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第二章 組成細(xì)胞的分子
第四節(jié)
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)
的主要承擔(dān)者
人教版必修1
核心素養(yǎng)
科學(xué)思維
能嘗試分析并歸納氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和蛋白質(zhì)具有多樣性的原因。
生命觀念
通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，概述氨基酸構(gòu)成蛋白質(zhì)的過程，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。
科學(xué)探究
通過活動(dòng)探究，說出氨基酸組成的多肽鏈的種類。
社會(huì)責(zé)任
認(rèn)同蛋白質(zhì)與人體的營(yíng)養(yǎng)、健康等存在緊密聯(lián)系。介紹我國(guó)首次人工合成胰島素，激發(fā)民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)主義精神。
問題探討
從某些動(dòng)物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過一段時(shí)間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。
為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？
組成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。
問題探討
說一說生活中富含蛋白質(zhì)的食物有哪些？
問題探討
我們聯(lián)想一下初中學(xué)習(xí)過的知識(shí)點(diǎn)，在食物中也含有很多蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)不會(huì)直接被我們?nèi)梭w吸收，而是被分解成小分子物質(zhì)。
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蛋白質(zhì)大分子
小分子物質(zhì)
作為手術(shù)線的膠原蛋白不用拆線的原因是可以分解為小分子物質(zhì)，被人體吸收。那小分子是什么呢？
胃、小腸的消化
【1】蛋白質(zhì)的基本組成單位—氨基酸
氨基酸
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。
AMINO ACID
在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種
合成
必需氨基酸
非必需氨基酸
8種，不能合成
13種，可以合成
衡量食品價(jià)值高低的一個(gè)很重要的指標(biāo)是看必需氨基酸的種類。不同食物中必需氨基酸種類不同。
甲硫氨酸
纈氨酸
賴氨酸
異亮氨酸
苯丙氨酸
亮氨酸
色氨酸
蘇氨酸
甲
攜
來
本
亮
色
書
一
【1】蛋白質(zhì)的基本組成單位—氨基酸
下面四種氨基酸都有的組成元素是什么？結(jié)構(gòu)有哪些共同的特點(diǎn)？
觀察分析
甘氨酸
纈氨酸
丙氨酸
亮氨酸
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
|
H
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
|
CH
CH3
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
|
CH3
H2N— C— C—OH
H
|
O
||
|
CH2
|
CH
CH3
CH3
【1】蛋白質(zhì)的基本組成單位—氨基酸
氨基與羧基的書寫
氨基
羧基
不能少了短橫線“—”
由一個(gè)氮原子，兩個(gè)氫原子組成
由一個(gè)碳原子，兩個(gè)氧原子，一個(gè)氫原子組成
① —NH2
② H2N—
或
① —COOH
② HOOC—
或
【1】蛋白質(zhì)的基本組成單位—氨基酸
一定有C、H、O、N，有的含S等
（1）元素組成
（2）結(jié)構(gòu)通式
C
H
R
NH2
COOH
氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式
氨基
氫原子
【側(cè)鏈基團(tuán)】決定氨基酸的種類和理化性質(zhì)
羧基
中心碳原子
H2N — C — COOH
R
H
簡(jiǎn)寫版
H
N
C
C
OH
H
H
R
O
【1】蛋白質(zhì)的基本組成單位—氨基酸
（3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
數(shù)量上
位置上
至少含有一個(gè)______________和一個(gè)______________ 。
氨基酸的種類和理化性質(zhì)的差異是由_________的不同導(dǎo)致的。
都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在________________上。
