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2.4蛋白质是生命活动的主要承担者学案
【预习新知】
（一）蛋白质的功能
1．含量：组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质。
2．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担者。
（一）蛋白质的基本组成单位——氨基酸
1．种类
(1)在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。
(2)分类
①依据：人体细胞能否合成。
②必需氨基酸：8种。人体细胞内不能合成，必须从外界环境中获取。
③非必需氨基酸：13种。人体细胞内能够合成，也可从外界环境中获取。
2．氨基酸的元素组成及结构特点
(1)组成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸含有S等元素。
(2)结构
①写出图中结构名称
a．氨基；b、d．R基；c．羧基。
②比较图中两种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：。
③氨基酸的结构特点
数量关系：至少都含有一个氨基和一个羧基。
位置关系：都有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上。
各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
（二）蛋白质的结构及其多样性
1．蛋白质的结构层次
氨基酸
↓脱水缩合
二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物
↓
多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构
↓盘曲、折叠(原因：由于氨基酸之间能形成氢键等)
蛋白质：具有一定的空间结构
2．脱水缩合的过程
(1)过程①名称：脱水缩合。
(2)物质②名称：二肽。
(3)结构③名称：肽键。
3．蛋白质种类多样性的原因
在细胞中，组成蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，其排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。
4．蛋白质的变性
(1)概念：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改变和生物活性丧失的现象。
(2)应用：①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被蛋白酶水解，因而易于消化。②经过加热、加酸、加酒精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。
【巩固训练】
1.下列生物大分子空间结构改变后，导致其功能丧失的是( )
A.解旋酶使 DNA 分子的空间结构改变
B.RNA 聚合酶使基因片段的空间结构改变
C.高温引起抗体的空间结构发生改变
D.刺激引起离子通道蛋白空间结构改变
2.现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为( )
A.798、2和2 B.798、12和10
C.799、1和1 D.799、11和9
3.图中虚线框表示各氨基酸的某些基团，其中可以发生脱水缩合形成肽键的是( )
A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④
4.下列叙述正确的是( )
A.膜蛋白中含有磷酸二酯键
B.自由水流动时氢键不断形成和断裂
C.高温不会破坏胰岛素分子内的二硫键
D.DNA分子借助肽键维持双螺旋结构的稳定
5.新冠病毒和SARS病毒在感染人体时均识别肺泡上皮细胞上的受体（ACE2），起识别作用的关键蛋白均为二者包膜上的S-蛋白，但二者的S-蛋白有部分氨基酸存在差异。下列有关说法错误的是( )
A.控制ACE2合成的基因不只存在于肺泡上皮细胞中
B.S-蛋白与ACE2的互相识别作用不能体现细胞间的信息交流
C.S-蛋白可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
D.根据上述的科学研究推测，不同结构的蛋白质功能也一定不相同
6.皮癣菌是一类能分解利用人体表面的角质蛋白，引起皮癣疾病的真菌。下列叙述错误的是( )
A.皮癣菌是一类异养生物 B.皮癣菌不能合成分泌蛋白
C.角质蛋白的基本单位是氨基酸 D.皮癣菌含有以核膜为界限的细胞核
7.如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽（图中箭头表示切点）可转变成一分子的胰岛素（图中数字表示氨基酸序号）。图中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列有关叙述，不正确的是( )
