資源簡介

第4節 蛋白質是生命活動的主要承擔者（第一課時）
【學習目標】
1．借助生活經驗和常識，舉例說出蛋白質在細胞生命活動中承擔的功能，認同蛋白質在細胞生命活動中承擔重要作用。
2．例析蛋白質功能的實現與其空間結構密切相關，初步建立結構與功能觀。
3．利用歸納法得出氨基酸分子的結構通式。
【課前學習】
一、蛋白質的功能
1．與生命活動的關系：細胞的各項生命活動都離不開 ，蛋白質是生命活動的主要 。
2．功能舉例
(1)結構蛋白：構成的重要物質，如肌動蛋白。
(2)功能蛋白：①_______作用，如酶；② 作用，如胰島素、生長激素；③ 作用，如抗體；④ 作用，如紅細胞中的血紅蛋白。
二、氨基酸的種類與結構
1．氨基酸的種類：人體中組成蛋白質的氨基酸有 種。依據人體細胞能否合成，又可分為必需氨基酸（8種）和非必需氨基酸（13種）。
2．氨基酸的結構
(1)結構通式：
(2)結構特點：①數量上，至少含有一個_____和一個_______
氨基和一個羧基連接在_______上。③不同氨基酸的_______
答案：一、1．蛋白質 承擔者 2．催化 調節 免疫 運輸 二、1． 21 2．（2）氨基 羧基 同一個碳原子 R基不同
【課上學習】
任務一：
閱讀教材P28，舉例說明蛋白質在細胞的生命活動中承擔著哪些功能？
任務二：
閱讀教材P29 “思考·討論”，觀察4種氨基酸的結構式，找出它們的共同點，寫出氨基酸的結構通式。
任務三：從以下圖片中選出構成蛋白質的氨基酸卡片，剪下備用。
【課后練習】
1．下列關于蛋白質的敘述，正確的是（　　）
A．蛋白質主要由C、H、O、N、P五種元素組成
B．蛋白質的基本組成單位是氨基酸
C．血紅蛋白運輸氧，還有催化功能
D．蛋白質變性是由于肽鍵斷裂造成的
2．下列關于人體中蛋白質功能的敘述，錯誤的是（ ）
A．人體細胞產生的抗體可發揮防御作用
B．肌細胞中的某些蛋白質參與肌肉收縮的過程
C．蛋白質結合Mg2＋形成的血紅蛋白參與O2的運輸
D．人體內的胰島素有調節機體生命活動的作用
3．如果一個氨基酸分子有兩個氨基，則這兩個氨基分別位于（ ）
A．中心碳原子和氨基上 B．羧基和中心碳原子上
C．氨基和R基上 D．中心碳原子和R基上
4．已知甲硫氨酸的R基是 CH2 CH2 S CH3，則甲硫氨酸的分子式是（ ）
A．C5H11O2NS B．C6H12O2NS C．C5H11OS D．C8H18O2NS2
5．下列不屬于蛋白質功能的是（ ）
A．將蛋白質消化分解為氨基酸 B．胰島素可以幫助人體抵御病菌和病毒
C．將氧氣運到全身各處的組織細胞 D．是構成細胞和生物體的結構物質
6．根據最新消息，完成了兩針新冠疫苗的接種且滿六個月的人員可以接種第三針疫苗了，接種第三針是為了產生更穩定的抗體。以下屬于抗體功能的是（ ）
A．作為結構蛋白 B．催化作用
C．主要的儲能物質 D．免疫功能
7．下列各種蛋白質的功能，正確的組合是
A．胃蛋白酶—調節作用 B．血紅蛋白—催化作用
C．胰島素—運輸作用 D．抗體—免疫作用
8．蛋白質在生物體內發揮著重要作用。下列不是組成蛋白質的氨基酸的是（ ）
參考答案
1．B 蛋白質主要由C、H、O、N四種元素組成，有的還含有S、Fe等元素，A錯誤；構成蛋白質的基本單位是氨基酸，B正確；血紅蛋白可運輸氧，具有運輸功能，沒有催化功能，C錯誤；蛋白質變性過程中肽鍵沒有斷裂，只是空間結構改變，D錯誤。
2．C 人體細胞產生的抗體可參與體液免疫過程中，與抗原特異性結合，從而發揮防御作用，A正確；肌肉具有收縮的功能，肌細胞中的某些蛋白質參與肌肉收縮的過程，B正確；