氨基(—NH2)
羧基(—COOH)
同一個(gè)碳原子
側(cè)基
只要含有一個(gè)氨基、一個(gè)羧基的化合物均是生物體內(nèi)的氨基酸（ ）
氨基酸分子的氨基和羧基都連在同一個(gè)碳原子上（ ）
酸
氨基
×
×
【2】蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)
判斷下列分子是不是氨基酸？
如果是的話，R基是什么，共有的部分是什么？
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
C
H
NH2
COOH
CH2
SH
CH
NH2
COOH
CH2
OH
C
H
NH2
H
CH2
COOH
×
×
√
√
【2】蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)
判斷氨基酸的小技巧
方法
注意
只有兩者同時(shí)具備才是組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸
“一查”
“二看”
是否有氨基和羧基
是否有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上
【2】蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)
胰島素由17種、51個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，由北京和上海兩個(gè)科研小組共同研究，經(jīng)過將近七年的不懈努力，誕生了世界上第一個(gè)人工合成蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素。
胰島素
【2】蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)
視頻來源于人民教育出版社
我國(guó)科學(xué)家不懈努力下，首次合成世界上第一個(gè)人工蛋白質(zhì)。這17種51個(gè)氨基酸到底是如何形成蛋白質(zhì)的呢？
【3】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其多樣性
（1）脫水縮合
C
R1
C
H
H2N
OH
O
C
H
C
N
OH
O
R2
H
H
C
O
C
R1
H
H2N
C
H
C
OH
O
R2
N
H
+
H2O
肽鍵
水中氫來自
水中氧來自
氨基和羧基
羧基
由幾個(gè)氨基酸構(gòu)成，就稱為幾肽
二肽
脫水縮合
【3】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其多樣性
下圖所示是同一種二肽嗎？
不是同種二肽
【3】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其多樣性
三肽
+
2H2O
C
R
C
H
H2N
N
C
C
N
C
COOH
H
H
R
R
H
H
O
O
肽鍵
肽鍵
C
R
C
H
H2N
OH
O
+
+
C
H
N
CO
R
H
H
OH
C
H
N
COOH
R
H
H
【3】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其多樣性
氨基酸
二肽
三肽
……
多肽
多肽
由多個(gè)氨基酸脫水縮合而成的，含有多個(gè)肽鍵的化合物叫做多肽。
肽鏈
多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu)叫做肽鏈。

那么肽鏈又是如何形成蛋白質(zhì)的呢？
【3】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其多樣性
（2）肽鏈形成蛋白質(zhì)
由于氨基酸之間能夠形成氫鍵，從而使得肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。
【3】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其多樣性
許多蛋白質(zhì)含有兩條或多條多肽鏈，他們通過一定的化學(xué)鍵如二硫鍵結(jié)合在一起。
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
SH
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
SH
H
O
C
CH2
C
H2N
OH
S
H2C
O
C
H
C
H2N
OH
S
二硫鍵
某種胰島素的二硫鍵示意圖
-SH＋-SH → -S-S-
【3】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其多樣性
視頻
【3】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及其多樣性
氨基酸
肽鏈(一條或多條)
脫水縮合
盤曲折疊
蛋白質(zhì)
既然蛋白質(zhì)都是按照上述方式構(gòu)成的多肽鏈，為什么會(huì)有那么多種類的蛋白質(zhì)呢？
【4】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因
