第2章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者.docx
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1、第4节 蛋白质是生命活动的主要承当者1 .概述蛋白质的主要功能。2 .说明氨基酸的结构特点及其种类。3 .描述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程。4 .说明蛋白质结构及其多样性。1 .生命观念:通过对蛋白质结构多样性决定功能多样性的学习,形成 结构和功能相适应的观点。2 .科学思维:通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程,培养归纳与推 理的能力。一、蛋白质的功能I梳理教材知识夯实基础.含量:组成细胞的有机物中含量最多的是蛋自质。1 .蛋白质功能的多样性实例蛋白质的功能羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含有蛋白质构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白绝大多数酶是蛋白质,如胃蛋白酶催化功能血红蛋白能运输氧气运
2、输功能胰岛素等蛋白质类激素信息传递(调节)功能抗体可抵御病菌和病毒等抗原的侵害免疫功能一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承当者。辨析易错易混练前清障所有激素的化学本质都是蛋白质()蛋白质具有催化、免疫、遗传、调节等各种功能()蛋白质是目前的结构最复杂、功能最多样的分子()答案(1)X (2)X (3)V二 蛋白质的基本组成单位氨基酸I梳理教材知识夯实基础.氨基酸的种类组成蛋白质的氨基酸有2L种,其中8种是人体细胞不能合成的,称为必需氨基酸,这些氨基 酸必须从外界环境中获取;另外,旦种氨基酸是人体细胞能够合成的,称为非必需氨基酸。 【巧记】8种必需氨基酸甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)
3、写(缴氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。1 .氨基酸的元素组成及结构特点组成氨基酸的共有元素是C、H、0、N,有的氨基酸还含有&等元素。氨基酸的结构特点:观察教材中四种氨基酸的化学结构式,可以发现: 全丧失活性。高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是高温使其 0肉毒类毒素可用 试剂鉴定,该试剂使用方法是,在煮沸后的肉毒类毒素溶液(无色)中加入该试剂,其溶液颜色将变为 O答案(1)4 5 CH3 (2)脱水缩合2 (3)空间结构遭到破坏(4)双缩胭 先加A液,摇 匀后再加B液紫色解析(1)据试题分析可知,题图局部含5种R基,即有5种氨基酸,所以肽键数=51 =
4、4(个);这5个氨基酸的R 基依次是一CH2C6H4OH、一H、CH3 CH2C6H5 CH2CH(CH3)2;第三个氨基酸不同于其他氨基酸的基团是R基(一CH3)。(2)肉毒类毒素 的化学本质是蛋白质,是由氨基酸经过脱水缩合形成的。肉毒类毒素是由两个亚单位(每个亚 单位由一条链盘曲折叠而成)组成的,每个亚单位至少含有1个游离的氨基和1个游离的叛基, 因此一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个覆基,它们分别位于两条肽链的两端。(3)高 温可破坏肉毒类毒素的空间结构而使其失活。(4)肉毒类毒素含有多个肽键,可用双缩腺试剂 鉴定,该试剂使用方法是先加A液,摇匀后再加B液,反响颜色为紫色。【B组综合
5、强化练】.苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2,那么该氨基酸的R基是()A. C7H7OB. C7H7C. C7H7ND. C7H5NO答案BR I H2NcCOOH解析氨基酸的结构通式是:H ,根据结构通式和苯丙氨酸的分子式C9H11NO2,可知它的R基是一C7H7,应选B。2.谷氨酸的R基为一C3H5。2, 2分子谷氨酸脱水缩合形成的二肽中C、H、0、N原子数依 次是()A. 10、 16、 6、 2B. 10、 18、 8、 2C. 10、 16、 7、 2D. 10、 17、 6、 2答案cRIH2NcCOOH解析 氨基酸的结构简式为:H ,谷氨酸的R基为一C3H5。2,即一个谷氨酸中C
