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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者达标测试
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者达标测试，共19页。试卷主要包含了下列与蛋白质功能不相符合的是等内容，欢迎下载使用。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
基础过关练
题组一 掌握蛋白质的功能
1.下列与蛋白质功能不相符合的是( )
A.酶——催化 B.抗体——免疫
C.血红蛋白——运输 D.肌肉蛋白——调节
2.下列有关蛋白质功能的叙述,不正确的是( )
A.蛋白质功能的多样性与蛋白质结构的多样性无关
B.细胞核中遗传信息需要表达成蛋白质才能起作用
C.细胞的各项生命活动都离不开蛋白质
D.蛋白质是生命活动的主要承担者
题组二 辨析氨基酸的结构及其种类
3.区别组成人体蛋白质的21种氨基酸的依据是( )
A.氨基酸数目不同 B.R基不同
C.羧基不同 D.碳原子数目不同
4.(2020河南省实验中学期中)下列物质中,不属于生物体中组成蛋白质的氨基酸是( 深度解析 )
A.
B.H2N—CH2—COOH
C.
D.
5.一般来说,每100 g蛋白质平均含N 16 g,这些N主要存在于蛋白质的( )
A.—CO—NH— B.游离的氨基
C.游离的羧基 D.R基
6.关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述正确的是( 易错 )
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.组成人体蛋白质的氨基酸都能在人体内合成
7.蚕丝被贴身暖和、轻盈透气,是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成蚕丝主要成分的叙述,正确的是( )
A.它的基本组成单位的结构通式为—CO—NH—
B.它的形成过程中没有水产生
C.它的基本组成单位是氨基酸
D.它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe
题组三 分析蛋白质结构及其多样性
8.(2020北京丰台期中)烫发时,先用还原剂使头发角蛋白的二硫键断裂,再用卷发器将头发固定形状,最后用氧化剂使角蛋白在新的位置形成二硫键。这一过程改变了角蛋白的( )
A.空间结构 B.氨基酸种类
C.氨基酸数目 D.氨基酸排列顺序
9.(2020山西太原一中高一期中)组成蛋白质分子结构的层次由低到高依次是( )
A.C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽→形成一定的空间结构
B.C、H、O、N等元素→氨基酸→多肽→二肽→形成一定的空间结构
C.C、H、O、N等元素→二肽→多肽→形成一定的空间结构
D.氨基酸→二肽→多肽→形成一定的空间结构
10.下列关于蛋白质变性的叙述,正确的是( 易错 )
A.蛋白质变性是由肽键的断裂造成的
B.蛋白质变性后能与双缩脲试剂发生反应
C.蛋白质变性后其特定功能并未发生改变
D.蛋白质变性是可逆的
11.(2020辽宁抚顺六校协作体高一期末联考)用氨基酸自动分析仪测定两种肽类化合物的氨基酸数目,结果如表所示。表中组成两种物质的氨基酸数目虽然相同,但两种物质的生理作用截然不同,下列解释中错误的是( )
化合物名称
降钙素
胰高血糖素样多肽
氨基酸数目
34
34
A.多肽的空间结构不同
B.氨基酸的种类不同
C.氨基酸的排列顺序不同
D.脱水缩合形成多肽的方式不同
12.如图是氨基酸之间发生一系列反应形成血红蛋白的过程。请回答下列问题。
(1)从氨基酸到蛋白质的形成过程如下:氨基酸→二肽→多肽→肽链盘曲、折叠→具有一定 的蛋白质。
(2)两个相邻氨基酸,一个氨基酸的 和另一个氨基酸的 发生反应失去一分子水形成肽键,这个过程称为 ,形成的化合物称为 。
(3)不同的蛋白质分子结构不同,体现在组成蛋白质的氨基酸的 不同和蛋白质的 不同等方面。
(4)血红蛋白分子是由574个氨基酸脱水形成4条肽链后,盘曲、折叠而成的,则在形成过程中生成了 个肽键。
(5)血红蛋白分子的功能说明有些蛋白质具有 功能。
题组四 掌握与蛋白质有关的计算
13.(2020福建莆田六中高一月考)下面是三个氨基酸的结构式,由这三个氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中,含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是 ( )