如果用21個(gè)不同的字母代表21種氨基酸，若寫出10個(gè)氨基酸組成的長(zhǎng)鏈，可以寫出多少條互不相同的長(zhǎng)鏈？
試著說出蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因。
提示：一個(gè)蛋白質(zhì)分子往往含有成百上千個(gè)氨基酸
由n個(gè)氨基酸所構(gòu)成的肽鏈的種類數(shù)是21n種
2110
【4】蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因
氨基酸層面
氨基酸的種類不同
氨基酸的數(shù)量不同
氨基酸的排列順序千變?nèi)f化
肽鏈層面
多肽鏈盤曲、折疊的方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別
α-螺旋
β-折疊
【5】蛋白質(zhì)的功能
結(jié)構(gòu)決定功能，蛋白質(zhì)具有什么樣的功能呢？
每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)
運(yùn)輸
催化
調(diào)節(jié)
免疫
抗體
抗原
抗原
抗體可變體
傳遞信息的細(xì)胞
接受信息的細(xì)胞
信息分子
傳遞信息的細(xì)胞
接受信息的細(xì)胞
【5】蛋白質(zhì)的功能
（1）結(jié)構(gòu)蛋白
許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)。如肌肉、頭發(fā)、蛛絲、羽毛等的成分主要是蛋白質(zhì)。
肌肉
頭發(fā)
羽毛
蛛絲
【5】蛋白質(zhì)的功能
（2）催化作用
細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。
酶
唾液淀粉酶、胃蛋白酶…
酶促反應(yīng)過程示意圖
底物
產(chǎn)物
【5】蛋白質(zhì)的功能
（3）運(yùn)輸作用
有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能。如血紅蛋白、載體蛋白。
血紅蛋白運(yùn)輸氧氣
細(xì)胞膜上具有物質(zhì)運(yùn)輸功能的載體蛋白
O2分子
【5】蛋白質(zhì)的功能
（4）調(diào)節(jié)作用
有些蛋白質(zhì)能夠起信息傳遞的作用，調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng)，如胰島素、胰高血糖素。
血管
β細(xì)胞
α細(xì)胞
δ細(xì)胞
胰腺
胰島
胰島素
【5】蛋白質(zhì)的功能
（5）免疫作用
抗體是具有免疫功能的蛋白質(zhì)，可幫助人體抵御細(xì)菌和病毒的侵害。
【5】蛋白質(zhì)的功能
蛋白質(zhì)功能小結(jié)
功能
實(shí)例
構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì) (結(jié)構(gòu)蛋白)
肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等
催化功能
運(yùn)輸功能
調(diào)節(jié)功能(信息傳遞)
免疫功能
細(xì)胞中絕大多數(shù)的酶
血紅蛋白
胰島素
抗體
一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。
【5】蛋白質(zhì)的功能
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系
正常紅細(xì)胞
運(yùn)氧能力強(qiáng)
鐮狀紅細(xì)胞
運(yùn)氧能力弱
氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，可能會(huì)影響蛋白質(zhì)的功能
纈氨酸
組氨酸
亮氨酸
蘇氨酸
脯氨酸
谷氨酸
谷氨酸
賴氨酸
纈氨酸
組氨酸
亮氨酸
蘇氨酸
脯氨酸
谷氨酸
谷氨酸
賴氨酸
鐮狀細(xì)胞貧血的病因
【5】蛋白質(zhì)的功能
結(jié)構(gòu)多樣性
決定
功能多樣性
氨基酸種類
氨基酸數(shù)目
氨基排列順序
肽鏈數(shù)目和盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同
結(jié)構(gòu)蛋白
功能蛋白
(組成細(xì)胞和生物體)
調(diào)節(jié)
催化
運(yùn)輸
免疫
識(shí)別
蛋白質(zhì)類激素
大多數(shù)酶
載體蛋白
血紅蛋白
糖蛋白
抗體，溶菌酶，淋巴因子
胰島素、生長(zhǎng)激素
與社會(huì)聯(lián)系
有人論文中提到可用熟雞蛋可以孵出小雞，你如何評(píng)論？
變性使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散
蛋白質(zhì)的變性
蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，致其理化性質(zhì)改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。過程不可逆。
蛋白質(zhì)變性的原因
化學(xué)因素（如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、酒精）、物理因素（如加熱、劇烈振蕩、超聲波、射線等）
