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高中生物第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者优秀课件ppt
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这是一份高中生物第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者优秀课件ppt，文件包含高中生物人教版2019必修1第二章24《蛋白质是生命活动的主要承担者》课件pptx、高中生物人教版2019必修1第二章24《蛋白质是生命活动的主要承担者》同步练习docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共45页， 欢迎下载使用。
分子与细胞
人教版高中生物必修一
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
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从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后一段时间， 这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。讨论1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收?2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收?这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示?
一、氨基酸的结构及其种类
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1.氨基酸的结构 （1）组成元素： C、H、O、N，有的还含有 S 等元素。（2）结构通式（如下图）
一、氨基酸的结构及其种类
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（2）结构特点每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
一、氨基酸的结构及其种类
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2. 不同氨基酸之间的区别在于R基不同（1）种类 必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。成年人有8种。非必需氨基酸：人体细胞能合成的氨基酸，共13种。
一、氨基酸的结构及其种类
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【妙记】 8 种必需氨基酸甲携来一本亮色书（甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸）。【易错提醒】不要将“ — NH2”误写为NH2 或— NH3 ；不要将“—COOH”误写为或COOH。
一、氨基酸的结构及其种类
例 1 难度★★☆ 典型★★☆ 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单体，由氨基和羧基组成 B. 组成蛋白质的氨基酸共有的结构是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
【解析】氨基酸的结构通式为 ，不同的氨基酸R基不同， 因此组成蛋白质的氨基酸共有的结构为 ；甲硫氨酸中含有C、H、O、N、S 五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成。【答案】B
一、氨基酸的结构及其种类
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1.下图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述不正确的是 （ ）A. 必需氨基酸和非必需氨基酸取决于结构②B. 氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自①和③C. 结构②中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合D. 结构②中可能含有除C、H、O、N 之外的元素
【解析】生物体内组成蛋白质的氨基酸至少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，①③⑤属于构成蛋白质的氨基酸，氨基酸脱水缩合， 形成肽链，两端各有一个氨基或一个羧基没有参与形成肽键，呈游离状态，而③⑤的R 基中各有一个羧基，所以形成的是三肽，有一个氨基，三个羧基，两个肽键，B 项正确。【答案】B
【即时练】
一、氨基酸的结构及其种类
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2.［2020·甘肃天水一中月考］下列化合物中，属于组成蛋白质的氨基酸的是（ ）A. ①②③④ B. ①②③ C.①② D. ②④
【解析】单糖是糖类水解形成的最终产物，不可以再水解，A 项错误。构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖，B项错误。细胞膜上糖蛋白的糖链起着信息分子的作用，C项错误。按干重计，糖类占植物体的85% ～ 90%，故大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类，D 项正确。 【答案】D
一、氨基酸的结构及其种类
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3. 狼体内有a 种蛋白质，21 种氨基酸；兔体内有b 种蛋白质，21 种氨基酸。狼捕食兔后，狼体内的氨基酸种类和一个细胞中含有的蛋白质种类最可能是 （ ） 42，a+b B. 21，a+b C. 21，小于a D. 21，大于a
【解析】狼捕食兔后，经过消化和吸收，蛋白质以氨基酸的形式进入狼体内，所以狼体内的蛋白质种类并不会增加，仍为a 种，但狼体内一个细胞中含有的蛋白质种类一定少于狼体内的蛋白质种类；狼体内合成蛋白质的氨基酸有21 种，C 项正确。| 【答案】C
二、蛋白质的结构及其功能
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1.氨基酸脱水缩合形成肽链 氨基酸分子通过脱水缩合的方式形成肽链，合成过程如下图所示。
二、蛋白质的结构及其功能
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2.相关概念辨析 （1）肽键：连接两个氨基酸分子的化学结构叫肽键，结构简式为—CO—NH—或—NH—CO—。（2）肽：由几个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物就叫几肽。多个氨基酸脱水缩合形成的肽也叫多肽。（3）肽链：多肽通常呈链状结构，称为肽链。
※特别提示
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（1）肽键有以下几种写法：—CO—NH—或—NH—CO— 或或（注意：不管哪种写法，两端均需留有短线）。
※特别提示
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（2）氨基酸脱水缩合时，每形成一个肽键，就脱去一分子水。形成肽键时，—COOH 上的—OH 和—NH2 上的—H 形成一分子H2O。（3）R 基上的氨基和羧基一般不参与脱水缩合。
※特别提示
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（4）一条肽链至少含有一个游离的—NH2 和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端（R 基上也可能含有游离的羧基或氨基）。环状肽中可能不含游离的氨基和羧基。（5）多肽的命名依据其氨基酸残基数，而不是肽键数， 如三肽含两个肽键。
二、蛋白质的结构及其功能
