資源簡介

2.4 蛋白質是生命活動的主要承擔者學案
【預習新知】
蛋白質的功能
1.結構蛋白
構成細胞和生物體結構的重要物質，如 。
2.功能蛋白：
絕大多數 （細胞中化學反應的催化劑）都是蛋白質；
有些蛋白質具有 功能。例如，血紅蛋白能夠運輸氧；
有些蛋白質能夠 。例如胰島細胞分泌的胰島素能夠參與血糖的代謝調節，降低血液中葡萄糖的含量；
有些蛋白質有 功能，如抗體。
蛋白質的基本組成單位——氨基酸
一、 是組成蛋白質的基本單位。在人體中，組成蛋白質的氨基酸有 種。
二、氨基酸分子的結構特點
氨基酸的結構通式
1.組成元素：C、H、O、N，有的含有 等。
2.氨基酸分子的結構
①數量上：至少有一個—NH2和—COOH
②位置上：都有一個—NH2和一個—COOH連接在 。
（3）氨基酸的種類和理化性質的差異是由 （R基）的不同導致的。
蛋白質的結構及其多樣性
1．氨基酸脫水縮合形成肽鏈
一個氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(—NH2)相連接，同時脫去一分子的水，這種結合方式叫作脫水縮合。連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫作肽鍵。由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物叫作二肽。
2．多肽及蛋白質的形成
(1)多肽：由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，叫作多肽。
(2)肽鏈：多肽通常呈鏈狀結構，叫作肽鏈。
(3)蛋白質的形成：一條或多條肽鏈經盤曲、折疊，形成具有一定空間結構、能行使一定功能的蛋白質。
3．蛋白質的空間結構
(1)蛋白質的結構層次
C、H、O、N等元素氨基酸肽鏈蛋白質
(2)蛋白質分子結構多樣性的原因
①氨基酸的種類不同，構成的肽鏈不同(如下圖)
—□—□—□—□—□—□—
—○—○—○—○—○—○—
(□、○分別代表不同種類的氨基酸)
②氨基酸的數目不同，構成的肽鏈不同(如下圖)
□—□—□—□—□　□—□—□—□
③氨基酸的排列順序不同，構成的肽鏈不同(如下圖)
—□—○—○—□—○—　—○—□—○—□—○—
(□、○分別代表不同種類的氨基酸)
④肽鏈的數目不同，盤曲、折疊的方式和空間結構不同，構成的蛋白質不同(見下圖)
【鞏固訓練】
1.下列關于蛋白質的敘述，正確的是( )
A.羊吃草，羊和草細胞內蛋白質種類相同
B.構成甲硫氨酸的S元素只能位于R基上
C.氨基酸的種類和數量相同的蛋白質是同一種蛋白質
D.血紅蛋白在高溫條件下仍具有運輸氧氣或二氧化碳的功能
2.綠色熒光蛋白簡稱GFP，最初是從維多利亞多管發光水母中分離出來的結構蛋白，其構成相關數據如圖所示，下列有關敘述正確的是( )
A.CFP含有2條肽鏈
B.GFP的R基上的氨基有17個
C.GFP徹底水解將產生126種氨基酸
D.GFP水解時，一共需要126個水分子
3.燙發時，先用還原劑使頭發角蛋白的二硫鍵（—S—S—）斷裂，再用卷發器將頭發固定形狀，最后用氧化劑使角蛋白在新的位置形成二硫鍵。下列敘述錯誤的是( )
A.氨基酸中的S元素存在于R基團
B.二硫鍵斷裂過程中角蛋白的相對質量增加
C.燙發的過程改變了角蛋白的空間結構
D.角蛋白的改變可用雙縮脲試劑進行檢測判別