C、蛋白質結合Fe2+形成的血紅蛋白參與O2運輸，C錯誤；人體內的胰島素可降低人體血糖濃度的作用，D正確。
3．D 由組成蛋白質的氨基酸的結構特點可知，組成蛋白質的氨基酸的結構通式是： ，因此如果一個氨基酸分子的結構中有兩個氨基，那么這兩個氨基分別位于中心碳原子和R基上，D正確。
4．A 由氨基酸的結構通式可知，結構通式中各原子數是-C2H4O2N，連上R基 CH2 CH2 S CH3，可推出甲硫氨酸的分子式是C5H11O2NS，A正確。
5．B 蛋白酶將蛋白質消化分解為氨基酸，蛋白酶的化學本質是蛋白質，A不符合題意；胰島素是激素，能降血糖，對人體起調節作用，而不是幫助人體抵御病菌和病毒，B符合題意；氧和血紅蛋白結合成氧合血紅蛋白，通過血液循環輸送到全身各處的組織細胞，血紅蛋白是蛋白質，C不符合題意；有的蛋白質是構成細胞和生物體的結構物質，例如蠶絲蛋白，D不符合題意。
6．D 蛋白質是生命活動的主要承擔者，有的蛋白質是細胞結構的重要組成成分；有的蛋白質具有催化功能，如大多數酶是蛋白質；有的蛋白質具有調節機體生命活動的功能，如胰島素；有的蛋白質具有運輸功能，如載體蛋白質；有的蛋白質具有免疫功能，如抗體。
7．D 胃蛋白酶具有催化作用，A錯誤；血紅蛋白具有運輸氧氣作用，B錯誤；胰島素起信息傳遞作用，能夠調節機體的生命活動，C錯誤；抗體具有免疫作用，D正確。
8．C 該化合物中的一個氨基和羧基連接同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基團，是組成蛋白質的氨基酸，A不符合題意；該化合物中的一個氨基和羧基連接同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基團，是組成蛋白質的氨基酸，B不符合題意；該化合物中的一個氨基和羧基未連接在同一個碳原子上，不是組成蛋白質的氨基酸，C符合題意；該化合物中的一個氨基和羧基連接同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基團，是組成蛋白質的氨基酸，D不符合題意。第4節 蛋白質是生命活動的主要承擔者（第二課時）
【學習目標】
1．通過 “組裝膠原蛋白”的活動，概述蛋白質的一級結構和空間結構，闡明蛋白質結構多樣性的原因。
2．通過膠原蛋白和血紅蛋白的結構和功能分析，闡明蛋白質的功能以其完整空間結構為基礎，而空間結構與組成它的氨基酸序列密切相關，從分子水平感悟結構與功能的關系。
【課前學習】
1.蛋白質的形成
（1）由于氨基酸之間能夠形成________等，從而使得肽鏈能夠__________，形成具有一定空間結構的蛋白質分子。
（2）兩條或多條肽鏈之間通過一定的化學鍵（如________）相互結合在一起，形成具有更為復雜的________的蛋白質。
2.蛋白質結構多樣性的原因
（1）氨基酸方面：氨基酸的種類、數目、________不同。
（2）肽鏈方面：肽鏈的________及其形成的________千差萬別。
1.（1）氫鍵 盤曲、折疊 （2）二硫鍵 空間結構 2.（1）排列順序 （2）盤曲、折疊方式 空間結構
【課上學習】
任務一：“組裝膠原蛋白”
1．按照“脫水縮合”的方式，將上節課剪下的氨基酸卡片用肽鍵連接，形成“三肽”，并將脫下的部分拼成水分子。
2．借助以上物理模型，概括肽鏈中氨基酸數、脫水數、肽鍵數間的關系。
3．總結肽鏈結構多樣性形成的原因。
任務二：利用三肽模型，模擬蛋白質的“水解”過程。
【課后練習】
一、選擇題