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3.蛋白质分子的多样性 （1）蛋白质分子的结构层次C、H、O、N 等元素→氨基酸→二肽→……→多肽→蛋白质（含一条或多条肽链）。（2）蛋白质具有多样性的原因 在细胞内，每种氨基酸的数目成百上千，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构是极其多样的。
二、蛋白质的结构及其功能
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二、蛋白质的结构及其功能
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例 2 难度★★★ 典型★★☆ 下图是某蛋白质的肽链结构示意图（图甲中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是（ ）
A. 该蛋白质中含有1 条肽链，共124 个肽键B. 图乙中含有的R 基是①②④⑥⑧ C. 从图乙推知该肽链只含有2 个游离的羧基D. 从图乙推知该肽链至少含有2 个游离的氨基
【解析】图甲为一条肽链的示意图，数字为氨基酸序号，可见其由124 个氨基酸组成，含有的肽键数=124-1=123 个，A 项错误。图乙为肽链某段的放大图。图中③⑤⑦所示结构是肽键， ②④⑥⑧所示结构是R 基，①是氨基，B 项错误。图乙只是肽链的一段，①为肽链一端完整的1 个氨基，②中有1 个氨基，⑥⑧中各有1 个羧基，⑨不是羧基。推知该肽链至少含有3 个游离的羧基，至少含有2 个游离的氨基，C 项错误， D 项正确。【答案】D
二、蛋白质的结构及其功能
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例 3 难度★★☆ 典型★★☆人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质（ ） A. 都含有21 种氨基酸B. 都是在细胞内发挥作用C. 都具有一定的空间结构D. 都能催化生物化学反应
【解析】组成人体蛋白质的氨基酸约有20 种，但并不是每种蛋白质都含有21 种氨基酸，A 项错误； 有的蛋白质可以在细胞外发挥作用，例如人体内的消化酶等， B 项错误； 每种蛋白质都具有一定的空间结构，C 项正确； 酶能催化生物化学反应，绝大多数酶是蛋白质，少数为RNA， 但是蛋白质不一定是酶，例如某些激素、抗体等，D 项错误。【答案】C
二、蛋白质的结构及其功能
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1. ［2020·石家庄辛集中学月考］肉毒杆菌是一种致命病菌，在繁殖过程中会分泌毒素。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏。该毒素是由两个亚单位（每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成）组成的一种生物大分子。下面是肉毒素的局部结构式，据此判断下列说法中正确的是（ ）A. 组成肉毒素的元素一定只有C、H、O、NB. 图中该片段由5 种氨基酸组成，有4 个肽键C. 该片段所在的肽链至少含有1 个氨基和1 个羧基D. 高温可使肉毒素失活，主要原因是肽键发生断裂
【解析】肉毒素由氨基酸经过脱水缩合形成，故一定含有C、H、O、N，也可能含有其他元素，A 项错误；图中该片段由5 种氨基酸组成，有4 个肽键，B 项正确；根据图中的R基可知，该片段所在的肽链至少含有1 个氨基和2 个羧基，C 项错误；高温可使肉毒素失活，主要原因是其空间结构被破坏，D 项错误。【答案】B
【即时练】
二、蛋白质的结构及其功能
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2.［2020·江西宜春宜丰中学高一月考］以下属于蛋白质的功能的一组是（ ）①食物在小肠内彻底消化 ②注射疫苗预防流感 ③人不吃蔬菜易患坏血症 ④老年人的骨质疏松症 ⑤胰岛素调节血糖浓度 ⑥激素与受体准确地识别 ⑦生命活动的主要能源物质 ⑧葡萄糖在载体蛋白的协助下被小肠绒毛上皮细胞吸收①②③⑤⑧ B. ①②⑤⑥⑧ C. ①③⑤⑥⑦ D. ②④⑥⑦⑧
【解析】①说明蛋白质具有催化功能。②说明蛋白质具有免疫功能。③人不吃蔬菜易患坏血症是缺少维生素导致的，不能体现蛋白质的功能。④老年人的骨质疏松症体现无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，④错误。⑤体现了蛋白质的调节机体生命活动的功能。⑥激素与受体准确地识别，受体的本质是蛋白质，体现了蛋白质在调节机体生命活动中的作用。⑦生命活动的主要能源物质是糖类，不是蛋白质。⑧体现了蛋白质的运输功能。【答案】B
二、蛋白质的结构及其功能
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3. ［2020·福建莆田六中月考］如下图所示，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）。下列分析正确的是 （ ）A. 胰岛素分子具有50 个肽键，合成它的过程中共脱去50 分子水B. 胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C. 沸水浴时肽键断裂导致了胰岛素的生物活性丧失D. 理论上可通过测定C 肽的含量间接反映胰岛B 细胞的分泌功能
【解析】由题图可知，胰岛素分子是由51 个氨基酸形成的2 条肽链组成的蛋白质分子，形成的肽键数是49 个，合成它的过程中共脱去49 分子水，A 项错误。由题图可知，胰岛素分子由 2 条肽链组成，至少含有2 个游离的氨基和2个游离的羧基，B 项错误。沸水浴时蛋白质的空间结构发生改变导致胰岛素生物活性的丧失，C 项错误。理论上可通过测定C 肽的含量间接反映胰岛B 细胞的分泌功能，D项正确。【答案】D
二、蛋白质的结构及其功能
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4.［2020·四川雅安中学月考］同一草场上的牛和羊吃了同样的草，可牛肉和羊肉的口味却有差异，这是由于 （ ）A. 同种植物对不同生物的影响不同B. 牛和羊的消化功能强弱有差异C. 牛肉和羊肉的蛋白质结构存在差异D. 牛和羊的亲缘关系比较远
【解析】不同生物体由于遗传物质的差异，合成的蛋白质结构就有所差异。牛肉和羊肉的主要成分为蛋白质，虽然食物来源基本相同，但在不同生物体内合成的蛋白质结构不同，C 项正确。【答案】C
二、蛋白质的结构及其功能
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5. ［不定项选择］关于生物体内的氨基酸和蛋白质的叙述，正确的是 （ ）A. 组成蛋白质的氨基酸都至少含有一个羧基和氨基，且连在同一个碳原子上B. 有的蛋白质起信息传递作用，这些蛋白质是细胞中重要的结构蛋白C. 食物中的蛋白质分解成氨基酸才能被人体吸收D. 煮熟的鸡蛋中蛋白质分子的空间结构发生变化，容易被蛋白酶水解
【答案】ACD
二、蛋白质的结构及其功能
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6. ［2020·广东揭阳空港一中月考］甲图表示有关蛋白质分子的简要概念图； 乙图表示某三十九肽中共有丙氨酸（R 基为—CH3）4 个，现去掉其中的丙氨酸得到4 条长短不等的多肽。据图回答下列问题：
二、蛋白质的结构及其功能
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（1）甲图中A 的组成元素为 ，在人体内可以合成的B 属于 ，C 是 。（2）蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的 不同，以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 千变万化。（3）乙图中，三十九肽被水解后肽键数量减少 个。这些肽链和三十九肽相比，氨基和羧基均增加 个，C 原子减少 个， O 原子减少 个。（4）若该蛋白质是血红蛋白，说明蛋白质具有 作用；若该蛋白质是酶，说明蛋白质具有 作用。（5）高温加热后，蛋白质用双缩脲试剂检验 （填“能”或“不能”）发生紫色反应。
二、蛋白质的结构及其功能
