【人教生物必修1知识梳理及训练】2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
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人教生物必修1知识梳理及训练
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
知识点1 蛋白质的功能
功能 举例
01结构蛋白 羽毛、肌肉、蛛丝、头发等的成分主要是蛋白质
02催化作用 绝大多数酶是蛋白质
03运输作用 血红蛋白能运输氧
04调节作用 胰岛素等蛋白质类激素能够调节机体的生命活动
05免疫功能 抗体可帮助人体抵御抗原的侵害
总结：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06主要承担者。
知识点2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1．氨基酸的种类
组成人体蛋白质的氨基酸有0121种，根据能否在人体内合成可分为两类：
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必需氨基酸特点：必须从02外界环境中获取种类：038种非必需氨基酸特点：04人体细胞能够合成种类：13种
2．氨基酸的元素组成：05C、H、O、N，有的含有S。
3．氨基酸分子的结构通式：06CHRH2NCOOH。
4．氨基酸的结构特点
每种氨基酸至少都含有一个07氨基(—NH2)和一个08羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在09同一个碳原子上。
5．各种氨基酸之间的区别在于10R基不同。
每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基中“至少”怎么理解？
提示：R基中可以含氨基和羧基，例如：甘氨酸和半胱氨酸都只含一个氨基和一个羧基，天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基。
知识点3 蛋白质的结构及其多样性
1．氨基酸脱水缩合形成肽链
(1)脱水缩合概念
一个氨基酸分子的01羧基(—COOH)与另一个氨基酸分子的02氨基(—NH2)相连接，同时脱去03一分子的水。
(2)脱水缩合过程
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(3)多肽(肽链)
由10多个氨基酸分子缩合而成，含有11多个肽键的化合物。多肽通常呈12链状结构，叫13肽链。
1．若3个氨基酸分子脱水缩合形成一条肽链，会脱去________分子水，形成________个肽键，产物是三肽；若m个氨基酸分子形成1条肽链，会脱去________分子水，形成________个肽键，产物是多肽。
提示：2 2 m－1 m－1
2．若m个氨基酸分子形成2条肽链，会脱去________分子水，形成________个肽键；若m个氨基酸分子形成n条肽链，会脱去________分子水，形成________个肽键。
提示：m－2 m－2 m－n m－n
3．假设氨基酸的平均相对分子质量为a，则m个氨基酸分子形成n条肽链时，所形成肽链的相对分子质量为多少？
提示：m·a－18(m－n) 1
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2．蛋白质的形成过程
3．蛋白质结构多样性的原因
(1)氨基酸15种类不同16数目成千上万17排列顺序千变万化
(2)多肽：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的18空间结构千差万别。
注意
(1)经脱水缩合后形成的是多肽，而不是蛋白质，多肽要经过加工后才能形成有一定结构和功能的蛋白质。
(2)氨基酸脱水缩合时R基中的氨基或羧基一般不发生脱水缩合，参与脱水缩合反应的是位于中心碳原子上的氨基或羧基。
(3)同一条多肽链在空间上盘曲、折叠的方式不一定相同，所以同样的多肽链可以形成具有不同空间结构的不同蛋白质。
4．结构多样性与功能多样性的关系：19每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
易漏边角课本P32
与社会的联系
(1)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
(2)鸡蛋、肉类煮熟易消化，原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、 1
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松散，容易被蛋白酶水解。
(3)加酒精、加热、加酸等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。
注意
理清蛋白质的变性和水解的区别
(1)变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间构象发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。
(2)水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。
1．怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？
答案 生物体的生命活动离不开蛋白质，蛋白质具有参与组成细胞结构、催化、运输、调节和免疫等功能。
2．氨基酸的结构有什么特点？ 1
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答案 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