A.1,1,2 B.1,2,2
C.2,2,2 D.1,1,3
14.若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是130,那么由1条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质在形成过程中共产生的水分子数是( )
A.279 B.280 C.5 022 D.36 270
15.(2020北京房山期末)某一多肽链内共有肽键109个,则此分子中含有的—NH2和—COOH的数目至少为 ( )
A.110;110 B.109;109
C.9;9 D.1;1
16.(2020吉林省实验中学期中)某蛋白质的相对分子质量为12 392,在合成这个蛋白质分子过程中,脱去的水分子的相对分子质量为1 944,假设氨基酸的平均相对分子质量为128,则该蛋白质分子含有几条肽链( 深度解析 )
A.2条 B.3条 C.4条 D.5条
17.(2020河南郑州一中高一期中)下图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图,据图分析以下说法不正确的是( )
A.该蛋白质中的游离氨基至少有2个
B.该蛋白质形成过程中,分子量减少了5 008
C.该蛋白质中含有的氧原子数为282
D.高温处理可能会使—S—S—遭到破坏
18.(2020黑龙江铁人中学高一月考)某肽链是由50个氨基酸分子脱水缩合而成的,其中含有2个丙氨酸(C3H7O2N),现脱掉丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物的叙述,错误的是( )
A.氨基和羧基均增加4个 B.肽键减少4个
C.氢原子增加8个 D.氧原子增加2个
19.(2019湖北荆州中学高一月考)某蛋白质分子由2条肽链组成,共57个氨基酸,其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键,如图所示。下列说法错误的是( )
A.该蛋白质分子中至少含2个游离的氨基
B.该蛋白质分子共有52个肽键
C.该蛋白质分子含3个二硫键
D.该蛋白质分子形成过程中,相对分子质量减少了996
20.某致病细菌分泌的外毒素为无色、细针状结晶,对小鼠和人体有很强的毒性,可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等,最终导致死亡。该外毒素为环状肽,结构简式如下图所示。
请据图分析回答:
(1)该化合物中含有 个游离的氨基, 个游离的羧基。
(2)组成该化合物的氨基酸有 种,其中重复出现的R基是 。
(3)该化合物称为 化合物,含有 个肽键。
(4)B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是 。
(5)该外毒素在环状肽形成过程中失去了 个水分子,相对分子质量减少了 。
能力提升练
题组一 理解蛋白质的形成过程
1.(2020河南开封高一联考,)如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子,其中“—S—S—”是将2条肽链连接起来的二硫键(由2个—SH形成,即—SH+—SH→—S—S—+2H)。下列叙述正确的是( )
A.该蛋白质分子中含有198个肽键
B.该蛋白质分子中至少含有6个游离的氨基
C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中有200个羧基
D.合成该蛋白质分子的过程中,相对分子质量减少了3 564
2.()蛋白质分子能被肽酶降解,至于哪个肽键被断裂则取决于肽酶的类型。如图,肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。下列说法正确的是( )
A.该肽链一定由五种氨基酸脱水缩合而成
B.肽酶P可以催化1处的化学键断裂
C.在肽酶P的作用下,该肽链脱水缩合可以形成两条肽链
D.该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个
3.(不定项)(2020河南郑州一中高一期中改编,)肉毒杆菌是一种对人体有致命影响的病原体,在繁殖过程中分泌肉毒毒素(化学成分是蛋白质)。人们食入并吸收这种毒素后,神经系统的功能将遭到破坏。该毒素由两条肽链组成。下图为肉毒毒素的局部结构简式,据此判断下列说法不正确的是( 易错 )
A.由图示结构可知,肉毒毒素的单体是氨基酸
B.该局部结构由5种单体组成,含4个肽键