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【答案】（1） C、H、O、N 非必需氨基酸 肽键 （2） 种类、数目、排列顺序 空间结构 （3） 7 3 12 1 （4） 运输 催化 （5）能解析：（1）甲图中A 为组成蛋白质的元素，包括C、H、O、N 等，B 是氨基酸，包括必需氨基酸和非必需氨基酸，其中在人体内可以合成的B 属于非必需氨基酸，C 是肽键。（2）组 成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及蛋白质的空间结构千变万化，故蛋白质的结构具有多样性。 （3）乙图中，根据丙氨酸的位置可知，三十九肽被水解需要破坏7 个肽键，故肽键数量减少7 个。原来的三十九肽中至少含有1 个氨基和1 个羧基，水解形成的四条肽链中至少含有4 个氨基和4 个羧基，故氨基和羧基均增加3 个。由于丙氨酸的R 基为—CH3，根据氨基酸的分子式C2H4O2NR 可知，一个丙氨酸含有3 个C，故脱去4 个丙氨酸，C 原子减少12 个；水解过程中破坏7 个肽键，需要7 个水分子参与，增加7 个氧原子；脱去4 个丙氨酸，带走8 个氧原子，故氧原子减少1 个。（4）血红蛋白可以运输氧气， 酶具有催化作用。（5）高温加热后，一般不破坏蛋白质的肽键，故蛋白质用双缩脲试剂检验会发生紫色反应。
三、与蛋白质相关的计算分析
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1.结合蛋白质的结构图解完成相应的计算（下图 ）
注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。
三、与蛋白质相关的计算分析
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（1）还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键（—S—S—）时（二硫键由—SH 和—SH 脱去2 个H 形成），要再减去2（即两个氢原子），若无特殊说明， 则不考虑二硫键。
三、与蛋白质相关的计算分析
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（2）若为环状多肽（肽链两端的氨基和羧基脱水缩合后会形成环状多肽），则可将公式中的肽链数视为零， 再进行相关计算。
三、与蛋白质相关的计算分析
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2.氨基酸的排列与多肽的种类 假设有A、B、C 三种氨基酸，由这三种氨基酸组成的多肽的种类分析如下： ①有A、B、C 三种氨基酸，在每种氨基酸的数目无限的条件下，形成多肽的种类为： 形成二肽的种类： （32=9） 形成三肽的种类： （33=27） ②A、B、C 三种氨基酸，在每种氨基酸只有一个的情况下， 形成多肽的种类为： 形成二肽的种类： （3×2=6） 形成三肽的种类： （3×2×1=6）
三、与蛋白质相关的计算分析
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3.原子守恒法完成蛋白质的计算 在1 个氨基酸中，若不考虑R 基，至少含有2 个C 原子、2 个O 原子、4 个H 原子和1 个N 原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽（无特殊说明时，通常指链状多肽）时，要失去部分水分子，但是C 原子、N 原子的数目不会减少。C 原子数= 氨基酸分子数×2+R 基上的C 原子数。H 原子数= 各氨基酸中H 原子的总数- 脱去的水分子数×2。O 原子数= 各氨基酸中O原子的总数- 脱去的水分子数。N 原子数= 肽键数+ 肽链条数+R 基上的N 原子数= 各氨基酸中N 原子数的总和。由于R 基上的C 原子数不好确定，且H 原子数较多，所以以N 原子数或O 原子为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
三、与蛋白质相关的计算分析
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例 1 难度★★☆ 典型★★☆ 下图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由2 个“—SH”（巯基）构成的二硫键，其作用是连接2 条相邻肽链。若该蛋白质分子共由m 个氨基酸组成，则形成1 个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（ ）
m，18m B.（m-4），18（m-4） C.（m-3），18（m-3）+4 D.（m-2），18（m-2）+4
【解析】由图可知，该蛋白质分子由2 条肽链和1 个环状多肽组成， 故形成该蛋白质分子时失去的水分子数为氨基酸数- 链状多肽条数，即（m-2）。由于有2 个二硫键，形成1 个二硫键失去2 个“H”，所以形成该蛋白质分子时减少的相对分子质量为18（m-2）+4。【答案】D
三、与蛋白质相关的计算分析
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例 2 难度★★★ 典型★★☆经分析某个多肽中有O 原子p 个，N 原子q 个，它彻底水解后，只得到如图所示四种氨基酸。经分析推算可知， 1 分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为（ ） A. p-q B. q-p C. p-q+1 D. q-p+1
【解析】根据观察可知，题图所示四种氨基酸的R 基中都不含O 原子，只有赖氨酸的R 基中含有1 个N 原子。多肽中的O 原子数= 各氨基酸中的O 原子总数- 脱去水分子数，由于R 基中都不含O 原子，所以该多肽中O 原子数= 氨基酸数+1，N 原子数= 各氨基酸中的N 原子数= 氨基酸数+R 基中的N 原子数，故根据O 原子数计算出该多肽中的氨基酸数为p-1，该多肽中含有的赖氨酸数=N 原子数- 氨基酸数=q-（p-1）=q-p+1。【答案】D
三、与蛋白质相关的计算分析
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1. ［2020·南昌二中月考］下图为某胰岛素分子及其局部放大示意图，若该胰岛素是由51 个氨基酸分子脱水缩合形成的，下列有关此图的叙述中，正确的是（ ）A. 若氨基酸的种类、数量、排列顺序都相同，则为相同的蛋白质B. 该胰岛素在合成过程中，相对分子质量比合成前减少了882，形成的肽键数为49C. 该胰岛素分子中游离的氨基、羧基数分别至少是2、2D. 在局部放大图中能代表不同氨基酸的标号是①③⑤
【解析】若氨基酸的种类、数量、排列顺序都相同，但肽链折叠形成的空间结构不同，形成的蛋白质也不同，A 项错误；该胰岛素含2 条链，由51 个氨基酸分子脱水缩合形成，所以在合成过程中，形成49 个肽键和3 个二硫键，相对分子质量比合成前减少了18×49+1×6=888，B 项错误；由于①中也含有氨基、⑤中也含有羧基，所以该胰岛素分子中游离的氨基、羧基数分别至少是3、3，C 项错误；R 基是决定氨基酸种类的侧链基团，所以在局部放大图中能代表不同氨基酸的标号是①③⑤，D 项正确。【答案】D
【即时练】
三、与蛋白质相关的计算分析
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2. ［2020·福建武平二中月考］现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOWS （Z >12，W >13）。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。将一个该十二肽分子彻底水解后分别可得到多少个赖氨酸和天门冬氨酸？ （ ）
【解析】由题意可知，“十二肽”的分子式为CXHYNZOWS，如果每个氨基酸都含有一个羧基，则W=12×2-11=13，该多肽水解形成的氨基酸中，只有半胱氨酸含有一个S，因此该十二肽中含有一个半胱氨酸；一个赖氨酸含有2 个N，其他氨基酸都只含有1 个N，因此赖氨酸的数目是Z-12，天门冬氨酸含有2 个羧基，其他都只含有一个羧基，因此天门冬氨酸的数目是A项正确。【答案】A
三、与蛋白质相关的计算分析
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3. ［不定项选择］某多肽含有20 个氨基酸，其中天门冬氨酸4 个，分别位于第5、6、15、20 位（如下图所示）；肽酶X 专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y 专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是（ ）A. 该二十肽含有的氨基酸的种类最多有16 种B. 该二十肽游离的氨基和羧基至少各为1 个和5 个C. 肽酶Y 完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19 个D. 肽酶X 完全作用后产生的多肽中氧原子数目比二十肽少了1 个
