資源簡介

2.4 蛋白質是生命活動的主要承擔者（第2課時）
教學目標 核心素養
1.蛋白質結構多樣性的原因及蛋白質的功能，理解蛋白質是生命活動的主要承擔著。 2.明確氨基酸是組成蛋白質的基本單位、結 構特點和結構通式。 3.理解氨基酸分子脫水縮合形成多肽的過程。 4.掌握氨基酸以及蛋白質的相關計算。 生命觀念:蛋白質、的結構多樣性決定其功能多樣性。 科學思想:歸納概括氨基酸的結構特點，演繹推理蛋白質的合成及有關計算，比較DNA與RNA的異同。 社會責任:了解蛋白質在人體健康及疾病治療方面的應用，養成良好的生活習慣。
問題思考：(帶著問題閱讀教材，并在教材相應位置標注)
1.氨基酸的脫水縮合過程是怎樣的？
2.復雜的蛋白質如何形成的？（教師）
3.蛋白質的相關計算？（教師）
4.蛋白質分子結構多樣性的原因？
5.蛋白質的鹽析與變性的有何區別？
基礎知識梳理：
一、蛋白質的結構、功能及相關計算
1．蛋白質的合成及結構層次
(1)氨基酸脫水縮合成二肽的過程
(2)蛋白質的結構層次
2．蛋白質的多樣性
1．由多個氨基酸分子縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，叫作_____。多肽通常呈鏈狀結構，叫作_____。肽鏈能盤曲、折疊，形成有一定__________的蛋白質分子。(P30)
2．蛋白質種類繁多的原因是組成蛋白質的氨基酸的_______________不同以及_____________________________________________千差萬別。(P31)
3.蛋白質經高溫后變性失活，這是因為高溫破壞了蛋白質的_________，但未破壞_________。______________________________________________________，因此吃熟雞蛋、熟肉容易消化。(P32“與社會的聯系”)
自學檢測：
一、選擇題
1．在組成生物體蛋白質的氨基酸中，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產生取決于
A．兩者的R基不同 B．酪氨酸的氨基多 C．兩者的結構完全不同 D．精氨酸的羧基多
2．下列四個結構式中，屬于構成蛋白質的氨基酸分子的是（ ）
A． B． C． D．
3．下圖為某多肽分子，下列相關敘述中不正確的是（ ）
A．該多肽形成場所為核糖體，形成時失去4個水分子
B．該多肽分子中只有一個氨基和一個羧基
C．該多肽分子由4種氨基酸構成
D．該多肽不能與雙縮脲試劑反應產生紫色
4．燙發時，先用還原劑使頭發角蛋白的二硫鍵斷裂，再用卷發器將頭發固定形狀，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．空間結構 B．氨基酸種類 C．氨基酸 D．氨基酸排列順序
5．下列關于氨基酸和蛋白質的敘述，錯誤的是（ ）
A．n個氨基酸共有m個氨基，則這些氨基酸縮合成的一條多肽中的氨基數為 m-n+1
B．酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異是由R基的不同引起的
C．蛋白質高溫處理之后，結構破壞導致變性失活，不能再與雙縮脲試劑發生紫色反應
D．甜味肽的分子式為C13H16O5N2，則甜味肽是由兩個氨基酸連接而成