C.一分子肉毒毒素至少含有1个氨基和1个羧基
D.组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N
题组二 蛋白质结构和功能的综合
4.(2020黑龙江哈尔滨六中高一月考,)下列各项中,与蛋白质种类繁多无关的是( )
A.不同种类的氨基酸的排列顺序千变万化
B.肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
C.氨基酸分子互相结合的方式是
D.蛋白质分子所含有的肽链不呈直线,也不在同一个平面上
5.()下图为有关蛋白质分子(不含二硫键)的简要概念图,下列对图示分析正确的是( )
A.a中肯定含有S
B.多肽中b的数目等于c的数目
C.①过程产生的水分子数目等于c的数目
D.蛋白质功能的多样性导致细胞内蛋白质种类繁多
6.(2020山东德州高一月考,)下列关于氨基酸和蛋白质的叙述,错误的是( )
A.酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异是由R基不同引起的
B.甜味肽的分子式为C13H16O5N2,则甜味肽是一种二肽
C.某二肽的化学式是C8H14N2O5,水解后得到丙氨酸(R基为—CH3)和另一种氨基酸X,则X的化学式应该是C5H7NO3
D.n个氨基酸共有m(m>n)个羧基,则这些氨基酸脱水缩合形成两条肽链,其中羧基数为m-n+2
7.(2020安徽师大附中高一期中,)牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成,包含8个带巯基(—SH)的半胱氨酸,脱氢后形成4个二硫键(—S—S—)。形成如图所示结构时,该酶具有生物活性。图中圆圈表示氨基酸,序号表示氨基酸的序号,半胱氨酸缩写为“半胱”,其他氨基酸的标注略。
请回答问题:
(1)牛胰核糖核酸酶中的肽键数为 。
(2)牛胰核糖核酸酶中游离的氨基至少有 个。
(3)该酶维持空间结构,需要氢键和二硫键共同作用。科学家发现β-巯基乙醇可破坏该酶的二硫键,尿素可破坏该酶的氢键。若用β-巯基乙醇和尿素同时处理该酶,会使其失去活性。若去除β-巯基乙醇只保留尿素时,该酶活性仅恢复到1%左右,若去除尿素只保留β-巯基乙醇时,可以重新形成氢键,该酶活性能恢复到90%左右,说明在维持该酶空间结构的因素中,氢键比二硫键的作用 。
(4)从蛋白质多样性角度分析, 决定了蛋白质分子中氢键和二硫键的位置,使蛋白质具有特定的空间结构。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
基础过关练
1.D
2.A
3.B
4.C
5.A
6.B
7.C
8.A
9.A
10.B
11.D
13.B
14.A
15.D
16.C
17.C
18.D
19.B
1.D 酶体现了蛋白质的催化功能,A不符合题意;抗体具有免疫功能,B不符合题意;血红蛋白能运输氧气,具有运输功能,C不符合题意;肌肉蛋白是细胞结构的重要组成成分,不能体现蛋白质的调节功能,D符合题意。
2.A 蛋白质功能的多样性与蛋白质结构的多样性相适应,A错误;细胞核中遗传信息需要表达成蛋白质才能起作用,B正确;细胞的各项生命活动都离不开蛋白质,C正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样,D正确。
3.B 组成人体蛋白质的氨基酸的结构通式为,各种氨基酸之间的区别是R基不同,B符合题意。
4.C 生物体中组成蛋白质的氨基酸具有以下结构特点:至少有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。C选项符合题意。
方法技巧
“二看法”判断组成蛋白质的氨基酸
5.A 蛋白质中的N主要存在于—CO—NH—结构中,A符合题意。
6.B 组成蛋白质的氨基酸除含有一个氨基和一个羧基外,还包括一个中心碳原子、R基和一个氢原子,A错误;生物体内组成蛋白质的氨基酸共有的结构是,B正确;每个氨基酸分子都含有C、H、O、N,有的还含有P、S等,C错误;组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其中有8种是人体细胞不能合成的,为必需氨基酸,另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的,为非必需氨基酸,D错误。
特别提醒
氨基酸≠组成蛋白质的氨基酸
氨基酸是指含有氨基和羧基的一类有机化合物。若一个氨基酸不符合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,则该氨基酸不是组成蛋白质的氨基酸。
