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第4節(jié)　蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者
課時學習目標　闡明蛋白質(zhì)通常由21種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)，細胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成(結(jié)構(gòu)與功能觀)。
一、蛋白質(zhì)的功能及其基本組成單位——氨基酸
1.蛋白質(zhì)的功能　　　　生命活動的主要承擔者
類別 功能 舉例
結(jié)構(gòu)蛋白 許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì) 肌動蛋白、肌球蛋白等
功能蛋白 調(diào)節(jié) 對細胞和生物體的生命活動有重要的調(diào)節(jié)作用 胰島素、生長激素等
催化 細胞中的化學反應離不開酶的催化 胃蛋白酶等
運輸 有些蛋白質(zhì)具有運輸功能 血紅蛋白等
免疫 能抵御侵入人體或高等動物體內(nèi)的抗原物質(zhì) 抗體等
2.蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
(1)氨基酸的種類
①在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種。
②分為必需氨基酸(8種)和非必需氨基酸(13種)。
(2)主要組成元素　C、H、O、N(有些含S)。
(3)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點
[微思考]
氨基酸的不同種類主要由什么結(jié)構(gòu)決定的？為什么？
提示：R基。組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸只有R基結(jié)構(gòu)是不同的。
[辨正誤]
(1)蛋白質(zhì)具有催化、免疫、遺傳、調(diào)節(jié)等各種功能。(×)
提示：蛋白質(zhì)不具有遺傳功能。
(2)具有氨基和羧基的化合物，都是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。(×)
提示：氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，該碳原子上還連接一個H和一個側(cè)鏈基團。
(3)組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合。(×)
提示：組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間脫水縮合方式都是相同的。
(4)組成生物體的蛋白質(zhì)中，甘氨酸的相對分子質(zhì)量最小。(√)
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，從蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中分解出來的氨基酸有21種，下圖為四種氨基酸的結(jié)構(gòu)示意圖。
(1)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸共有的部分是。
(2)材料中四種氨基酸的R基分別是什么？
提示：—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、
—CH2—COOH。
(3)若有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基分布在哪里？
提示：部分氨基酸分子中含有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基位于R基上。
(4)由材料可否得出某化合物中只要含有氨基和羧基，就一定是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸？為什么？
提示：不能。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸不僅有氨基和羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。
(5)同為組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生是由何種基團決定的？為什么？
提示：R基。R基具有可變性，R基的可變性決定了氨基酸的種類和不同種類氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的差異性。
【學以致用】
1.(2024·山西太原期中)如圖為某同學寫的組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，下列敘述正確的是(　　)
A.該同學所寫的結(jié)構(gòu)通式是正確的
B.結(jié)構(gòu)最簡單的氨基酸的R基為—H
C.構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的R基有100多種
D.每個氨基酸均只有一個氨基和一個羧基
答案　B
解析　組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，題圖中氨基應該為—NH2，A錯誤；構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的R基有21種，C錯誤；每個氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，D錯誤。
2.(2024·河北石家莊高一期末)纈氨酸的R基為—C3H7，則一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為(　　)
A.2、4、2、1 B.5、11、2、1
C.5、9、4、1 D.5、8、2、1
答案　B
解析　組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，分子式為C2H4O2NR。根據(jù)題意知，纈氨酸的R基為—C3H7，因此纈氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為C5H11O2N，因此一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為5、11、2、1，B正確。
二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
1.氨基酸的脫水縮合
(1)此生理過程①的名稱是脫水縮合。
(2)寫出數(shù)字代表的結(jié)構(gòu)或名稱：②二肽；③肽鍵——連接兩個氨基酸分子的化學鍵。
(3)多肽：由多個氨基酸脫水縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，叫作多肽，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫作肽鏈。
(4)參與脫水縮合的部位：一個氨基酸氨基中的－H和另一個氨基酸羧基中的－OH。
(5)H2O中H和O的來源：H來自氨基和羧基，O來自羧基。
(6)－NH2和－COOH的數(shù)量和位置：一條肽鏈中至少含有一個游離的－NH2和一個游離的－COOH，分別位于肽鏈的兩端，其余的－NH2和－COOH位于R基中。
2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因
3.蛋白質(zhì)的變性
(1)概念：蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。
(2)應用：①雞蛋、肉類煮熟后，由于高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因而易于消化。②經(jīng)過加熱、加酸、加酒精等引起細菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達到消毒、滅菌的目的。
[微思考]
結(jié)合教材P30“圖2－11某種胰島素的二硫鍵示意圖”，回答有關(guān)問題：
(1)該胰島素是由2條肽鏈構(gòu)成的，含有3個二硫鍵。
(2)二硫鍵的形成過程可表示為—SH＋—SH→—S—S—＋2H，在該胰島素形成二硫鍵過程中，共脫去了6個H。
[辨正誤]
(1)二肽是由兩個氨基酸分子脫水縮合形成的，含有2個肽鍵。(×)
提示：二肽中含有1個肽鍵。
(2)由于肽鏈上不同氨基酸之間能形成氫鍵等化學鍵，使得肽鏈能盤曲、折疊。(√)
(3)高溫會使蛋白質(zhì)中的肽鍵斷裂。(×)
提示：高溫破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，不破壞肽鍵。
(4)氨基酸種類、數(shù)量及排列順序都相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)。(×)
提示：空間結(jié)構(gòu)不同，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)也不同。
(5)變性的蛋白質(zhì)也能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應。(√)
請結(jié)合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖分析：
(1)肽鏈形成過程中，失去的水分子中氫和氧元素的來源分別是什么？
提示：氫來自氨基和羧基，氧來自羧基。
(2)肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？
提示：有。位于肽鏈的兩端，R基中也可能有。
(3)氨基酸、肽鏈、形成的水分子、肽鍵的數(shù)量關(guān)系是什么？
提示：氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝形成的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)。
(4)假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸形成1條肽鏈，則該多肽的相對分子質(zhì)量是多少？若形成m條肽鏈呢？
提示：na－18(n－1)；na－18(n－m)。
【學以致用】
3.(2024·江西新余階段考)科學家發(fā)現(xiàn)了組成人體的第21種氨基酸——硒代半胱氨酸，其化學式為C3H7NO2Se，下列說法錯誤的是(　　)
A.該氨基酸的R基為－CH3Se
B.各種氨基酸理化性質(zhì)不同的原因在于R基不同
C.兩個氨基酸分子通過肽鍵連接成二肽
D.兩個硒代半胱氨酸分子脫水縮合過程產(chǎn)生的H2O中的氫來源于羧基
答案　D
解析　兩個硒代半胱氨酸分子脫水縮合過程產(chǎn)生的H2O中的氫，一個來源于羧基，一個來源于氨基，D錯誤。
4.(2024·廣東汕頭檢測)某小組采用兩種途徑處理雞蛋清溶液的過程如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
A.①②所依據(jù)的原理不同，過程②破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)
B.③④所依據(jù)的原理不同，過程④破壞蛋白質(zhì)的肽鍵
C.溶解后的溶液分別加入雙縮脲試劑均可變成紫色
D.過程②產(chǎn)生的蛋白塊也可用③的方法進行溶解
答案　D