與社會(huì)聯(lián)系
熟雞蛋為什么更容易消化？
高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
變性的蛋白質(zhì)還能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)嗎？
還可以，因?yàn)樽冃缘牡鞍踪|(zhì)肽鍵沒有被破壞。
變性
正常的蛋白質(zhì)
變性的蛋白質(zhì)
與社會(huì)聯(lián)系
蛋白質(zhì)的鹽析
與社會(huì)聯(lián)系
蛋白質(zhì)變性
指蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。（肽鍵還存在）
蛋白質(zhì)鹽析
向某些蛋白質(zhì)溶液中加入某些無機(jī)鹽溶液后，可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出。（物理變化，可復(fù)原）
蛋白質(zhì)水解
指蛋白質(zhì)在水解酶的催化作用下被分解為小分子肽和氨基酸的過程。
（肽鍵斷裂）
組成元素
課堂小結(jié)
C、H、O、N（S）
小分子（氨基酸）
多肽
種類：21種
通式
特點(diǎn)
必需氨基酸：8種
非必需氨基酸：13種
至少有一個(gè)－NH2和一個(gè)－COOH連在同一個(gè)C原子上
H2N C C OH
O
H
R
構(gòu)成
脫水縮合
1
組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同
2
氨基酸的數(shù)目不同
3
氨基酸排列順序不同
4
多肽的空間結(jié)構(gòu)不同
課堂小結(jié)
蛋白質(zhì)
盤曲折疊
結(jié)構(gòu)多樣性
功能多樣性
1
2
3
4
5
導(dǎo)致
導(dǎo)致
構(gòu)成生物體，如結(jié)構(gòu)蛋白
運(yùn)輸作用，如血紅蛋白
催化作用，如酶
調(diào)節(jié)作用，如胰島素
免疫作用，如抗體
課堂檢測(cè)
【1】谷氨酸的R基為－C3H5O2，在一個(gè)谷氨酸分子中，有C和O的原子數(shù)分別是（　 ）
H
O
C
C3H5O2
C
H2N
OH
A
B
C
D
4個(gè) ；4個(gè)
5個(gè) ；4個(gè)
5個(gè) ；5個(gè)
4個(gè) ；5個(gè)
B
課堂檢測(cè)
【2】下面是6種化合物的結(jié)構(gòu)示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A
B
C
D
CH
H2N
CH3
CH2
COOH
(CH2)4
H2N
COOH
CH
NH2
H2N
CH2
COOH
H2N
CH2
CH2OH
NH2
CH3
OH
CH
H2N
COOH
CH
COOH
CH2
1
2
C
上述化合物中,能構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的有②③⑤
⑤的R基為—CH2—COOH
由上述物質(zhì)可以看出,R基中可以有羧基，不能有氨基
②和⑤的性質(zhì)不同,是由②中的—(CH2)4—NH2與⑤中的—CH2—COOH不同決定的
3
4
5
6
課堂檢測(cè)
【3】民間有一種“吃什么補(bǔ)什么”的說法，如吃魚眼能明目，喝虎骨酒可以壯筋骨。請(qǐng)你運(yùn)用本節(jié)所學(xué)的知識(shí)對(duì)這種說法作出評(píng)價(jià)。
提示
食物中的蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，它們都要被消化成細(xì)胞可以吸收的小分子物質(zhì)才能被人體吸收，這些小分子都要在人體細(xì)胞內(nèi)重新合成不同的蛋白質(zhì)在人體內(nèi)執(zhí)行不同的功能。2.4蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者課堂檢測(cè)
學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________
1．per蛋白能參與果蠅晝夜節(jié)律的調(diào)節(jié)， per蛋白是三十肽，只有一條肽鏈。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．雙縮脲試劑可用于per蛋白的檢測(cè)
B．per蛋白的合成離不開核酸的參與
C．氨基酸脫水縮合形成per蛋白時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少了540
D．per蛋白徹底水解的產(chǎn)物再次脫水縮合可能不會(huì)形成per蛋白
2．二硫鍵“-S-S-”是蛋白質(zhì)中連接兩條肽鏈之間的一種化學(xué)鍵，是兩個(gè)巰基“-SH”氧化形成。下面是由202個(gè)氨基酸組成的某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖，對(duì)其敘述正確的是（ ）

A．該蛋白質(zhì)至少有3個(gè)游離的羧基
B．該蛋白質(zhì)完全水解需要199個(gè)水分子
