2.4 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者（2） 1.舉例說明氨基酸脫水縮合生成多肽鏈的過程。2.運(yùn)用科學(xué)思維，能夠?qū)Χ嚯男纬蛇^程中相關(guān)物質(zhì)或結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)量上的推理。3.從蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)闡明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。4.理解蛋白質(zhì)功能多樣性的原因，關(guān)注蛋白質(zhì)與人類健康。 知識點(diǎn)01  氨基酸之間的脫水縮合過程 1.氨基酸脫水縮合指一個氨基酸分子的氨基(—NH2)與另一個氨基酸分子的羧基(—COOH)相連接，同時脫去一分子水的過程。（1）氨基酸之間的相互連接：下圖是兩個氨基酸結(jié)合過程示意圖。圖中的X表示羥基（—OH），Y表示氫（—H），Z代表水（H2O），W表示的結(jié)構(gòu)稱為肽鍵，上圖所示的結(jié)合方式稱為脫水縮合。由兩個氨基酸縮合而成的化合物，叫作二肽；由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，叫作多肽。多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫作肽鏈。【特別提醒】①氨基酸脫水縮合脫去的水中，氫來自一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基，氧來自羧基。②肽鍵是連接2個氨基酸的化學(xué)鍵，寫作“—”不能寫為“—CO—NH—”。 ③脫水縮合后原來的氨基和羧基不能再稱為“氨基和羧基”④“幾肽”的命名與氨基酸數(shù)一致，不一定是“肽鍵數(shù)+1”。 知識點(diǎn)02 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性 由于組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時，不同種類氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，因此，由21種氨基酸所形成的多肽幾乎是無數(shù)的。由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵相互結(jié)合在一起。肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)極其多樣，這就是細(xì)胞中蛋白質(zhì)種類繁多的原因。【歸納總結(jié)】蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的原因可概括為：①氨基酸種類不同，構(gòu)成的肽鏈不同。②氨基酸數(shù)目不同，構(gòu)成的肽鏈不同。③氨基酸排列順序不同，構(gòu)成的肽鏈不同。④蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同，構(gòu)成的蛋白質(zhì)不同。 知識點(diǎn)03  蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變1.每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，就可能會影響其功能。2.蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì) 的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。3.雞蛋、肉類煮熟易消化，原因是高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。4.加酒精、加熱、加酸等引起細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達(dá)到消毒、滅菌的作用。                           【視野拓展】低溫導(dǎo)致的蛋白質(zhì)原有的活性降低，但是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能沒有變化，在恢復(fù)溫度后還有原來的生物學(xué)活性，一般用于酶、疫苗等的保存。