解析　①和②分別是蛋白質(zhì)的鹽析和變性，其原理分別是蛋白質(zhì)在不同濃度食鹽下的溶解度不同和加熱破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，A正確；③和④分別是蛋白質(zhì)的溶解和蛋白質(zhì)的水解，其原理分別是蛋白質(zhì)的溶解和蛋白塊在蛋白酶的催化作用下水解為多肽及某些氨基酸，蛋白質(zhì)的水解過程中會破壞蛋白質(zhì)中的肽鍵，B正確；溶解后的溶液中均含有肽鍵，加入雙縮脲試劑均可變成紫色，C正確；過程②加熱過程中產(chǎn)生的蛋白塊已經(jīng)發(fā)生變性，不可用③蒸餾水溶解的方法進行溶解，D錯誤。
1.蛋白質(zhì)的鹽析、變性與水解
2.雙縮脲試劑能與蛋白質(zhì)或多肽中的肽鍵發(fā)生反應形成紫色絡(luò)合物。鹽析和變性均不發(fā)生肽鍵斷裂，故鹽析和變性后的蛋白質(zhì)均可與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應。　　　
1.(2023·北京合格考)熟雞蛋比生雞蛋易消化，是因為加熱使雞蛋中的蛋白質(zhì)分子變得伸展、松散，容易被水解。高溫改變了蛋白質(zhì)分子的(　　)
A.氨基酸種類 B.氨基酸數(shù)目
C.肽鍵數(shù)目 D.空間結(jié)構(gòu)
答案　D
解析　熟雞蛋比生雞蛋易消化，是因為高溫(加熱)，使雞蛋中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被水解，D正確。
2.(2024·吉林學業(yè)水平考試模擬)催產(chǎn)素和血管舒張素都是一條由9個氨基酸構(gòu)成的多肽鏈，但它們的生理功能卻不相同，下列不屬于其原因的是(　　)
A.肽鍵的結(jié)構(gòu)不同
B.氨基酸的種類不同
C.氨基酸的排列順序不同
D.多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同
答案　A
解析　肽鍵是由氨基酸中的氨基和羧基脫水縮合后連接起來的化學鍵，不同肽鏈的肽鍵結(jié)構(gòu)相同，A符合題意；組成催產(chǎn)素和血管舒張素的氨基酸數(shù)目雖然相同，但氨基酸種類、排列順序或多肽鏈盤曲、折疊方式以及形成的空間結(jié)構(gòu)不同，均會導致二者生理功能不同，B、C、D不符合題意。
3.(2024·湖南懷化期末)從某些動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。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.膠原蛋白分子的基本組成單位是氨基酸
B.氨基酸僅通過脫水縮合的方式就可以形成蛋白質(zhì)
C.每個氨基酸分子都只含有C、H、O、N四種元素
D.組成人體的氨基酸都在人體內(nèi)合成
答案　A
解析　氨基酸通過脫水縮合形成多肽后，還需進行一定的盤曲、折疊才能形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，B錯誤；每個氨基酸分子都含有C、H、O、N四種元素，除此之外有的還含有其他元素，如甲硫氨酸還含有S，C錯誤；組成人體的氨基酸不都在人體內(nèi)合成，如人體細胞不能合成必需氨基酸，這些氨基酸只能從外界環(huán)境中獲取，D錯誤。
4.(2024·廣州市高一測試)下列是四個構(gòu)成蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B.上述四種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2—OH、—CH2—COOH
C.R基中可以有氨基或羧基
D.只要含有氨基和羧基的化合物就是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸
答案　D
解析　根據(jù)甲、乙、丙、丁四個氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，四種氨基酸都含有C、H、O、N四種元素。在甲、乙、丙、丁四個氨基酸中，R基依次是—H、—CH3、—CH2—OH、—CH2—COOH。只根據(jù)是否含氨基和羧基不能判斷某個化合物是否是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。
5.(2024·江蘇揚州期初檢測)谷胱甘肽(GSH)幾乎存在于人體每一個細胞中，主要起到抗氧化和自由基清除的作用。如圖是谷胱甘肽的結(jié)構(gòu)簡式，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.谷胱甘肽分子中含有4個羧基和3個氨基
B.谷胱甘肽不能在堿性環(huán)境下與Cu2＋發(fā)生顯色反應
C.谷胱甘肽是由3個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成的三肽
D.谷胱甘肽和其他多肽的主要差別是空間結(jié)構(gòu)不同
答案　C
解析　谷胱甘肽分子中含有2個羧基(—COOH)和1個氨基(—NH2)，A錯誤；谷胱甘肽分子中含有2個肽鍵，是由3個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成的三肽，能在堿性環(huán)境下與Cu2＋發(fā)生顯色反應，B錯誤，C正確；谷胱甘肽和其他多肽的主要差別是氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序不同，D錯誤。
6.下圖為牛胰島素結(jié)構(gòu)圖，該物質(zhì)中—S—S—是由兩個—SH脫去兩個H形成的。下列說法正確的是(　　)
A.牛胰島素含有50個肽鍵
B.牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個—COOH
C.牛胰島素水解產(chǎn)物含有21種不同的氨基酸
D.牛胰島素形成時，減少的相對分子質(zhì)量為882
答案　B
解析　由題圖可知，牛胰島素是由2條肽鏈組成的，含有的肽鍵數(shù)＝氨基酸的個數(shù)－肽鏈數(shù)＝51－2＝49，A錯誤；胰島素含有2條肽鏈，每條肽鏈中至少含有1個—NH2和1個—COOH，因此牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個—COOH，B正確；構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但每種蛋白質(zhì)不一定都由21種氨基酸形成，因此牛胰島素水解產(chǎn)物最多含有21種不同的氨基酸，C錯誤；氨基酸脫水縮合形成胰島素的過程中脫去的水分子數(shù)目＝形成的肽鍵數(shù)＝49個，此過程中還形成3個二硫鍵(二硫鍵由兩個—SH脫掉兩個氫連接而成)，即脫去6個H，所以51個氨基酸脫水縮合形成胰島素時，減少的相對分子質(zhì)量為49×18＋6＝888，D錯誤。
(時間：30分鐘　分值：60分)
【基礎(chǔ)對點】
知識點1　蛋白質(zhì)的功能及其基本組成單位——氨基酸
1.(2024·漯河高中檢測)下列各項中不能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的功能的是(　　)
A.羽毛的主要成分為蛋白質(zhì)
B.血紅蛋白能夠運輸O2
C.性激素促進生殖細胞的生成
D.抗體具有免疫功能
答案　C
解析　性激素屬于固醇類物質(zhì)，其促進生殖細胞的生成不能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的功能。
2.(2024·廣東汕頭高一質(zhì)檢)下列關(guān)于構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的敘述，正確的是(　　)
A.氨基酸是蛋白質(zhì)的組成單位，是由氨基和羧基組成的
B.每種蛋白質(zhì)都由21種氨基酸構(gòu)成
C.各種氨基酸的區(qū)別在于R基不同
D.每個氨基酸分子都只含有C、H、O、N四種元素
答案　C
解析　組成蛋白質(zhì)的氨基酸由氨基、羧基、中心碳原子、氫原子、R基組成，A錯誤；構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸共有21種，但每種蛋白質(zhì)不一定都由21種氨基酸構(gòu)成，B錯誤；每個氨基酸分子都至少含有C、H、O、N四種元素，有的氨基酸還含有S等，D錯誤。
3.(2024·江蘇南通高一質(zhì)檢)三種化合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
A.可以用一個結(jié)構(gòu)通式表示這三種化合物
B.三種化合物都只含有一個氨基、一個羧基
C.三種化合物都不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應
D.三種化合物間兩兩結(jié)合形成的化合物稱為二肽
答案　B
解析　題圖中的三種化合物都有一個氨基、一個羧基、一個氫連接在同一個碳原子上，可以用一個結(jié)構(gòu)通式表示，A正確；第二個氨基酸(②)含有2個羧基，B錯誤；雙縮脲試劑檢測的是肽鍵，三種化合物都是氨基酸，不含肽鍵，因此不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，C正確；三種化合物間兩兩結(jié)合形成的化合物稱為二肽，D正確。
4.(2024·河北唐山期末)以下關(guān)于氨基酸的說法，錯誤的是(　　)
A.組成蛋白質(zhì)的氨基酸都只有一個氨基和一個羧基，連接于碳原子上
B.組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但有的氨基酸人體不能合成，必須從外界食物中獲得，如賴氨酸
C.人體內(nèi)最簡單氨基酸的R基為—H
D.谷氨酸為酸性氨基酸，精氨基為堿性氨基酸，這種差異由R基決定
答案　A
解析　氨基酸中R基上也有可能存在氨基和羧基，A錯誤；組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其可分為必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸人體不能合成，必須從外界食物中獲得，如賴氨酸，B正確；人體內(nèi)最簡單氨基酸的R基為—H，C正確；谷氨酸為酸性氨基酸，精氨基為堿性氨基酸，這種差異由R基決定，D正確。
5.(2024·廣東中山高一質(zhì)檢)下列關(guān)于人體必需氨基酸和非必需氨基酸的說法，正確的是(　　)
A.必需氨基酸是指必須在人體細胞內(nèi)合成的氨基酸
B.組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中8種是人體細胞能合成的
C.評價食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，常以必需氨基酸的種類和含量為標準
D.由苯丙氨酸可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為酪氨酸可知，苯丙氨酸屬于人體的非必需氨基酸
答案　C
解析　必需氨基酸是指人體細胞不能合成的氨基酸，A錯誤；組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中8種是人體細胞不能合成的，為必需氨基酸，B錯誤；必需氨基酸不能在人體細胞內(nèi)合成，故人們在評價食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，常以必需氨基酸的種類和含量為標準，C正確；由苯丙氨酸可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為酪氨酸可知，酪氨酸可以在體內(nèi)合成，屬于人體的非必需氨基酸，但不能說明苯丙氨酸是人體的非必需氨基酸，D錯誤。
