高中生物2.4蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者同步練習(xí)教師版新人教版必修1

2.4蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者基礎(chǔ)知識(shí)過關(guān)1.生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者是蛋白質(zhì)。2.蛋白質(zhì)的主要功能及實(shí)例：主要功能實(shí)例構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)(結(jié)構(gòu)蛋白)肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲等催化功能細(xì)胞中絕大多數(shù)的酶運(yùn)輸功能血紅蛋白信息傳遞(調(diào)節(jié)功能)胰島素免疫功能（防御）抗體3.組成蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸。其組成元素為C、H、O、N。有的還含有：P、S4.氨基酸分子的結(jié)構(gòu)：（1）其結(jié)構(gòu)通式為：（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：A.特點(diǎn)：每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基(－NH2)和一個(gè)羧基(－COOH)；且都有一個(gè)氨基(－NH2)和一個(gè)羧基(－COOH)連接在同一個(gè)碳原子上。(注：多余的氨基或羧基位于R基中)。B.氨基酸的種類和性質(zhì)的唯一決定因素：R基。注：氨基和羧基的書寫都要有一個(gè)游離鍵。甘氨酸的R基是-H，丙氨酸R基-CH。C.組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，人體細(xì)胞不能合成，只能來自外界的叫必需氨基酸，成人有8種，甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸（甲攜來一本亮色書）；人體細(xì)胞可以合成的叫非必需氨基酸，有13種。5.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性（1）氨基酸脫水縮合形成肽鏈氨基酸分子通過脫水縮合的方式形成肽鏈，具體過程如下圖所示。（2）相關(guān)概念①脫水縮合：一個(gè)氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一個(gè)氨基酸分子的氨基(—NH2)相連接，同時(shí)脫去1分子水，這種結(jié)合方式就叫脫水縮合。R基中的氨基和羧基不參與(參與/不參與)參與脫水縮合。②肽鍵：連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵叫肽鍵。③肽：由兩個(gè)氨基酸分子脫水縮合而成的化合物叫二肽；由多個(gè)氨基酸分子脫水縮合而成的，含有多個(gè)肽鍵的化合物叫多肽。④肽鏈：多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，稱為肽鏈。（3）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的原因：組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序不同，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同。（4）蛋白質(zhì)的變性：空間結(jié)構(gòu)被破壞，但肽鍵未斷裂；肽鍵并未斷裂，能與雙縮脲試劑呈紫色反應(yīng)。（5）吃煮熟的雞蛋、肉類等更容易消化是因?yàn)椋焊邷厥沟鞍踪|(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，使內(nèi)部的肽鍵暴露出來，容易被蛋白酶水解，因此吃熟雞蛋、熟肉容易消化。（6）經(jīng)過加熱、加酸、加酒精等引起細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，達(dá)到消毒、滅菌的目的。（7）蛋白質(zhì)相關(guān)計(jì)算①肽鍵數(shù)＝脫掉水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。②每條肽鏈至少有一個(gè)游離的氨基和一個(gè)游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端。③蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)目×氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量－脫去的水分子數(shù)×18。④假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽相對(duì)分子質(zhì)量1n－1n－1至少1至少1an－18(n－1)mn－mn－m至少m少man－18(n－m)[知識(shí)辨析]1．蛋白質(zhì)都是由2條或2條以上多肽鏈構(gòu)成的。(×)2．蛋白質(zhì)變性是由于肽鍵的斷裂造成的。(×)3．