4.已知某條肽鏈由88個氨基酸縮合而成，其中共有氨基6個，甲硫氨酸5個，且在肽鏈中的位置為3、25、56、78、82，甲硫氨酸的分子式為C5H11O2NS。下列敘述錯誤的是( )
①合成該多肽的氨基酸共有N原子數目94個
②若去掉該多肽中的甲硫氨酸，肽鍵數目會減少10個
③若去掉該多肽中的甲硫氨酸，氨基和羧基均分別增加5個
④若去掉該多肽中的甲硫氨酸，形成的短肽中O原子數目減少1個
A.① B.①②④ C.①④ D.②③
5.下列敘述不能體現蛋白質是生命活動承擔者的是( )
A.細胞膜上轉運蛋白的種類和數量決定了膜的選擇透過性
B.細胞核中的遺傳信息往往要表達成蛋白質才能起作用
C.RNA聚合酶識別并結合在DNA上有利于基因的選擇性表達
D.變性的蛋白質也能與雙縮脲試劑產生紫色反應
6.人類的許多疾病與人體細胞內肽鏈的折疊錯誤有關(如阿爾茨海默病、帕金森病)，而肽鏈的折疊往往需要一類能循環發揮作用的分子伴侶協助。某研究團隊發現了一種熱休克蛋白(Hsp70)，是分子伴侶系統的核心成員之一，包括結構域A和結構域B兩個部分，主要功能是通過結構域A水解ATP引發自身構象改變，實現結構域B與多肽鏈的疏水區結合幫助其折疊。下列說法錯誤的是( )
A.Hsp70的結構域A發生自身構象的改變是不可逆的
B.Hsp70的結構域A可能具有ATP水解酶的作用
C.Hsp70的結構域B與多肽鏈結合的條件是結構域A的構象改變
D.研究Hsp70與多肽鏈的折疊關系，為治療阿爾茨海默病等提供新思路
7.下圖為丙氨酸與半胱氨酸的結構式,下列相關敘述中正確的是( )
A.可用雙縮脲試劑檢測溶液中丙氨酸的含量
B.丙氨酸與半胱氨酸的R基均不參與化學鍵形成
C.不同的蛋白質中氨基酸的種類和數量一定不同
D.組成人體蛋白質的氨基酸最多有21種,都可從食物中攝取
8.下列關于蛋白質的敘述，錯誤的是( )
A.蛋白質是細胞的物質基礎、生命活動的主要承擔者
B.煮熟的蛋白質遇到雙縮脲試劑不會產生紫色反應
C.肽鏈盤曲折疊成一定空間結構后可能具有生物活性
D.鹽析出的蛋白質的結構和功能不會發生改變
9.下列關于蛋白質的敘述，錯誤的是( )
A.有的蛋白質能催化細胞中的化學反應
B.若某蛋白質含有多條肽鏈，則這些肽鏈一定通過肽鍵結合在一起
C.高溫下變性后的蛋白質更容易被蛋白酶水解
D.人體細胞中具有運輸功能的蛋白質不一定分布在細胞膜上
10.蛋白質在行使功能的時候往往會與某些物質或結構相結合。下列敘述錯誤的是( )
A.與水分子結合，可以協助水分子進出細胞
B.與DNA分子結合，可以催化合成核糖核苷酸長鏈
C.與促甲狀腺激素結合，可以實現細胞間信息交流
D.與病原體結合，可以抑制病原體對宿主細胞的黏附
參考答案
1.答案：C
解析：A、牛奶中含有蛋白質與雙縮脲試劑反應產生紫色，A錯誤；B、含乳飲料中脂肪含量較多，長期大量飲用使得糖類過剩，也會轉化為脂肪，從而導致肥胖，兒童大量飲用會引起肥胖，B錯誤；C、維生素D的生理作用是促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收，C正確；D、含乳飲料含有白砂糖、食用香精、甜味劑、糖類過剩也會轉化為脂肪從而導致肥胖，D錯誤。故選C。
2.答案：A
解析：A、分析柱形圖：該蛋白質中，游離羧基的總數是17，R基中的羧基數目是15，說明該蛋白質是由17-15=2條肽鏈組成的，A正確；
B、該蛋白質有2條肽鏈，游離氨基總數為17，因此R基上的氨基有17-2=15個，B錯誤；