6.(2024·江蘇蘇州高一上月考)科學家在研究和鑒定一些動物谷胱甘肽過氧化物酶的作用時，發(fā)現(xiàn)了人體第21種氨基酸——硒代半胱氨酸，這是蛋白質(zhì)中硒的主要存在位置，人體內(nèi)硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需要不斷從食物中獲取。下列有關(guān)敘述中，錯誤的是 (　　)
A.硒元素屬于微量元素
B.硒位于硒代半胱氨酸的R基中
C.硒代半胱氨酸是非必需氨基酸
D.人體蛋白質(zhì)均含有硒
答案　D
解析　根據(jù)題干中“人體內(nèi)硒含量很少”可知，硒元素屬于微量元素，A正確；根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，硒位于硒代半胱氨酸的R基中，B正確；根據(jù)題干信息“合成硒代半胱氨酸的原料需要不斷從食物中獲取”可知，硒代半胱氨酸可以在人體內(nèi)合成，故硒代半胱氨酸是非必需氨基酸，C正確；由題意可知，硒代半胱氨酸是蛋白質(zhì)中硒的主要存在位置，有的蛋白質(zhì)是不含硒代半胱氨酸的，可能不含硒元素，D錯誤。
7.(2024·長春市高一階段考)如圖為組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式，下列敘述正確的是(　　)
A.所有蛋白質(zhì)中氨基酸均有21種
B.氨基酸脫水縮合產(chǎn)生水，水中的H來自②和③
C.結(jié)構(gòu)④中可能含有氨基或羧基
D.符合圖示結(jié)構(gòu)通式的分子均可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應
答案　C
解析　在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但并不是所有蛋白質(zhì)中都含有21種氨基酸，A錯誤；氨基酸脫水縮合產(chǎn)生水，水中的H來自①(氨基)和③(羧基)，B錯誤；結(jié)構(gòu)④為R基，R基中也可能含有氨基或羧基，C正確；氨基酸不含肽鍵，不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，D錯誤。
知識點2　蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
8.(2024·黑龍江鶴崗一中開學考試)遷徙的鳥類長途跋涉不迷路與其體內(nèi)的磁受體蛋白有關(guān)，磁受體蛋白能感應到微弱的地球磁場，并沿著地球磁場方向排列。下列敘述正確的是(　　)
A.磁受體蛋白溶液中加入一些食鹽析出后，會失去其原有功能
B.磁受體蛋白中一定含有21種氨基酸
C.鳥類體細胞中都含有磁受體蛋白
D.磁受體蛋白的特異性主要體現(xiàn)在氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)上
答案　D
解析　鹽析過程中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞，仍可保留其原有功能，A錯誤；氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，但磁受體蛋白中不一定含有21種氨基酸，B錯誤；由題干信息可知，遷徙的鳥類體細胞中含有磁受體蛋白，但不能確定鳥類體細胞中都含有磁受體蛋白，C錯誤。
9.(2024·安徽滁州高一上月考)人體內(nèi)含有多種多樣的蛋白質(zhì)。下列有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是 (　　)
A.高溫、強酸或強堿都能破壞氨基酸的結(jié)構(gòu)而使蛋白質(zhì)變性
B.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)功能的多樣性
C.氨基酸的含量可以用雙縮脲試劑進行檢測
D.鹽析會造成蛋白質(zhì)的生物活性喪失
答案　B
解析　高溫、強酸或強堿都能破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)而使蛋白質(zhì)變性，但不能破壞氨基酸的結(jié)構(gòu)，A錯誤；蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與其功能相適應，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)功能的多樣性，B正確；用雙縮脲試劑檢驗蛋白質(zhì)顯紫色，原理是在堿性條件下，蛋白質(zhì)分子中的肽鍵與銅離子反應生成紫色絡(luò)合物，含有兩個及兩個以上肽鍵的物質(zhì)都可以發(fā)生該反應，氨基酸中不含有肽鍵，不能用雙縮脲試劑進行檢測，C錯誤；蛋白質(zhì)的鹽析是指在鹽溶液中蛋白質(zhì)溶解度減小，析出沉淀物的現(xiàn)象，這是一種物理變化，蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)和生物活性不發(fā)生改變，D錯誤。
10.(2024·廣東珠海高一月考)燙發(fā)時，先用還原劑使頭發(fā)角蛋白的二硫鍵斷裂，再用卷發(fā)器將頭發(fā)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(jié)構(gòu) B.氨基酸種類
C.氨基酸數(shù)目 D.氨基酸排列順序
答案　A
解析　由題意可知，燙發(fā)時，頭發(fā)角蛋白的二硫鍵斷裂，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空間結(jié)構(gòu)，沒有改變角蛋白的氨基酸種類、數(shù)目和排列順序，A符合題意，B、C、D不符合題意。
11.(2024·哈師大附中高一月考)下圖為細胞中蛋白質(zhì)合成過程簡圖，①～④表示相關(guān)變化過程，下列分析正確的是(　　)
氨基酸二肽三肽肽鏈蛋白質(zhì)
A.①～④過程都叫作脫水縮合
B.④過程不相同，合成的蛋白質(zhì)也就不相同
C.①②③過程形成的化學鍵相同，④過程一定沒有新化學鍵形成
D.蛋白質(zhì)獨特的空間結(jié)構(gòu)是不同蛋白質(zhì)功能不同的根本原因
答案　B
解析　分析題圖可知，①②③過程表示氨基酸脫水縮合，④過程表示肽鏈盤曲、折疊形成具有獨特空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，不一定發(fā)生脫水縮合，如形成二硫鍵，A錯誤；肽鏈的盤曲、折疊方式不同，形成的蛋白質(zhì)也就不同，B正確；④過程也可能有新化學鍵形成，比如二硫鍵等，C錯誤；蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同是蛋白質(zhì)功能不同的直接原因，D錯誤。
12.(2024·山東日照高一期中)如圖表示有關(guān)蛋白質(zhì)分子的簡要概念圖，對該圖的分析正確的是(　　)
A.多肽鏈中B數(shù)目等于C數(shù)目
B.A 中肯定含有C、H、O、N、P、S 元素
C.①過程有水產(chǎn)生
D.蛋白質(zhì)的功能多樣性決定其結(jié)構(gòu)多樣性
答案　C
解析　由題圖可知，A表示C、H、O、N等元素，B表示蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸，C表示連接氨基酸的肽鍵。題圖中氨基酸總數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)，即B數(shù)目＝C數(shù)目＋肽鏈數(shù)目，A錯誤；蛋白質(zhì)的元素組成中肯定有C、H、O、N四種元素，有些蛋白質(zhì)中還含有S等，B錯誤；①過程表示氨基酸的脫水縮合過程，即一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基形成肽鍵，同時脫去一個水分子，C正確；蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定其功能多樣性，D錯誤。
【綜合提升】
13.(2024·山東菏澤質(zhì)檢)胰島B細胞分泌的胰島素(胰島素分子有A、B兩條肽鏈，A鏈有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸)能與肝細胞膜上的受體結(jié)合，促進肝細胞攝取葡萄糖。下列敘述正確的是(　　)
A.胰島素分子的肽鍵總數(shù)是50
B.胰島素的功能與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān)
C.變性的胰島素不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應
D.胰島素促進肝細胞攝取葡萄糖，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的免疫功能
答案　B
解析　肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)，胰島素分子含有兩條肽鏈、51個氨基酸，則其含有的肽鍵總數(shù)＝51－2＝49，A錯誤；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的功能，故胰島素的功能與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，B正確；變性的胰島素中的肽鍵沒有被破壞，故變性的胰島素仍然可以與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，C錯誤；胰島素促進肝細胞攝取葡萄糖，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)機體生命活動的功能，D錯誤。
14.(2024·河南名校聯(lián)盟聯(lián)考)光敏色素是植物體內(nèi)由兩條多肽鏈組成的一種特殊的蛋白質(zhì)，其功能可受光照影響。下列敘述正確的是 (　　)
A.光敏色素吸收紅光和遠紅光的轉(zhuǎn)化不可逆
B.光敏色素最多含有兩個游離的氨基和羧基
C.不同光照條件能改變光敏色素的空間結(jié)構(gòu)
D.紅光照射后光敏色素中的肽鍵數(shù)量發(fā)生改變
答案　C
解析　兩種形式的光敏色素能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，A錯誤；光敏色素至少含有兩個游離的氨基和兩個游離的羧基，B錯誤；據(jù)圖可知，不同光照條件能改變光敏色素的空間結(jié)構(gòu)，C正確；紅光照射后光敏色素中的肽鍵數(shù)量不變，D錯誤。
15.(2024·山西大同高一期末)人體血紅蛋白是一種由574個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，含有4條多肽鏈，其形成過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.血紅蛋白分子中至少含有4個游離的羧基
B.N主要位于血紅蛋白的氨基中
C.形成血紅蛋白的過程中至少會產(chǎn)生570個水分子
D.通過②③④過程形成的復雜空間結(jié)構(gòu)與血紅蛋白的功能密切相關(guān)
答案　B
解析　血紅蛋白由4條多肽鏈構(gòu)成，故其中至少含有4個游離的羧基，A正確；N主要位于血紅蛋白中氨基酸之間連接處的“”結(jié)構(gòu)中，B錯誤；人體血紅蛋白是一種由574個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，含有4條多肽鏈，脫去的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝574－4＝570(個)，C正確；結(jié)構(gòu)決定功能，通過②③④過程形成的復雜空間結(jié)構(gòu)與血紅蛋白的功能密切相關(guān)，D正確。