物理、化學(xué)和生物學(xué)的作用導(dǎo)致的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)破壞是不可逆的，一旦破壞就無法修復(fù)，蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性就徹底喪失了，就是變性了，此法一般用于消毒。蛋白質(zhì)變性只破壞空間結(jié)構(gòu)，其一級結(jié)構(gòu)（氨基酸的排列）沒有破壞。  考法01  辨析氨基酸脫水縮合的過程1.氨基酸的脫水縮合在細(xì)胞的核糖體上進(jìn)行。2.氨基酸的脫水縮合發(fā)生在一個氨基酸的羧基和相鄰氨基酸的氨基之間。3.縮合產(chǎn)生的水中的氫來源于—NH2和—COOH，氧來源于—COOH。4.氨基酸之間每脫去一分子水，就形成一個肽鍵，肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)。5.參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基。一般而言，R基中的氨基和羧基不參與脫水縮合。【典例1】兩個氨基酸縮合成二肽并生成水，這個水分子中的氫原子來自氨基酸的（　?。?/span>A．氨基 B．羧基 C．R基 D．氨基和羧基【答案】D【解析】脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫出一分子水，所以脫去的水分子中的氫原子來自氨基和羧基，而氧來自于羧基，D正確。考法02  辨析氨基酸種類與形成肽的種類假若有A、B、C三種氨基酸，在以下兩種條件下形成二肽和三肽的種類各是多少？①由1個A氨基酸、1個B氨基酸、1個C氨基酸形成肽的情況。A、B、C三個氨基酸形成二肽的情況是：3×2=6；形成三肽的情況是：3×2×1=6②由A、B、C三種氨基酸，在每種氨基酸足夠多的情況下形成肽的情況。A、B、C三種氨基酸（每種氨基酸足夠多）形成二肽的情況是：32=9；形成三肽的情況是：33=27【典例2】某同學(xué)現(xiàn)有代表四種氨基酸的卡片A、B、C、D各一個，通過模擬氨基酸縮合形成肽鏈的過程。下列敘述錯誤的是（   ）A.能組成二肽12種   B.能組成三肽24種    C.能組成四肽48種   D.能解釋多肽具有多樣性【答案】C【解析】由A、B、C、D各一個，可組成二肽4×3=12種；可組成三肽4×3×2=24種；可組成四肽4×3×2×1=24種；能解釋多肽具有多樣性。 考法03  辨析氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的相關(guān)計算1.已知形成某蛋白質(zhì)的氨基酸個數(shù)為m，肽鏈數(shù)為n，氨基酸的平均相對分子量為a，則該蛋白質(zhì)：肽鍵數(shù)m－n脫去的水分子數(shù)m－n平均分子量am－18（m－n）氨基數(shù)≥n羧基數(shù)≥nN原子數(shù)≥mO原子數(shù)≥m＋n2.環(huán)肽的脫水?dāng)?shù)目和氨基酸數(shù)目相等。3.二硫鍵“—S—S—”是由兩個“—SH”脫下2個H形成的，計算分子量時需要考慮。【典例3】某蛋白質(zhì)由4條肽鏈構(gòu)成，含有65個氨基酸，則該蛋白質(zhì)至少含有的氨基數(shù)、肽鍵數(shù)分別是（　　）A．65、 61 B．4、 61 C．61、 61 D．4、 65【答案】B【解析】蛋白質(zhì)分子至少含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)，應(yīng)該看肽鏈的條數(shù)，有幾條肽鏈，則至少含有幾個氨基或幾個羧基，該蛋白質(zhì)由4條肽鏈構(gòu)成，則至少含有4個氨基；肽鍵數(shù)目=氨基酸個數(shù)-肽鏈條數(shù)=65-4=61，B正確。考法04  蛋白質(zhì)多樣性的原因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的原因可概括為：①氨基酸種類不同，構(gòu)成的肽鏈不同。②氨基酸數(shù)目不同，構(gòu)成的肽鏈不同。③氨基酸排列順序不同，構(gòu)成的肽鏈不同。④蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同，構(gòu)成的蛋白質(zhì)不同。【典例4】下列關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因的敘述，錯誤的是（    ）A．氨基酸的種類和數(shù)量不同 B．