【解析】该多肽为二十肽，其中天门冬氨酸4 个，剩余16 个最多16 种氨基酸，加上天门冬氨酸最多17 种氨基酸，A 项错误；该二十肽含游离的氨基或羧基数目= 肽链条数+R 基中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1 个，而羧基数目至少4+1=5 个，B 项正确；肽酶Y 专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，完全作用后第5 号和第20 号氨基酸脱离，因此产生的多肽共含有18 个氨基酸，C 项错误；肽酶X 专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6 位氨基酸完全脱离肽链，同时形成3 条多肽，每断开一个肽键增加一个氧原子，故增加3 个氧原子，又因为第6 号氨基酸脱离，脱去4个氧，所以多肽中氧原子数比二十肽少1个，D项正确。【答案】BD
三、与蛋白质相关的计算分析
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例1.［2020·吉林一中月考］ 下图表示一个由100 个氨基酸构成的蛋白质分子，下列叙述正确的是 （ ）A. 该分子中含有98 个肽键B. 合成该蛋白质时相对分子质量减少1 800C. 该蛋白质中至少含有4 个游离的羧基D. 这100 个氨基酸中至少有100 个氨基
【解析】该多肽为二十肽，其中天门冬氨酸4 个，剩余16 个最多16 种氨基酸，加上天门冬氨酸最多17 种氨基酸，A 项错误；该二十肽含游离的氨基或羧基数目= 肽链条数+R 基中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1 个，而羧基数目至少4+1=5 个，B 项正确；肽酶Y 专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，完全作用后第5 号和第20 号氨基酸脱离，因此产生的多肽共含有18 个氨基酸，C 项错误；肽酶X 专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6 位氨基酸完全脱离肽链，同时形成3 条多肽，每断开一个肽键增加一个氧原子，故增加3 个氧原子，又因为第6 号氨基酸脱离，脱去4个氧，所以多肽中氧原子数比二十肽少1个，D项正确。【答案】BD
不能正确分析特殊情况下蛋白质的有关计算
三、与蛋白质相关的计算分析
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例2 ［ 2020·长沙雅礼中学高一月考］如下图所示，一个蛋白质分子由两条多肽链（52 个氨基酸）和一个环状肽（20 个氨基酸）组成，它们之间由二硫键（两个—SH 形成—S—S—） 相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，则下列叙述正确的是（ ）A. 该蛋白质的相对分子质量为72a-1 264B. 该蛋白质共有肽键70 个C. 该蛋白质至少含有两个氨基和两个羧基D. 该蛋白质分子至少含有N 原子和O 原子的数量分别为72 和75
【解析】该蛋白质分子含有100 个氨基酸，两条肽链，并且两条肽链间由两个肽键连接，肽键数为100-2+2=100 个，A 项错误。由A 选项可知：肽键数为100 个，则100 个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质时脱去的水分子数为100 个，所以合成该蛋白质时相对分子质量减少18×100=1 800，B项正确。因为一条肽链上至少含有一个游离的羧基，所以该蛋白质有两条肽链，至少含有2个游离的羧基，C项错误。该蛋白质分子的两条肽链间的肽键（2 个）是由氨基酸的R基上的氨基和羧基形成的，所以构成该蛋白质分子的100个氨基酸中至少具有的氨基数：100+2=102 个，D 项错误。【答案】B
※蛋白质的变性、盐析和水解
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1.蛋白质的变性 （1）定义：蛋白质变性是指在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象发生改变，从而导致其性质改变和生理活性丧失。（2）原因：蛋白质分子在重金属盐、强酸、强碱或高温等作用下，空间结构被破坏，使其生物活性丧失。（3）过程：蛋白质变性过程中只是改变了蛋白质分子的空间结构，不发生肽键的断裂（要破坏肽键，必须有蛋白酶的作用）。（4）特点：蛋白质变性后溶解度降低，并且蛋白质的变性不具有可逆性。
※蛋白质的变性、盐析和水解
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2.蛋白质的盐析 向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐（如NaCl）溶液后， 可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出, 这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。盐析是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。3.蛋白质的水解 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。
课后练习
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例 1 ［2018·江苏卷］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
课后练习
【解析】分析结构简式可知，两种激素都是九肽，其中有两个氨基酸之间有二硫键，并无肽环，A 项错误。氨基酸之间脱水缩合产生的水分子中的氢分别来自氨基和羧基，B 项错误。有些氨基酸的R 基可能含有游离氨基，C 项错误。分析结构简式可知，两种激素间有2 个氨基酸种类不同，故这两种激素生理功能不同与这2 个氨基酸种类不同有关，D 项正确。【答案】D
课后练习
例 2 ［2017·江苏高考］ 难度★★★ 典型★★☆下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是（ ） A.α- 鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8 个肽键B. 蛋白质是由2 条或2 条以上多肽链构成的C. 蛋白质变性是由肽键的断裂造成的 D. 变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
【解析】环状八肽由8 个氨基酸脱水缩合形成，肽键数与氨基酸数相等，都是8 个，A 项正确。蛋白质可能由1 条多肽链构成，也可能由2 条或2 条以上多肽链构成，B 项错误。蛋白质变性是指蛋白质的空间结构被破坏，肽键没有断裂， C 项错误。变性蛋白质含有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，D 项错误。【答案】A
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第二单元 生物体的结构层次
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分子与细胞
人教版高中生物必修一
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
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从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后一段时间， 这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。讨论1.为什么这种缝合线可以被人体组织吸收?2.这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收?这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示?