與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)的待測(cè)溶液中一定含有蛋白質(zhì)。(×)4．高溫可使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變。(√)5．蛋白質(zhì)功能的多樣性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定的。(√)6．每一種氨基酸都只含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。(×)7．組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，分類依據(jù)是R基不同。(√)8．氨基酸分子相互結(jié)合的方式?jīng)Q定了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性。(×)核心點(diǎn)一氨基酸的結(jié)構(gòu)及其種類1.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，則它的分子式是()A．C5H11O2NS B．C3H7SC．C4H11O2S D．C5H10O2N解析：選A。氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為，所以甲硫氨酸的分子式為C5H11O2NS。核心點(diǎn)二蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及其多樣性1．(2022·江西南昌高一檢測(cè))下圖為細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成過程簡(jiǎn)圖，①～④表示相關(guān)變化過程，下列分析正確的是()氨基酸eq\o(→,\s\up7(①))二肽eq\o(→,\s\up7(②))三肽eq\o(→,\s\up7(③))多肽eq\o(→,\s\up7(④))蛋白質(zhì)A．①～④過程都叫作脫水縮合B．④過程不相同，合成的蛋白質(zhì)也就不相同C．①②③過程形成的化學(xué)鍵相同，④過程一定沒有新化學(xué)鍵形成D．蛋白質(zhì)獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)是不同蛋白質(zhì)功能不同的根本原因解析：選B。④過程是肽鏈盤曲、折疊，不是脫水縮合，A錯(cuò)誤；肽鏈的盤曲、折疊方式不同，形成的蛋白質(zhì)也就不同，B正確；④過程也可能有新化學(xué)鍵形成，如二硫鍵等，C錯(cuò)誤；不同蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不同是蛋白質(zhì)功能不同的直接原因，控制蛋白質(zhì)合成的基因不同是根本原因，D錯(cuò)誤。核心點(diǎn)三蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算1.(2022·黑龍江鶴崗高一月考)下圖為某蛋白質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，下列說法正確的是()A．該蛋白質(zhì)含有兩條肽鏈B．形成該蛋白質(zhì)時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量減少了2268C．該蛋白質(zhì)的R基上共有16個(gè)氨基D．構(gòu)成該蛋白質(zhì)的氨基酸中共有142個(gè)羧基解析：選B。柱形圖顯示：羧基總數(shù)為15個(gè)，R基上的羧基數(shù)目也為15個(gè)，而蛋白質(zhì)分子中的羧基總數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基上的羧基數(shù)目，所以該蛋白質(zhì)含有15－15＝0(條)肽鏈，進(jìn)而推知該蛋白質(zhì)由環(huán)狀多肽構(gòu)成，A錯(cuò)誤；形成該蛋白質(zhì)時(shí)，脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)＝126，減少的相對(duì)分子質(zhì)量等于脫去的水的相對(duì)分子質(zhì)量的總和，即等于18×126＝2268，B正確；在環(huán)狀多肽中，氨基總數(shù)＝R基上的氨基數(shù)＝17，C錯(cuò)誤；該蛋白質(zhì)由126個(gè)氨基酸脫水縮合而成，其中有15個(gè)氨基酸的R基含有羧基，因此構(gòu)成該蛋白質(zhì)的氨基酸中共有141個(gè)羧基，D錯(cuò)誤。2.3.(2022·安徽安慶高一期末)某四十肽中有丙氨酸4個(gè)，相應(yīng)位置如圖所示，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸，得到4條多肽鏈和5個(gè)游離的氨基酸。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．該四十肽水解得到的產(chǎn)物，比原四十肽增加了4個(gè)氧原子B．若水解得到的多肽鏈共有5個(gè)羧基，則必有1個(gè)羧基在R基上C．若將得到的游離的氨基酸縮合成五肽，則氨基酸序列有5種可能D．若將得到的4條多肽鏈連接成1條長(zhǎng)鏈，則會(huì)新生成3個(gè)肽鍵解析：選A。