人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2章 组成细胞的分子第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者随堂练习题

蛋白质是生命活动的主要承担者

湖南省耒阳市第一中学 周伟

◆素养目标

◆预习清单

【填一填】

一、蛋白质的功能

1.与生命活动的关系：细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的__________。

2.功能举例

（1）结构蛋白：构成________的重要物质，如肌动蛋白。

（2）功能蛋白：①________作用，如酶；②________作用，如胰岛素、生长激素；③________作用，如抗体；④________作用，如红细胞中的血红蛋白。

二、氨基酸的种类与结构

1.氨基酸的种类：人体中组成蛋白质的氨基酸有21种。依据人体细胞能否合成，又可分为必需氨基酸（8种）和非必需氨基酸（13种）。

2.氨基酸的结构

（1）结构通式：________________。

（2）结构特点：①数量上，至少含有一个_______和一个_______。②位置上，都一个氨基和一个羧基连接在_______上。③不同氨基酸的_______不同。

三、蛋白质的结构及其多样性

1.氨基酸的脱水缩合

（1）该图表示生理过程是__________。

（2）写出字母代表的结构或名称：a为__________，b为__________。

（3）判断产物H2O中原子的来源：H来自R1所在氨基酸的________和R2所在氨基酸的________；O来自R1所在氨基酸的________。

（4）多肽中氨基或羧基的含量：__________。

2.蛋白质的形成

（1）由于氨基酸之间能够形成________等，从而使得肽链能够__________，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。

（2）两条或多条肽链之间通过一定的化学键（如________）相互结合在一起，形成具有更为复杂的________的蛋白质。

3.蛋白质结构多样性的原因

（1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数目、________不同。

（2）肽链方面：肽链的________及其形成的________千差万别。

参考答案：1.主要承担者  2.（1）（1）细胞和生物体  （2）催化  调节  免疫  运输

二、（1）  （2）氨基  羧基  同一个碳原子  R基

三、1.（1）脱水缩合  （2）肽键  二肽  （3）羧基  氨基  羧基  （4）至少一个  2.（1）氢键  盘曲、折叠  （2）二硫键  空间结构  3.（1）排列顺序  （2）盘曲、折叠方式  空间结构

【判一判】

1.人体需要的氨基酸称为必需氨基酸。（   ）

2.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的，21种氨基酸的理化性质是由R基决定的。（   ）

3.每种氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。（   ）

4.氨基、羧基、R基的书写格式分别是NH2、COOH、R。（   ）

5.氨基酸种类、数量及排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质。（   ）

6.高温会使蛋白质的肽键断裂。（   ）

7.蛋白质的空间结构被破坏后，功能不变。（   ）

8.蛋白质的功能多样性决定了结构多样性。（   ）

参考答案：1.×  2.√  3.×  4.×  5.×  6.×  7.×  8.×

【画一画】

◆知识精析

一、结构通式及解读

解读：氨基酸的结构通式可以与我们的身体进行类比，如图所示：

我们的头（具体指面部）代表-R基，左手代表氨基（-NH2），右手代表羧基（-COOH），双腿合拢代表-H，上身代表中心碳原子。R基不同，氨基酸的种类就不同，好比对人的识别主要是通过面部长相不同来区分。

二、蛋白质的概念图

易错提醒:

（1）在构成蛋白质的氨基酸中，都必有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的分子式可表示为 C2H4O2NR（R 表示 R 基）。

（2）肽键的结构可表示为—NH—CO—。肽键的断裂需要蛋白酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶等）、肽酶的催化作用。

（3）氨基酸脱水缩合的场所是核糖体，脱下的H2O 中的 H 一个来自氨基，一个来自羧基，O 来自羧基。二硫键的形成主要在内质网完成。

（4）蛋白质的变性≠肽键断裂。在重金属盐、高温、强酸、强碱和紫外线等理化因素的影响下，蛋白质的空间结构会发生变化，导致其生物活性丧失，但并没有破坏肽键，加入双缩脲试剂后仍可产生紫色络合物。在低温和盐析的条件下，蛋白质的空间结构不会遭到破坏。