1．下列有關生物蛋白質的敘述，不正確的是（　　）
A．蛋白質單體中至少有一個—NH2（氨基）和一個—COOH（羧基）連接在同一個碳原子上
B．蛋白質中結構最簡單的氨基酸是甘氨酸，組氨酸是嬰兒的必需氨基酸
C．載體蛋白、血紅蛋白都具有運輸功能，血紅蛋白由C、H、O、N、Fe等元素組成
D．蛋白酶在強酸中變性的原因是該蛋白質的空間結構受到破壞，肽鍵被水解
2．下圖為某多肽物質分解反應示意圖，下列說法正確的是（ ）
A．該多肽物質是由 7 個氨基酸經過脫水縮合形成
B．圖示反應前后游離的氨基和羧基數目不變
C．產物為三肽和二肽
D．反應物中有 8 個肽鍵
3．下圖為腦啡肽的結構簡式，據圖分析下列敘述錯誤的是（　　）
A．腦啡肽是由5個氨基酸失去4分子的水形成的
B．該化合物中有1個羧基和1個氨基
C．腦啡肽分子是由4種氨基酸形成的
D．該化合物屬于四肽，因為含有4個肽鍵
4．如圖是由280個氨基酸組成的某蛋白質的結構圖，對其敘述正確的是（　　）
A．該蛋白質至少有兩個羧基
B．該蛋白質完全水解需要277個水分子
C．該蛋白質的功能由氨基酸的數量、種類、排列順序三方面決定
D．該蛋白質至少含280個氨基
5．由n個肽鍵、2條多肽鏈組成的蛋白質。若氨基酸的平均相對分子質量為a，則該蛋白質的相對分子質量為（ ）
A．(a-18)n-2a B．(a-18)n+2a C．an-18(n-2) D．an-18(n+2)
6．下列有關敘述，正確的是（ ）
A．氨基酸脫水縮合形成的水中的氧一個來自氨基，一個來自羧基
B．蛋白質的合成過程中產生水，水解過程需要消耗水
C．高溫、強酸、強堿都會破壞肽鍵從而破壞蛋白質的空間結構
D．血液中O2的運輸不能體現蛋白質的功能
7．下圖為某多肽分子，下列相關敘述中不正確的是（ ）
A．該多肽形成場所為核糖體，形成時失去4個水分子
B．該多肽分子中只有一個氨基和一個羧基
C．該多肽分子由4種氨基酸構成
D．該多肽不能與雙縮脲試劑反應產生紫色
8．下列關于蛋白質的敘述正確的是（ ）
A．人體不能合成的氨基酸稱為非必需氨基酸，共有8種
B．細胞中氨基酸種類和數量相同的蛋白質是同一種蛋白質
C．血紅蛋白中不同肽鏈之間通過肽鍵連接
D．各種氨基酸理化性質不同的原因在于R基不同
9．燙發時，先用還原劑使頭發角蛋白的二硫鍵斷裂，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。這一過程改變了角蛋白的（　　）
A．空間結構 B．氨基酸種類
C．氨基酸 D．氨基酸排列順序
10．人體每天的飲食必須要有充足的蛋白質，因為人體體內的蛋白質每天都有一定的代謝消耗，所以每天必須補充，下列關于其說法正確的是（ ）
A．人體食用蛋白質食物之后通過消化吸收增加了人體內蛋白質的種類
B．人體蛋白質中的N主要存在于氨基中
C．蛋白質的多樣性是因為組成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列順序和空間結構不同
D．高溫能使蛋白質變性，使蛋白質的結構伸展、松散，易于消化
11．困擾美洲及加勒比地區的寨卡（Zika）病毒，已在我國發現多例感染者。該病毒通過伊蚊叮咬進行傳播，導致嬰兒患上“小頭癥”，該病毒結構如圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A．圖中 M 蛋白、E 蛋白二聚體經過酶解后的氨基酸種類和數量均不同
B．寨卡病毒的遺傳物質徹底水解后得到尿嘧啶和核糖核苷酸等化合物
C．如圖所示，寨卡病毒的遺傳物質RNA，在HIV中也能找到這類物質