7.C 蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,这些氨基酸的结构通式为,A错误,C正确;蛋白质是由肽链盘曲、折叠形成的,肽链是通过氨基酸脱水缩合形成的,因此蛋白质形成过程中有水产生,B错误;蛋白质中不一定含有P、Fe,D错误。
8.A 据题意可知,烫发时,头发角蛋白的二硫键先断裂,最后在新的位置重新形成,这一过程改变了角蛋白的空间结构,A正确。
9.A C、H、O、N等元素组成氨基酸,两个氨基酸脱水缩合形成二肽,多个氨基酸脱水缩合形成多肽,多肽链通过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。因此组成蛋白质分子结构的层次由低到高依次是C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽→形成一定的空间结构。
10.B 蛋白质变性是由蛋白质的空间结构被破坏造成的,A错误;变性蛋白质的肽键没有被破坏,仍能与双缩脲试剂发生反应,B正确;蛋白质变性后其特定功能丧失,C错误;蛋白质变性后其空间结构被破坏,一般是不可逆的过程,D错误。
特别提醒
蛋白质变性没有破坏氨基酸之间的肽键,所以变性的蛋白质仍可与双缩脲试剂发生反应。
11.D 由题意知,组成降钙素和胰高血糖素样多肽的氨基酸数目相同,但是两种物质的生理功能不同,其原因是组成二者的氨基酸的种类、排列顺序和肽链的空间结构不同。
12.答案 (1)空间结构 (2)羧基 氨基 脱水缩合 二肽 (3)种类、数目和排列顺序 空间结构 (4)570 (5)运输
解析 (1)从氨基酸到蛋白质的形成过程如下:氨基酸→二肽→多肽→肽链盘曲、折叠→具有一定空间结构的蛋白质。(2)两个相邻的氨基酸,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基发生反应失去一分子水形成肽键,这个过程称为脱水缩合,形成的化合物称为二肽。(3)不同的蛋白质分子结构不同,体现在组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同和蛋白质的空间结构不同等方面。(4)血红蛋白分子是由574个氨基酸脱水形成4条肽链后,盘曲、折叠而成的,肽键数=氨基酸数-肽链数,则在形成过程中生成的肽键数为574-4=570。(5)血红蛋白分子的功能说明有些蛋白质具有运输功能。
13.B 这三个氨基酸分子的R基中都不含氨基,因此,由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物中只含有1个氨基。这三个氨基酸中只有1个氨基酸的R基中含有1个羧基,因此,由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物中含有的羧基数为1+1=2。肽键个数=氨基酸个数-肽链条数,即肽键的数目为3-1=2。
14.A 氨基酸脱水缩合产生的水分子数=氨基酸个数-肽链条数。题述蛋白质由1条肽链组成,则其合成过程中失去的水分子数为280-1=279,A符合题意。
15.D 一条多肽链中至少含有一个—NH2和一个—COOH。
16.C 根据脱去水分子的相对质量为1 944可知,脱掉水分子的数为1 944÷18=108;假设该分子含有的肽链数为x,则(x+108)×128-1 944=12 392,解得x=4。
归纳总结
氨基酸形成多肽过程中的相关计算:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数,蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。
17.C 题图蛋白质由2条肽链和1个环肽组成,至少含有2个游离的氨基,A正确;图示蛋白质由280个氨基酸组成,含有2条肽链、1个环肽以及2个二硫键,在蛋白质的形成过程中,肽键数=脱去的水分子数=280-2=278,1个二硫键脱去2个H,因此相对分子质量减少了278×18+2×2=5 008,B正确;该蛋白质中含有的氧原子数至少为278+2×2=282,C错误;高温处理可能会使—S—S—遭到破坏,D正确。
18.D 根据题图可知,每脱掉一个丙氨酸需断裂2个肽键、消耗2分子水、氨基和羧基分别增加2个。题述过程脱掉2个丙氨酸,氨基和羧基分别增加2×2=4(个),共需断裂2×2=4(个)肽键,即肽键减少4个,增加了4个水分子,即氢原子增加8个,氧原子增加4个,D错误。