氨基酸的排列順序不同C．肽鍵的結(jié)構(gòu)不同 D．肽鏈的數(shù)目不同【答案】C【解析】蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的多樣性與氨基酸的數(shù)目、不同種類氨基酸排列順序及肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)均有關(guān)，不同蛋白質(zhì)中氨基酸之間的肽鍵相同，與蛋白質(zhì)多樣性無關(guān)。C符合題意。考法05  蛋白質(zhì)的變性與水解1.蛋白質(zhì)變性是其特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì) 的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。肽鍵并沒有斷裂，遇雙縮脲試劑還會出現(xiàn)紫色反應(yīng)。2.蛋白質(zhì)水解是肽鍵斷裂的過程，是蛋白質(zhì)變成多肽或氨基酸的過程；水解與脫水縮合過程相反。【典例5】有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的敘述，錯誤的是（    ）A.蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)B.變性蛋白質(zhì)也能與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)C.細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時，通常需要另一種蛋白質(zhì)的參與D.血紅蛋白中不同肽鏈之間通過肽鍵連接【答案】D【解析】蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時其生物活性也發(fā)生改變，A正確；熱變性后的蛋白質(zhì)肽鍵仍然存在，能與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)呈現(xiàn)紫色，B正確；細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時需要蛋白酶催化，而蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，C正確；血紅蛋白中不同肽鏈之間通過二硫鍵連接，每條肽鏈中相鄰氨基酸通過肽鍵連接，D錯誤。  題組A  基礎(chǔ)過關(guān)練1.形成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次從簡到繁依次是（    ）①氨基酸   ②C、H、O、N等元素  ③氨基酸脫水縮合   ④多肽   ⑤具有一定空間結(jié)構(gòu)A．②→①→③→④→⑤ B．②→①→③→⑤→④C．②→①→⑤→③→④ D．①→②→③→④→⑤1.【答案】A【解析】蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，氨基酸由C、H、O、N等元素組成；氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成多肽；一條或幾條多肽鏈連接在一起，形成一定的空間結(jié)構(gòu)，構(gòu)成蛋白質(zhì)。 所以形成蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的層次，從小到大依次是②→①→③→④→⑤，A正確。2．下圖是某一多肽鏈的分子結(jié)構(gòu)式，其中表示肽鍵的是（    ）A．① B．③ C．⑥ D．④2.【答案】D【解析】肽鍵是相鄰兩個氨基酸之間脫水縮合而成的化學(xué)鍵，可用圖中的④表示。D符合題意。3．某蛋白質(zhì)分子由64個氨基酸分子組成，其合成過程中共脫去63個水分子，則該蛋白質(zhì)分子的肽鍵個數(shù)是（    ）A．65 B．64 C．63 D．623.【答案】C【解析】氨基酸脫水縮合過程中，脫去的水分子數(shù)=形成的肽鍵個數(shù)=氨基酸數(shù)目-肽鏈條數(shù)，即每形成1個肽鍵就脫去一分子水，故該蛋白質(zhì)肽鍵的數(shù)目為63個，C正確。4．在下列物質(zhì)中，若將其中能構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸通過脫水縮合而形成蛋白質(zhì)分子，則此蛋白質(zhì)分子中所含有的羧基、氨基和肽鍵的數(shù)目依次是（    ）①②③④⑤⑥A．3、3、2          B．4、3、3            C．3、2、4           D．2、2、24.【答案】C【解析】據(jù)此可知①②③④⑥都是構(gòu)成人體的氨基酸。③④的R基上都各含有1個羧基，③有1個氨基。5個氨基酸脫水縮合形成4個肽鍵，每個蛋白質(zhì)分子游離端有1個氨基和1個羧基，所以羧基、氨基、肽鍵的數(shù)目一次為3、2、4。5．某昆蟲受到外界環(huán)境刺激時會產(chǎn)生大量某種具有抗菌活性的多肽。如圖為該多肽的結(jié)構(gòu)簡式，下列有關(guān)敘述正確的是（　?。?/span>