16.(2024·福州市高一檢測)我國中科院上海生化所于1982年5月合成了一種具有鎮(zhèn)痛作用而又不會像嗎啡那樣使病人上癮的藥物——腦啡肽，如圖是該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式。腦啡肽的合成采用的是蛋白質(zhì)工程技術(shù)，這是生物發(fā)展在分子水平上的又一突破。請根據(jù)此化合物的結(jié)構(gòu)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，這樣的反應叫作________，該化合物叫________肽。在形成時，相對分子質(zhì)量減少了________。
(3)腦啡肽水解后可產(chǎn)生________種氨基酸，造成氨基酸種類不同的原因是_____________________________________________________________________。
(4)其基本單位的結(jié)構(gòu)通式為_____________________________________________。
答案　(1)1　1　(2)5　4　脫水縮合　五　72　(3)4　R基不同　
(4)
解析　(1)據(jù)圖可知，該化合物有一個游離的氨基和一個游離的羧基。(2)該化合物中有4個肽鍵，它是由5個氨基酸通過脫水縮合而形成的，所以叫作五肽。在形成該多肽時，共脫去4個水分子，相對分子質(zhì)量減少了4×18＝72。(3)不同氨基酸的差別在于R基的不同，從腦啡肽結(jié)構(gòu)簡式上可以看出，左起第二個氨基酸的R基和第三個氨基酸的R基相同，所以其水解后可產(chǎn)生4種氨基酸。(4)蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為。(共40張PPT)
第2章　組成細胞的分子
第4節(jié)
蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者
課時學習目標
闡明蛋白質(zhì)通常由21種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)，細胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成(結(jié)構(gòu)與功能觀)。
目錄 CONTENTS
1.蛋白質(zhì)的功能及其基本組成單
位——氨基酸
2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多
樣性
3.隨堂檢測
自主梳理
合作探究
合作探究
思維導圖
自主梳理
構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)
1.蛋白質(zhì)的功能　　　　生命活動的主要承擔者
類別 功能 舉例
結(jié)構(gòu)蛋白 許多蛋白質(zhì)是_____________________的重要物質(zhì) 肌動蛋白、肌球蛋白等
功能蛋白 調(diào)節(jié) 對細胞和生物體的生命活動有重要的_____作用 胰島素、生長激素等
催化 細胞中的化學反應離不開酶的催化 胃蛋白酶等
運輸 有些蛋白質(zhì)具有______功能 ___________等
免疫 能抵御侵入人體或高等動物體內(nèi)的抗原物質(zhì) _______等
調(diào)節(jié)
運輸
血紅蛋白
抗體
2.蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
(1)氨基酸的種類
①在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有 種。
②分為_____________(8種)和_______________(13種)。
(2)主要組成元素　____________(有些含S)。
21
必需氨基酸
非必需氨基酸
C、H、O、N
(3)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點
同一個碳原子
[微思考]
氨基酸的不同種類主要由什么結(jié)構(gòu)決定的？為什么？
提示：R基。組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸只有R基結(jié)構(gòu)是不同的。
×
√
[辨正誤]
(1)蛋白質(zhì)具有催化、免疫、遺傳、調(diào)節(jié)等各種功能。( )
提示：蛋白質(zhì)不具有遺傳功能。
(2)具有氨基和羧基的化合物，都是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。( )
提示：氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，該碳原子上還連接一個H和一個側(cè)鏈基團。
(3)組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合。( )
提示：組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間脫水縮合方式都是相同的。
(4)組成生物體的蛋白質(zhì)中，甘氨酸的相對分子質(zhì)量最小。( )
×
×
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，從蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中分解出來的氨基酸有21種，下圖為四種氨基酸的結(jié)構(gòu)示意圖。
(2)材料中四種氨基酸的R基分別是什么？
提示：—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH。
(3)若有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基分布在哪里？
提示：部分氨基酸分子中含有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基位于R基上。
(4)由材料可否得出某化合物中只要含有氨基和羧基，就一定是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸？為什么？
提示：不能。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸不僅有氨基和羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。
(5)同為組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生是由何種基團決定的？為什么？
提示：R基。R基具有可變性，R基的可變性決定了氨基酸的種類和不同種類氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的差異性。
【 學以致用 】
B
1.(2024·山西太原期中)如圖為某同學寫的組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，下列敘述正確的是(　　)
A.該同學所寫的結(jié)構(gòu)通式是正確的
B.結(jié)構(gòu)最簡單的氨基酸的R基為—H
C.構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的R基有100多種
D.每個氨基酸均只有一個氨基和一個羧基
解析:組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，題圖中氨基應該為—NH2，A錯誤；
構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的R基有21種，C錯誤；
每個氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，D錯誤。
2.(2024·河北石家莊高一期末)纈氨酸的R基為—C3H7，則一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為(　　)
A.2、4、2、1 B.5、11、2、1
C.5、9、4、1 D.5、8、2、1
解析:組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，分子式為C2H4O2NR。根據(jù)題意知，纈氨酸的R基為—C3H7，因此纈氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為C5H11O2N，因此一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為5、11、2、1，B正確。
B
脫水縮合
1.氨基酸的脫水縮合
(1)此生理過程①的名稱是 。
(2)寫出數(shù)字代表的結(jié)構(gòu)或名稱：② ；③ ——連接兩個氨基酸分子的化學鍵。
二肽
肽鍵
(3)多肽： 的，含有多個肽鍵的化合物，叫作多肽，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫作 。
(4)參與脫水縮合的部位：一個氨基酸氨基中的 和另一個氨基酸羧基中的
_____。
(5)H2O中H和O的來源：H來自 和 ，O來自 。
(6)－NH2和－COOH的數(shù)量和位置：一條肽鏈中至少含有一個游離的－NH2和
一個游離的－COOH，分別位于肽鏈的兩端，其余的－NH2和－COOH位于_____中。
由多個氨基酸脫水縮合而成
肽鏈
－H
－OH
氨基
羧基
羧基
R基
2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因
種類
數(shù)目
排列順序
空間結(jié)構(gòu)
3.蛋白質(zhì)的變性
(1)概念：蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些_____________因素作用下其特定的__________被破壞，從而導致其理化性質(zhì)的改變和生物活性_______的現(xiàn)象。
(2)應用：①雞蛋、肉類煮熟后，由于高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被_______水解，因而易于消化。②經(jīng)過加熱、加酸、加酒精等引起細菌和病毒的____________，可以達到消毒、滅菌的目的。
物理和化學
空間構(gòu)象
喪失
蛋白酶
蛋白質(zhì)變性
[微思考]
結(jié)合教材P30“圖2－11某種胰島素的二硫鍵示意圖”，回答有關(guān)問題：
(1)該胰島素是由__條肽鏈構(gòu)成的，含有___個二硫鍵。
(2)二硫鍵的形成過程可表示為—SH＋—SH→—S—S—＋2H，在該胰島素形成二硫鍵過程中，共脫去了__個H。
2
3
6
×
√
[辨正誤]
(1)二肽是由兩個氨基酸分子脫水縮合形成的，含有2個肽鍵。( )
提示：二肽中含有1個肽鍵。
(2)由于肽鏈上不同氨基酸之間能形成氫鍵等化學鍵，使得肽鏈能盤曲、折疊。( )
(3)高溫會使蛋白質(zhì)中的肽鍵斷裂。( )
提示：高溫破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，不破壞肽鍵。
(4)氨基酸種類、數(shù)量及排列順序都相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)。( )
提示：空間結(jié)構(gòu)不同，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)也不同。
(5)變性的蛋白質(zhì)也能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應。( )