D．寨卡病毒體內，水是含量最多的化合物，其含量不斷變化又相對穩定
12．下列廣告語在科學性上沒有錯誤的是（ ）
A．來自深海生物的稀有蛋白質，滿足您對特殊蛋白質的需求
B．××牌八寶粥由桂圓、紅豆、糯米等精制而成，不含糖，適合糖尿病患者食用
C．這種口服液含有豐富的C、N、P、Zn等微量元素
D．服用魚肝油(富含維生素D)有助于您的寶寶骨骼健康，促進骨骼發育
二、非選擇題
13．肉毒桿菌是一種致命病菌，在繁殖過程中分泌毒素。軍事上常將這種毒素用于生化武器。人們食入和吸收這種毒素后，神經系統將遭到破壞。該毒素由兩個亞單位（每個亞單位為一條鏈盤曲折疊而成）組成的一種生物大分子。
請回答問題：
（1）肉毒類毒素化學本質是______，可用___________檢測，其組成單位的結構通式是________________。
（2）圖中該片段由______種氨基酸組成，有_____個肽鍵。
（3）一分子肉毒類毒素至少含有______個氨基和______個羧基。，寫出上圖中最后一個氨基酸的R基________________。
14．我國中科院上海生化所于1982年5月合成了一種具有鎮痛作用而又不會像嗎啡那樣使病人上癮的藥物——腦啡肽，下面是它的結構簡式。請根據此化合物的結構分析回答：
（1）該化合物有________個氨基和________個羧基。
（2）該化合物是由________個氨基酸失去________分子水而形成的，這樣的反應叫做________，該化合物叫________肽。在形成時，相對分子質量減少了________。
（3）腦啡肽水解后可產生________種氨基酸，造成氨基酸種類不同的原因是_______。
15．某細菌能產生一種鏈狀“毒性肽”，其分子式是C55H70O19N10，將它徹底水解后只能得到下列四種氨基酸。
請完成下列小題
（1）每種蛋白質都一定含有元素的是____________。
（2）一個蛋白質中的氨基酸一般不會超過___________種。
（3）兩個氨基酸分子相互作用的化學反應叫做_______，其產物是______。
（4）該多肽水解成不同的氨基酸，這些氨基酸在結構上的共同特點是____________。
（5）蛋白質分子結構復雜，經加熱、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽等的作用，引起蛋白質的變性，其原因主要是_________________。
（6）蛋白質分子結構多種多樣，在細胞里的功能也是多種多樣。寫出蛋白質其中的兩種功能____________。（只對一種不給分）
參考答案
1．D 組成蛋白質的單體是氨基酸，每個氨基酸至少有一個氨基和一個羧基，且連接在同一個碳原子上，A正確；甘氨酸的R基是-H，分子量最小，是結構最簡單的氨基酸，組氨酸是嬰兒的必需氨基酸，B正確；載體蛋白和血紅蛋白都具有運輸功能，組成血紅蛋白的組成元素有C、H、O、N、S、Fe等，C正確；蛋白酶的化學本質是蛋白質，蛋白質在強酸中空間結構受到破壞，但是肽鍵沒有被水解，D錯誤。
2．A 圖示多肽鏈含有7個氨基酸，經過脫水縮合脫去6分子水形成該肽鏈，A正確；每條肽鏈至少含有一個游離的氨基和一個游離的羧基，該反應前后游離的氨基和羧基數目發生改變，反應前至少為一個氨基一個羧基，反應后至少為兩個氨基、兩個羧基，B錯誤；圖中反應產物為四肽和三肽，C錯誤；反應物為七肽，含有6個肽鍵，D錯誤。