19.B 题述蛋白质分子由2条肽链组成,所以该蛋白质分子至少含有2个游离的氨基,A正确。题述蛋白质分子由2条肽链组成,共57个氨基酸,故含有55个肽键,B错误。由题图可知,该蛋白质分子含有3个二硫键,C正确。题述蛋白质分子形成过程中,脱去了6个H和55个H2O,相对分子质量减少了6+18×55=996,D正确。
20.答案 (1)0 0 (2)5 —CH3 (3)环状七肽 7 (4)163 (5)7 126
解析 (1)该外毒素为环状肽,肽链首尾相连,R基上也没有氨基和羧基,因此该化合物中不含有游离的氨基和羧基。(2)根据图示分析可知,该化合物7个R基中有3个为“—CH3”,其他皆不同,这说明组成该化合物的氨基酸有5种。(3)该外毒素是由7个氨基酸彼此相连而成的环状七肽,含有7个肽键。(4)经计算可知B框所示的R基的相对分子质量为12×4+1×9+16×2=89,氨基酸中其他部分的相对分子质量为12×2+1×4+16×2+14=74,因此该氨基酸的相对分子质量为89+74=163。(5)在环状肽形成过程中,每形成一个肽键会失去一个水分子,因此,该外毒素在环状肽形成过程中失去了7个水分子,相对分子质量减少了18×7=126。
能力提升练
1.A
2.B
3.CD
4.C
5.C
6.C
1.A 该蛋白质分子含有3条肽链,并且乙和丙两条肽链间由一个肽键连接,所以链内肽键数=氨基酸数-肽链数=200-3=197,链间肽键有1个,该蛋白质分子共有肽键198个,A正确;该蛋白质分子中含有3条肽链,至少含有3个游离的氨基,B错误;图中1条肽链的R基上的氨基与另一条肽链的R基上的羧基反应形成了一个链间肽键,因此在这200个氨基酸中,至少含有201个羧基,C错误;合成该蛋白质分子的过程中,脱去198个水分子,并形成2个二硫键脱去4个氢原子,相对分子质量减少了198×18+2×2=3 568,D错误。
2.B 氨基酸的种类取决于R基,图中所示的肽链为五肽,最多由五种氨基酸脱水缩合而成,A错误;由题意肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键,即可使1处肽键断裂,B正确;在肽酶P的作用下,题图肽链水解形成一个二肽和一个三肽,C错误;组成题图中肽链的各氨基酸的R基是未知的,所以该肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基,D错误。
3.CD 肉毒毒素的化学本质是蛋白质,其单体是氨基酸,A正确。题图片段含有4个肽键,是由5个氨基酸脱水缩合形成的;图示结构中5个氨基酸的R基各不相同,因此这5个氨基酸是5种氨基酸,B正确。肉毒毒素是由两条肽链组成的,因此一分子肉毒毒素至少含有2个氨基和2个羧基,C错误。由题干能够判断组成肉毒毒素的元素一定有C、H、O、N,但不能够判断组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N,D错误。
易错警示
此题图示表示肉毒毒素的局部结构,组成该蛋白质的氨基酸中,R基的组成元素是不确定的,可能含有除C、H、O、N外的其他元素,比如S,因此不能判断组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N。
4.C 不同种类的氨基酸的排列顺序不同,形成的蛋白质不同,A不符合题意;肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同,形成的蛋白质不同,B不符合题意;所有蛋白质形成时氨基酸分子互相结合的方式都是
,C符合题意;蛋白质分子所含有的肽
链不呈直线,也不在同一个平面上,肽链盘曲、折叠方式不同,可形成具有不同空间结构的蛋白质,D不符合题意。
5.C a中肯定含有C、H、O、N,可能含有S,A错误;多肽中b的数目=c的数目+1,B错误;①过程产生的水分子数与c肽键数相等,C正确;蛋白质结构多样性是其种类繁多的原因,D错误。
6.C 氨基酸的结构通式中,除R基团外,其他都相同,因此氨基酸的种类是根据R基的不同划分的,酪氨酸与精氨酸性质不同的原因是R基不同,A正确;甜味肽的分子式中含有2个氮原子,因此,该甜味肽含有2个氨基酸,是一种二肽,B正确;氨基酸结构通式的简式是C2H4O2NR,丙氨酸的R基是—CH3,则它的分子式是C3H7O2N,又因二肽的化学式是C8H14O5N2,所以其水解后得到的X的化学式应该是C5H9O4N,C错误;n个氨基酸共有m个羧基,则R基中含羧基数目为m-n,又因为一条肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,所以这些氨基酸脱水缩合形成的两条多肽链中含有的羧基数为m-n+2,D正确。
7.答案 (1)123 (2)1 (3)强 (4)多肽链上氨基酸的排序