一、氨基酸的结构及其种类
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1.氨基酸的结构 （1）组成元素： C、H、O、N，有的还含有 S 等元素。（2）结构通式（如下图）
一、氨基酸的结构及其种类
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（2）结构特点每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
一、氨基酸的结构及其种类
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2. 不同氨基酸之间的区别在于R基不同（1）种类 必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。成年人有8种。非必需氨基酸：人体细胞能合成的氨基酸，共13种。
一、氨基酸的结构及其种类
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【妙记】 8 种必需氨基酸甲携来一本亮色书（甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸）。【易错提醒】不要将“ — NH2”误写为NH2 或— NH3 ；不要将“—COOH”误写为或COOH。
一、氨基酸的结构及其种类
例 1 难度★★☆ 典型★★☆ 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单体，由氨基和羧基组成 B. 组成蛋白质的氨基酸共有的结构是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
【解析】氨基酸的结构通式为 ，不同的氨基酸R基不同， 因此组成蛋白质的氨基酸共有的结构为 ；甲硫氨酸中含有C、H、O、N、S 五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成。【答案】B
一、氨基酸的结构及其种类
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1.下图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述不正确的是 （ ）A. 必需氨基酸和非必需氨基酸取决于结构②B. 氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自①和③C. 结构②中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合D. 结构②中可能含有除C、H、O、N 之外的元素
【解析】生物体内组成蛋白质的氨基酸至少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，①③⑤属于构成蛋白质的氨基酸，氨基酸脱水缩合， 形成肽链，两端各有一个氨基或一个羧基没有参与形成肽键，呈游离状态，而③⑤的R 基中各有一个羧基，所以形成的是三肽，有一个氨基，三个羧基，两个肽键，B 项正确。【答案】B
【即时练】
一、氨基酸的结构及其种类
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2.［2020·甘肃天水一中月考］下列化合物中，属于组成蛋白质的氨基酸的是（ ）A. ①②③④ B. ①②③ C.①② D. ②④
【解析】单糖是糖类水解形成的最终产物，不可以再水解，A 项错误。构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖，B项错误。细胞膜上糖蛋白的糖链起着信息分子的作用，C项错误。按干重计，糖类占植物体的85% ～ 90%，故大多数植物体干重中含量最多的化合物是糖类，D 项正确。 【答案】D
一、氨基酸的结构及其种类
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3. 狼体内有a 种蛋白质，21 种氨基酸；兔体内有b 种蛋白质，21 种氨基酸。狼捕食兔后，狼体内的氨基酸种类和一个细胞中含有的蛋白质种类最可能是 （ ） 42，a+b B. 21，a+b C. 21，小于a D. 21，大于a
【解析】狼捕食兔后，经过消化和吸收，蛋白质以氨基酸的形式进入狼体内，所以狼体内的蛋白质种类并不会增加，仍为a 种，但狼体内一个细胞中含有的蛋白质种类一定少于狼体内的蛋白质种类；狼体内合成蛋白质的氨基酸有21 种，C 项正确。| 【答案】C
二、蛋白质的结构及其功能
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1.氨基酸脱水缩合形成肽链 氨基酸分子通过脱水缩合的方式形成肽链，合成过程如下图所示。
二、蛋白质的结构及其功能
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2.相关概念辨析 （1）肽键：连接两个氨基酸分子的化学结构叫肽键，结构简式为—CO—NH—或—NH—CO—。（2）肽：由几个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物就叫几肽。多个氨基酸脱水缩合形成的肽也叫多肽。（3）肽链：多肽通常呈链状结构，称为肽链。
※特别提示
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（1）肽键有以下几种写法：—CO—NH—或—NH—CO— 或或（注意：不管哪种写法，两端均需留有短线）。
※特别提示
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（2）氨基酸脱水缩合时，每形成一个肽键，就脱去一分子水。形成肽键时，—COOH 上的—OH 和—NH2 上的—H 形成一分子H2O。（3）R 基上的氨基和羧基一般不参与脱水缩合。
※特别提示
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（4）一条肽链至少含有一个游离的—NH2 和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端（R 基上也可能含有游离的羧基或氨基）。环状肽中可能不含游离的氨基和羧基。（5）多肽的命名依据其氨基酸残基数，而不是肽键数， 如三肽含两个肽键。
二、蛋白质的结构及其功能
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3.蛋白质分子的多样性 （1）蛋白质分子的结构层次C、H、O、N 等元素→氨基酸→二肽→……→多肽→蛋白质（含一条或多条肽链）。（2）蛋白质具有多样性的原因 在细胞内，每种氨基酸的数目成百上千，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构是极其多样的。
二、蛋白质的结构及其功能
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二、蛋白质的结构及其功能
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例 2 难度★★★ 典型★★☆ 下图是某蛋白质的肽链结构示意图（图甲中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是（ ）
A. 该蛋白质中含有1 条肽链，共124 个肽键B. 图乙中含有的R 基是①②④⑥⑧ C. 从图乙推知该肽链只含有2 个游离的羧基D. 从图乙推知该肽链至少含有2 个游离的氨基
