺序及空间结构决定蛋白质的多样性
答案 C
解析 组成蛋白质的氨基酸有21种，每种蛋白质中的氨基酸小于或等于20种，A错误；变性的蛋白质中的肽键没有断裂，仍能与双缩脲试剂作用发生紫色反应，B错误；氨基酸脱水缩合形成多肽链时，产物H2O中的氢来自氨基和羧基，C正确；蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，D错误。
11.生长激素和胰岛素都是人体内对生命活动起着重要调节作用的激素，但是二者功能不同，与此无关的是( )
A.氨基酸的数目、种类和排列顺序
B.构成蛋白质的多肽链的数目
C.构成蛋白质的多肽链的空间结构
D.氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基
答案 D
解析 生长激素和胰岛素的化学本质均是蛋白质，二者都是人体内对生命活动起着重要调节作用的激素，但是二者功能不同，功能由结构决定，说明二者结构不同，蛋白质的结构与构成该蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的数目、盘曲折叠方式等均有密切关系，但无论是构成哪种蛋白质的氨基酸，均至少含有一个氨基和一个羧基。综上所述，A、B、C项均是与蛋白质功能有关的因素，而D项内容在不同氨基酸之间无差异。
12.(2018·安阳高一检测)下列有关蛋白质的说法错误的是( )
A.蛋白质不需要消化就能被人体吸收和利用
B.蛋白质是以氨基酸为基本单位缩合成的生物大分子
C.生物界的蛋白质种类非常多
D.蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结构，执行多种多样的功能
答案 A
解析 蛋白质需要消化成氨基酸才能被人体吸收和利用，A错误；蛋白质是以氨基酸为基本单位，通过脱水缩合形成的生物大分子，B正确；由于组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠形成的空间结构不同，蛋白质的结构具有多样性，导致生物界中蛋白质种类非常多，C正确；蛋白质结构的多样性决定了其功能具有多样性。蛋白质除参与组成细胞和生物体的各种结构，还有运输、调节、催化、免疫等多种多样的功能，D正确。
13.图示是某多肽化合物的示意图，下列有关该化合物的叙述中，不正确的是( )
A.氨基酸的种类主要是由②④⑥⑧决定的
B.③⑤⑦为肽键，该多肽称为三肽
C.该多肽的组成元素为C、H、O、N、S，含有一个游离氨基和两个游离羧基
D.该多肽链在形成过程中，相对分子质量减少了54
答案 B
解析 ②④⑥⑧均为各氨基酸的R基，氨基酸的种类是由R基决定的，A正确；图中③⑤⑦为该多肽含有的3个肽键，是由4个氨基酸脱水缩合形成的，为四肽化合物，B错误；该多肽的组成元素为C、H、O、N、S，含有一个游离氨基和两个游离羧基，C正确；该多肽中含有3个肽键，即氨基酸脱水缩合过程中脱去了3分子水，相对分子质量减少了3×18＝54，D正确。
14.如图所示的几种符号代表不同种类的氨基酸，请据图回答下列问题：
(1)它们结构的差别在于__________的不同。
(2)7种氨基酸通过______________的方式形成一条肽链，此过程可形成________个肽键，脱去________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，改变其中的______________________，就可改变该肽链的性质。
(4)若两个蛋白质分子均由两条相同的肽链构成，那么这两个蛋白质分子的功能是否一定相同？原因是什么？
________________________________________________________________________。
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。因为分别由相同的两条肽链经盘曲、折叠可形成空间结构不同的两种蛋白质分子
解析 构成天然蛋白质的氨基酸有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，相邻两个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。蛋白质的空间结构不仅跟氨基酸的数目、种类和排列顺序有关，还与肽链的盘曲、折叠方式有关，蛋白质分子结构的复杂性决定了其功能的多样性。
15.(2018·枣庄高一上学期期中)某细菌能产生一种环状毒性肽，其分子式是C55H68O18N10，将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸，分别是甘氨酸C2H5NO2，丙氨酸C3H7NO2，苯丙氨酸C9H11NO2，谷氨酸C5H9NO4，其结构式如图所示，请据图回答下列问题：
(1)该多肽是________肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间化学键的结构式是___________，氨基酸脱水缩合形成该化合物的过程中，相对分子质量减少了________。
(2)该多肽彻底水解需________个水分子参与，水解后可得到________个甘氨酸，________个丙氨酸，________个谷氨酸和3个苯丙氨酸。