6．下面是三個氨基酸的結構式，由這三個氨基酸按順序脫水縮合所形成的三肽化合物中，含有的氨基、羧基和肽鍵的數目依次是（ ）
A．1，1，2 B．1，2，2 C．2，2，2 D．1，1，3
7．兩個氨基酸分子脫水縮合形成二肽，同時生成一分子水，該水分子中的氧來自 （　　）
A．氨基 B．羧基 C．氨基和羧基 D．連在碳原子上的H
8．某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成，該蛋白質至少有氧原子和氮原子的個數分別是
A．n-m，n B．n+m，n C．n-m， m D．n+m， m
9．下列有關蛋白質的作用，正確的是
①催化　②運動　③運輸物質　④儲存遺傳信息　⑤免疫　⑥主要的能源物質　⑦信息傳遞　⑧構成生物體和細胞的主要物質
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②③⑤⑦⑧ C．①②③⑤⑥⑦ D．②③⑤⑥⑦⑧
10．雞蛋煮熟后容易消化，是因為蛋白質受熱后，氫鍵等斷裂，原有特定有序的空間結構變的松散伸展。下面實例，不屬于蛋白質變性的是（ ）
A．胃蛋白酶加熱到60～100℃時，其消化蛋白質的能力喪失
B．人體汞中毒時，早期可以服用大量乳制品或雞蛋清，使蛋白質在消化道中與汞鹽結合成不溶解物，以阻止有毒的汞離子進入人體
C．豆腐是大豆蛋白質在煮沸和加鹽條件下形成的凝固體
D．與纖維蛋白相比，球蛋白的表面富有親水基團，因此能溶于水
11．如圖所示，一分子的胰島素原切去C肽（圖中箭頭表示zx 切點）后，可轉變成由A、B兩條肽鏈構成的有活性的胰島素（圖中數字表示氨基酸序號）。下列說法正確的是（　　）
A．胰島素分子具有50個肽鍵，合成它的過程中共脫去50分子水
B．胰島素分子含有一個游離的氨基和一個游離的羧基
C．胰島素合成過程中脫去的水中的氫來自羧基和R基 D．切去C肽不需要破壞二硫鍵
12．下列關于人體中蛋白質功能的敘述，錯誤的是（　　）
A．抗體是一種蛋白質，可以幫助人體抵御抗原的侵害
B．肌細胞中的某些蛋白質參與肌肉收縮的過程
C．蛋白質結合Mg2+形成的血紅蛋白參與O2運輸
D．細胞核中某些蛋白質是染色體的重要組成成分
13．請判斷下列幾則廣告用語，有幾條在科學性上存在明顯的錯誤（ ）
①這種食品由純天然谷物制成，不含任何糖類，糖尿病患者也可放心大量食用 ②這種飲料含有多種無機鹽，能有效補充人體運動時消耗的能量 ③“XX牌”魚肝油，含有豐富的維生素D，有助于寶寶骨骼健康 ④這種營養品含有人體所需的全部21種必需氨基酸
A．1條 B．2條 C．3條 D．4條
14．4月16日，神舟十三號載人飛船返回艙搭載著在太空生活了183天的三名宇航員——翟志剛、王亞平、葉光富順利返回地球。天舟三號貨運飛船運送的必要食物保證了航天員生命活動的正常進行。下列相關敘述不正確的是（ ）
A．瘦肉中含有的蛋白質經煮熟后，其空間結構發生了不可逆的變化
B．蔬菜中含有纖維素，需經人體自身消化為二糖或單糖后，才能被吸收利用
C．在太空中，宇航員每日可通過鍛煉和補充鈣片的方式預防骨質疏松
D．若宇航員沒有及時進食，糖代謝發生障礙，引起供能不足時，脂肪會轉化為糖類
15．雞蛋不僅含有豐富的蛋白質，還可以作為天然酶制劑的提取原料，如雞蛋清中含有的溶菌酶是一種對人體安全無毒，具有抗菌、抗病毒功效的蛋白質，在食品和醫藥等方面有重要的應用價值，下面與此相關的敘述正確的是（ ）