題述四十肽脫掉4個(gè)丙氨酸需斷開8個(gè)肽鍵，每斷開1個(gè)肽鍵需要1分子水，因此產(chǎn)物中氧原子數(shù)目增加8個(gè)，A錯(cuò)誤；若不考慮R基上的羧基，則4條多肽鏈含有4個(gè)羧基，而得到的4條多肽鏈總共有5個(gè)羧基，那么其中必有1個(gè)羧基在R基上，B正確；得到的5個(gè)游離的氨基酸中有4個(gè)均為丙氨酸，因此將這5個(gè)氨基酸縮合成五肽，有5種不同的氨基酸序列，C正確；將得到的4條多肽鏈重新連接成1條長(zhǎng)鏈，將脫去3個(gè)水分子，新形成3個(gè)肽鍵，D正確。1．(高考組合)下列關(guān)于肽和蛋白質(zhì)的敘述，錯(cuò)誤的是()A．(2020·浙江卷T2改編)蛋白質(zhì)不是生物體內(nèi)的貯能物質(zhì)B．(江蘇卷)α-鵝膏蕈堿是一種環(huán)狀八肽，分子中含有8個(gè)肽鍵C．(江蘇卷)蛋白質(zhì)是由2條或2條以上多肽鏈構(gòu)成的D．(江蘇卷)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生水解時(shí)，通常需要另一種蛋白質(zhì)的參與答案：C2．如下圖所示，將蛋白質(zhì)暴露在高濃度的尿素環(huán)境中會(huì)發(fā)生變性，除去尿素后，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能可以恢復(fù)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．尿素使蛋白質(zhì)變性過程中破壞了蛋白質(zhì)中的肽鍵，不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)B．尿素使蛋白質(zhì)變性過程中改變了原有蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)量C．構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類和排列順序相同則蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相同D．高溫煮熟變性后的蛋白質(zhì)更容易消化解析：選D。分析題圖可知，尿素可使蛋白質(zhì)變性，變性后蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)受損，但肽鍵沒有斷裂，因此仍可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，A錯(cuò)誤；變性過程中，蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)量沒有改變，B錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性取決于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同，故構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類和排列順序相同的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不一定相同，C錯(cuò)誤。3．(2022·山東菏澤高一期中)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽鍵，蛋白酶2作用于賴氨酸(C6H14N2O2)兩側(cè)的肽鍵，某四十九肽分別經(jīng)酶1和酶2作用后的情況如下圖所示，下列敘述正確的是()A．此多肽中含1個(gè)賴氨酸B．苯丙氨酸位于四十九肽的第17、31、49位C．短肽D、E與四十九肽的O原子數(shù)相同，N原子數(shù)減少4個(gè)D．適宜條件下蛋白酶1和蛋白酶2同時(shí)作用于此多肽，可形成5條短肽解析：選A。根據(jù)題圖分析可知，此多肽中只有1個(gè)賴氨酸，A正確；苯丙氨酸位于四十九肽的第16、30、48位，B錯(cuò)誤；已知賴氨酸的分子式為C6H14N2O2，短肽D、E與四十九肽相比減少2個(gè)肽鍵和1個(gè)賴氨酸，即水解消耗了2個(gè)水分子并減少了1個(gè)賴氨酸，則O原子數(shù)不變，N原子數(shù)減少2個(gè)，C錯(cuò)誤；適宜條件下蛋白酶1和蛋白酶2同時(shí)作用于此多肽，可得到第1～16位、第17～22位、第24～30位、第31～48位4條短肽和第23位、第49位2個(gè)氨基酸，D錯(cuò)誤。4．下圖表示一個(gè)由200個(gè)氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)分子。下列敘述正確的是()A．該分子中含有198個(gè)肽鍵B．這200個(gè)氨基酸中至少有200個(gè)氨基C．合成該蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少了3600D．該蛋白質(zhì)中至少含有4個(gè)游離的羧基解析：選C。該蛋白質(zhì)分子含有2條肽鏈且2條肽鏈之間由2個(gè)肽鍵連接，故該分子一共含有200個(gè)肽鍵；由圖可知，兩條肽鏈之間的肽鍵是由第25位和第120位、第70位和第165位的氨基酸R基上的氨基和羧基形成的，故組成該蛋白質(zhì)分子的200個(gè)氨基酸中至少含有202個(gè)氨基；合成該蛋白質(zhì)時(shí)脫去的水分子數(shù)與形成的肽鍵數(shù)相等，故合成該蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少了18×200＝3600；該蛋白質(zhì)分子含有2條肽鏈，至少含有2個(gè)游離的羧基。