A．該多肽屬于四肽化合物，含有4個肽鍵B．該多肽水解后可產(chǎn)生5種氨基酸C．該多肽含有1個游離的氨基和1個游離的羧基D．改變該多肽的氨基酸排列順序，可能會導(dǎo)致其喪失抗菌活性5.【答案】D【解析】分析題圖可知，該化合物含有4個肽鍵，是由5個氨基酸形成的五肽化合物，A錯誤；組成該多肽的5個氨基酸中，兩個氨基酸的R基（－H）相同，因此該多肽水解后可得到4種氨基酸，B錯誤；5個氨基酸的R基上都沒有氨基，有一個氨基酸的R基上含有1個羧基，因此該多肽共有1個游離的氨基和2個游離的羧基，C錯誤；如果其氨基酸排列順序改變，會導(dǎo)致該多肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，可能會導(dǎo)致其喪失抗菌活性，D正確。6.．吃煮熟的雞蛋更容易消化吸收，原因是加熱過程中使其蛋白質(zhì)變性失活，這是由于高溫破壞了蛋白質(zhì)的（  ）A．肽鍵 B．肽鏈 C．空間結(jié)構(gòu) D．氨基酸6.【答案】C【解析】高溫會破壞蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)，使蛋白質(zhì)發(fā)生變性。該過程中高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，肽鍵沒有斷裂，C正確。7．下列選項中，不能使蛋白質(zhì)變性的是（　　）A．高溫 B．強(qiáng)酸 C．低溫 D．重金屬7.【答案】C【解析】能使蛋白質(zhì)變性的化學(xué)方法有加強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、尿素、丙酮等，能使蛋白質(zhì)變性的物理方法有加熱(高溫)、紫外線及X射線照射、超聲波、劇烈振蕩或攪拌等。高溫、強(qiáng)酸、重金屬都會使蛋白質(zhì)變性，低溫不會使蛋白質(zhì)變性，C正確。8．蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，下列敘述正確的是（    ）A．氨基酸僅通過脫水縮合的方式就可以形成蛋白質(zhì)B．蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是氨基酸C．高溫、過酸、過堿使蛋白質(zhì)變性其破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和肽鍵D．蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸、免疫、遺傳、調(diào)節(jié)等各種功能8.【答案】B【解析】氨基酸通過脫水縮合的方式形成多肽鏈，多肽鏈通過盤曲折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，A錯誤；蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是氨基酸，B正確；高溫、過酸、過堿使蛋白質(zhì)變性其破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，而肽鍵并沒有破壞，C錯誤；蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸、免疫、調(diào)節(jié)等各種功能，但不具有遺傳的功能，D錯誤。題組B  能力提升練9.下列有關(guān)如圖所示多肽的敘述中，正確的是(　　)A．由5個氨基酸縮合而成B．有游離的氨基和羧基各1個C．有4種不同的側(cè)鏈基團(tuán)D．形成過程中失去了3分子水9.【答案】D【解析】分析圖解可知，圖中多肽有三個肽鍵(—CO—NH—)，即含有4個氨基酸，A錯誤；圖中多肽有兩個游離的羧基和一個游離的氨基，B錯誤；圖中氨基酸的R基團(tuán)分別為：—CH2—CH2—COOH、—CH3、—CH2SH，—CH3，即表示有3種不同的側(cè)鏈基團(tuán)，C錯誤；四個氨基酸脫水縮合過程中要失去3分子的水，D正確。