資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺第2單元 組成細胞的分子第2課時 生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)1.說出蛋白質(zhì)的組成元素及基本組成單位。2.說明氨基酸的種類及結(jié)構(gòu)特點。3.簡述氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的具體過程。4.概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。課程重點:1.氨基酸的結(jié)構(gòu)特點以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程;2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能;3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因。課程難點:1.氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程;2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因;3.多肽形成過程中形成的肽鍵數(shù)、失水數(shù)、多肽分子量等的計算。教學建議:了解組成生物體蛋白質(zhì)的基本單位──氨基酸的元素組成、結(jié)構(gòu)、氨基、羧基以及氨基酸的種類、數(shù)目;描述二肽的形成過程,比較多肽與蛋白質(zhì)的關(guān)系以及蛋白質(zhì)的多樣性的原因;通過蛋白質(zhì)的功能示例,認同蛋白質(zhì)是生命活動的承擔者;掌握有關(guān)蛋白質(zhì)的計算方法和規(guī)律。 一、相關(guān)概念1.氨基酸:蛋白質(zhì)的基本組成單位,約有① 20 種。 2.脫水縮合:一個氨基酸分子的氨基(② —NH2 )與另一個氨基酸分子的羧基(③ —COOH )相連接,同時失去一分子水。 3.肽鍵:肽鏈中連接兩個氨基酸分子的化學鍵(④ —NH—CO— )。 4.二肽:由⑤ 兩個 氨基酸分子縮合而成的化合物,只含有一個肽鍵。 5.多肽:由⑥ 三個或三個以上 的氨基酸分子縮合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。 6.肽鏈:多肽通常呈⑦ 鏈狀結(jié)構(gòu) ,叫肽鏈。 二、氨基酸分子通式⑧ 。 三、氨基酸結(jié)構(gòu)的特點每種氨基酸分子⑨ 至少 含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH),并且都有一個氨基和一個羧基連接在⑩ 同一個碳原子 上。 四、蛋白質(zhì)多樣性的原因組成蛋白質(zhì)的氨基酸 數(shù)目 、 種類 、 排列順序 不同,多肽鏈 空間結(jié)構(gòu) 千變?nèi)f化。 五、蛋白質(zhì)的主要功能構(gòu)成 細胞和生物體 的重要物質(zhì),如肌動蛋白; 催化作用 ,如酶; 調(diào)節(jié)作用 ,如胰島素、生長激素; 免疫作用 ,如抗體; 運輸作用 ,如紅細胞中的血紅蛋白。一切生命活動都離不開蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動的主要 承擔者 。 1.(2015屆廈門二中高一期中)區(qū)別組成生物體蛋白質(zhì)的20種氨基酸的依據(jù)是( )。A.氨基酸數(shù)目不同 B.R基不同C.羧基不同 D.碳原子數(shù)目不同【解析】各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。【答案】B2.兩個氨基酸縮合成二肽并生成水,這個水分子中的氧原子來自氨基酸的( )。A.氨基 B.羧基 C.R基 D.氨基和羧基【解析】兩個氨基酸縮合成二肽并生成水,水分子中的氫分別來自氨基和羧基,而氧原子來自氨基酸的羧基。【答案】B3.下列與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性無關(guān)的是( )。A.氨基酸的種類和數(shù)目 B.氨基酸的排列順序C.氨基酸的連接方式 D.肽鏈的空間結(jié)構(gòu)【解析】氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同,是細胞中蛋白質(zhì)種類繁多的原因,與氨基酸的連接方式——脫水縮合無關(guān)。【答案】C4.(2015屆廈門二中高一期中)下列關(guān)于蛋白質(zhì)功能的舉例合理的是( )。A.催化——抗體 B.運輸——唾液淀粉酶C.調(diào)節(jié)——胰島素 D.