5．(2022·遼寧大連高一期末)下圖為由51個(gè)氨基酸組成的某種胰島素的結(jié)構(gòu)示意圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．該胰島素至少含有兩個(gè)氨基和兩個(gè)羧基B．氨基酸之間形成的氫鍵能使肽鏈盤曲、折疊C．若某種氨基酸的R基是—CH2—COOH，則其氧原子數(shù)為4D．該胰島素的分子量比51個(gè)氨基酸分子量之和減少了882解析：選D。該胰島素分子含2條肽鏈，每條肽鏈至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，所以該胰島素分子至少含有兩個(gè)氨基和兩個(gè)羧基，A正確；肽鏈由于氨基酸分子之間形成的氫鍵而盤曲、折疊形成一定的空間結(jié)構(gòu)，B正確；根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，若某種氨基酸的R基是—CH2—COOH，則其氧原子數(shù)為4，C正確；氨基酸分子形成胰島素時(shí)，共脫去水分子數(shù)＝51－2＝49(個(gè))，共脫去氫原子6個(gè)(形成3個(gè)二硫鍵脫去的)，對(duì)此氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量減少了49×18＋6＝888，D錯(cuò)誤。6．腦啡肽的合成采用的是蛋白質(zhì)工程技術(shù)，這是生物技術(shù)在分子水平上的又一突破。下圖為腦啡肽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，請(qǐng)回答下列問題：(1)該化合物有________個(gè)氨基和________個(gè)羧基。(2)該化合物是由________個(gè)氨基酸脫去________分子水而形成的，該化合物叫________肽。在形成時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量減少了________。(3)該化合物水解后可產(chǎn)生________種氨基酸，造成氨基酸種類不同的原因是________________________________________________________________________。(4)現(xiàn)有質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液、雞蛋、人的口腔唾液(酶)、質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液、清水、小燒杯、玻璃棒、試管、滴管和滴瓶。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明“腦啡肽是多肽”。①實(shí)驗(yàn)原理：在堿性溶液中，多肽與CuSO4反應(yīng)產(chǎn)生紫色物質(zhì)。②方法步驟：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。③預(yù)期結(jié)果：______________________________________________________。④實(shí)驗(yàn)結(jié)論：____________________________________________________。解析：該多肽含有4個(gè)肽鍵，是由5個(gè)氨基酸脫水縮合而成的，在形成多肽時(shí)，共脫去4個(gè)水分子，相對(duì)分子質(zhì)量減少了4×18＝72。該多肽中有1個(gè)氨基和1個(gè)羧基。從結(jié)構(gòu)上可以看出，左起第二個(gè)氨基酸的R基和第三個(gè)氨基酸的R基相同，應(yīng)為同一種氨基酸，因此腦啡肽水解后產(chǎn)生4種氨基酸。腦啡肽是多肽，在堿性溶液中，多肽與CuSO4反應(yīng)產(chǎn)生紫色物質(zhì)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中還應(yīng)注意空白對(duì)照。答案：(1)11(2)54五72(3)4R基不同(4)②取兩支試管分別編號(hào)為A、B，在A試管中加入2mL腦啡肽液，在B試管中加入2mL清水；在兩支試管中各加入1mL質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液，振蕩；再在兩支試管中各加入4滴質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液，振蕩③A試管中出現(xiàn)紫色，B試管中不出現(xiàn)紫色④腦啡肽是一種多肽7．(2022·山東濰坊高一月考)鹽藻是一種單細(xì)胞真核藻類，其鞭毛是由微管蛋白聚合而成的。為研究泛素和蛋白酶體是否參與鹽藻鞭毛的解聚過程，科研人員進(jìn)行了相關(guān)研究。回答下列問題：(1)借助熒光顯微鏡，觀察到鹽藻鞭毛上存在泛素，它是由76個(gè)________組成的多肽，可與微管蛋白形成泛素化蛋白。(2)科研人員檢測(cè)了不同處理下鹽藻鞭毛中泛素化蛋白的含量，其電泳結(jié)果如圖1。(對(duì)照組：正常生長(zhǎng)狀態(tài)的鹽藻細(xì)胞；組裝組：鞭毛組裝狀態(tài)的鹽藻細(xì)胞；解聚組：鞭毛解聚狀態(tài)的鹽藻細(xì)胞)據(jù)圖1分析，與對(duì)照組相比，鞭毛解