10.下圖表示胰島素分子中一條多肽鏈，其中有3個甘氨酸(R基：—H)分別位于第8、20、23位。下列敘述正確的是(　　)A.該多肽含有一個游離的羧基，位于第1位B.用特殊水解酶除去3個甘氨酸，形成的產(chǎn)物比原多肽多5個氧原子C.用特殊水解酶除去3個甘氨酸，形成的產(chǎn)物中有4條多肽D.該多肽釋放到細(xì)胞外需要經(jīng)過兩種細(xì)胞器的加工10.【答案】D【解析】圖示為一條多肽鏈，該多肽至少含有一個羧基(位于第1位或第30位)和一個氨基(位于第30位或第1位)A錯誤；用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個甘氨酸，要斷裂6個肽鍵，需要6分子水，因此形成的產(chǎn)物比原多肽多6個氧原子，B錯誤；用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個甘氨酸，形成的產(chǎn)物中是3條多肽、1個二肽、3個甘氨酸，C錯誤；胰島素的化學(xué)本質(zhì)是分泌蛋白，需經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體兩種細(xì)胞器的加工，D正確。11.某蛋白質(zhì)由3條多肽鏈、N個氨基酸組成，下列關(guān)于該蛋白質(zhì)說法正確的是(　　)A．形成該蛋白質(zhì)時產(chǎn)生了N個水分子B．該蛋白質(zhì)中至少含有N個肽鍵C．該蛋白質(zhì)中至少含有3個游離的羧基D．合成該蛋白質(zhì)至少需要21種氨基酸11.【答案】C【解析】由N個N個氨基酸組成的含3條多肽鏈的蛋白質(zhì)形成時應(yīng)縮去水分子（N－3）個，形成（N－3）個肽鍵，A、B不正確；每條肽鏈至少含有1個游離氨基和1個游離羧基，由3條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)至少含有3個游離的羧基，C正確；構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)有21種，但每種蛋白質(zhì)的只有其中的部分氨基酸，一般沒有21種，D不正確。12．現(xiàn)有100個氨基酸共含有116個羧基和106個氨基，這些氨基酸縮合成6條多肽鏈時共含有游離—NH2個數(shù)是(　　)A．6　　　　B．12　　　　C．22　　　　D．10012.【答案】B【解析】氨基酸縮合形成多肽和蛋白質(zhì)后，所形成的多肽和蛋白質(zhì)中游離氨基或羧基的數(shù)目等于至少有的氨基或羧基數(shù)（肽鏈數(shù)）+R基中的氨基或羧基數(shù)。因?yàn)?00個氨基酸共含有106個氨基，說明R基中有氨基6個，因此，些氨基酸縮合成6條多肽鏈時共含有游離—NH2個數(shù)是（6+6）=12個。13．某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)示圖所示，其中—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鍵。若該蛋白質(zhì)由m個氨基酸構(gòu)成，則每摩爾該蛋白質(zhì)在形成時生成的水分子摩爾數(shù)和減少的相對分子質(zhì)量分別為(　　)A．m個　18 mB．(m－4)個　18(m－4)C．(m－3)個　18(m－3)＋4D．(m－2)個　18(m－2)＋413.【答案】D【解析】分析題圖可知，該蛋白質(zhì)由一個環(huán)狀肽鏈和2個鏈狀肽鏈通過二硫鍵連接而成，假設(shè)環(huán)狀肽鏈中氨基酸的個數(shù)是X個，則兩條鏈狀肽鏈的氨基酸個數(shù)是（m-X），因此氨基酸經(jīng)過脫水縮合反應(yīng)生成的水分子數(shù)是[（m-X）-2]+X=m-2；由題意可知，一個二硫鍵形成時脫去了2個H，該蛋白質(zhì)中含有2個二硫鍵，共脫去了4個H，因此氨基酸經(jīng)過脫水縮合反應(yīng)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的相對分子量減少18（m-2）+4。14.肉毒梭菌是致死性最高的病原體之一。肉毒梭菌的致病性在于其產(chǎn)生的神經(jīng)麻痹毒素，即肉毒類毒素。它是由兩條鏈盤曲折疊而成的一種生物大分子。下面是肉毒類毒素的局部結(jié)構(gòu)簡式，請據(jù)此選出正確的一項（    ）A．高溫使肉毒類毒素的肽鍵斷裂從而失活B．