C．控制該蛋白質(zhì)合成的基因發(fā)生突變，則該分子的結(jié)構(gòu)一定發(fā)生改變
D．與反應(yīng)物相比，該蛋白質(zhì)形成過程中減少的相對(duì)分子質(zhì)量是3604
3．下圖表示有關(guān)蛋白質(zhì)分子的簡(jiǎn)要概念圖，下列分析不正確的是（ ）

A．A中最基本元素是碳元素
B．過程①形成多肽時(shí)氨基和羧基脫掉的是不同的基團(tuán)
C．一條多肽鏈中B的數(shù)目一般不等于C的數(shù)目
D．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性與蛋白質(zhì)的功能多樣性沒有關(guān)系
4．如圖為氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式，下列敘述正確的是（ ）

A．有些氨基酸結(jié)構(gòu)④中含有S元素
B．氨基酸脫水縮合產(chǎn)生水，水中的氫來自于②和③
C．結(jié)構(gòu)④中含有的氨基或羧基參與脫水縮合
D．每個(gè)氨基酸分子都只由一個(gè)氨基和一個(gè)羧基組成的
5．下列關(guān)于組成細(xì)胞的元素與化合物的敘述，正確的是（ ）
A．不同種類細(xì)胞的組成元素基本相同，反映了細(xì)胞的多樣性
B．光合色素都含有鎂元素，說明無機(jī)鹽參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成
C．糖類物質(zhì)只含C、H、O，糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化成脂肪后其O元素含量提高
D．由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而能使肽鏈形成一定的空間結(jié)構(gòu)
6．分子伴侶是一類能循環(huán)發(fā)揮作用，協(xié)助多肽折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、降解等生理活動(dòng)的蛋白質(zhì)。HsP70蛋白是分子伴侶系統(tǒng)的核心成員之一，包括結(jié)構(gòu)域1和結(jié)構(gòu)域2，通過結(jié)構(gòu)域1水解ATP引發(fā)自身構(gòu)象改變，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)域2與蛋白質(zhì)結(jié)合進(jìn)行生理活動(dòng)。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．Hsp70蛋白的結(jié)構(gòu)域1的自身構(gòu)象改變是實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)
B．Hsp70蛋白的結(jié)構(gòu)域2可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾加工
C．Hsp70蛋白的空間結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生改變，會(huì)永久失活
D．變性后的HsP70蛋白與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色
7．航天員在太空時(shí)間久了口中無味，無機(jī)鹽代謝紊亂進(jìn)而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。我國(guó)航天員飲食中配置了120余種營(yíng)養(yǎng)均衡、口感良好的航天食品，豐富的食物品種可以刺激人產(chǎn)生食欲，增加食物攝入量，以保障航天員的身體健康。下列敘述正確的是（ ）
A．煮熟的蛋白質(zhì)類食物的空間結(jié)構(gòu)已改變，肽鍵數(shù)目也會(huì)隨之發(fā)生改變
B．若宇航員長(zhǎng)期食欲不振，糖代謝發(fā)生障礙，供能不足時(shí)，脂肪會(huì)大量轉(zhuǎn)化為糖類
C．蔬菜中的纖維素是多糖，需經(jīng)人體消化分解為葡萄糖后才能被吸收利用
D．航天食品中應(yīng)富含鈣、維生素D等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可在一定程度上預(yù)防骨質(zhì)疏松
8．泛素是一類真核細(xì)胞內(nèi)廣泛存在的小分子蛋白質(zhì)，它可以與目標(biāo)蛋白中賴氨酸的ε氨基結(jié)合，對(duì)目標(biāo)蛋白形成多聚泛素化標(biāo)記，然后引導(dǎo)其進(jìn)入蛋白酶體（含有大量水解酶）。當(dāng)必需氨基酸匱乏時(shí)，肝細(xì)胞中E3泛素連接酶Ubr1會(huì)失活，不能催化脂滴保護(hù)蛋白Plin2的多聚泛素化降解。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．泛素化標(biāo)記的蛋白質(zhì)水解會(huì)產(chǎn)生小的多肽或氨基酸
B．泛素與目標(biāo)蛋白賴氨酸的ε氨基結(jié)合可能由E3泛素連接酶催化完成
C．Ubr1可能是必需氨基酸受體，能與必需氨基酸結(jié)合并被激活