解析 (1)由题干和图示可知,牛胰核糖核酸酶是由124个氨基酸形成的一条多肽链,所以该酶含有的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数,即肽键数量为124-1=123。(2)牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成,所以该化合物中游离的氨基至少有1个。(3)该酶维持空间结构需要氢键和二硫键共同作用,根据题干信息可知,在维持该酶空间结构的因素中,氢键比二硫键的作用强。(4)从蛋白质多样性角度分析,多肽链上氨基酸的排序决定了蛋白质分子中氢键和二硫键的位置,使蛋白质具有特定的空间结构。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
基础过关练
题组一 掌握蛋白质的功能
1.下列与蛋白质功能不相符合的是( )
A.酶——催化 B.抗体——免疫
C.血红蛋白——运输 D.肌肉蛋白——调节
2.下列有关蛋白质功能的叙述,不正确的是( )
A.蛋白质功能的多样性与蛋白质结构的多样性无关
B.细胞核中遗传信息需要表达成蛋白质才能起作用
C.细胞的各项生命活动都离不开蛋白质
D.蛋白质是生命活动的主要承担者
题组二 辨析氨基酸的结构及其种类
3.区别组成人体蛋白质的21种氨基酸的依据是( )
A.氨基酸数目不同 B.R基不同
C.羧基不同 D.碳原子数目不同
4.(2020河南省实验中学期中)下列物质中,不属于生物体中组成蛋白质的氨基酸是( 深度解析 )
A.
B.H2N—CH2—COOH
C.
D.
5.一般来说,每100 g蛋白质平均含N 16 g,这些N主要存在于蛋白质的( )
A.—CO—NH— B.游离的氨基
C.游离的羧基 D.R基
6.关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述正确的是( 易错 )
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.组成人体蛋白质的氨基酸都能在人体内合成
7.蚕丝被贴身暖和、轻盈透气,是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成蚕丝主要成分的叙述,正确的是( )
A.它的基本组成单位的结构通式为—CO—NH—
B.它的形成过程中没有水产生
C.它的基本组成单位是氨基酸
D.它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe
题组三 分析蛋白质结构及其多样性
8.(2020北京丰台期中)烫发时,先用还原剂使头发角蛋白的二硫键断裂,再用卷发器将头发固定形状,最后用氧化剂使角蛋白在新的位置形成二硫键。这一过程改变了角蛋白的( )
A.空间结构 B.氨基酸种类
C.氨基酸数目 D.氨基酸排列顺序
9.(2020山西太原一中高一期中)组成蛋白质分子结构的层次由低到高依次是( )
A.C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽→形成一定的空间结构
B.C、H、O、N等元素→氨基酸→多肽→二肽→形成一定的空间结构
C.C、H、O、N等元素→二肽→多肽→形成一定的空间结构
D.氨基酸→二肽→多肽→形成一定的空间结构
10.下列关于蛋白质变性的叙述,正确的是( 易错 )
A.蛋白质变性是由肽键的断裂造成的
B.蛋白质变性后能与双缩脲试剂发生反应
C.蛋白质变性后其特定功能并未发生改变
D.蛋白质变性是可逆的
11.(2020辽宁抚顺六校协作体高一期末联考)用氨基酸自动分析仪测定两种肽类化合物的氨基酸数目,结果如表所示。表中组成两种物质的氨基酸数目虽然相同,但两种物质的生理作用截然不同,下列解释中错误的是( )
化合物名称
降钙素
胰高血糖素样多肽
氨基酸数目
34
34
A.多肽的空间结构不同
B.氨基酸的种类不同
C.氨基酸的排列顺序不同
D.脱水缩合形成多肽的方式不同
12.如图是氨基酸之间发生一系列反应形成血红蛋白的过程。请回答下列问题。
(1)从氨基酸到蛋白质的形成过程如下:氨基酸→二肽→多肽→肽链盘曲、折叠→具有一定 的蛋白质。
(2)两个相邻氨基酸,一个氨基酸的 和另一个氨基酸的 发生反应失去一分子水形成肽键,这个过程称为 ,形成的化合物称为 。
(3)不同的蛋白质分子结构不同,体现在组成蛋白质的氨基酸的 不同和蛋白质的 不同等方面。
(4)血红蛋白分子是由574个氨基酸脱水形成4条肽链后,盘曲、折叠而成的,则在形成过程中生成了 个肽键。
(5)血红蛋白分子的功能说明有些蛋白质具有 功能。
题组四 掌握与蛋白质有关的计算