3．D 腦啡肽中有4個肽鍵，是由5個氨基酸失去4分子的水形成的 ，A正確；該化合物中R基中沒有羧基和氨基，只有肽鏈兩側分別有1個羧基和1個氨基，B正確；組成腦啡肽分子的5個氨基酸分子中有兩個氨基酸的R基都是-H，則腦啡肽分子是由4種氨基酸形成的，C正確；該化合物是由5個氨基酸分子脫水縮合形成的五肽，含有4個肽鍵，D錯誤。
4．A 由圖可知，該蛋白質有兩條肽鏈和1個環狀肽，一條肽鏈至少含有一個氨基和一個羧基，環狀多肽至少含有0個氨基和0個羧基，所以該蛋白質至少有兩個羧基，A正確；
B、該蛋白質形成過程中失去水分子數為280-2=278，所以蛋白質完全水解需要278個水分子，B錯誤；該蛋白質的功能由氨基酸的數量、種類、排列順序以及肽鏈盤曲折疊形成的空間結構等決定的，C錯誤；由圖可知，該蛋白質有兩條肽鏈和1個環狀肽，一條肽鏈至少含有一個氨基和一個羧基，環狀多肽至少含有0個氨基和0個羧基，所以該蛋白質至少有兩個氨基，D錯誤。
5．B 蛋白質相對分子質量=氨基酸平均相對分子質量×氨基酸數量-失去水分子數×水的相對分子質量，所以該蛋白質的相對分子質量為（n+2）×a-n×18=（a-18）n+2a，B正確，ACD錯誤。
6．B 氨基酸脫水縮合形成的水中的氧來自羧基，A錯誤；蛋白質的合成過程中需要氨基酸脫水縮合，該過程中產生水，水解過程需要消耗水，B正確；高溫、強酸、強堿等條件都會破壞蛋白質的空間結構，但不會破壞肽鍵，C錯誤；血紅蛋白參與血液中O2的運輸，因此能體現蛋白質的運輸功能，D錯誤。
7．D 氨基酸脫水縮合形成蛋白質的場所是核糖體，該化合物是五肽，形成時失去4分子水，A正確；該多肽的氨基酸的R基沒有氨基和羧基，因此該多肽分子中只有一個氨基和一個羧基，B正確；該多肽的氨基酸的R基第二個和第三個相同，均為-H，其余不相同，因此該多肽分子由5個共4種氨基酸構成，C正確；雙縮脲試劑是檢測肽鍵的，該多肽含有兩個以上肽鍵，可以與雙縮脲試劑反應產生紫色，D錯誤。
8．D 人體不能合成的氨基酸稱為必需氨基酸，共有8種，A錯誤；氨基酸的種類、數量和排列順序不同，肽鏈的空間結構千差萬別導致了蛋白質結構的多樣性。由于氨基酸的排列順序以及肽鏈的空間結構可能不同，細胞中氨基酸種類和數量相同的蛋白質不一定是同一種蛋白質，B錯誤；血紅蛋白中不同肽鏈之間通過二硫鍵等化學鍵鍵連接，C錯誤；根據氨基酸的結構通式可知，不同的氨基酸的差異體現在R基上，因此各種氨基酸理化性質不同的原因在于R基的不同，D正確。
9．A 燙發時，頭發角蛋白的二硫鍵斷裂，在新的位置形成二硫鍵。故這一過程改變了角蛋白的空間結構，A正確；該過程中，肽鍵沒有斷裂，氨基酸種類沒有增多或減少，B錯誤；該過程中，氨基酸數目和結構均未改變，C錯誤；該過程中，只是二硫鍵斷裂，蛋白質的空間結構改變，故氨基酸排列順序沒有改變，D錯誤。
10．D 蛋白質通過消化變成氨基酸才能被吸收，不會增加人體內蛋白質的種類，A錯誤；蛋白質中的N可存在于肽鏈一端的氨基（等于鏈數，而鏈數有限）、R基（不一定含N）和氨基酸間脫水縮合后的結構“—CO—NH—”中。因此，蛋白質中N元素主要存在于結構“—CO—NH—”中，B錯誤；蛋白質的多樣性是因為組成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列順序不同和肽鏈的盤曲折疊方式及形成的空間結構不同，C錯誤；高溫能使蛋白質變性，蛋白質的空間構象被破壞造成的，使蛋白質的結構更加伸展、松散，更容易被蛋白酶水解，易于消化，D正確。