D．對(duì)肝細(xì)胞Plin2中賴氨酸的ε氨基進(jìn)行保護(hù)會(huì)減輕脂肪肝
9．如圖為由A、B、C三段共81個(gè)氨基酸構(gòu)成的胰島素原，其需切除C段才能成為有活性的胰島素，下列相關(guān)敘述正確的是（ ）
A．C段切除時(shí)氨基和羧基數(shù)減少
B．胰島素分子具有80個(gè)肽鍵，合成它的過程中共脫去80分子水
C．胰島素原中至少含有3個(gè)游離的氨基和3個(gè)游離的羧基
D．理論上可通過測(cè)定C肽的含量來反映胰島素的分泌情況
10．稱取某多肽415g，完全水解后得到氨基酸505g。經(jīng)分析組成此多肽的氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量為100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3種氨基酸組成，每摩爾此多肽含有S元素51mol。3種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)式如下：

(1)請(qǐng)寫出組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式_____________________。
(2)該多肽分子完全水解需要_______個(gè)水分子參與。
(3)該多肽分子完全水解得到甘氨酸_______個(gè)、丙氨酸_______個(gè)、半胱氨酸_______個(gè)。
試卷第1頁，共3頁
試卷第1頁，共3頁
參考答案：
1．C
【分析】雙縮脲試劑可以與蛋白質(zhì)反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物，蛋白質(zhì)的基本組成單位為氨基酸，氨基酸脫水縮合形成肽鏈，肽鏈盤曲折疊形成具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。
【詳解】A、雙縮脲試劑可以與蛋白質(zhì)反應(yīng)生成紫色絡(luò)合物，故雙縮脲試劑可用于per蛋白的檢測(cè)，A正確；
B、per蛋白是由基因指導(dǎo)合成的，基因的本質(zhì)是核酸，故per蛋白的合成離不開核酸的參與，B正確；
C、per蛋白是三十肽，含有30個(gè)氨基酸，這些氨基酸脫水縮合形成per蛋白時(shí)減少的相對(duì)分子質(zhì)量是29×18=522，C錯(cuò)誤；
D、per蛋白有特定的氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)，per蛋白徹底水解的產(chǎn)物再次脫水縮合可能不會(huì)形成per蛋白，D正確。
故選C。
2．D
【分析】蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基數(shù)目的計(jì)算：①至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)；②游離氨基或羧基數(shù)目＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。
蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關(guān)系：①肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)；②蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量－脫去水分子數(shù)×18(不考慮形成二硫鍵)。
【詳解】A、據(jù)圖可知，圖示蛋白質(zhì)是由兩條肽鏈和一個(gè)環(huán)肽組成，一條肽鏈至少含有一個(gè)游離的羧基，環(huán)肽中游離的羧基數(shù)可能為0，因此該蛋白質(zhì)至少有2個(gè)游離的羧基，A錯(cuò)誤；
B、因該蛋白質(zhì)是由兩條肽鏈和一個(gè)環(huán)肽組成，因此202個(gè)氨基酸形成該蛋白質(zhì)時(shí)脫去200個(gè)水，水解時(shí)需要200個(gè)水分子，B錯(cuò)誤；
C、因密碼子具有簡(jiǎn)并性，基因突變后轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA上對(duì)應(yīng)的密碼子編碼的可能是同一種氨基酸，合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不一定發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；
D、該蛋白質(zhì)由202個(gè)氨基酸構(gòu)成，脫去200個(gè)水分子，形成兩個(gè)二硫鍵“-S-S-”，因此相對(duì)分子質(zhì)量減少了200×18+2×2=3604，D正確。
故選D。
3．D
【分析】題圖分析：圖中A表示C、H、O、N（S），B表示氨基酸，C表示肽鍵；①過程表示蛋白質(zhì)合成過程中的翻譯，翻譯是以mRNA為模板，20種氨基酸作為原料，通過tRNA的轉(zhuǎn)運(yùn)合成多肽的過程，②過程表示多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)的過程。