A．溶菌酶的N元素主要存在于氨基中 B．吃雞蛋清可直接為人體補充溶菌酶，利于人體健康
C．煮熟的雞蛋因蛋白質水解而無法發育成小雞 D．雞蛋中的溶菌酶對人體無害，可作為食品防腐劑
16．（不定項選擇）下列關于蛋白質的說法，錯誤的是（ ）
A．變性后的蛋白質能與雙縮脲試劑發生紫色顏色反應
B．將抗體溶于NaCl溶液中不會造成其生物活性的喪失
C．哺乳動物成熟紅細胞的膜蛋白在不斷更新
D．一般情況下，食物中的蛋白質分解成氨基酸才能被人體吸收
17．（不定項選擇）在活細胞中，蛋白質的作用有（ ）
A．染色質的重要成分 B．性激素的主要成分 C．主要的能源物質 D．加快化學反應速率
18．（不定項選擇）胰島素和絕大多數酶都是蛋白質，但是功能不同，這是因為（　　）
A．氨基酸的種類不同 B．氨基酸的數目不同
C．氨基酸的排列順序不同 D．蛋白質的空間結構不同
19．（不定項選擇）蠶絲被貼身暖和、輕盈透氣，是“健康綠色睡眠”的首選。下列關于組成蠶絲主要成分的敘述，不正確的是（ ）
A．它的基本組成單位的結構通式為—CO－NH—
B．它的形成過程中沒有水產生
C．它的基本組成單位是氨基酸
D．它一定含有的化學元素是C、H、O、N、P、Fe
20．如圖表示氨基酸分子結構通式。下列選項中，正確的是
A．①是側鏈基團 B．②是硝基
C．③是羧基 D．④是氫氣
二、填空題
21.如圖表示人體內幾種化學元素和化合物的相互關系，其中a表示有機小分子物質。請據圖分析回答：
(1)圖中的X代表什么元素？________。
(2)a的結構通式為______________，由a→A的過程中，有下列數量關系：失去的水分子數＝__________分子數－________數目。
(3)A具有多樣性，其原因從a分析是：①________________________；②________________________；③________________________。
22.附加題：“瘦素”是最近由英國研究人員發現的人體中一種重要激素，本質是蛋白質，它能控制人的食欲。注射“瘦素”后，人的食欲會下降，從而對人體是否發胖起到至關重要的作用。請回答下列問題：
(1)在“5·12汶川大地震”后期的救援中，從廢墟下救出的生還者女性較男性多。其原因在于女性皮下脂肪厚，在沒有食物和飲水的條件下，女性的生存期限會比男性長。請從脂肪的元素組成及主要作用角度分析出現上述現象的原因__________________________。
(2)“瘦素”與胰島素的功能不同，原因是____________________導致二者的結構不同。
(3)某校生物興趣小組想利用以下材料，設計實驗探究“瘦素”能否控制動物的食欲以及能否起到減肥作用，請幫他們完成下列實驗設計。
材料用具：大鼠若干只、普通飼料、一定劑量的“瘦素”溶液、生理鹽水，其他所需條件均滿足。
實驗步驟：
第一步：選取__________________的大鼠若干只隨機平均分為兩組，編為甲組（實驗組）和乙組（對照組）。
第二步：____________________。
第三步：在正常飼養的基礎下，在相同且適宜的條件下飼養一段時間。
第四步：一段時間后，觀察大鼠的食欲狀況，稱量并統計各組大鼠的體重。
2.4 蛋白質是生命活動的主要承擔者（第二課時）答案