×
×
√
請結(jié)合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖分析：
(1)肽鏈形成過程中，失去的水分子中氫和氧元素的來源分別是什么？
提示：氫來自氨基和羧基，氧來自羧基。
(2)肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？
提示：有。位于肽鏈的兩端，R基中也可能有。
(3)氨基酸、肽鏈、形成的水分子、肽鍵的數(shù)量關(guān)系是什么？
提示：氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝形成的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)。
(4)假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸形成1條肽鏈，則該多肽的相對分子質(zhì)量是多少？若形成m條肽鏈呢？
提示：na－18(n－1)；na－18(n－m)。
【 學以致用 】
D
3.(2024·江西新余階段考)科學家發(fā)現(xiàn)了組成人體的第21種氨基酸——硒代半胱氨酸，其化學式為C3H7NO2Se，下列說法錯誤的是(　　)
A.該氨基酸的R基為－CH3Se
B.各種氨基酸理化性質(zhì)不同的原因在于R基不同
C.兩個氨基酸分子通過肽鍵連接成二肽
D.兩個硒代半胱氨酸分子脫水縮合過程產(chǎn)生的H2O中的氫來源于羧基
解析:兩個硒代半胱氨酸分子脫水縮合過程產(chǎn)生的H2O中的氫，一個來源于羧基，一個來源于氨基，D錯誤。
4.(2024·廣東汕頭檢測)某小組采用兩種途徑處理雞蛋清溶液的過程如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
D
A.①②所依據(jù)的原理不同，過程②破
壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)
B.③④所依據(jù)的原理不同，過程④破
壞蛋白質(zhì)的肽鍵
C.溶解后的溶液分別加入雙縮脲試劑均可變成紫色
D.過程②產(chǎn)生的蛋白塊也可用③的方法進行溶解
解析:①和②分別是蛋白質(zhì)的鹽析和變性，其原理分別是蛋白質(zhì)在不同濃度食鹽下的溶解度不同和加熱破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，A正確；
③和④分別是蛋白質(zhì)的溶解和蛋白質(zhì)的水解，其原理分別是蛋白質(zhì)的溶解和蛋白塊在蛋白酶的催化作用下水解為多肽及某些氨基酸，蛋白質(zhì)的水解過程中會破壞蛋白質(zhì)中的肽鍵，B正確；
溶解后的溶液中均含有肽鍵，加入雙縮脲試劑均可變成紫色，C正確；
過程②加熱過程中產(chǎn)生的蛋白塊已經(jīng)發(fā)生變性，不可用③蒸餾水溶解的方法進行溶解，D錯誤。
A.①②所依據(jù)的原理不同，過程②破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)
B.③④所依據(jù)的原理不同，過程④破壞蛋白質(zhì)的肽鍵
C.溶解后的溶液分別加入雙縮脲試劑均可變成紫色
D.過程②產(chǎn)生的蛋白塊也可用③的方法進行溶解
1.蛋白質(zhì)的鹽析、變性與水解
2.雙縮脲試劑能與蛋白質(zhì)或多肽中的肽鍵發(fā)生反應形成紫色絡(luò)合物。鹽析和變性均不發(fā)生肽鍵斷裂，故鹽析和變性后的蛋白質(zhì)均可與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應。　　　
D
1.(2023·北京合格考)熟雞蛋比生雞蛋易消化，是因為加熱使雞蛋中的蛋白質(zhì)分子變得伸展、松散，容易被水解。高溫改變了蛋白質(zhì)分子的(　　)
A.氨基酸種類 B.氨基酸數(shù)目
C.肽鍵數(shù)目 D.空間結(jié)構(gòu)
解析:熟雞蛋比生雞蛋易消化，是因為高溫(加熱)，使雞蛋中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被水解，D正確。
A
2.(2024·吉林學業(yè)水平考試模擬)催產(chǎn)素和血管舒張素都是一條由9個氨基酸構(gòu)成的多肽鏈，但它們的生理功能卻不相同，下列不屬于其原因的是(　　)
A.肽鍵的結(jié)構(gòu)不同
B.氨基酸的種類不同
C.氨基酸的排列順序不同
D.多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同
解析:肽鍵是由氨基酸中的氨基和羧基脫水縮合后連接起來的化學鍵，不同肽鏈的肽鍵結(jié)構(gòu)相同，A符合題意；
組成催產(chǎn)素和血管舒張素的氨基酸數(shù)目雖然相同，但氨基酸種類、排列順序或多肽鏈盤曲、折疊方式以及形成的空間結(jié)構(gòu)不同，均會導致二者生理功能不同，B、C、D不符合題意。
A
3.(2024·湖南懷化期末)從某些動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。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.膠原蛋白分子的基本組成單位是氨基酸
B.氨基酸僅通過脫水縮合的方式就可以形成蛋白質(zhì)
C.每個氨基酸分子都只含有C、H、O、N四種元素
D.組成人體的氨基酸都在人體內(nèi)合成
解析:氨基酸通過脫水縮合形成多肽后，還需進行一定的盤曲、折疊才能形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，B錯誤；
每個氨基酸分子都含有C、H、O、N四種元素，除此之外有的還含有其他元素，如甲硫氨酸還含有S，C錯誤；
組成人體的氨基酸不都在人體內(nèi)合成，如人體細胞不能合成必需氨基酸，這些氨基酸只能從外界環(huán)境中獲取，D錯誤。
D
4.(2024·廣州市高一測試)下列是四個構(gòu)成蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B.上述四種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2—OH、—CH2—COOH
C.R基中可以有氨基或羧基
D.只要含有氨基和羧基的化合物就是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸
解析:根據(jù)甲、乙、丙、丁四個氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，四種氨基酸都含有C、H、O、N四種元素。在甲、乙、丙、丁四個氨基酸中，R基依次是—H、—CH3、
—CH2—OH、—CH2—COOH。只根據(jù)是否含氨基和羧基不能判斷某個化合物是否是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。
C
5.(2024·江蘇揚州期初檢測)谷胱甘肽(GSH)幾乎存在于人體每一個細胞中，主要起到抗氧化和自由基清除的作用。如圖是谷胱甘肽的結(jié)構(gòu)簡式，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.谷胱甘肽分子中含有4個羧基
和3個氨基
B.谷胱甘肽不能在堿性環(huán)境下與
Cu2＋發(fā)生顯色反應
C.谷胱甘肽是由3個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成的三肽
D.谷胱甘肽和其他多肽的主要差別是空間結(jié)構(gòu)不同
解析:谷胱甘肽分子中含有2個羧基(—COOH)和1個氨基(—NH2)，A錯誤；
谷胱甘肽分子中含有2個肽鍵，是由3個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成的三肽，能在堿性環(huán)境下與Cu2＋發(fā)生顯色反應，B錯誤，C正確；
谷胱甘肽和其他多肽的主要差別是氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序不同，D錯誤。
A.谷胱甘肽分子中含有4個羧基和3個氨基
B.谷胱甘肽不能在堿性環(huán)境下與Cu2＋發(fā)生顯色反應
C.谷胱甘肽是由3個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成的三肽
D.谷胱甘肽和其他多肽的主要差別是空間結(jié)構(gòu)不同
B
6.下圖為牛胰島素結(jié)構(gòu)圖，該物質(zhì)中—S—S—是由兩個—SH脫去兩個H形成的。下列說法正確的是(　　)
A.牛胰島素含有50個肽鍵
B.牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個
—COOH
C.牛胰島素水解產(chǎn)物含有21種不同的氨基酸
D.牛胰島素形成時，減少的相對分子質(zhì)量為882
解析:由題圖可知，牛胰島素是由2條肽鏈組成的，含有的肽鍵數(shù)＝氨基酸的個數(shù)－肽鏈數(shù)＝51－2＝49，A錯誤；
胰島素含有2條肽鏈，每條肽鏈中至少含有1個—NH2和1個—COOH，因此牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個—COOH，B正確；
構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但每種蛋白質(zhì)不一定都由21種氨基酸形成，因此牛胰島素水解產(chǎn)物最多含有21種不同的氨基酸，C錯誤；
氨基酸脫水縮合形成胰島素的過程中脫去的水分子數(shù)目＝形成的肽鍵數(shù)＝49個，此過程中還形成3個二硫鍵(二硫鍵由兩個—SH脫掉兩個氫連接而成)，即脫去6個H，所以51個氨基酸脫水縮合形成胰島素時，減少的相對分子質(zhì)量為49×18＋6＝888，D錯誤。
A.牛胰島素含有50個肽鍵
B.牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個—COOH
C.牛胰島素水解產(chǎn)物含有21種不同的氨基酸
D.牛胰島素形成時，減少的相對分子質(zhì)量為882第4節(jié)　蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者
課時學習目標　闡明蛋白質(zhì)通常由21種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)，細胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成(結(jié)構(gòu)與功能觀)。
一、蛋白質(zhì)的功能及其基本組成單位——氨基酸
1.蛋白質(zhì)的功能　　　　生命活動的主要承擔者
類別 功能 舉例
結(jié)構(gòu)蛋白 許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì) 肌動蛋白、肌球蛋白等
功能蛋白 調(diào)節(jié) 對細胞和生物體的生命活動有重要的調(diào)節(jié)作用 胰島素、生長激素等
催化 細胞中的化學反應離不開酶的催化 胃蛋白酶等
運輸 有些蛋白質(zhì)具有運輸功能 血紅蛋白等
免疫 能抵御侵入人體或高等動物體內(nèi)的抗原物質(zhì) 抗體等
2.蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
(1)氨基酸的種類
①在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種。
②分為必需氨基酸(8種)和非必需氨基酸(13種)。
(2)主要組成元素　C、H、O、N(有些含S)。