11．C 圖中M蛋白、E蛋白二聚體是兩種不同的蛋白質，但二者水解產生的氨基酸的種類和數目可能不完全相同，A錯誤；寨卡（Zika）病毒的遺傳物質是RNA，其徹底水解后得到尿嘧啶、腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、核糖和磷酸等6種化合物，B錯誤；由分析可知，寨卡（Zika）病毒的遺傳物質是RNA，HIV的遺傳物質也是RNA，即在HIV中也能找到這類物質，C正確；水是細胞中含量最多的化合物，病毒不具有細胞結構，因此水不是病毒含量最多的化合物，D錯誤。
12．D 蛋白質為生物大分子，會在消化道內被分解形成基本單位，分解后的基本單位氨基酸沒有特殊性，A錯誤；糯米含淀粉，屬于多糖，B錯誤；C、N、P是大量元素，不是微量元素，C錯誤；維生素D有助于鈣的吸收、儲存及利用。則魚肝油（富含維生素D）有助于寶寶骨骼健康，促進骨骼發育，D正確。
13．【答案】
（1） 蛋白質 雙縮脲試劑
（2） 5 4
（3） 2 2 -CH2-CH-（CH3）2
【解析】（1）肉毒類毒素的化學本質是蛋白質，可與雙縮脲試劑反應為紫色。它的基本組成單位是氨基酸，結構通式為。（2）根據分析可知，該片段有5個氨基酸分子，且這5個氨基酸的R基團各不相同，可見，該片段由5種氨基酸脫水縮合形成，在形成該片段時要脫去4分子水，形成4個肽鍵。（3）肉毒類毒素是由兩個亞單位（每個亞單位為一條鏈盤曲折疊而成）組成的，每個亞單位至少含有1個游離的氨基和1個游離的羧基，因此一分子肉毒類毒素至少含有2個氨基和2個羧基，分別在兩條鏈的兩端。據圖可知，最后一個氨基酸的R基-CH2-CH（CH3）2。
14．【答案】（1） 1 1 （2） 5 4 脫水縮合 五 72
（3） 4 R基不同
【解析】分析題圖：圖示為腦啡肽的結構簡式，該化合物由5個氨基酸脫水縮合形成，這5個氨基酸的R基團依次為-CH2-C6H5-OH、-H、-H、-CH2-C6H5、-CH2-CH（CH3）2。（1）
分析題圖中的腦啡肽是多肽類物質，該化合物中含有一個氨基（-NH2）和一個羧基（-COOH）。
（2）分析題圖可知，該化合物有4個肽鍵，因此該化合物含有五個氨基酸，該化合物是由5個氨基酸失去4分子水而形成的，氨基酸形成多肽鏈的過程叫脫水縮合反應，由5個氨基酸分子脫水縮合形成的化合物稱為五肽。在脫水縮合過程中失去了4分子水，因此形成該化合物時，相對分子質量減少4×18=72。（3）分析題圖可知，該化合物中含有5個R基，但只有4種，因此該化合物由4種氨基酸構成，氨基酸的種類不同的原因是氨基酸的側鏈基團（R基）不同。
15．【答案】（1）C、H、O、N（2）21（3） 脫水縮合 二肽和水
（4）每種氨基酸都至少有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上（5）空間結構遭到破壞（6）結構蛋白、調節作用、催化作用、免疫作用、運輸作用等
【解析】（1）每種蛋白質都一定含有C、H、O、N，有的含有S、Fe。（2）組成蛋白質的氨基酸總共21種，因此一個蛋白質中的氨基酸一般不會超過21種。（3）兩個氨基酸分子通過脫水縮合反應可形成二肽和水。（4）氨基酸的結構特點為每種氨基酸都至少有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。（5）蛋白質分子經加熱、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽等的作用可使蛋白質的空間結構遭到破壞，引起蛋白質的變性。
（6）蛋白質分子結構多種多樣，在細胞里的功能也是多種多樣，其主要的功能有結構蛋白、調節作用、催化作用、免疫作用、運輸作用等。

展開更多......

收起↑