1 A 【詳解】構成蛋白質的基本單位是氨基酸，其結構通式是 。即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基，氨基酸的不同在于R基的不同，構成蛋白質的氨基酸有21種。由組成蛋白質的氨基酸的結構通式可知，酪氨酸與精氨酸的區別在于酪氨酸和精氨酸的R基不同，A正確。
2.D 【詳解】A中所示化合物不具有羧基，不屬于構成生物體蛋白質的氨基酸，A不符合題意；B中所示化合物不具有氨基，不屬于構成生物體蛋白質的氨基酸，B不符合題意；C中所示化合物具有一個氨基和一個羧基，但該氨基和羧基沒有連接在同一個碳原子上，不屬于構成生物體蛋白質的氨基酸，C不符合題意；D中所示化合物具有一個氨基和一個羧基，且該氨基和羧基連接在同一個碳原子上，屬于構成生物體蛋白質的氨基酸，D符合題意。
3.D 【詳解】A、氨基酸脫水縮合形成蛋白質的場所是核糖體，該化合物是五肽，形成時失去4分子水，A正確；B、該多肽的氨基酸的R基沒有氨基和羧基，因此該多肽分子中只有一個氨基和一個羧基，B正確；C、該多肽的氨基酸的R基第二個和第三個相同，均為-H，其余不相同，因此該多肽分子由5個共4種氨基酸構成，C正確；D、雙縮脲試劑是檢測肽鍵的，該多肽含有兩個以上肽鍵，可以與雙縮脲試劑反應產生紫色，D錯誤。
4.A 【詳解】A、燙發時，頭發角蛋白的二硫鍵斷裂，在新的位置形成二硫鍵。故這一過程改變了角蛋白的空間結構，A正確；B、該過程中，肽鍵沒有斷裂，氨基酸種類沒有增多或減少，B錯誤；C、該過程中，氨基酸數目和結構均未改變，C錯誤；D、該過程中，只是二硫鍵斷裂，蛋白質的空間結構改變，故氨基酸排列順序沒有改變，D錯誤。
5.C 【詳解】n個氨基酸共有m個氨基，則R基中含有m-n個氨基，這些氨基酸縮合成的一個多肽中的氨基數為 m-n+1，A正確；酪氨酸和精氨酸的區別在于R基團不一樣，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異是由R基的不同引起的，B正確；蛋白質高溫處理之后，結構破壞導致變性失活，但蛋白中的肽鍵并沒有破壞，仍然能再與雙縮脲試劑發生紫色反應，C錯；甜味肽的分子式為C13H16O5N2，它的N原子個數只有2個，意味只有一個肽鍵，甜味肽是由兩個氨基酸連接而成，D正確。
6.B 【詳解】據圖，3個氨基酸分子R基團中都不含氨基，因此，由這三個氨基酸脫水縮合所形成的化合物中只含有1個氨基；第三個氨基酸的R基團中含有1個羧基。由這三個氨基酸脫水縮合所形成的化合物中含有的羧基數=1+1=2個；肽鍵個數=氨基酸個數-肽鏈條數=3-1=2個。綜上所述，B正確。
7.B 【詳解】兩個氨基酸分子脫水縮合成二肽時，一個氨基酸分子中的羧基（－COOH）脫去（－OH）和另一個氨基酸分子中的氨基（－NH2）脫去（－H），形成一分子水并形成一個（－NH－CO－），故這個水分子中的氧來自羧基。即B正確，ACD錯誤。
8.B 【詳解】根據分析中的公式，肽鍵數＝脫去水分子數＝氨基酸數一肽鏈數=n-m，至少含有的游離氨基或羧基數＝肽鏈數，不考慮R基，蛋白質中至少的氧原子數＝肽鍵數+2×肽鏈數=n-m+2m=n+m，至少氮原子數＝肽鍵數+肽鏈數=n-m+m=n，因此B正確，ACD錯誤。