(3)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點
[微思考]
氨基酸的不同種類主要由什么結(jié)構(gòu)決定的？為什么？
提示：R基。組成人體蛋白質(zhì)的21種氨基酸只有R基結(jié)構(gòu)是不同的。
[辨正誤]
(1)蛋白質(zhì)具有催化、免疫、遺傳、調(diào)節(jié)等各種功能。(×)
提示：蛋白質(zhì)不具有遺傳功能。
(2)具有氨基和羧基的化合物，都是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。(×)
提示：氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，該碳原子上還連接一個H和一個側(cè)鏈基團。
(3)組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合。(×)
提示：組成蛋白質(zhì)的氨基酸之間脫水縮合方式都是相同的。
(4)組成生物體的蛋白質(zhì)中，甘氨酸的相對分子質(zhì)量最小。(√)
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，從蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中分解出來的氨基酸有21種，下圖為四種氨基酸的結(jié)構(gòu)示意圖。
(1)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸共有的部分是。
(2)材料中四種氨基酸的R基分別是什么？
提示：—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、
—CH2—COOH。
(3)若有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基分布在哪里？
提示：部分氨基酸分子中含有一個以上的氨基或羧基，多出來的氨基或羧基位于R基上。
(4)由材料可否得出某化合物中只要含有氨基和羧基，就一定是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸？為什么？
提示：不能。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸不僅有氨基和羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。
(5)同為組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生是由何種基團決定的？為什么？
提示：R基。R基具有可變性，R基的可變性決定了氨基酸的種類和不同種類氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的差異性。
【學以致用】
1.(2024·山西太原期中)如圖為某同學寫的組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，下列敘述正確的是(　　)
A.該同學所寫的結(jié)構(gòu)通式是正確的
B.結(jié)構(gòu)最簡單的氨基酸的R基為—H
C.構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的R基有100多種
D.每個氨基酸均只有一個氨基和一個羧基
答案　B
解析　組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，題圖中氨基應該為—NH2，A錯誤；構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的R基有21種，C錯誤；每個氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，D錯誤。
2.(2024·河北石家莊高一期末)纈氨酸的R基為—C3H7，則一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為(　　)
A.2、4、2、1 B.5、11、2、1
C.5、9、4、1 D.5、8、2、1
答案　B
解析　組成蛋白質(zhì)的氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，分子式為C2H4O2NR。根據(jù)題意知，纈氨酸的R基為—C3H7，因此纈氨酸的結(jié)構(gòu)簡式為C5H11O2N，因此一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為5、11、2、1，B正確。
二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
1.氨基酸的脫水縮合
(1)此生理過程①的名稱是脫水縮合。
(2)寫出數(shù)字代表的結(jié)構(gòu)或名稱：②二肽；③肽鍵——連接兩個氨基酸分子的化學鍵。
(3)多肽：由多個氨基酸脫水縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，叫作多肽，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫作肽鏈。
(4)參與脫水縮合的部位：一個氨基酸氨基中的－H和另一個氨基酸羧基中的－OH。
(5)H2O中H和O的來源：H來自氨基和羧基，O來自羧基。
(6)－NH2和－COOH的數(shù)量和位置：一條肽鏈中至少含有一個游離的－NH2和一個游離的－COOH，分別位于肽鏈的兩端，其余的－NH2和－COOH位于R基中。
2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因
3.蛋白質(zhì)的變性
(1)概念：蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。
(2)應用：①雞蛋、肉類煮熟后，由于高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因而易于消化。②經(jīng)過加熱、加酸、加酒精等引起細菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達到消毒、滅菌的目的。
[微思考]
結(jié)合教材P30“圖2－11某種胰島素的二硫鍵示意圖”，回答有關(guān)問題：
(1)該胰島素是由2條肽鏈構(gòu)成的，含有3個二硫鍵。
(2)二硫鍵的形成過程可表示為—SH＋—SH→—S—S—＋2H，在該胰島素形成二硫鍵過程中，共脫去了6個H。
[辨正誤]
(1)二肽是由兩個氨基酸分子脫水縮合形成的，含有2個肽鍵。(×)
提示：二肽中含有1個肽鍵。
(2)由于肽鏈上不同氨基酸之間能形成氫鍵等化學鍵，使得肽鏈能盤曲、折疊。(√)
(3)高溫會使蛋白質(zhì)中的肽鍵斷裂。(×)
提示：高溫破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，不破壞肽鍵。
(4)氨基酸種類、數(shù)量及排列順序都相同的蛋白質(zhì)是同一種蛋白質(zhì)。(×)
提示：空間結(jié)構(gòu)不同，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)也不同。
(5)變性的蛋白質(zhì)也能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應。(√)
請結(jié)合脫水縮合過程，并參考如下多肽鏈的模式圖分析：
(1)肽鏈形成過程中，失去的水分子中氫和氧元素的來源分別是什么？
提示：氫來自氨基和羧基，氧來自羧基。
(2)肽鏈中還有沒有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？
提示：有。位于肽鏈的兩端，R基中也可能有。
(3)氨基酸、肽鏈、形成的水分子、肽鍵的數(shù)量關(guān)系是什么？
提示：氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝形成的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)。
(4)假設(shè)氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，由n個氨基酸形成1條肽鏈，則該多肽的相對分子質(zhì)量是多少？若形成m條肽鏈呢？
提示：na－18(n－1)；na－18(n－m)。
【學以致用】
3.(2024·江西新余階段考)科學家發(fā)現(xiàn)了組成人體的第21種氨基酸——硒代半胱氨酸，其化學式為C3H7NO2Se，下列說法錯誤的是(　　)
A.該氨基酸的R基為－CH3Se
B.各種氨基酸理化性質(zhì)不同的原因在于R基不同
C.兩個氨基酸分子通過肽鍵連接成二肽
D.兩個硒代半胱氨酸分子脫水縮合過程產(chǎn)生的H2O中的氫來源于羧基
答案　D
解析　兩個硒代半胱氨酸分子脫水縮合過程產(chǎn)生的H2O中的氫，一個來源于羧基，一個來源于氨基，D錯誤。
4.(2024·廣東汕頭檢測)某小組采用兩種途徑處理雞蛋清溶液的過程如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
A.①②所依據(jù)的原理不同，過程②破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)
B.③④所依據(jù)的原理不同，過程④破壞蛋白質(zhì)的肽鍵
C.溶解后的溶液分別加入雙縮脲試劑均可變成紫色
D.過程②產(chǎn)生的蛋白塊也可用③的方法進行溶解
答案　D
解析　①和②分別是蛋白質(zhì)的鹽析和變性，其原理分別是蛋白質(zhì)在不同濃度食鹽下的溶解度不同和加熱破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，A正確；③和④分別是蛋白質(zhì)的溶解和蛋白質(zhì)的水解，其原理分別是蛋白質(zhì)的溶解和蛋白塊在蛋白酶的催化作用下水解為多肽及某些氨基酸，蛋白質(zhì)的水解過程中會破壞蛋白質(zhì)中的肽鍵，B正確；溶解后的溶液中均含有肽鍵，加入雙縮脲試劑均可變成紫色，C正確；過程②加熱過程中產(chǎn)生的蛋白塊已經(jīng)發(fā)生變性，不可用③蒸餾水溶解的方法進行溶解，D錯誤。
1.蛋白質(zhì)的鹽析、變性與水解
2.雙縮脲試劑能與蛋白質(zhì)或多肽中的肽鍵發(fā)生反應形成紫色絡(luò)合物。鹽析和變性均不發(fā)生肽鍵斷裂，故鹽析和變性后的蛋白質(zhì)均可與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應。　　　
1.(2023·北京合格考)熟雞蛋比生雞蛋易消化，是因為加熱使雞蛋中的蛋白質(zhì)分子變得伸展、松散，容易被水解。高溫改變了蛋白質(zhì)分子的(　　)
A.氨基酸種類 B.氨基酸數(shù)目
C.肽鍵數(shù)目 D.空間結(jié)構(gòu)
答案　D
解析　熟雞蛋比生雞蛋易消化，是因為高溫(加熱)，使雞蛋中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被水解，D正確。
2.(2024·吉林學業(yè)水平考試模擬)催產(chǎn)素和血管舒張素都是一條由9個氨基酸構(gòu)成的多肽鏈，但它們的生理功能卻不相同，下列不屬于其原因的是(　　)
A.肽鍵的結(jié)構(gòu)不同
B.氨基酸的種類不同
C.氨基酸的排列順序不同
D.多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同
答案　A
解析　肽鍵是由氨基酸中的氨基和羧基脫水縮合后連接起來的化學鍵，不同肽鏈的肽鍵結(jié)構(gòu)相同，A符合題意；組成催產(chǎn)素和血管舒張素的氨基酸數(shù)目雖然相同，但氨基酸種類、排列順序或多肽鏈盤曲、折疊方式以及形成的空間結(jié)構(gòu)不同，均會導致二者生理功能不同，B、C、D不符合題意。