【解析】图甲为一条肽链的示意图，数字为氨基酸序号，可见其由124 个氨基酸组成，含有的肽键数=124-1=123 个，A 项错误。图乙为肽链某段的放大图。图中③⑤⑦所示结构是肽键， ②④⑥⑧所示结构是R 基，①是氨基，B 项错误。图乙只是肽链的一段，①为肽链一端完整的1 个氨基，②中有1 个氨基，⑥⑧中各有1 个羧基，⑨不是羧基。推知该肽链至少含有3 个游离的羧基，至少含有2 个游离的氨基，C 项错误， D 项正确。【答案】D
二、蛋白质的结构及其功能
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例 3 难度★★☆ 典型★★☆人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质（ ） A. 都含有21 种氨基酸B. 都是在细胞内发挥作用C. 都具有一定的空间结构D. 都能催化生物化学反应
【解析】组成人体蛋白质的氨基酸约有20 种，但并不是每种蛋白质都含有21 种氨基酸，A 项错误； 有的蛋白质可以在细胞外发挥作用，例如人体内的消化酶等， B 项错误； 每种蛋白质都具有一定的空间结构，C 项正确； 酶能催化生物化学反应，绝大多数酶是蛋白质，少数为RNA， 但是蛋白质不一定是酶，例如某些激素、抗体等，D 项错误。【答案】C
二、蛋白质的结构及其功能
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1. ［2020·石家庄辛集中学月考］肉毒杆菌是一种致命病菌，在繁殖过程中会分泌毒素。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏。该毒素是由两个亚单位（每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成）组成的一种生物大分子。下面是肉毒素的局部结构式，据此判断下列说法中正确的是（ ）A. 组成肉毒素的元素一定只有C、H、O、NB. 图中该片段由5 种氨基酸组成，有4 个肽键C. 该片段所在的肽链至少含有1 个氨基和1 个羧基D. 高温可使肉毒素失活，主要原因是肽键发生断裂
【解析】肉毒素由氨基酸经过脱水缩合形成，故一定含有C、H、O、N，也可能含有其他元素，A 项错误；图中该片段由5 种氨基酸组成，有4 个肽键，B 项正确；根据图中的R基可知，该片段所在的肽链至少含有1 个氨基和2 个羧基，C 项错误；高温可使肉毒素失活，主要原因是其空间结构被破坏，D 项错误。【答案】B
【即时练】
二、蛋白质的结构及其功能
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2.［2020·江西宜春宜丰中学高一月考］以下属于蛋白质的功能的一组是（ ）①食物在小肠内彻底消化 ②注射疫苗预防流感 ③人不吃蔬菜易患坏血症 ④老年人的骨质疏松症 ⑤胰岛素调节血糖浓度 ⑥激素与受体准确地识别 ⑦生命活动的主要能源物质 ⑧葡萄糖在载体蛋白的协助下被小肠绒毛上皮细胞吸收①②③⑤⑧ B. ①②⑤⑥⑧ C. ①③⑤⑥⑦ D. ②④⑥⑦⑧
【解析】①说明蛋白质具有催化功能。②说明蛋白质具有免疫功能。③人不吃蔬菜易患坏血症是缺少维生素导致的，不能体现蛋白质的功能。④老年人的骨质疏松症体现无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，④错误。⑤体现了蛋白质的调节机体生命活动的功能。⑥激素与受体准确地识别，受体的本质是蛋白质，体现了蛋白质在调节机体生命活动中的作用。⑦生命活动的主要能源物质是糖类，不是蛋白质。⑧体现了蛋白质的运输功能。【答案】B
二、蛋白质的结构及其功能
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3. ［2020·福建莆田六中月考］如下图所示，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）。下列分析正确的是 （ ）A. 胰岛素分子具有50 个肽键，合成它的过程中共脱去50 分子水B. 胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C. 沸水浴时肽键断裂导致了胰岛素的生物活性丧失D. 理论上可通过测定C 肽的含量间接反映胰岛B 细胞的分泌功能
【解析】由题图可知，胰岛素分子是由51 个氨基酸形成的2 条肽链组成的蛋白质分子，形成的肽键数是49 个，合成它的过程中共脱去49 分子水，A 项错误。由题图可知，胰岛素分子由 2 条肽链组成，至少含有2 个游离的氨基和2个游离的羧基，B 项错误。沸水浴时蛋白质的空间结构发生改变导致胰岛素生物活性的丧失，C 项错误。理论上可通过测定C 肽的含量间接反映胰岛B 细胞的分泌功能，D项正确。【答案】D
二、蛋白质的结构及其功能
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4.［2020·四川雅安中学月考］同一草场上的牛和羊吃了同样的草，可牛肉和羊肉的口味却有差异，这是由于 （ ）A. 同种植物对不同生物的影响不同B. 牛和羊的消化功能强弱有差异C. 牛肉和羊肉的蛋白质结构存在差异D. 牛和羊的亲缘关系比较远
【解析】不同生物体由于遗传物质的差异，合成的蛋白质结构就有所差异。牛肉和羊肉的主要成分为蛋白质，虽然食物来源基本相同，但在不同生物体内合成的蛋白质结构不同，C 项正确。【答案】C
二、蛋白质的结构及其功能
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5. ［不定项选择］关于生物体内的氨基酸和蛋白质的叙述，正确的是 （ ）A. 组成蛋白质的氨基酸都至少含有一个羧基和氨基，且连在同一个碳原子上B. 有的蛋白质起信息传递作用，这些蛋白质是细胞中重要的结构蛋白C. 食物中的蛋白质分解成氨基酸才能被人体吸收D. 煮熟的鸡蛋中蛋白质分子的空间结构发生变化，容易被蛋白酶水解
【答案】ACD
二、蛋白质的结构及其功能
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6. ［2020·广东揭阳空港一中月考］甲图表示有关蛋白质分子的简要概念图； 乙图表示某三十九肽中共有丙氨酸（R 基为—CH3）4 个，现去掉其中的丙氨酸得到4 条长短不等的多肽。据图回答下列问题：
二、蛋白质的结构及其功能
盖玻片
（1）甲图中A 的组成元素为 ，在人体内可以合成的B 属于 ，C 是 。（2）蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的 不同，以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 千变万化。（3）乙图中，三十九肽被水解后肽键数量减少 个。这些肽链和三十九肽相比，氨基和羧基均增加 个，C 原子减少 个， O 原子减少 个。（4）若该蛋白质是血红蛋白，说明蛋白质具有 作用；若该蛋白质是酶，说明蛋白质具有 作用。（5）高温加热后，蛋白质用双缩脲试剂检验 （填“能”或“不能”）发生紫色反应。
二、蛋白质的结构及其功能
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【答案】（1） C、H、O、N 非必需氨基酸 肽键 （2） 种类、数目、排列顺序 空间结构 （3） 7 3 12 1 （4） 运输 催化 （5）能解析：（1）甲图中A 为组成蛋白质的元素，包括C、H、O、N 等，B 是氨基酸，包括必需氨基酸和非必需氨基酸，其中在人体内可以合成的B 属于非必需氨基酸，C 是肽键。（2）组 成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及蛋白质的空间结构千变万化，故蛋白质的结构具有多样性。 （3）乙图中，根据丙氨酸的位置可知，三十九肽被水解需要破坏7 个肽键，故肽键数量减少7 个。原来的三十九肽中至少含有1 个氨基和1 个羧基，水解形成的四条肽链中至少含有4 个氨基和4 个羧基，故氨基和羧基均增加3 个。由于丙氨酸的R 基为—CH3，根据氨基酸的分子式C2H4O2NR 可知，一个丙氨酸含有3 个C，故脱去4 个丙氨酸，C 原子减少12 个；水解过程中破坏7 个肽键，需要7 个水分子参与，增加7 个氧原子；脱去4 个丙氨酸，带走8 个氧原子，故氧原子减少1 个。（4）血红蛋白可以运输氧气， 酶具有催化作用。（5）高温加热后，一般不破坏蛋白质的肽键，故蛋白质用双缩脲试剂检验会发生紫色反应。