C、該蛋白質由126個氨基酸脫水縮合而成，但徹底水解的產物最多有21種，C錯誤；
D、該蛋白質由126個氨基酸組成，含有2條肽鏈，則脫水縮合時能形成124個水分子，故GFP水解時，一共需要124個水分子，D錯誤。
故選A。
3.答案：D
解析：根據氨基酸的結構組成可知，氨基酸中的S元素只存在于R基團中，A正確；二硫鍵是由2個-SH脫去2個H形成的硫原子間的鍵“-S-S-”，角蛋白的二硫鍵斷裂過程中，需要加入2個H，故二硫鍵斷裂過程中角蛋白的相對質量增加，B正確；燙發過程中角蛋白的二硫鍵發生了斷裂和重組，從而改變了角蛋白的空間結構，C正確；燙發后的角蛋白空間結構改變，但是肽鍵并沒有變化，用雙縮脲試劑進行檢測仍然產生紫色反應，因此不可以用雙縮脲試劑進行檢測判別，D錯誤。
4.答案：C
解析：由題意知，該多肽鏈由88個氨基酸脫水縮合而成，5個氨基酸的R基中含有氨基，因此N原子總數是88+5=93（個）,①錯誤；若去掉多肽鏈中的甲硫氨酸，需要水解10個肽鍵，因此肽鍵數目會減少10個，②正確；由于甲硫氨酸的R基中沒有氨基和羧基，去掉甲硫氨酸后，形成6條短肽，肽鏈中的氨基數目是6+5=11，增加5個，羧基也增加5個，③正確；如果去掉該多肽中的甲硫氨酸，要消耗10分子水，形成6條短肽和5個氨基酸，短肽中的氧原子變化數目是10-5×2=0個，④錯誤。故選C。
5.答案：D
解析：A、細胞膜上轉運蛋白的種類和數量決定了膜的選擇透過性，即細胞膜中蛋白質的種類和數量越多，則細胞的結構和功能越復雜，A正確；
B、蛋白質是生命活動的主要承擔者，因此，細胞核中的遺傳信息往往要表達成蛋白質才能起作用，B正確；
C、RNA聚合酶識別并結合在DNA上能驅動轉錄過程，因而有利于基因的選擇性表達，這是蛋白質功能的體現，C正確；
D、變性的蛋白質能與雙縮脲試劑產生紫色反應是蛋白質的性質，不能體現蛋白質作為生命活動主要承擔者的功能，D錯誤。
故選D。
6.答案：A
解析：從題干信息分析可知分子伴侶能循環發揮作用，Hsp70的結構域A發生自身構象的改變是可逆的，A錯誤。
7.答案：D
解析：雙縮脲試劑鑒定的是蛋白質的含量,前提是化合物中含有肽鍵，不能鑒定氨基酸的含量,A錯誤;半胱氨酸的R基可參與二硫鍵的形成,B錯誤;不同的蛋白質中氨基酸的種類和數量可能相同,但是排列順序有差異,C錯誤;組成蛋白質的氨基酸最多有21種,包括必需氨基酸和非必需氨基酸,都可以從食物中攝取,D正確。
8.答案：B
9.答案：B
解析：A、某些蛋白質具有催化作用，可以催化細胞中的化學反應，A正確；B、若某蛋白質含有多條肽鏈，則每條肽鏈內部的氨基酸之間通過肽鍵相連，肽鏈之間通過二硫鍵等化學鍵相連，B錯誤；C、高溫變性的蛋白質，肽鍵暴露，更容易被蛋白酶水解，C正確；D、人體細胞中具有運輸功能的蛋白質不一定分布在細胞膜上，比如血紅蛋白，D正確。故選B。
10.答案：A
解析：A、水分子進出細胞通過自由擴散或協助擴散方式，自由擴散不需要借助蛋白質，協助擴散需要通道蛋白，但通道蛋白不需要跟水結合A錯誤;
B、在轉錄過程中，RNA聚合酶 (蛋白質)與DNA分子結合，可以催化合成核糖核苷酸長鏈，B正確;
C、甲狀腺細胞上存在受體蛋白與促甲狀腺激素結合，可以實現細胞間信息交流，C正確;
D、抗體與病原體結合，可以抑制病原體對宿主細胞的黏附，D正確。
故選:A。

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