【詳解】A、圖中A表示正常蛋白質(zhì)的化學(xué)元素，包括C、H、O、N等，其中C是最基本的元素，A正確；
B、過程①形成多肽時(shí)氨基和羧基脫掉不同基團(tuán)，分別為-H和-OH，B正確；
C、一條多肽鏈中，B為氨基酸，C是肽鍵，肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-1，即一條多肽鏈中B的數(shù)目一般不等于C的數(shù)目，C正確；
D、結(jié)構(gòu)決定功能，所以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定了功能的多樣性，D錯(cuò)誤。
故選D。
4．A
【分析】構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)通式是 ，即每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫和一個(gè)R基，氨基酸的不同在于R基的不同。
【詳解】A、組成蛋白質(zhì)的元素為C、H、O、N，有的含有S等元素，根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，結(jié)構(gòu)④表示氨基酸中的R基，因此有些氨基酸結(jié)構(gòu)④中含有S元素，A正確；
B、氨基酸脫水縮合產(chǎn)生水，水中的氫來自于①氨基和相鄰氨基酸中的③羧基，B錯(cuò)誤；
C、結(jié)構(gòu)④是R基，R基中含有的氨基或羧基一般不參與脫水縮合，C錯(cuò)誤；
D、每個(gè)氨基酸分子至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，有的R基上還含有氨基或羧基，D錯(cuò)誤。
故選A。
5．D
【分析】不同種類細(xì)胞的組成元素基本相同，體現(xiàn)了細(xì)胞的統(tǒng)一性。蛋白質(zhì)分子由氨基酸脫水縮合而成。
【詳解】A、不同種類細(xì)胞的組成元素基本相同，體現(xiàn)了細(xì)胞的統(tǒng)一性，A錯(cuò)誤；
B、葉綠素含有鎂元素，說明無機(jī)鹽參與細(xì)胞內(nèi)化合物的組成，B錯(cuò)誤；
C、幾丁質(zhì)屬于糖類，其元素組成含有N元素，C錯(cuò)誤；
D、由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使肽鏈能盤曲、折疊，形成一定的空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子，D正確。
故選D。
6．C
【分析】蛋白質(zhì)變性是指天然蛋白質(zhì)因受物理、化學(xué)因素的影響，使蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象發(fā)生了異常變化，從而導(dǎo)致生物活性的喪失以及物理、化學(xué)性質(zhì)的異常變化。蛋白質(zhì)變性不涉及蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，即由氨基酸構(gòu)成的肽鏈并不發(fā)生改變。
【詳解】A、Hsp70結(jié)構(gòu)域1水解ATP引發(fā)自身構(gòu)象改變，結(jié)構(gòu)決定功能，因此，可推測(cè)結(jié)構(gòu)域1的自身構(gòu)象改變是實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)，A正確；
B、HsP70蛋白的結(jié)構(gòu)域2與蛋白質(zhì)結(jié)合，從而對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾加工，B正確；
C、分子伴侶是一類能循環(huán)發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)，空間結(jié)構(gòu)改變后可恢復(fù)，C錯(cuò)誤；
D、雙縮脲試劑檢測(cè)的是肽鍵，變性后的Hsp70蛋白肽鍵沒斷開，變性后的HsP70蛋白與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，D正確。
故選C。
7．D
【分析】影響酶促反應(yīng)速率的因素有①酶濃度②底物濃度③酶活性，其中酶活性又受溫度和pH的影響。高溫導(dǎo)致蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，但不影響其肽鍵。當(dāng)人體攝入糖過量時(shí)，糖類可大量轉(zhuǎn)化為脂肪，但是當(dāng)糖代謝發(fā)生障礙，供能不足時(shí)，脂肪只能少量轉(zhuǎn)化為糖類。固醇包括膽固醇、性激素、維生素D。維生素D可促進(jìn)人體腸道對(duì)鈣的吸收。
【詳解】A、由于高溫不破壞蛋白質(zhì)的肽鍵，因此煮熟的蛋白質(zhì)類食物雖然空間結(jié)構(gòu)已改變，但是肽鍵數(shù)目沒有發(fā)生改變，A錯(cuò)誤；
B、若宇航員長(zhǎng)期食欲不振，糖代謝發(fā)生障礙，供能不足時(shí)，脂肪可少量轉(zhuǎn)化為糖類，B錯(cuò)誤；