免疫——血紅蛋白【解析】酶具有催化作用,抗體具有免疫功能,激素起調(diào)節(jié)作用,血紅蛋白有運輸氧氣的作用。【答案】C5.(2015屆安徽安慶高一期中)形成蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)層次,由小到大分別為( )。①氨基酸分子 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸脫水縮合④一條或幾條多肽鏈連接在一起 ⑤多肽鏈 ⑥具有特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)A.②—①—③—④—⑥—⑤B.①—②—③—④—⑤—⑥C.②—①—⑥—③—④—⑤D.②—①—③—⑤—④—⑥【解析】蛋白質(zhì)的基本組成元素是C、H、O、N等,由基本元素組成蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸,氨基酸分子通過脫水縮合反應形成多肽鏈,多肽鏈經(jīng)過盤曲、折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì),因此蛋白質(zhì)分子由簡到繁的結(jié)構(gòu)層次是:C、H、O、N等元素→氨基酸→氨基酸分子脫水縮合→多肽→一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。【答案】D知識點一:蛋白質(zhì)的構(gòu)成及其結(jié)構(gòu)和功能的多樣性1.組成蛋白質(zhì)的氨基酸有多少種 其結(jié)構(gòu)有何特點 氨基酸種類不同的原因是什么 答案:氨基酸約有20種。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都有一個—NH2和一個—COOH,且有一個—NH2和一個—COOH連在同一個碳原子上。此點為判斷某化合物是不是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的依據(jù)。氨基酸種類因R基的不同而不同。2.請細化從元素到蛋白質(zhì)分子的各級構(gòu)成(用字母、文字和箭頭的形式表示)。答案:C、H、O、N(P、S)→氨基酸→多肽→蛋白質(zhì)。3.寫出兩個氨基酸之間脫水縮合形成二肽的反應式(用虛線框表示出肽鍵)。答案:4.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性體現(xiàn)在哪些方面 舉例說明蛋白質(zhì)的功能。答案:蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性體現(xiàn)在以下四個方面:組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸的種類不同、數(shù)目不同、排列順序變化多端以及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。蛋白質(zhì)的種類不同,功能也不盡相同,功能有:構(gòu)成細胞和生物體的重要物質(zhì)——結(jié)構(gòu)蛋白(如肌肉、頭發(fā)),催化作用(如酶)、調(diào)節(jié)作用(如胰島素)、運輸作用(如血紅蛋白)、免疫作用(如抗體)等。知識總結(jié)在本知識點的學習中,要重點掌握氨基酸的脫水縮合過程,蛋白質(zhì)多樣性的原因及蛋白質(zhì)的功能。同時要注意以下幾點:1.每脫去一個水就要消耗一個氨基和一個羧基。2.肽鍵數(shù)=脫水數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)。例1 請據(jù)下圖所示的化合物結(jié)構(gòu)簡式,回答問題:(1)該化合物屬于 ,由 種氨基酸構(gòu)成,形成這種化合物的不同氨基酸的R基編號是 。 (2)該化合物是由 個氨基酸失去 分子的水形成的,這種反應叫作 。 (3)該化合物中有 個肽鍵,編號是 。 (4)人的胰島素的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),它在人體中起 作用。 【解析】脫水縮合形成的肽鍵就是水解斷裂的化學鍵。【答案】(1)三肽 3 b、d、g (2)3 2 脫水縮合 (3)2c、e (4)調(diào)節(jié) 技巧歸納解題過程中要把握幾個解題的思路:回答多肽的名稱——數(shù)氨基酸數(shù)目;求氨基酸的種類數(shù)——找R基,并求R基的種類數(shù);求肽鍵數(shù)目——找?guī)滋幇l(fā)生了脫水縮合。胰島素屬于蛋白質(zhì)類激素,具有降低血糖濃度的作用。 知識點二:與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的計算1.