13.(2020福建莆田六中高一月考)下面是三个氨基酸的结构式,由这三个氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中,含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是 ( )
A.1,1,2 B.1,2,2
C.2,2,2 D.1,1,3
14.若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是130,那么由1条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质在形成过程中共产生的水分子数是( )
A.279 B.280 C.5 022 D.36 270
15.(2020北京房山期末)某一多肽链内共有肽键109个,则此分子中含有的—NH2和—COOH的数目至少为 ( )
A.110;110 B.109;109
C.9;9 D.1;1
16.(2020吉林省实验中学期中)某蛋白质的相对分子质量为12 392,在合成这个蛋白质分子过程中,脱去的水分子的相对分子质量为1 944,假设氨基酸的平均相对分子质量为128,则该蛋白质分子含有几条肽链( 深度解析 )
A.2条 B.3条 C.4条 D.5条
17.(2020河南郑州一中高一期中)下图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图,据图分析以下说法不正确的是( )
A.该蛋白质中的游离氨基至少有2个
B.该蛋白质形成过程中,分子量减少了5 008
C.该蛋白质中含有的氧原子数为282
D.高温处理可能会使—S—S—遭到破坏
18.(2020黑龙江铁人中学高一月考)某肽链是由50个氨基酸分子脱水缩合而成的,其中含有2个丙氨酸(C3H7O2N),现脱掉丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物的叙述,错误的是( )
A.氨基和羧基均增加4个 B.肽键减少4个
C.氢原子增加8个 D.氧原子增加2个
19.(2019湖北荆州中学高一月考)某蛋白质分子由2条肽链组成,共57个氨基酸,其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键,如图所示。下列说法错误的是( )
A.该蛋白质分子中至少含2个游离的氨基
B.该蛋白质分子共有52个肽键
C.该蛋白质分子含3个二硫键
D.该蛋白质分子形成过程中,相对分子质量减少了996
20.某致病细菌分泌的外毒素为无色、细针状结晶,对小鼠和人体有很强的毒性,可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等,最终导致死亡。该外毒素为环状肽,结构简式如下图所示。
请据图分析回答:
(1)该化合物中含有 个游离的氨基, 个游离的羧基。
(2)组成该化合物的氨基酸有 种,其中重复出现的R基是 。
(3)该化合物称为 化合物,含有 个肽键。
(4)B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是 。
(5)该外毒素在环状肽形成过程中失去了 个水分子,相对分子质量减少了 。
能力提升练
题组一 理解蛋白质的形成过程
1.(2020河南开封高一联考,)如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子,其中“—S—S—”是将2条肽链连接起来的二硫键(由2个—SH形成,即—SH+—SH→—S—S—+2H)。下列叙述正确的是( )
A.该蛋白质分子中含有198个肽键
B.该蛋白质分子中至少含有6个游离的氨基
C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中有200个羧基
D.合成该蛋白质分子的过程中,相对分子质量减少了3 564
2.()蛋白质分子能被肽酶降解,至于哪个肽键被断裂则取决于肽酶的类型。如图,肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。下列说法正确的是( )
A.该肽链一定由五种氨基酸脱水缩合而成
B.肽酶P可以催化1处的化学键断裂
C.在肽酶P的作用下,该肽链脱水缩合可以形成两条肽链
D.该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个
3.(不定项)(2020河南郑州一中高一期中改编,)肉毒杆菌是一种对人体有致命影响的病原体,在繁殖过程中分泌肉毒毒素(化学成分是蛋白质)。人们食入并吸收这种毒素后,神经系统的功能将遭到破坏。该毒素由两条肽链组成。下图为肉毒毒素的局部结构简式,据此判断下列说法不正确的是( 易错 )