9.B 【詳解】①催化是蛋白質類酶的功能，①正確；②肌肉細胞中的肌動蛋白和肌球蛋白具有運動功能，②正確；③血紅蛋白和載體具有運輸功能，運輸功能是蛋白質的功能之一，③正確；④儲存遺傳信息是核酸的功能，不是蛋白質的功能，④錯誤；⑤抗體的化學本質是蛋白質，抗體與免疫有關，免疫功能是蛋白質的功能之一，⑤正確；⑥主要的能源物質是糖類，不是蛋白質，⑥錯誤；⑦信息傳遞是蛋白質的功能之一，比如細胞膜上的糖蛋白具有信息交流功能，⑦正確；⑧蛋白質是構成細胞和生物體的主要物質，⑧正確。總之①②③⑤⑦⑧正確，B正確，ACD錯誤。
10.D 【詳解】A、胃蛋白酶的化學本質是蛋白質，加熱到60～100℃時，其消化蛋白質的能力喪失，是因為溫度過高導致蛋白質變性所致，與題意不符，A錯誤；B、人體汞中毒時，早期可以服用大量乳制品或雞蛋清，其目的是利用汞鹽可以導致蛋白質變性的原理，以便使蛋白質在消化道中與汞鹽結合成不溶解物，從而阻止有毒的汞離子進入人體，與題意不符，B錯誤；C、大豆蛋白質在高溫和加鹽條件會發生結構變化，進而由液態轉變為固態，與題意不符，C錯誤；D、水不會引起蛋白質結構的改變，不會導致蛋白質變性，與題意相符，D正確。
11．D 【詳解】A、胰島素分子共兩條肽鏈，含51個氨基酸，則具有51-2=49(個)肽鍵，合成過程中脫去49分子水，A錯誤；B、胰島素分子含有2條肽鏈，至少含有2個游離的氨基和2個游離的羧基，B錯誤；C、胰島素合成時脫去的水中的氫來自羧基和氨基，C錯誤；D、由題圖可知，切去C肽需要破壞肽鍵，不需要破壞二硫鍵，D正確。
12．C 【詳解】A、抗體是一種蛋白質，可以幫助人體抵御抗原的侵害，參與免疫，與抗原結合，A正確；B、肌細胞中的某些蛋白質參與肌肉收縮的過程，比如肌動蛋白，B正確；C、蛋白質結合Fe2+形成的血紅蛋白參與O2運輸，C錯誤；D、染色體由DNA和蛋白質組成，細胞核中某些蛋白質是染色體的重要組成成分，D正確。
13．C 【詳解】①谷物的主要成分是淀粉，淀粉屬于多糖，淀粉在人體內會被水解為葡萄糖，故糖尿病病人需要按照醫囑食用，①錯誤；②無機鹽不能為細胞生命活動提供能量，②錯誤；③服用魚肝油(富含維生素D)，能夠促進腸道對鈣和磷的吸收，故有助于您的寶寶骨骼健康，促進骨骼發育，③正確；④21種氨基酸有必需氨基酸和非必需氨基酸，并非21種氨基酸都是必需氨基酸，④錯誤。綜上所述，①②④說法錯誤，共3條，ABD錯誤，C正確。
14．B 【詳解】瘦肉中的蛋白質經煮熟后，高溫使空間結構被破壞，這種變化使不可逆的，A正確；蔬菜中的纖維素屬于多糖，但人體不能產生分解纖維素的酶，因此蔬菜中的纖維素不能被人體利用，B錯誤；宇航員的食物中應富含鈣等無機鹽，宇航員每日可通過鍛煉和補充鈣片的方式預防骨質疏松，C正確；若宇航員沒有及時進食，糖代謝發生障礙，供能不足時，脂肪會轉化為糖類供能，D正確。
15．D 【詳解】A、氨基酸中的氨基會參與脫水縮合，溶菌酶的N元素主要存在肽鍵中，A錯誤；B、吃雞蛋清會被分解為氨基酸，不能直接為人體補充溶菌酶，B錯誤；C、煮熟的雞蛋因蛋白質變性（蛋白質的空間結構發生改變）而無法發育成小雞，C錯誤；D、分析題意可知，雞蛋清中含有的溶菌酶是一種對人體安全無毒，具有抗菌、抗病毒功效的蛋白質，故可作為食品防腐劑，D正確。
16．C 【詳解】A、變性后的蛋白質含有肽鍵，能與雙縮脲試劑發生紫色顏色反應，A正確；B、將抗體溶于NaCl溶液中稱為鹽析，該過程不會造成其生物活性的喪失 ，B正確；C、哺乳動物成熟紅細胞沒有細胞核和細胞器，不能合成蛋白質，所以膜蛋白沒有更新，C錯誤；D、食物中的蛋白質屬于大分子，人體不能直接吸收，一般需要分解成氨基酸才能被人體吸收 ，D正確。