C、蔬菜中的纖維素是多糖，人體因缺乏分解纖維素的酶而無法消化纖維素，C錯(cuò)誤；
D、維生素D可促進(jìn)人體腸道對(duì)鈣的吸收，因此為了預(yù)防骨質(zhì)疏松，航天食品中應(yīng)富含鈣、維生素D等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，D正確。
故選D。
8．D
【分析】結(jié)合題干可知：蛋白質(zhì)泛素化的結(jié)果是使得被標(biāo)記的蛋白質(zhì)被蛋白酶分解為較小的多肽、氨基酸；必需氨基酸匱乏，Ubr1會(huì)失活，只有結(jié)合必需氨基酸才能起作用，故Ubr1可能是必需氨基酸受體，能與必需氨基酸結(jié)合并被激活。
【詳解】A、蛋白質(zhì)泛素化的結(jié)果是使得被標(biāo)記的蛋白質(zhì)被蛋白酶分解為較小的多肽、氨基酸以及可以重復(fù)使用的泛素，A正確；
B、結(jié)合題干“泛素可以與目標(biāo)蛋白中賴氨酸的ε氨基結(jié)合，對(duì)目標(biāo)蛋白形成多聚泛素化標(biāo)記”、“當(dāng)必需氨基酸匱乏時(shí)，肝細(xì)胞中E3泛素連接酶Ubr1會(huì)失活，不能催化脂滴保護(hù)蛋白Plin2的多聚泛素化降解”推測(cè)泛素與目標(biāo)蛋白賴氨酸的ε氨基結(jié)合可能由E3泛素連接酶催化完成 ，B正確；
C、必需氨基酸匱乏，Ubr1會(huì)失活，只有結(jié)合必需氨基酸才能起作用，故Ubr1可能是必需氨基酸受體，能與必需氨基酸結(jié)合并被激活，C正確；
D、對(duì)肝細(xì)胞Plin2中賴氨酸的ε氨基進(jìn)行保護(hù)，導(dǎo)致其無法被泛素標(biāo)記，Plin2蛋白只有降解之后其中的脂肪才能利用，如果不能降解就會(huì)抑制脂肪的分解，從而造成肝臟脂肪的堆積，D錯(cuò)誤。
故選D。
9．D
【分析】分析題意：由一條肽鏈組成的胰島素原被切除C段后成為由A、B兩條肽鏈組成的胰島素，A鏈含80-60=21個(gè)氨基酸，B鏈含30個(gè)氨基酸。
【詳解】A、每條肽鏈至少含有1個(gè)氨基和1個(gè)羧基，一條肽鏈組成的胰島素原被切除C段后成為由A、B兩條肽鏈組成的胰島素，至少含有2個(gè)氨基和2個(gè)羧基，C段切除后，由于被切下的C段中各個(gè)氨基酸R基上的氨基和羧基數(shù)未知，所以C段切除時(shí)氨基和羧基數(shù)多少無法比較，A錯(cuò)誤；
B、胰島素分子具有的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)= (21+30) -2=49個(gè)，脫去的水分子數(shù)有49個(gè)，B錯(cuò)誤；
C、胰島素原由1條肽鏈組成，其中至少含有1個(gè)游離的氨基和1個(gè)游離的羧基，C錯(cuò)誤；
D、一分子的胰島素原切除C段可轉(zhuǎn)變成一分子的胰島素，所以理論上可通過測(cè)定C肽的含量反映胰島素的分泌情況，D正確。
故選D。
10．(1)
(2)5
(3) 37 13 51
【分析】脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫出一分子水，所以脫去的水分子中的氫原子來自氨基和羧基。脫水縮合過程中的相關(guān)計(jì)算：（1）脫去的水分子數(shù)=形成的肽鍵個(gè)數(shù)=氨基酸個(gè)數(shù)-肽鏈條數(shù)；（2）蛋白質(zhì)分子至少含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)，應(yīng)該看肽鏈的條數(shù)，有幾條肽鏈，則至少含有幾個(gè)氨基或幾個(gè)羧基；（3）蛋白質(zhì)分子量=氨基酸分子量×氨基酸個(gè)數(shù)-水的個(gè)數(shù)×18。
【詳解】（1）組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是：。
（2）某多肽415g，完全水解后得到氨基酸505g，則增加了（505-415）÷18=5個(gè)水分子，即該多肽分子完全水解需要5個(gè)水分子參與。
（3）由題意知，415g多肽鏈水解形成的氨基酸的總量是505，設(shè)該多肽鏈中氨基酸數(shù)是X，則脫去的水分子數(shù)是（X-1），多肽鏈的相對(duì)分子量是100X-18（X-1），多肽鏈水解的反應(yīng)式是：多肽+（X-1）水→X氨基酸，根據(jù)反應(yīng)可得關(guān)系式：415：505=[100X-18（X-1）]：100X，解得X=101。每摩爾此多肽含S元素 51mol，故每分子此多肽含半胱氨酸51個(gè)。再設(shè)甘氨酸的個(gè)數(shù)為 m，則丙氨酸的個(gè)數(shù)為(50-m)，又由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸的相對(duì)分子質(zhì)量分別為75、89、121，可得75m+89×(50-m)+51×121=101×100，解得m=37，50-37=13，故此多肽分子中3種氨基酸的數(shù)量分別是甘氨酸37個(gè)，丙氨酸13個(gè)，半胱氨酸51個(gè)。
答案第1頁，共2頁
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