3.(2024·湖南懷化期末)從某些動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。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.膠原蛋白分子的基本組成單位是氨基酸
B.氨基酸僅通過脫水縮合的方式就可以形成蛋白質(zhì)
C.每個氨基酸分子都只含有C、H、O、N四種元素
D.組成人體的氨基酸都在人體內(nèi)合成
答案　A
解析　氨基酸通過脫水縮合形成多肽后，還需進行一定的盤曲、折疊才能形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)，B錯誤；每個氨基酸分子都含有C、H、O、N四種元素，除此之外有的還含有其他元素，如甲硫氨酸還含有S，C錯誤；組成人體的氨基酸不都在人體內(nèi)合成，如人體細胞不能合成必需氨基酸，這些氨基酸只能從外界環(huán)境中獲取，D錯誤。
4.(2024·廣州市高一測試)下列是四個構(gòu)成蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式，相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.構(gòu)成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B.上述四種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2—OH、—CH2—COOH
C.R基中可以有氨基或羧基
D.只要含有氨基和羧基的化合物就是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸
答案　D
解析　根據(jù)甲、乙、丙、丁四個氨基酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，四種氨基酸都含有C、H、O、N四種元素。在甲、乙、丙、丁四個氨基酸中，R基依次是—H、—CH3、—CH2—OH、—CH2—COOH。只根據(jù)是否含氨基和羧基不能判斷某個化合物是否是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸。
5.(2024·江蘇揚州期初檢測)谷胱甘肽(GSH)幾乎存在于人體每一個細胞中，主要起到抗氧化和自由基清除的作用。如圖是谷胱甘肽的結(jié)構(gòu)簡式，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.谷胱甘肽分子中含有4個羧基和3個氨基
B.谷胱甘肽不能在堿性環(huán)境下與Cu2＋發(fā)生顯色反應
C.谷胱甘肽是由3個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成的三肽
D.谷胱甘肽和其他多肽的主要差別是空間結(jié)構(gòu)不同
答案　C
解析　谷胱甘肽分子中含有2個羧基(—COOH)和1個氨基(—NH2)，A錯誤；谷胱甘肽分子中含有2個肽鍵，是由3個氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成的三肽，能在堿性環(huán)境下與Cu2＋發(fā)生顯色反應，B錯誤，C正確；谷胱甘肽和其他多肽的主要差別是氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序不同，D錯誤。
6.下圖為牛胰島素結(jié)構(gòu)圖，該物質(zhì)中—S—S—是由兩個—SH脫去兩個H形成的。下列說法正確的是(　　)
A.牛胰島素含有50個肽鍵
B.牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個—COOH
C.牛胰島素水解產(chǎn)物含有21種不同的氨基酸
D.牛胰島素形成時，減少的相對分子質(zhì)量為882
答案　B
解析　由題圖可知，牛胰島素是由2條肽鏈組成的，含有的肽鍵數(shù)＝氨基酸的個數(shù)－肽鏈數(shù)＝51－2＝49，A錯誤；胰島素含有2條肽鏈，每條肽鏈中至少含有1個—NH2和1個—COOH，因此牛胰島素中至少含有2個—NH2和2個—COOH，B正確；構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但每種蛋白質(zhì)不一定都由21種氨基酸形成，因此牛胰島素水解產(chǎn)物最多含有21種不同的氨基酸，C錯誤；氨基酸脫水縮合形成胰島素的過程中脫去的水分子數(shù)目＝形成的肽鍵數(shù)＝49個，此過程中還形成3個二硫鍵(二硫鍵由兩個—SH脫掉兩個氫連接而成)，即脫去6個H，所以51個氨基酸脫水縮合形成胰島素時，減少的相對分子質(zhì)量為49×18＋6＝888，D錯誤。
(時間：30分鐘　分值：60分)
【基礎(chǔ)對點】
知識點1　蛋白質(zhì)的功能及其基本組成單位——氨基酸
1.(2024·漯河高中檢測)下列各項中不能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的功能的是(　　)
A.羽毛的主要成分為蛋白質(zhì)
B.血紅蛋白能夠運輸O2
C.性激素促進生殖細胞的生成
D.抗體具有免疫功能
答案　C
解析　性激素屬于固醇類物質(zhì)，其促進生殖細胞的生成不能體現(xiàn)蛋白質(zhì)的功能。
2.(2024·廣東汕頭高一質(zhì)檢)下列關(guān)于構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸的敘述，正確的是(　　)
A.氨基酸是蛋白質(zhì)的組成單位，是由氨基和羧基組成的
B.每種蛋白質(zhì)都由21種氨基酸構(gòu)成
C.各種氨基酸的區(qū)別在于R基不同
D.每個氨基酸分子都只含有C、H、O、N四種元素
答案　C
解析　組成蛋白質(zhì)的氨基酸由氨基、羧基、中心碳原子、氫原子、R基組成，A錯誤；構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸共有21種，但每種蛋白質(zhì)不一定都由21種氨基酸構(gòu)成，B錯誤；每個氨基酸分子都至少含有C、H、O、N四種元素，有的氨基酸還含有S等，D錯誤。
3.(2024·江蘇南通高一質(zhì)檢)三種化合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
A.可以用一個結(jié)構(gòu)通式表示這三種化合物
B.三種化合物都只含有一個氨基、一個羧基
C.三種化合物都不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應
D.三種化合物間兩兩結(jié)合形成的化合物稱為二肽
答案　B
解析　題圖中的三種化合物都有一個氨基、一個羧基、一個氫連接在同一個碳原子上，可以用一個結(jié)構(gòu)通式表示，A正確；第二個氨基酸(②)含有2個羧基，B錯誤；雙縮脲試劑檢測的是肽鍵，三種化合物都是氨基酸，不含肽鍵，因此不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，C正確；三種化合物間兩兩結(jié)合形成的化合物稱為二肽，D正確。
4.(2024·河北唐山期末)以下關(guān)于氨基酸的說法，錯誤的是(　　)
A.組成蛋白質(zhì)的氨基酸都只有一個氨基和一個羧基，連接于碳原子上
B.組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但有的氨基酸人體不能合成，必須從外界食物中獲得，如賴氨酸
C.人體內(nèi)最簡單氨基酸的R基為—H
D.谷氨酸為酸性氨基酸，精氨基為堿性氨基酸，這種差異由R基決定
答案　A
解析　氨基酸中R基上也有可能存在氨基和羧基，A錯誤；組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其可分為必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸人體不能合成，必須從外界食物中獲得，如賴氨酸，B正確；人體內(nèi)最簡單氨基酸的R基為—H，C正確；谷氨酸為酸性氨基酸，精氨基為堿性氨基酸，這種差異由R基決定，D正確。
5.(2024·廣東中山高一質(zhì)檢)下列關(guān)于人體必需氨基酸和非必需氨基酸的說法，正確的是(　　)
A.必需氨基酸是指必須在人體細胞內(nèi)合成的氨基酸
B.組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中8種是人體細胞能合成的
C.評價食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，常以必需氨基酸的種類和含量為標準
D.由苯丙氨酸可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為酪氨酸可知，苯丙氨酸屬于人體的非必需氨基酸
答案　C
解析　必需氨基酸是指人體細胞不能合成的氨基酸，A錯誤；組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中8種是人體細胞不能合成的，為必需氨基酸，B錯誤；必需氨基酸不能在人體細胞內(nèi)合成，故人們在評價食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，常以必需氨基酸的種類和含量為標準，C正確；由苯丙氨酸可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為酪氨酸可知，酪氨酸可以在體內(nèi)合成，屬于人體的非必需氨基酸，但不能說明苯丙氨酸是人體的非必需氨基酸，D錯誤。
6.(2024·江蘇蘇州高一上月考)科學家在研究和鑒定一些動物谷胱甘肽過氧化物酶的作用時，發(fā)現(xiàn)了人體第21種氨基酸——硒代半胱氨酸，這是蛋白質(zhì)中硒的主要存在位置，人體內(nèi)硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需要不斷從食物中獲取。下列有關(guān)敘述中，錯誤的是 (　　)
A.硒元素屬于微量元素
B.硒位于硒代半胱氨酸的R基中
C.硒代半胱氨酸是非必需氨基酸
D.人體蛋白質(zhì)均含有硒
答案　D
解析　根據(jù)題干中“人體內(nèi)硒含量很少”可知，硒元素屬于微量元素，A正確；根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，硒位于硒代半胱氨酸的R基中，B正確；根據(jù)題干信息“合成硒代半胱氨酸的原料需要不斷從食物中獲取”可知，硒代半胱氨酸可以在人體內(nèi)合成，故硒代半胱氨酸是非必需氨基酸，C正確；由題意可知，硒代半胱氨酸是蛋白質(zhì)中硒的主要存在位置，有的蛋白質(zhì)是不含硒代半胱氨酸的，可能不含硒元素，D錯誤。
7.(2024·長春市高一階段考)如圖為組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式，下列敘述正確的是(　　)
A.所有蛋白質(zhì)中氨基酸均有21種
B.氨基酸脫水縮合產(chǎn)生水，水中的H來自②和③
C.結(jié)構(gòu)④中可能含有氨基或羧基
D.符合圖示結(jié)構(gòu)通式的分子均可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應
答案　C
解析　在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但并不是所有蛋白質(zhì)中都含有21種氨基酸，A錯誤；氨基酸脫水縮合產(chǎn)生水，水中的H來自①(氨基)和③(羧基)，B錯誤；結(jié)構(gòu)④為R基，R基中也可能含有氨基或羧基，C正確；氨基酸不含肽鍵，不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，D錯誤。