(3)蛋白质分子结构复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性，其原因主要是__________________________________。
(4)由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后(数量不限)，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的链状分子最多有______________种。
答案 (1)十 —CO—NH— 180 (2)10 1 2 4 (3)蛋白质空间结构发生变化 (4)45(或1 024)
解析 (1)该多肽彻底水解后只能得到四种氨基酸，且4种氨基酸均只含有1个N原子，根据其分子式(C55H68O18N10)含有10个N原子可知，该多肽含有10个氨基酸，是十肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间的化学键为肽键，其结构式是—CO—NH—，氨基酸脱水缩合形成该环状化合物的过程中，失去了10个水分子，相对分子质量减少了18×10＝180。(2)该多肽彻底水解需破坏10个肽键，需10个水分子参与；设水解后可得到x个甘氨酸、y个丙氨酸、z个谷氨酸，根据脱水缩合反应中原子守恒，列方程组求得x＝1、y＝2、z＝4。(3)蛋白质分子经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，均会引起蛋白质空间结构的改变，导致蛋白质变性。(4)含四个肽键的链状分子共含有5个氨基酸，四种氨基酸的数量不限，共有45＝1 024种不同的排列顺序。
16.(2018·重庆巴蜀中学高一上期末)用氨基酸自动分析仪测得几种多肽化合物的氨基酸数目如表所示：
多肽化合物
氨基酸
多肽化合物
氨基酸
①
催产素
9
⑤
牛胰蛋白酶
223
②
牛加压素
9
⑥
人胰岛素
51
③
血管舒张素
9
⑦
免疫球蛋白
660
④
平滑肌舒张素
10
⑧
人血红蛋白
574
(1)表中①②③的氨基酸数目虽相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的_____________________________________________不同。
(2)⑥的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑦的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑧的生理功能说明蛋白质具有________作用。
(3)⑧有4条肽链，由574个氨基酸分子组成，假如每个氨基酸分子的平均相对分子质量为128，则该蛋白质的相对分子质量为______________。
(4)组成上述8种化合物的所有氨基酸所共有的结构通式是________________________。
(5)该实例说明蛋白质的结构具有________，这种特点决定了蛋白质的________________。
答案 (1)氨基酸的种类、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
(2)调节 免疫 运输
(3)63 212
(4)
(5)多样性 功能多样性
解析 (1)分析表格信息可知，①②③的氨基酸数目虽相同，但是氨基酸的种类、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同，进而导致三种多肽化合物的功能不同。(2)⑥是胰岛素，具有调节血糖浓度的功能，说明蛋白质具有调节机体生命活动的功能；⑦是免疫球蛋白，体现了蛋白质的免疫功能；⑧是血红蛋白，具有运输氧气的功能，体现了蛋白质的运输功能。(3)⑧有4条肽链，574个氨基酸分子，氨基酸脱水缩合时脱去的水分子数是574－4＝570，因此该蛋白质的相对分子质量为574×128－570×18＝63 212。(4)氨基酸的结构通式是。(5)该实例说明蛋白质结构具有多样性，蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性。
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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教案设计： 这是一份人教版 (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教案设计，共3页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
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教学设计： 这是一份人教版 (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教学设计，共8页。教案主要包含了蛋白质的功能，蛋白质的基本组成单位--氨基酸，蛋白质的结构及其多样性等内容，欢迎下载使用。
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