一條m肽的形成,需要多少個氨基酸 多肽形成過程中脫去的水分子數(shù)目、形成的肽鍵數(shù)、多肽的相對分子質(zhì)量以及多肽中至少含有的氨基(—NH2)和羧基(—COOH)的數(shù)目分別是多少 請列表說明。(假設氨基酸平均相對分子質(zhì)量為 a)答案:肽鏈數(shù) 氨基 酸數(shù)目 肽鍵 數(shù)目 脫去水 分子數(shù)目 多肽相對 分子質(zhì)量 至少含有 的氨基數(shù)目 至少含有 的羧基數(shù)目1條 m m-1 m-1 ma-18(m-1) 1個 1個 2.由m個氨基酸形成的具2條鏈的多肽中,至少含有的氨基數(shù)目及羧基數(shù)目分別是多少 m個氨基酸形成n條鏈的情況呢 答案:2個和2個。n個和n個。3.設有A、B、C三種氨基酸,試從以下兩方面列表說明所能形成的二肽、三肽及一條多肽鏈的種類數(shù):①每種氨基酸數(shù)目不限;②每種氨基酸只有一個。答案:每種氨基酸數(shù)目不限 每種氨基酸只有一個二肽 32=9種 3×2=6種三肽 33=27種 3×2×1=6種n肽(n>4) 3n種 - 例2 某肽鏈由51個氨基酸組成,如果用肽酶把其分解成1個二肽、2個五肽、3個六肽、3個七肽,則這些短肽的氨基總數(shù)的最小值、肽鍵總數(shù)依次是( )。A.9、42 B.2、42 C.2、51 D.9、51【解析】每條肽鏈至少含有一個氨基,故氨基總數(shù)的最小值=肽鏈的條數(shù)=1+2+3+3=9;肽鍵總數(shù)=1+2×(5-1)+3×(6-1)+3×(7-1)=42。【答案】A1.(2015屆廈門二中高一期中)組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式是( )。A. B.C. D.【答案】D2.下列物質(zhì)有的是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸,有的不是。其中構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸各1分子通過縮合形成的化合物名稱、含有氨基數(shù)、羧基數(shù)、水解所需水分子數(shù)依次是( )。① ②③④ ⑤A.一肽、2、2、1 B.四肽、3、2、4C.三肽、2、2、2 D.二肽、2、2、2【解析】根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知,只有①③⑤屬于氨基酸,并且有4個氨基和4個羧基,而在脫水縮合形成三肽過程中要消耗2個氨基和2個羧基,因此通過縮合形成的化合物叫三肽,含2個肽鍵,含有氨基數(shù)、羧基數(shù)、水解所需水分子數(shù)依次是2、2、2。【答案】C3.谷氨酸的R基為—C3H5O2,1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次是( )。A.5、9、4、1 B.4、8、5、1C.5、8、4、1 D.4、9、4、1【解析】本題考查氨基酸的結(jié)構(gòu)通式:,因為一個氨基酸分子中只有R基結(jié)構(gòu)不固定,所以結(jié)合通式,聯(lián)系給出的R基即可得出答案。【答案】A4.若組成蛋白質(zhì)的氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是130,那么一個由1條肽鏈共280個氨基酸所組成的蛋白質(zhì)在形成過程中共產(chǎn)生的水分子數(shù)是( )。A.279 B.280 C.5022 D.36270【解析】此蛋白質(zhì)由1條肽鏈組成,則其合成過程中失水的個數(shù)為(280-1),此計算與氨基酸的平均相對分子質(zhì)量無關(guān)。【答案】A5.下列為某一多肽化合物的分子結(jié)構(gòu)式,請完成下列有關(guān)問題。(1)上述結(jié)構(gòu)中,代表氨基的結(jié)構(gòu)式為 ,代表肽鍵的結(jié)構(gòu)式為 。 (2)上述化合物是由 種氨基酸組成的。 (3)該化合物是由3個氨基酸失去2分子水形成的,失去的水分子中的氫原子來自一個氨基酸分子中的 和另一個氨基酸分子中的 。該多肽化合物能與雙縮脲試劑發(fā)生 反應。此過程需要進行加熱處理嗎 。 【解析】(1)考查氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。(2)氨基酸的種類是由R基決定的,根據(jù)R基的結(jié)構(gòu)可以數(shù)出有2種氨基酸。(3)氨基酸通過脫水縮合形成的水分子中的氫來自一個氨基酸中的—COOH和另一個氨基酸中的—NH2;多肽分子中有肽鍵,能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應,此過程不需要加熱。