一分子肉毒類毒素至少含有1個氨基和1個羧基C．肽鍵形成時脫去的氧元素來自于基本單位的R基D．肉毒類毒素是在細(xì)胞中由氨基酸經(jīng)過脫水縮合而成14.【答案】D【解析】高溫使肉毒類毒素空間結(jié)構(gòu)改變而變性，其肽鍵并未斷裂，A錯誤；一分子肉毒類毒素由兩條鏈盤曲折疊而成，至少含有2個氨基和2個羧基，B錯誤；肽鍵形成時脫去的氧元素來自于基本單位的羧基，C錯誤；肉毒類毒素是大分子蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸，是在細(xì)胞中由氨基酸經(jīng)過脫水縮合而成，D正確。15.肌紅蛋白是哺乳動物肌肉中儲氧的蛋白質(zhì)，潛水哺乳類（如鯨和海豚）肌肉中肌紅蛋白含量十分豐富，以致它們的肌肉呈棕紅色。肌紅蛋白由一條肽鏈盤繞一個血紅素輔基形成，血紅素輔基和肽鏈間不發(fā)生脫水縮合，下圖甲為血紅素輔基結(jié)構(gòu)。（1）構(gòu)成肌紅蛋白的元素中，不是所有蛋白質(zhì)都含有的是___________。肌紅蛋白肽鏈的基本組成單位的結(jié)構(gòu)簡式是____________。（2）肌紅蛋白的肽鏈由153個氨基酸脫水縮合形成，結(jié)合血紅素的結(jié)構(gòu)，請推測一個肌紅蛋白中至少含有____________個肽鍵，____________個游離的羧基。（3）血紅蛋白與肌紅蛋白不同，由四條肽鏈組成，每條鏈都含有一個血紅素輔基，兩種蛋白質(zhì)分子中氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序不同，但它們的主要功能卻具有相似性，試分析原因：_____________。（4）若組成肌紅蛋白的肽鏈含有5個丙氨酸（分子式為C3H7O2N），分別位于第26、71、72、99、153位（見圖乙）。某種肽酶專門水解丙氨酸羧基端的肽鍵，則該肽酶完全作用于肽鏈后的產(chǎn)物有______________種，這些產(chǎn)物中的所有多肽鏈之和與原肽鏈相比，氧原子數(shù)目_____________（填“增加”或“減少”或“不變”）15.【答案】（1）Fe        （2）152    3    （3）兩者的空間結(jié)構(gòu)相似    （4）5    增加    【解析】（1）分析題圖可知，構(gòu)成肌紅蛋白的元素有C、H、O、N、Fe中，其中不是所有蛋白質(zhì)都含有的元素是Fe。肌紅蛋白肽鏈的基本組成單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)簡式是。（2）已知肌紅蛋白由一條肽鏈盤繞一個血紅素輔基形成，血紅素的結(jié)構(gòu)中不含肽鍵有2個羧基，且血紅素輔基和肽鏈間不發(fā)生脫水縮合，肌紅蛋白的肽鏈由153個氨基酸脫水縮合形成，可知一個肌紅蛋白中至少含有153-1=152個肽鍵，又因一條肽鏈的一端至少有1個游離的羧基，故肌紅蛋白中至少有1+2=3個游離的羧基。（3）、蛋白質(zhì)具有多樣性的原因是：氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同，多肽鏈的條數(shù)不同，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。血紅蛋白與肌紅蛋白中氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序不同，但它們的主要功能卻具有相似性，原因可能是兩者的空間結(jié)構(gòu)相似。（4）已知肌紅蛋白的肽鏈由153個氨基酸脫水縮合形成，若組成肌紅蛋白的肽鏈含有5個丙氨酸（分子式為C3H7O2N），分別位于第26、71、72、99、153位。某種肽酶專門水解丙氨酸羧基端的肽鍵，則該肽酶完全作用于肽鏈后的產(chǎn)物有一個二十六肽、一個四十五肽、一個丙氨酸、一個二十七肽、一個五十四肽，共5種；形成這些產(chǎn)物需要破壞4個肽鍵，需要4分子水，形成4個多肽，1個丙氨酸，故這些產(chǎn)物中的所有多肽鏈之和與原肽鏈相比，氧原子數(shù)目增加。16.某細(xì)菌能產(chǎn)生一種環(huán)狀毒性肽，其分子式是C55H68O18N10，將它徹底水解后只能得到下列四種氨基酸，分別是甘氨酸C2H5NO2，丙氨酸C3H7NO2，苯丙氨酸C9H11NO2，谷氨酸C5H9NO4，其結(jié)構(gòu)式如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題：（1）該多肽是______肽化合物，連接相鄰兩個氨基酸之間化學(xué)鍵是______，氨基酸脫水縮合形成該化合物的過程中，相對分子質(zhì)量減少了______。