三、与蛋白质相关的计算分析
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1.结合蛋白质的结构图解完成相应的计算（下图 ）
注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。
三、与蛋白质相关的计算分析
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（1）还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键（—S—S—）时（二硫键由—SH 和—SH 脱去2 个H 形成），要再减去2（即两个氢原子），若无特殊说明， 则不考虑二硫键。
三、与蛋白质相关的计算分析
盖玻片
（2）若为环状多肽（肽链两端的氨基和羧基脱水缩合后会形成环状多肽），则可将公式中的肽链数视为零， 再进行相关计算。
三、与蛋白质相关的计算分析
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2.氨基酸的排列与多肽的种类 假设有A、B、C 三种氨基酸，由这三种氨基酸组成的多肽的种类分析如下： ①有A、B、C 三种氨基酸，在每种氨基酸的数目无限的条件下，形成多肽的种类为： 形成二肽的种类： （32=9） 形成三肽的种类： （33=27） ②A、B、C 三种氨基酸，在每种氨基酸只有一个的情况下， 形成多肽的种类为： 形成二肽的种类： （3×2=6） 形成三肽的种类： （3×2×1=6）
三、与蛋白质相关的计算分析
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3.原子守恒法完成蛋白质的计算 在1 个氨基酸中，若不考虑R 基，至少含有2 个C 原子、2 个O 原子、4 个H 原子和1 个N 原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽（无特殊说明时，通常指链状多肽）时，要失去部分水分子，但是C 原子、N 原子的数目不会减少。C 原子数= 氨基酸分子数×2+R 基上的C 原子数。H 原子数= 各氨基酸中H 原子的总数- 脱去的水分子数×2。O 原子数= 各氨基酸中O原子的总数- 脱去的水分子数。N 原子数= 肽键数+ 肽链条数+R 基上的N 原子数= 各氨基酸中N 原子数的总和。由于R 基上的C 原子数不好确定，且H 原子数较多，所以以N 原子数或O 原子为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
三、与蛋白质相关的计算分析
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例 1 难度★★☆ 典型★★☆ 下图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由2 个“—SH”（巯基）构成的二硫键，其作用是连接2 条相邻肽链。若该蛋白质分子共由m 个氨基酸组成，则形成1 个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（ ）
m，18m B.（m-4），18（m-4） C.（m-3），18（m-3）+4 D.（m-2），18（m-2）+4
【解析】由图可知，该蛋白质分子由2 条肽链和1 个环状多肽组成， 故形成该蛋白质分子时失去的水分子数为氨基酸数- 链状多肽条数，即（m-2）。由于有2 个二硫键，形成1 个二硫键失去2 个“H”，所以形成该蛋白质分子时减少的相对分子质量为18（m-2）+4。【答案】D
三、与蛋白质相关的计算分析
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例 2 难度★★★ 典型★★☆经分析某个多肽中有O 原子p 个，N 原子q 个，它彻底水解后，只得到如图所示四种氨基酸。经分析推算可知， 1 分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为（ ） A. p-q B. q-p C. p-q+1 D. q-p+1
【解析】根据观察可知，题图所示四种氨基酸的R 基中都不含O 原子，只有赖氨酸的R 基中含有1 个N 原子。多肽中的O 原子数= 各氨基酸中的O 原子总数- 脱去水分子数，由于R 基中都不含O 原子，所以该多肽中O 原子数= 氨基酸数+1，N 原子数= 各氨基酸中的N 原子数= 氨基酸数+R 基中的N 原子数，故根据O 原子数计算出该多肽中的氨基酸数为p-1，该多肽中含有的赖氨酸数=N 原子数- 氨基酸数=q-（p-1）=q-p+1。【答案】D
三、与蛋白质相关的计算分析
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1. ［2020·南昌二中月考］下图为某胰岛素分子及其局部放大示意图，若该胰岛素是由51 个氨基酸分子脱水缩合形成的，下列有关此图的叙述中，正确的是（ ）A. 若氨基酸的种类、数量、排列顺序都相同，则为相同的蛋白质B. 该胰岛素在合成过程中，相对分子质量比合成前减少了882，形成的肽键数为49C. 该胰岛素分子中游离的氨基、羧基数分别至少是2、2D. 在局部放大图中能代表不同氨基酸的标号是①③⑤
【解析】若氨基酸的种类、数量、排列顺序都相同，但肽链折叠形成的空间结构不同，形成的蛋白质也不同，A 项错误；该胰岛素含2 条链，由51 个氨基酸分子脱水缩合形成，所以在合成过程中，形成49 个肽键和3 个二硫键，相对分子质量比合成前减少了18×49+1×6=888，B 项错误；由于①中也含有氨基、⑤中也含有羧基，所以该胰岛素分子中游离的氨基、羧基数分别至少是3、3，C 项错误；R 基是决定氨基酸种类的侧链基团，所以在局部放大图中能代表不同氨基酸的标号是①③⑤，D 项正确。【答案】D
【即时练】
三、与蛋白质相关的计算分析
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2. ［2020·福建武平二中月考］现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOWS （Z >12，W >13）。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。将一个该十二肽分子彻底水解后分别可得到多少个赖氨酸和天门冬氨酸？ （ ）
【解析】由题意可知，“十二肽”的分子式为CXHYNZOWS，如果每个氨基酸都含有一个羧基，则W=12×2-11=13，该多肽水解形成的氨基酸中，只有半胱氨酸含有一个S，因此该十二肽中含有一个半胱氨酸；一个赖氨酸含有2 个N，其他氨基酸都只含有1 个N，因此赖氨酸的数目是Z-12，天门冬氨酸含有2 个羧基，其他都只含有一个羧基，因此天门冬氨酸的数目是A项正确。【答案】A
三、与蛋白质相关的计算分析
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3. ［不定项选择］某多肽含有20 个氨基酸，其中天门冬氨酸4 个，分别位于第5、6、15、20 位（如下图所示）；肽酶X 专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y 专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是（ ）A. 该二十肽含有的氨基酸的种类最多有16 种B. 该二十肽游离的氨基和羧基至少各为1 个和5 个C. 肽酶Y 完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19 个D. 肽酶X 完全作用后产生的多肽中氧原子数目比二十肽少了1 个