【答案】(1)—NH2 —CO—NH— (2)2 (3)羧基(或—COOH) 氨基(或—NH2) 紫色 不需要 1.雙縮脲試劑可以鑒定蛋白質(zhì),是由于蛋白質(zhì)有( )。A.肽鍵 B.氨基酸 C.羧基 D.氨基【解析】本題的關(guān)鍵是理解雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)發(fā)生反應的本質(zhì),此反應是與蛋白質(zhì)中的肽鍵有關(guān)。【答案】A2.(2014年遼寧師大附中高一月考)下列氨基酸中,不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸的是( )。A.B.C.D.【解析】根據(jù)組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸特點:至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH),并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。D中的氨基和羧基沒有連在同一個碳原子上。【答案】D3.(2015屆山東德州高一月考)下圖表示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的一部分,圖中A、B、C、D標出分子中不同的化學鍵,當?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生水解反應時,斷裂的化學鍵是( )。【解析】蛋白質(zhì)發(fā)生水解反應時,斷裂的是肽鍵。【答案】C4.某氨基酸的R基為-C2H5O,在這個氨基酸分子中,含有碳和氧的原子數(shù)分別為( )A.4,3 B.3,4 C.4,5 D.2,1【解析】本題是對氨基酸結(jié)構(gòu)簡式應用的考查。氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是C2H4O2NR,根據(jù)R基的組成可寫出此氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式,可以看出碳和氧的原子數(shù)分別是4和3。【答案】A5.科學家培育出一種類似于細菌的“人造細胞”。這種簡單的“細胞”并不是真正的生命體,它不能分裂和分化,但能連續(xù)數(shù)日生成蛋白質(zhì)。下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述中,正確的是( )。A.蛋白質(zhì)是肽鏈以一定方式形成的具有復雜空間結(jié)構(gòu)的高分子化合物B.每種蛋白質(zhì)都由20種氨基酸組成C.每種蛋白質(zhì)都含有C、H、O、N、S、Fe等元素D.氨基酸種類、數(shù)量和排列順序都相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)【解析】組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種,但并不是每一種蛋白質(zhì)都含有20種氨基酸;蛋白質(zhì)必含的元素為C、H、O、N,有的含有S和Fe;肽鏈的空間結(jié)構(gòu)也是決定蛋白質(zhì)多樣性的一個方面。【答案】A6.今有4種氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸。由這4種氨基酸各一個所組成的分子最少肽鍵數(shù)是( )。A.4個 B.3個 C.2個 D.1個【解析】據(jù)題意,該分子是四肽,若由一條鏈組成則含3個肽鍵,若由兩條肽鏈組成則含2個肽鍵。【答案】C7.現(xiàn)有4種氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸,由這4種氨基酸所組成的含4個肽鍵的分子最多有( )。A.44種 B.24種 C.45種 D.120種【解析】從題中“含4個肽鍵的分子”獲取信息:該分子為五肽,由4種氨基酸形成五肽,說明每種氨基酸可重復參與形成五肽,因此該五肽可表示為:【答案】C8.蛋白質(zhì)分子能被肽酶降解,至于哪一肽鍵被斷裂則取決于肽酶的類型。如圖,肽酶P能斷裂帶有側(cè)鏈R4的氨基酸和相鄰氨基酸的羧基基團之間的肽鍵。下列說法正確的是( )。A.該肽鏈一定由五種氨基酸脫水縮合而成B.肽酶P可以催化1處的化學鍵斷裂C.在肽酶P的作用下,經(jīng)過脫水縮合可以形成兩條肽鏈D.該肽鏈中含有游離的氨基和羧基各一個【解析】由于氨基酸的種類取決于R基,圖中所示的肽鏈為五肽,最多由五種氨基酸脫水縮合而成;在肽酶P的作用下,經(jīng)過水解最多可以形成兩條肽鏈,即一條二肽和一條三肽;肽酶P可以催化1處的化學鍵——肽鍵的斷裂;由于組成該肽鏈的各氨基酸的R基是未知的,所以該肽鏈中含有游離的氨基和羧基至少各一個。【答案】B9.