三、蛋白质相关的计算

1.蛋白质的常规计算

假设氨基酸的平均相对分子质量为 a，由 n 个氨基酸分别形成 1 条肽链或 m 条肽链，计算公式归纳如下：

易错提醒：

（1）多肽一般呈链状，故又称肽链，它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基；环状肽首尾相连，只有 R 基上才有游离的氨基和羧基。若形成的多肽是环状多肽，则其氨基酸数＝肽键数＝脱去水分子数。

（2）在蛋白质相对分子质量的计算中，若题中通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键，则需要考虑脱去氢的相对分子质量；每形成一个二硫键，脱去两个氢。

2.利用原子守恒计算蛋白质中各原子数

（1）N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。

（2）O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去的水分子数。

（3）游离—NH2或—COOH数＝肽链数×1＋R基团中—NH2或—COOH数（环肽中主链上不再有游离氨基或羧基）。

◆题型训练

考点一、氨基酸的结构与种类

1.下列与生物体内氨基酸有关的叙述不正确的是（   ）

A．每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基

B．必需氨基酸是指所有生物体内不能合成、只能从外界摄取的氨基酸

C．所有的氨基酸都不能与双缩脲试剂发生紫色反应

D．含有氨基和羧基的化合物不一定能构成生物体的蛋白质

【答案】B

【解析】每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，A正确；人体必需氨基酸是指人体体内不能合成、只能从外界摄取的氨基酸，B错误；双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键，氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C正确；含有氨基和羧基的化合物不一定能构成生物体的蛋白质，D正确。

2.已知某种氨基酸的R基是—CH2—CH2—NH2，在一个该氨基酸分子中，含有的C和N的原子数之比为(　　)

A．2∶2　      B．4∶2

C．3∶2          D．3∶1

【答案】B

【解析】氨基酸的结构通式为C2H4O2NR，题组中所述氨基酸的R基为—CH2—CH2—NH2，所以该氨基酸的分子式为C4H10O2N2，故B符合题意。

考点二、蛋白质的结构与功能

3.哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是（  ）

A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物

B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基

C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关

 D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同

【答案】D

【解析】两种激素都是由9个氨基酸构成的九肽类化合物，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢来自氨基和羧基，B错误；由于R基中可以有氨基，所以肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关，C错误；催产素和加压素结构相似，但氨基酸的种类不完全相同，所以生理功能不同，D正确。

4.生物体内的蛋白质千差万别，即使像催产素、牛加压素、血管舒张素等由相同数量的氨基酸构成的蛋白质，其生理功能也差异很大。其原因不可能是（   ）

A．形成肽键的场所不同

B．组成蛋白质的氨基酸种类不同

C．氨基酸的排列顺序不同

D．蛋白质的空间结构不同

【答案】A

【解析】蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性；蛋白质结构多样性取决于组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构不同，故A项所述不是导致蛋白质结构多样性的原因。

考点三、蛋白质相关的计算问题

5.经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为(　　)

A．q－p＋1     B．q－p

C．p－q＋1     D．p－q

【答案】A

【解析】假设这四种氨基酸的个数为a个，其中赖氨酸为b个，根据O原子守恒列出第一个方程式：2×a－(a－1)＝p；根据N原子守恒列出第二个方程式：b×2＋(a－b)＝q，求出b为q－p＋1，故A符合题意。

6.下图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是（   ）

A．牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键

B．牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH

C．牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸

D．牛胰岛素形成时，减少的分子质量为882

【答案】B

【解析】由图可知，牛胰岛素是由两条肽链形成的蛋白质，含有的肽键数＝氨基酸的分子数－肽链数＝51－2＝49，A错误；牛胰岛素含有两条肽链，每条肽链至少含有一个—NH2和一个—COOH，因此至少含有2个—NH2和2个—COOH，B正确；牛胰岛素水解产物最多含有20种不同的氨基酸，C错误；牛胰岛素形成的过程中，形成了49个肽键，还形成了3个二硫键，所以减少的相对分子质量为49×18＋6＝888，D错误。