【解析】该多肽为二十肽，其中天门冬氨酸4 个，剩余16 个最多16 种氨基酸，加上天门冬氨酸最多17 种氨基酸，A 项错误；该二十肽含游离的氨基或羧基数目= 肽链条数+R 基中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1 个，而羧基数目至少4+1=5 个，B 项正确；肽酶Y 专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，完全作用后第5 号和第20 号氨基酸脱离，因此产生的多肽共含有18 个氨基酸，C 项错误；肽酶X 专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6 位氨基酸完全脱离肽链，同时形成3 条多肽，每断开一个肽键增加一个氧原子，故增加3 个氧原子，又因为第6 号氨基酸脱离，脱去4个氧，所以多肽中氧原子数比二十肽少1个，D项正确。【答案】BD
三、与蛋白质相关的计算分析
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例1.［2020·吉林一中月考］ 下图表示一个由100 个氨基酸构成的蛋白质分子，下列叙述正确的是 （ ）A. 该分子中含有98 个肽键B. 合成该蛋白质时相对分子质量减少1 800C. 该蛋白质中至少含有4 个游离的羧基D. 这100 个氨基酸中至少有100 个氨基
【解析】该多肽为二十肽，其中天门冬氨酸4 个，剩余16 个最多16 种氨基酸，加上天门冬氨酸最多17 种氨基酸，A 项错误；该二十肽含游离的氨基或羧基数目= 肽链条数+R 基中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1 个，而羧基数目至少4+1=5 个，B 项正确；肽酶Y 专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，完全作用后第5 号和第20 号氨基酸脱离，因此产生的多肽共含有18 个氨基酸，C 项错误；肽酶X 专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6 位氨基酸完全脱离肽链，同时形成3 条多肽，每断开一个肽键增加一个氧原子，故增加3 个氧原子，又因为第6 号氨基酸脱离，脱去4个氧，所以多肽中氧原子数比二十肽少1个，D项正确。【答案】BD
不能正确分析特殊情况下蛋白质的有关计算
三、与蛋白质相关的计算分析
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例2 ［ 2020·长沙雅礼中学高一月考］如下图所示，一个蛋白质分子由两条多肽链（52 个氨基酸）和一个环状肽（20 个氨基酸）组成，它们之间由二硫键（两个—SH 形成—S—S—） 相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，则下列叙述正确的是（ ）A. 该蛋白质的相对分子质量为72a-1 264B. 该蛋白质共有肽键70 个C. 该蛋白质至少含有两个氨基和两个羧基D. 该蛋白质分子至少含有N 原子和O 原子的数量分别为72 和75
【解析】该蛋白质分子含有100 个氨基酸，两条肽链，并且两条肽链间由两个肽键连接，肽键数为100-2+2=100 个，A 项错误。由A 选项可知：肽键数为100 个，则100 个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质时脱去的水分子数为100 个，所以合成该蛋白质时相对分子质量减少18×100=1 800，B项正确。因为一条肽链上至少含有一个游离的羧基，所以该蛋白质有两条肽链，至少含有2个游离的羧基，C项错误。该蛋白质分子的两条肽链间的肽键（2 个）是由氨基酸的R基上的氨基和羧基形成的，所以构成该蛋白质分子的100个氨基酸中至少具有的氨基数：100+2=102 个，D 项错误。【答案】B
※蛋白质的变性、盐析和水解
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1.蛋白质的变性 （1）定义：蛋白质变性是指在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象发生改变，从而导致其性质改变和生理活性丧失。（2）原因：蛋白质分子在重金属盐、强酸、强碱或高温等作用下，空间结构被破坏，使其生物活性丧失。（3）过程：蛋白质变性过程中只是改变了蛋白质分子的空间结构，不发生肽键的断裂（要破坏肽键，必须有蛋白酶的作用）。（4）特点：蛋白质变性后溶解度降低，并且蛋白质的变性不具有可逆性。
※蛋白质的变性、盐析和水解
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2.蛋白质的盐析 向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐（如NaCl）溶液后， 可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出, 这种作用叫作盐析，是物理变化，可复原。盐析是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。3.蛋白质的水解 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。
课后练习
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例 1 ［2018·江苏卷］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
课后练习
【解析】分析结构简式可知，两种激素都是九肽，其中有两个氨基酸之间有二硫键，并无肽环，A 项错误。氨基酸之间脱水缩合产生的水分子中的氢分别来自氨基和羧基，B 项错误。有些氨基酸的R 基可能含有游离氨基，C 项错误。分析结构简式可知，两种激素间有2 个氨基酸种类不同，故这两种激素生理功能不同与这2 个氨基酸种类不同有关，D 项正确。【答案】D
课后练习
例 2 ［2017·江苏高考］ 难度★★★ 典型★★☆下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是（ ） A.α- 鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8 个肽键B. 蛋白质是由2 条或2 条以上多肽链构成的C. 蛋白质变性是由肽键的断裂造成的 D. 变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
【解析】环状八肽由8 个氨基酸脱水缩合形成，肽键数与氨基酸数相等，都是8 个，A 项正确。蛋白质可能由1 条多肽链构成，也可能由2 条或2 条以上多肽链构成，B 项错误。蛋白质变性是指蛋白质的空间结构被破坏，肽键没有断裂， C 项错误。变性蛋白质含有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，D 项错误。【答案】A
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第二单元 生物体的结构层次
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