（2）該多肽徹底水解需______個水分子參與，水解后可得到______個甘氨酸，______個丙氨酸，______個谷氨酸和3個苯丙氨酸。（3）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)加熱、X射線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽等的作用，引起蛋白質(zhì)的變性，其原因主要是_______________________________________，在變性后的蛋白質(zhì)可用__________試劑鑒定，顏色將變?yōu)開_____。16.【答案】（1）十   肽鍵    180    （2）10    1    2    4    （3）蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化    雙縮脲試劑    紫色    【解析】（1）四種氨基酸分子中都只含有一個N原子，因此根據(jù)N原子的數(shù)目可知該多肽鏈?zhǔn)怯?0個氨基酸脫水縮合形成的十肽化合物；連接相鄰兩個氨基酸之間的化學(xué)鍵是肽鍵、其結(jié)構(gòu)式是—CO—NH—；該多肽為環(huán)狀肽，其合成過程中脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)=10個，因此相對分子質(zhì)量減少了180。（2）由第（1）題可知這條環(huán)狀多肽由10個氨基酸分子脫水縮合形成，則脫去的水分子數(shù)目=氨基酸數(shù)=10個，因此該多肽水解時也需要10個水分子．四個氨基酸分子中只有谷氨酸含有2個羧基，假設(shè)谷氨酸分子數(shù)為M，則多肽鏈中的氧原子數(shù)目=（10-M）×2+4M-10=18，計算可知M=4個；設(shè)該多肽中含有甘氨酸、丙氨酸分別為x、y個，根據(jù)該多肽中含有的氨基酸數(shù)、C原子守恒則有：①x+y+3=10-4    ②2x+3y+9×3+20=55以上①②聯(lián)立解得x=1個、y=2個，即該多肽中含有甘氨酸1個、丙氨酸2個、苯丙氨酸3個、谷氨酸4個。（3）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)加熱、X射線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽等的作用，引起蛋白質(zhì)的變性，其原因主要是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。變性后的蛋白質(zhì)仍然含有肽鍵，因此可以用雙縮脲試劑進(jìn)行鑒定，顏色出現(xiàn)紫色變化。 題組C  培優(yōu)拔尖練17.現(xiàn)有氨基酸800個，其中氨基總數(shù)為810個，羧基總數(shù)為808個，則由這些氨基酸合成的含有2條肽鏈的蛋白質(zhì)共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目依次分別為（    ）A．798、2和2 B．798、12和10 C．799、1和1 D．799、11和917.【答案】B【解析】氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)。所以共有798個肽鍵。每個氨基酸上至少有一個氨基和一個羧基，故R基上有10個氨基和8個羧基。每條肽鏈上至少有一個氨基和一個羧基。所以氨基和羧基的數(shù)目分別是：12和10。18．（2018·江蘇卷）哺乳動物的催產(chǎn)素具有催產(chǎn)和排乳的作用，加壓素具有升高血壓和減少排尿的作用。兩者結(jié)構(gòu)簡式如下圖，各氨基酸殘基用3個字母縮寫表示。下列敘述正確的是（   ）A.兩種激素都是由八肽環(huán)和三肽側(cè)鏈構(gòu)成的多肽類化合物B.氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中氫全部來自氨基C.肽鏈中游離氨基的數(shù)目與參與構(gòu)成肽鏈的氨基酸種類無關(guān)D.兩種激素間因2個氨基酸種類不同導(dǎo)致生理功能不同18．【答案】D【解析】據(jù)圖分析，催產(chǎn)素和加壓素都是由9個氨基酸組成的多肽，且都含有一個由6個氨基酸組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，兩種物質(zhì)的不同點(diǎn)在于環(huán)狀和鏈狀結(jié)構(gòu)中各有一個氨基酸的種類不同。