A. 胰岛素原合成过程中，相对质量减少了1536
B. 胰岛素原转变成胰岛素的过程中需要蛋白酶
C. 一分子胰岛素含有49个肽键，一个游离的氨基
D. 经高温处理的胰岛素碱性条件下仍可与CuSO4发生颜色反应
8.下图是某化合物的结构式。关于该化合物的叙述，错误的是( )
A.上图含有③和⑤两个肽键，因此该化合物为二肽
B.由于②④⑥的不同，该化合物由3种氨基酸组成
C.氨基酸合成蛋白质需经过多肽的合成、肽链的盘曲折叠、构成更复杂的空间结构
D.经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般不会缺少必需氨基酸
9.科研人员给小鼠饲喂13C标记的葡萄糖或者果糖，1分钟后检测部分氨基酸分子中13C的相对含量，结果如图所示。( )
下列叙述错误的是( )
A.结果表明天冬氨酸和丝氨酸是小鼠的必需氨基酸
B.天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸的差别在于R基团
C.单糖转变为氨基酸的过程中会添加含N的基团
D.相比于葡萄糖，果糖转变为氨基酸的速度更快
10.细胞内存在一类物质，能参与催化、运输、防御和信息传递等生命活动。这类物质属于( )
A.脂质 B.蛋白质 C.核酸 D.无机盐
参考答案
1.答案：C
解析：A. 解旋酶使DNA分子的空间结构改变，解旋形成单链DNA，完成DNA分子复制后，DNA功能不会改变，A错误；
B. RNA聚合酶催化转录过程，转录完成后，DNA双螺旋结构恢复正常，其功能不变，B错误；
C. 高温会改变蛋白质的空间结构，进而使其功能丧失，C正确；
D. 刺激使离子通道蛋白空间结构改变，完成物质运输后，又会恢复原来的空间构象，其功能恢复，D错误。
故选：C。
2.答案：B
解析：根据计算公式：氨基酸数-肽链数=肽键数=脱去的水分子数，所以共有798个肽键。每个氨基酸上至少有一个氨基和一个羧基，故R基上有10个氨基和8个羧基。每条肽链上至少有一个氨基和一个羧基，所以氨基和羧基的数目分别是12和10。
故选B。
3.答案：D
解析：脱水缩合是一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去一分子水，所以②和④可脱水缩合形成肽键。
所以D选项是正确的。
4.答案：B
5.答案：D
解析：A、人体细胞中都有ACE2合成的基因，只是在部分细胞，如肺泡上皮细胞中表达，A正确； B、病毒没有细胞结构，其S-蛋白与ACE2的互相识别不能体现细胞间的信息交流，B正确； C、S-蛋白含有肽键，所以能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C正确； D、新型冠状病毒和SARS病毒在感染人体时识别肺泡上皮细胞上受体（ACE2）的都是S蛋白，但二者的S-蛋白结构存在差异，说明不同结构的蛋白质其功能也可能相同，D错误。
故选：D。
6.答案：B
解析：A、皮癣菌能分解利用人体表面的角质蛋白，是一类异养生物，A正确;
B、皮癣菌能分解利用人体表面的角质蛋白，可能是由于分泌了蛋白酶，故皮癣菌可能合成分泌蛋白，B错误;
C、蛋白质的基本组成单位是氨基酸，由氨基酸脱水缩合而成，C正确;
D、皮癣菌属于真菌，含有以核膜为界限的细胞核，D正确。
7.答案：C
解析：A、胰岛素原中氨基酸的数目为（65-30）+21+30=86，故脱去水分子的数目为86-1=85，相对分子质量减少了85×18+6=1536，A正确；
B、胰岛素原转变成胰岛素需要破坏肽键，故需要蛋白酶催化，B正确；
C、一分子胰岛素中肽键的数目为（21+30）-2=49，至少含有2个游离的氨基，C错误；
D、高温不破坏胰岛素的肽键，故在碱性条件下仍可与硫酸铜发生紫色反应，D正确。
故选C。
8.答案：A
解析：A、几个氨基酸构成的化合物就是几肽，图中含有3个氨基酸，因此该化合物为三肽，A错误；
B、氨基酸种类的不同取决于R基，②④⑥表示R基，由于②④⑥的不同，该化合物由3种氨基酸组成，B正确；
C、氨基酸合成蛋白质需经过多肽的合成、肽链的盘曲折叠、肽链构成更复杂的空间结构等层次，C正确；
D、必需氨基酸是人体细胞不能合成，必须从食物中获得，因此经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般不会缺少必需氨基酸，D正确。
故选A。
9.答案：A
解析：A错误。从图中可知，天冬氨酸和丝氨酸由果糖转化而来，属于非必需氨基酸。B正确。构成生物体蛋白质的21种氨基酸的差别在R基团上； C正确。单糖的基本组成元素是C、H、O，氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N，单糖转变为氨基酸的过程中会添加含N的基团；D正确。由图可知，1分钟内葡萄糖没有转化成天冬氨酸和丝氨酸，果糖转化成天冬氨酸和丝氨酸，所以果糖转变为氨基酸的速度更快。
10.答案：B
解析：

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