假設右圖為某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖,請據(jù)圖回答:(1)該蛋白質(zhì)由 個氨基酸組成,共含有 條肽鏈, 個肽鍵,肽鍵可表示為 。 (2)理論上分析,該蛋白質(zhì)至少有 個—COOH,至少有 個—NH2。 (3)在氨基酸形成該蛋白質(zhì)后,相對分子質(zhì)量比原來減少了 。 (4)寫出該蛋白質(zhì)中不同多肽鏈之間可能的區(qū)別: 。 【解析】首先從圖中讀出該蛋白質(zhì)含有兩條肽鏈,然后計算肽鍵數(shù)=(101+81)-2=180;在氨基酸縮合成的一條多肽鏈中,至少兩端的兩個氨基酸中的一個含有一個—NH2,另一個含有一個—COOH(R基中也可能含有—NH2和—COOH);氨基酸形成蛋白質(zhì)時減少的相對分子質(zhì)量為18×180=3240。【答案】(1)182 2 180 —CO—NH— (2)2 2 (3)3240(4)氨基酸種類、數(shù)目、排列次序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同10.C10H17O6N3S是存在于動植物和微生物細胞中的重要三肽,它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸縮合而成的,則半胱氨酸的分子式可能為( )。A.C3H3NS B.C3H7O2NSC.C3H5ONS D.C3H3O2NS【解析】本題首先根據(jù)三個氨基酸形成三肽(C10H17O6N3S)時,脫去兩分子水(H2O),推出三個氨基酸所含有的C、H、O、N、S原子總個數(shù)是C=10、H=17+4=21、O=6+2=8、N=3、S=1。因此,半胱氨酸中C、H、O、N、S原子個數(shù)就可以根據(jù)三個氨基酸中的原子總數(shù)減去已知谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)的各原子個數(shù)而得出。C=10-5-2=3、H=21-9-5=7、O=8-4-2=2、N=3-1-1=1、S=1,故分子式為C3H7O2NS。【答案】B11.有關(guān)下圖中某蛋白質(zhì)的敘述,正確的是( )。A.形成該蛋白質(zhì)時共脫掉126個水分子B.該蛋白質(zhì)含有2條肽鏈C.該蛋白質(zhì)的R基中共含16個氨基D.該蛋白質(zhì)共有125個肽鍵【解析】由圖可知,該蛋白質(zhì)中羧基一共有17個,而R基上的羧基數(shù)目是15個,說明有2條肽鏈,故B正確;形成蛋白質(zhì)時應脫去126-2=124個水分子,形成124個肽鍵,故A、D錯;該蛋白質(zhì)R基中含有17-2=15個氨基,故C錯。【答案】B12.蛋白質(zhì)是一切生命活動的體現(xiàn)者。對于生物體而言,蛋白質(zhì)的“生老病死”至關(guān)重要。2004年諾貝爾化學獎獲得者研究發(fā)現(xiàn):一種被稱為泛素的多肽在需要能量的蛋白質(zhì)降解過程中起重要作用。泛素激活酶E1將泛素分子激活,然后由E1將泛素交給泛素結(jié)合酶E2,最后在泛素連接酶E3的指引下將泛素轉(zhuǎn)移到靶蛋白上。這一過程不斷重復,靶蛋白就被綁上一批泛素分子。被泛素標記的靶蛋白很快被送往細胞內(nèi)一種稱為蛋白酶體的結(jié)構(gòu)中進行降解,整個過程如下圖所示。請分析回答:(1)蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)具有多種重要功能。依上述材料可推測出蛋白質(zhì)的一項具體功能是 。 (2)泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解過程中所需能量主要來自 物質(zhì)。 (3)蛋白酶體所含的酶最可能是 。 (4)細胞內(nèi)E1、E2、E3在蛋白質(zhì)降解過程中所起的作用不同,從分子水平上分析,其原因是 。 【解析】本題重在考查閱讀能力、信息提取與處理能力,以及分析、推理能力。就知識而言,主要考查了酶和蛋白質(zhì)的相關(guān)知識。(1)題干信息顯示泛素可使靶蛋白在蛋白酶體中降解,整個過程離不開泛素結(jié)合酶、連接酶等,而它們在反應前后并未改變,說明蛋白質(zhì)具有催化作用。(2)在細胞和生物體的生命活動中,能量的主要來源是糖類,需能的蛋白質(zhì)降解也不例外。(3)蛋白酶體可將靶蛋白降解(即水解),因此,其中所含酶應為蛋白質(zhì)水解酶(蛋白酶)。(4)各種酶的催化功能不同是由其分子結(jié)構(gòu)所決定的。【答案】(1)催化作用 (2)糖類 (3)蛋白酶 (4)它們雖然都是蛋白質(zhì),但分子結(jié)構(gòu)不同21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