17．AD 【詳解】A、染色體主要由DNA和蛋白質組成，因此蛋白質是染色質的重要成分，A正確；B、性激素是固醇類激素，不是蛋白質，B錯誤；C、糖類是主要的能源物質，不是蛋白質的作用，C錯誤；D、酶具有催化作用，能加快化學反應速率，酶絕大多數是蛋白質，D正確。
18．ABCD 【詳解】蛋白質結構決定功能，其結構多樣性的原因包括氨基酸的種類、數目和排列順序不同（多種多樣），此外還有肽鏈的盤曲折疊方式和蛋白質的空間結構不同。故選ABCD。
19．ABD 【詳解】A、蠶絲的主要成分是蛋白質，其基本單位是氨基酸，其結構通式為：，A錯誤；B、蠶絲的主要成分是蛋白質，蛋白質是通過氨基酸的脫水縮合形成的，形成肽的同時產生水，B錯誤；C、蠶絲的主要成分是蛋白質，蛋白質的基本單位是氨基酸，C正確；D、蠶絲蛋白質中一定含有C、H、O、N，不一定含有P、Fe元素，D錯誤。
20．AC 【詳解】A. ①是側鏈基團，即R基，A正確；B、②是氨基，B錯誤；C、③是羧基，C正確；D、④是氫而不是氫氣，D錯誤。
21.【答案】(1)N（氮） (2) 氨基酸 肽鏈
(3) 氨基酸的種類不同 氨基酸的數目不同 氨基酸的排列順序不同
【解析】(1)據A1～A4的功能判斷A為蛋白質，a為氨基酸，其基本組成元素有C、H、O、N，故X是N。(2)根據分析可知，a是氨基酸，每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基，結構通式為 。氨基酸脫水縮合形成蛋白質時，肽鍵數=脫去水分子數=氨基酸數一肽鏈數。(3)蛋白質功能多樣性是由結構多樣性決定的，從a（氨基酸）分析是因為氨基酸的種類、數目和排列順序不同。
22.【答案】(1)脂肪是重要的儲能物質，其含氫量高，氧化分解時釋放能量多，產生的水多
(2)組成“瘦素”與胰島素的氨基酸的種類、數目和排列順序不同，以及肽鏈折疊形成的空間結構不同
(3)身體健康、生長狀況相同的 甲組每天注射一定量的瘦素溶液，乙組注射等量的生理鹽水
【解析】本實驗的目的是：探究瘦素能否控制動物的食欲以及能否起到減肥作用，該實驗的自變量是瘦素的有無，因變量是大鼠的食欲以及體重。(1)女性皮下脂肪厚，而脂肪是重要的儲能物質，其含氫量高，氧化分解時釋放能量多，產生的水多，因此在沒有食物和飲水的條件下，女性的生存期限會比男性長。(2)結構決定功能，“瘦素”與胰島素的功能不同，原因是組成“瘦素”與胰島素的氨基酸的種類、數目和排列順序不同，以及肽鏈折疊形成的空間結構不同，從而導致二者的結構不同，因此二者的功能不同。(3)本實驗的目的是探究“瘦素”能否控制動物的食欲以及能否起到減肥作用，因此自變量為是否加入瘦素，且實驗設計要遵循對照原則和單一變量原則，無關變量遵循等量性原則，實驗步驟為：第一步：選取身體健康、生長狀況基本相同的大鼠若干只，隨機平均分為兩組，并編號為甲、乙；第二步：甲組每天注射一定劑量的“瘦素”溶液，乙組每天注射等量的生理鹽水；第三步：在正常飼養的基礎上，在相同且適宜的條件下分別飼養一段時間；第四步：一段時間后，觀察大鼠的食欲狀況，稱量并統計各組大鼠的體重。

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