知識點2　蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性
8.(2024·黑龍江鶴崗一中開學考試)遷徙的鳥類長途跋涉不迷路與其體內(nèi)的磁受體蛋白有關(guān)，磁受體蛋白能感應到微弱的地球磁場，并沿著地球磁場方向排列。下列敘述正確的是(　　)
A.磁受體蛋白溶液中加入一些食鹽析出后，會失去其原有功能
B.磁受體蛋白中一定含有21種氨基酸
C.鳥類體細胞中都含有磁受體蛋白
D.磁受體蛋白的特異性主要體現(xiàn)在氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)上
答案　D
解析　鹽析過程中蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞，仍可保留其原有功能，A錯誤；氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，但磁受體蛋白中不一定含有21種氨基酸，B錯誤；由題干信息可知，遷徙的鳥類體細胞中含有磁受體蛋白，但不能確定鳥類體細胞中都含有磁受體蛋白，C錯誤。
9.(2024·安徽滁州高一上月考)人體內(nèi)含有多種多樣的蛋白質(zhì)。下列有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是 (　　)
A.高溫、強酸或強堿都能破壞氨基酸的結(jié)構(gòu)而使蛋白質(zhì)變性
B.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)功能的多樣性
C.氨基酸的含量可以用雙縮脲試劑進行檢測
D.鹽析會造成蛋白質(zhì)的生物活性喪失
答案　B
解析　高溫、強酸或強堿都能破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)而使蛋白質(zhì)變性，但不能破壞氨基酸的結(jié)構(gòu)，A錯誤；蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與其功能相適應，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)功能的多樣性，B正確；用雙縮脲試劑檢驗蛋白質(zhì)顯紫色，原理是在堿性條件下，蛋白質(zhì)分子中的肽鍵與銅離子反應生成紫色絡(luò)合物，含有兩個及兩個以上肽鍵的物質(zhì)都可以發(fā)生該反應，氨基酸中不含有肽鍵，不能用雙縮脲試劑進行檢測，C錯誤；蛋白質(zhì)的鹽析是指在鹽溶液中蛋白質(zhì)溶解度減小，析出沉淀物的現(xiàn)象，這是一種物理變化，蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)和生物活性不發(fā)生改變，D錯誤。
10.(2024·廣東珠海高一月考)燙發(fā)時，先用還原劑使頭發(fā)角蛋白的二硫鍵斷裂，再用卷發(fā)器將頭發(fā)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(jié)構(gòu) B.氨基酸種類
C.氨基酸數(shù)目 D.氨基酸排列順序
答案　A
解析　由題意可知，燙發(fā)時，頭發(fā)角蛋白的二硫鍵斷裂，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空間結(jié)構(gòu)，沒有改變角蛋白的氨基酸種類、數(shù)目和排列順序，A符合題意，B、C、D不符合題意。
11.(2024·哈師大附中高一月考)下圖為細胞中蛋白質(zhì)合成過程簡圖，①～④表示相關(guān)變化過程，下列分析正確的是(　　)
氨基酸二肽三肽肽鏈蛋白質(zhì)
A.①～④過程都叫作脫水縮合
B.④過程不相同，合成的蛋白質(zhì)也就不相同
C.①②③過程形成的化學鍵相同，④過程一定沒有新化學鍵形成
D.蛋白質(zhì)獨特的空間結(jié)構(gòu)是不同蛋白質(zhì)功能不同的根本原因
答案　B
解析　分析題圖可知，①②③過程表示氨基酸脫水縮合，④過程表示肽鏈盤曲、折疊形成具有獨特空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，不一定發(fā)生脫水縮合，如形成二硫鍵，A錯誤；肽鏈的盤曲、折疊方式不同，形成的蛋白質(zhì)也就不同，B正確；④過程也可能有新化學鍵形成，比如二硫鍵等，C錯誤；蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同是蛋白質(zhì)功能不同的直接原因，D錯誤。
12.(2024·山東日照高一期中)如圖表示有關(guān)蛋白質(zhì)分子的簡要概念圖，對該圖的分析正確的是(　　)
A.多肽鏈中B數(shù)目等于C數(shù)目
B.A 中肯定含有C、H、O、N、P、S 元素
C.①過程有水產(chǎn)生
D.蛋白質(zhì)的功能多樣性決定其結(jié)構(gòu)多樣性
答案　C
解析　由題圖可知，A表示C、H、O、N等元素，B表示蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸，C表示連接氨基酸的肽鍵。題圖中氨基酸總數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)，即B數(shù)目＝C數(shù)目＋肽鏈數(shù)目，A錯誤；蛋白質(zhì)的元素組成中肯定有C、H、O、N四種元素，有些蛋白質(zhì)中還含有S等，B錯誤；①過程表示氨基酸的脫水縮合過程，即一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基形成肽鍵，同時脫去一個水分子，C正確；蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定其功能多樣性，D錯誤。
【綜合提升】
13.(2024·山東菏澤質(zhì)檢)胰島B細胞分泌的胰島素(胰島素分子有A、B兩條肽鏈，A鏈有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸)能與肝細胞膜上的受體結(jié)合，促進肝細胞攝取葡萄糖。下列敘述正確的是(　　)
A.胰島素分子的肽鍵總數(shù)是50
B.胰島素的功能與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān)
C.變性的胰島素不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應
D.胰島素促進肝細胞攝取葡萄糖，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的免疫功能
答案　B
解析　肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)，胰島素分子含有兩條肽鏈、51個氨基酸，則其含有的肽鍵總數(shù)＝51－2＝49，A錯誤；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的功能，故胰島素的功能與其空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，B正確；變性的胰島素中的肽鍵沒有被破壞，故變性的胰島素仍然可以與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，C錯誤；胰島素促進肝細胞攝取葡萄糖，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)機體生命活動的功能，D錯誤。
14.(2024·河南名校聯(lián)盟聯(lián)考)光敏色素是植物體內(nèi)由兩條多肽鏈組成的一種特殊的蛋白質(zhì)，其功能可受光照影響。下列敘述正確的是 (　　)
A.光敏色素吸收紅光和遠紅光的轉(zhuǎn)化不可逆
B.光敏色素最多含有兩個游離的氨基和羧基
C.不同光照條件能改變光敏色素的空間結(jié)構(gòu)
D.紅光照射后光敏色素中的肽鍵數(shù)量發(fā)生改變
答案　C
解析　兩種形式的光敏色素能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，A錯誤；光敏色素至少含有兩個游離的氨基和兩個游離的羧基，B錯誤；據(jù)圖可知，不同光照條件能改變光敏色素的空間結(jié)構(gòu)，C正確；紅光照射后光敏色素中的肽鍵數(shù)量不變，D錯誤。
15.(2024·山西大同高一期末)人體血紅蛋白是一種由574個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，含有4條多肽鏈，其形成過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.血紅蛋白分子中至少含有4個游離的羧基
B.N主要位于血紅蛋白的氨基中
C.形成血紅蛋白的過程中至少會產(chǎn)生570個水分子
D.通過②③④過程形成的復雜空間結(jié)構(gòu)與血紅蛋白的功能密切相關(guān)
答案　B
解析　血紅蛋白由4條多肽鏈構(gòu)成，故其中至少含有4個游離的羧基，A正確；N主要位于血紅蛋白中氨基酸之間連接處的“”結(jié)構(gòu)中，B錯誤；人體血紅蛋白是一種由574個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，含有4條多肽鏈，脫去的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝574－4＝570(個)，C正確；結(jié)構(gòu)決定功能，通過②③④過程形成的復雜空間結(jié)構(gòu)與血紅蛋白的功能密切相關(guān)，D正確。
16.(2024·福州市高一檢測)我國中科院上海生化所于1982年5月合成了一種具有鎮(zhèn)痛作用而又不會像嗎啡那樣使病人上癮的藥物——腦啡肽，如圖是該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式。腦啡肽的合成采用的是蛋白質(zhì)工程技術(shù)，這是生物發(fā)展在分子水平上的又一突破。請根據(jù)此化合物的結(jié)構(gòu)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，這樣的反應叫作________，該化合物叫________肽。在形成時，相對分子質(zhì)量減少了________。
(3)腦啡肽水解后可產(chǎn)生________種氨基酸，造成氨基酸種類不同的原因是_____________________________________________________________________。
(4)其基本單位的結(jié)構(gòu)通式為_____________________________________________。
答案　(1)1　1　(2)5　4　脫水縮合　五　72　(3)4　R基不同　
(4)
解析　(1)據(jù)圖可知，該化合物有一個游離的氨基和一個游離的羧基。(2)該化合物中有4個肽鍵，它是由5個氨基酸通過脫水縮合而形成的，所以叫作五肽。在形成該多肽時，共脫去4個水分子，相對分子質(zhì)量減少了4×18＝72。(3)不同氨基酸的差別在于R基的不同，從腦啡肽結(jié)構(gòu)簡式上可以看出，左起第二個氨基酸的R基和第三個氨基酸的R基相同，所以其水解后可產(chǎn)生4種氨基酸。(4)蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為。

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