6、、H、0、N原子数依次为:5、9、4、1,2个谷氨酸脱水缩合形成二肽时,脱去1分子水,故二 肽中C、H、0、N原子数依次为10、16、7、2o3.(2020济南市历城第二中学高一期末)如下图为一条肽链的结构简式,Ri、R2和R3是3 个不同的化学基团。以下有关分析不正确的选项是()HOHOHIIIIIIIH2N C C N CC N C COOHIIIIIR,HR2HR3A.该肽链至少含有4个氧原子B.该肽链含有3种氨基酸C.该肽链是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的D.该化合物叫作三肽答案C解析 该肽链是由3个氨基酸脱去2分子水缩合形成的,C错误。4 .如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白
7、质分子。以下表达正确的选项是()1 2570 90IICO NHIINH COII91 120165200A.该分子中含有198个肽键B.这200个氨基酸中至少有200个氨基C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了 3 600D.该蛋白质中至少含有4个游离的竣基答案C解析 由题图看出该蛋白质有两条肽链并且两条肽链由两个肽键连接,链内肽键有198个, 链间肽键有2个,共200个肽键,A错误;因链间的肽键是R基上的氨基和覆基形成的,所 以这200个氨基酸中至少有202个氨基,B错误;脱水缩合成该蛋白质时脱去了 200个水分 子,相对分子质量减少了 200X18 = 3 600, C正确;该蛋白质有两条
8、肽链,至少含2个游离 的照基,D错误。5 .胰岛素是胰岛素原通过蛋白酶的水解作用而生成的(如图),那么胰岛素原水解所需的水中的 氢用于()胰岛素原 IS S II 胰岛素A.形成一COOH 和一SHB.形成一COOH和连接碳的一HC.形成一NH2和一COOHD.形成一SH和一OH答案C解析 由氨基酸经脱水缩合形成胰岛素原的过程中,脱去的水中的氢来自氨基酸的一NH2和 COOH,反之,胰岛素原水解所需的水中的氢用于形成一NH2和一COOH。6 .以下关于蛋白质分子的结构与功能的表达,正确的选项是()A.组成人体蛋白质的非必需氨基酸是人体不能合成的B.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合C
9、.可通过双缩版试剂与蛋白质产生紫色反响来区分蛋白质和多肽D.吃熟鸡蛋易消化的原因是高温使蛋白质的空间结构发生了改变答案D解析 必须从外界环境中直接获取,人体不能合成的氨基酸叫作必需氨基酸,故A错误;组 成蛋白质的氨基酸之间的连接方式相同,都是一个氨基酸的覆基与另一个氨基酸的氨基发生 脱水缩合形成肽键,通过肽键进行连接,故B错误;双缩腺试剂可以与肽键产生紫色反响, 蛋白质与多肽都含有肽键,因此无法使用双缩腺试剂来区分蛋白质和多肽,故C错误;高温 使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,所以吃熟鸡蛋容易消化,故 D正确。7 .神经肽Y是由36个氨基酸分子组成的一条多肽链,与动物的摄
10、食行为和血压调节具有密 切关系。以下图是神经肽Y的局部氨基酸组成示意图和谷氨酸(Glu)的结构式,请回答以下问题:HI3233343536 H2NCCOOH一CH2神经肽Y的局部氨基酸组成ch2注:Leu一亮氨酸Glu一谷氨酸loOHAla一丙氨酸Thr苏氨酸Glu的结构式连接Leu和Ala的化学键称为,这样的化学键在神经肽Y中有 个。组成神经肽Y的11种氨基酸中,Glu占全部氨基酸的1/9,其他氨基酸分子中仅有一个竣基,那么神经肽Y含有的游离竣基有 个。组成鱼和人的神经肽Y的氨基酸种类和数量相同,但两者的结构存在一定的差异,那么造 成这种差异的原因可能是 o从鱼体内提纯神经肽Y并喂养小鼠后,