3．为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？
答案 构成蛋白质的氨基酸的种类不同、数目成千上万、排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
1．(目标1)下列关于生物体内氨基酸的叙述，正确的是( )
A．氨基酸是蛋白质分子的基本单位，由氨基和羧基组成
B．组成蛋白质的氨基酸的共有结构是
C．每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
D．组成人体的氨基酸都在人体内合成
答案 B
2．(目标2)蛋白质功能多种多样，下列与其功能不相符合的是( )
A．酶——催化
B．抗体——免疫
C．载体蛋白——运输
D．肌肉、头发中的蛋白质——调节
答案 D
解析 酶具有催化作用，A正确；抗体具有免疫作用，B正确；细胞膜上的载体蛋白具有运输作用，C正确；肌肉、头发中的蛋白质属于结构蛋白，D错误。
3．(目标2)生长激素和胰岛素都是人体内对生命活动起重要调节作用的激素， 1
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但是两者功能不同，与此无关的是( )
A．氨基酸的数目、种类和排列顺序
B．构成蛋白质肽链的数目
C．蛋白质的空间结构
D．氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基
答案 D
4．(目标3)如图为蛋白质结构与功能的概念图，对图示分析正确的是( )
A．a中一定含有S
B．①过程一定有水生成
C．氨基酸的种类、数目、排列顺序形成了蛋白质的结构多样性，与其空间结构无关
D．c表示肽键，多肽中b的数目等于c的数目
答案 B
解析 并非所有蛋白质都含有S，故a中不一定含有S，A错误；组成蛋白质的基本单位是氨基酸，故b表示氨基酸，氨基酸通过①脱水缩合形成多肽，B正确；多肽中的重要化学键是肽键，故c表示肽键，假如氨基酸的数目是n，形成一条多肽链时，形成的肽键数目是n－1，b的数目不等于c的数目，D错误；蛋白质的空间结构同样也与蛋白质的结构多样性有关，C错误。
5．(不定项)(目标4)蛋白质与人体营养、健康等关系密切，下列相关叙述错误的是( ) 1
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A．鸡蛋、肉类生吃更容易消化
B．民间有一种“吃什么补什么”的说法，猪蹄中有丰富的胶原蛋白，因此多吃猪蹄可以美容养颜
C．如果人体红细胞中血红蛋白的结构发生改变，红细胞可能变为镰刀状，运输氧的能力会大为削弱
D．经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般不会缺乏必需氨基酸
答案 AB
解析 摄入的胶原蛋白经消化分解为氨基酸，不一定能补充人面部的胶原蛋白，达到美容效果。
[例1] 下列关于氨基酸、多肽及蛋白质的叙述，正确的是( )
A．①是构成多肽②的一种氨基酸
B．多肽②为四肽，彻底水解为氨基酸时需要3个水分子
C．构成多肽②的氨基酸有4种，此多肽中游离的氨基和羧基数目分别是1 1
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个和2个
D．氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质
解题分析 分析题图可知，氨基酸的结构通式：至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有1个氨基和1个羧基连接在同一个碳原子上，连接在同一个碳原子上的是氨基(—NH2)、羧基(—COOH)、氢原子(—H)和R基(—R)，图①不符合氨基酸结构通式，即图①不是氨基酸，A错误；分析题图可知，图②的多肽为四肽，是由4个氨基酸脱水缩合而形成的，由此形成3个肽键，四肽彻底水解成氨基酸时，3个肽键需要断裂，需要3个水分子，B正确；构成该四肽的氨基酸有3种(有两个氨基酸的R基都是—CH3)，此多肽中游离的氨基和羧基数目分别是1个和2个，C错误；氨基酸经脱水缩合形成多肽，经盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，D错误。
答案 B
[例2] (不定项)血红蛋白分子是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含有4条肽链。下列关于血红蛋白分子叙述错误的是( )
A．该蛋白质分子中含有570个肽键
B．由于氨基酸之间能够形成氢键，这些氢键使得肽链盘曲、折叠，形成一定的空间结构
C．正常血红蛋白的空间结构改变，血红蛋白运输氧的能力可能下降
D．血红蛋白4条肽链聚集在一起同时盘曲折叠形成复杂空间结构
解题分析 血红蛋白4条肽链先各自形成一定的空间结构，然后4条肽链聚集在一起形成复杂的空间结构，D错误。
答案 D 1
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[例3] 现有100个氨基酸，其中氨基有105个，羧基有103个，则由此合成的3条肽链中肽键数目、游离的氨基、羧基的数目分别是( )
A．96、8、9 B．97、7、5
C．97、8、6 D．97、6、4
解题分析 根据100个氨基酸中氨基有105个，羧基有103个，可知R基中氨基有5个，羧基有3个，则3条肽链中肽键数目、游离的氨基、羧基的数目分别是100－3＝97(个)、3＋5＝8(个)、3＋3＝6(个)。
答案 C [例4] (不定项)下图是某种胰岛素的二硫键示意图，以下说法不正确的是( )
A．该胰岛素具有6个二硫键
B．二硫键就是氨基酸的氨基和羧基的脱水缩合形成的
C．如果没有二硫键的话，所示物质的分子量会增大6
D．二硫键会使蛋白质的肽链呈直线排列在一个平面上
答案 ABD
技法提升
氨基酸脱水缩合过程相关计算公式
(1)脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数＝水解需水数；