根據(jù)以上分析可知，兩種激素都是由六環(huán)肽和三肽側(cè)鏈構(gòu)成的多肽化合物，A錯誤；氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中的氫分別來自于一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基，B錯誤；肽鏈中游離的氨基酸數(shù)目與參與構(gòu)成肽鏈的氨基酸的種類有關(guān)，C錯誤；根據(jù)以上分析可知，兩種激素在兩個氨基酸種類上不同，進(jìn)而導(dǎo)致兩者的功能不同，D正確。19.（2017·江蘇卷）下列關(guān)于肽和蛋白質(zhì)的敘述，正確的是A.琢鄄鵝膏蕈堿是一種環(huán)狀八肽，分子中含有8個肽鍵B.蛋白質(zhì)是由2條或2條以上多肽鏈構(gòu)成的C.蛋白質(zhì)變性是由于肽鍵的斷裂造成的D.變性蛋白質(zhì)不能與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)19.【答案】A【解析】環(huán)狀八肽由8個氨基酸脫水縮合形成，肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)相等，都是8個，A正確；蛋白質(zhì)具有多樣性，可能由1條多肽鏈構(gòu)成，也可能由2條或2條以上多肽鏈構(gòu)成，B錯誤；蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被破壞，肽鍵沒有斷裂，C錯誤；變性蛋白質(zhì)含有肽鍵，可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，D錯誤。20.（2020·吉林東北師大附中高二期末）蛋白水解酶分內(nèi)切酶和外切酶2種，外切酶專門作用于肽鏈末端的肽鍵，內(nèi)切酶則作用于肽鏈內(nèi)部特定區(qū)域，若蛋白酶1作用于苯丙氨酸（C9H11NO2）兩側(cè)的肽鍵，蛋白酶2作用于賴氨酸（C6H14N2O2）氨基端的肽鍵，某四十九肽經(jīng)酶1和酶2作用后的情況如圖。
（1）若用蛋白外切酶處理該多肽，則會得到______個氨基酸。（2）短肽A、B、C比四十九肽的氧原子數(shù)少______個。（3）該四十九肽只有第______號位為賴氨酸，而苯丙氨酸存在于第______號位上。（4）酶1分解后的短肽中游離的氨基比酶2分解后的短肽多______個。（5）該四十九肽中氮原子的個數(shù)至少是______個。20.【答案】（1）49    （2）1    （3）22、23、49    17、31、32    （4）4    （5）52    【解析】（1）外切酶專門作用于肽鏈末端的肽鍵，若該四十九肽用蛋白外切酶處理，可得到49個氨基酸。（2）短肽A、B、C的形成過程中共去掉第17、31和32位苯丙氨酸（C9H11NO2）3個，此過程共需要斷裂5個肽鍵（分別位于16和17號、17和18號、30和31號、31位和32號、32位和33號）、消耗5個水分子，每個苯丙氨酸含有2個氧原子、每個水分子含有1個氧原子，所以短肽A、B、C比該四十九肽的氧原子數(shù)少2×3-5=1個。短肽A、B、C比四十九肽的氧原子數(shù)少1個。（3）蛋白酶1作用于苯丙氨酸（C9H11NO2）兩側(cè)的肽鍵，酶1作用后得到短肽A、B、C，缺少的17、31、32號位氨基酸為苯丙氨酸。蛋白酶2作用于賴氨酸（C6H14N2O2）氨基端的肽鍵，酶2作用后得到短肽D、E，缺少的22、23、49號位氨基酸為賴氨酸。（4）酶1分解后為三條肽鏈，并且含有3個賴氨酸，賴氨酸的R基上含有一個氨基，故水解產(chǎn)物短肽中含有氨基的數(shù)目為3+3=6個，酶2水解產(chǎn)物有2條肽鏈，含有2個游離的氨基，酶1分解后的短肽中游離的氨基比酶2分解后的短肽的氨基多4個。（5）1個賴氨酸含有2個氮原子，該四十九肽中氮原子的個數(shù)至少46+3×2=52個。  

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高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》電子課本

第4節(jié) 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細(xì)胞》

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