11、小鼠的摄食行为和血压没有发生变化,原因是答案(1)肽键35 (2)5 (3)氨基酸的排列顺序、肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结 构不同(4)神经肽Y被小鼠消化而失效解析(1)连接氨基酸的键是肽键,故Leu和Ala靠肽键相连,神经肽Y是由36个氨基酸分 子组成的一条多肽链,其中含有的肽键的数目为361=35(个)。(2)神经肽Y中,Glu占全 部氨基酸的1/9,那么Glu的数目为36Xl/9=4(个),假设其他氨基酸分子中仅有一个猴基,在多 肽链中游离期基位于肽链的一端和氨基酸的R基中,Glu的R基中有一个较基,那么神经肽Y 含有的期基数目为4+1=5(个)。(3)组成鱼和人的神经肽Y的氨基
12、酸种类和数量相同,但两 者的结构存在一定的差异,其原因是氨基酸的排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形 成的空间结构不同。(4)从鱼体内提纯神经肽Y并喂养小鼠后,小鼠的摄食行为和血压没有发 生变化,原因是神经肽Y被消化酶分解成氨基酸而失去了其原有的功能。8.(2020荆州质检)牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成,包含8个带筑基(一SH)的半胱氨酸, 脱氢后形成4对二硫键(一SS)。形成以下图所示结构时,该酶具有生物活性。图中圆圈表 示氨基酸,序号表示氨基酸的个数,半胱氨酸可缩写为“半胱”,其他氨基酸的标注略。请 回答以下问题:牛胰核糖核酸酶中的肽键数量为 个牛胰核糖核酸酶中的游离氨基至少有 个。
13、该酶维持空间结构,需要氢键和二硫键共同作用。科学家发现B-筑基乙醇可破坏该酶的二 硫键,尿素可破坏该酶的氢键。假设用0-疏基乙醇和尿素同时处理该酶,会使其失去活性。假设 去除。-筑基乙醇只保存尿素时,该酶活性仅恢复到1%左右,假设去除尿素只保存隹筑基乙醇 时,可以重新形成氢键,该酶活性能恢复到90%左右,说明在维持该酶空间结构的因素中, 氢键比二硫键的作用(填“强”或“弱” )o(4)从蛋白质多样性角度分析,决定了蛋白质分子中氢键和二硫键的位 置,使蛋白质具有特定的空间结构,进而决定其生物活性。(5)将牛胰核糖核酸酶加热处理后,先加入双缩版A液,溶液呈 色,加入双缩胭B液后,溶液呈 色。使用时
14、(填“是”或“否”)需要水浴加热。答案(1)123 (2)1强(4)(多肽链上)氨基酸的排列顺序 无 紫 否解析(1)牛胰核糖核酸酶的化学本质是蛋白质,该化合物中含有的肽键数量=氨基酸数一肽 链数= 1241 = 123(个)。(2)牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成,所以游离氨基至少有1个。 (3)0-疏基乙醇可破坏该酶的二硫键,尿素可破坏该酶的氢键,假设用供磕基乙醇和尿素同时处 理该酶,会使该酶中的二硫键和氢键均被破坏,但构成该酶的氨基酸的种类、数量及排列顺 序均没有发生变化;假设去除 供疏基乙醇只保存尿素时,该酶活性仅恢复到1%左右;假设去除 尿素只保存0-筑基乙醇时,可以重新形成氢键,该酶
15、活性能恢复到90%左右,说明在维持该 酶空间结构的因素中,氢键比二硫键的作用强。(4)牛胰核糖核酸酶包含8个带筑基(一SH)的 半胱氨酸,脱氢后形成4对二硫键(一SS),使蛋白质盘曲折叠,所以氨基酸的排列顺序 决定了蛋白质分子中氢键和二硫键的位置,使蛋白质具有特定的空间结构,进而决定其生物 活性。(5)将牛胰核糖核酸酶加热处理后,蛋白质变性,空间结构被破坏,但肽键没变,先加 入双缩腺A液(氢氧化钠溶液),溶液呈无色,加入双缩腺B液(硫酸铜溶液)后,溶液呈紫色。 双缩腺试剂使用时不需要水浴加热。每种氨基酸分子至少含有一个氨基(一NH2)和一个接基(一COOH)。每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个
16、殁基连接在同一个碳原子上,该碳原子还连接一个 氢原子和一个侧链基团,这个侧链基团用旦表示。各种氨基酸的区别在于国基的不同。H R OI I IIH NC C0HI写出氨基酸的结构通式:O【特别提醒】(1)类比推理法理解氨基酸的结构类比:把氨基酸分子比喻成人,两只手分别代表氨基和竣基,两条腿代表氢,头代表R基, 躯干代表中心碳原子。图示决定氨基酸的种类(可变)IR基喀L和谭)IIH(2)氨基、薮基、R基的书写正确的格式:一NH2、一COOH、R(千万不要忘记在原子团前面加防止两种错误格式a.写成 NH2、COOH、Rob.写成 NH3、一NH3、HCOOH 等。结构通式及氨基和竣基不同表达形式的
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