A.由图示结构可知,肉毒毒素的单体是氨基酸
B.该局部结构由5种单体组成,含4个肽键
C.一分子肉毒毒素至少含有1个氨基和1个羧基
D.组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N
题组二 蛋白质结构和功能的综合
4.(2020黑龙江哈尔滨六中高一月考,)下列各项中,与蛋白质种类繁多无关的是( )
A.不同种类的氨基酸的排列顺序千变万化
B.肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
C.氨基酸分子互相结合的方式是
D.蛋白质分子所含有的肽链不呈直线,也不在同一个平面上
5.()下图为有关蛋白质分子(不含二硫键)的简要概念图,下列对图示分析正确的是( )
A.a中肯定含有S
B.多肽中b的数目等于c的数目
C.①过程产生的水分子数目等于c的数目
D.蛋白质功能的多样性导致细胞内蛋白质种类繁多
6.(2020山东德州高一月考,)下列关于氨基酸和蛋白质的叙述,错误的是( )
A.酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异是由R基不同引起的
B.甜味肽的分子式为C13H16O5N2,则甜味肽是一种二肽
C.某二肽的化学式是C8H14N2O5,水解后得到丙氨酸(R基为—CH3)和另一种氨基酸X,则X的化学式应该是C5H7NO3
D.n个氨基酸共有m(m>n)个羧基,则这些氨基酸脱水缩合形成两条肽链,其中羧基数为m-n+2
7.(2020安徽师大附中高一期中,)牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成,包含8个带巯基(—SH)的半胱氨酸,脱氢后形成4个二硫键(—S—S—)。形成如图所示结构时,该酶具有生物活性。图中圆圈表示氨基酸,序号表示氨基酸的序号,半胱氨酸缩写为“半胱”,其他氨基酸的标注略。
请回答问题:
(1)牛胰核糖核酸酶中的肽键数为 。
(2)牛胰核糖核酸酶中游离的氨基至少有 个。
(3)该酶维持空间结构,需要氢键和二硫键共同作用。科学家发现β-巯基乙醇可破坏该酶的二硫键,尿素可破坏该酶的氢键。若用β-巯基乙醇和尿素同时处理该酶,会使其失去活性。若去除β-巯基乙醇只保留尿素时,该酶活性仅恢复到1%左右,若去除尿素只保留β-巯基乙醇时,可以重新形成氢键,该酶活性能恢复到90%左右,说明在维持该酶空间结构的因素中,氢键比二硫键的作用 。
(4)从蛋白质多样性角度分析, 决定了蛋白质分子中氢键和二硫键的位置,使蛋白质具有特定的空间结构。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
基础过关练
1.D
2.A
3.B
4.C
5.A
6.B
7.C
8.A
9.A
10.B
11.D
13.B
14.A
15.D
16.C
17.C
18.D
19.B
1.D 酶体现了蛋白质的催化功能,A不符合题意;抗体具有免疫功能,B不符合题意;血红蛋白能运输氧气,具有运输功能,C不符合题意;肌肉蛋白是细胞结构的重要组成成分,不能体现蛋白质的调节功能,D符合题意。
2.A 蛋白质功能的多样性与蛋白质结构的多样性相适应,A错误;细胞核中遗传信息需要表达成蛋白质才能起作用,B正确;细胞的各项生命活动都离不开蛋白质,C正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样,D正确。
3.B 组成人体蛋白质的氨基酸的结构通式为,各种氨基酸之间的区别是R基不同,B符合题意。
4.C 生物体中组成蛋白质的氨基酸具有以下结构特点:至少有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。C选项符合题意。
方法技巧
“二看法”判断组成蛋白质的氨基酸
5.A 蛋白质中的N主要存在于—CO—NH—结构中,A符合题意。
6.B 组成蛋白质的氨基酸除含有一个氨基和一个羧基外,还包括一个中心碳原子、R基和一个氢原子,A错误;生物体内组成蛋白质的氨基酸共有的结构是,B正确;每个氨基酸分子都含有C、H、O、N,有的还含有P、S等,C错误;组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其中有8种是人体细胞不能合成的,为必需氨基酸,另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的,为非必需氨基酸,D错误。
特别提醒
氨基酸≠组成蛋白质的氨基酸
氨基酸是指含有氨基和羧基的一类有机化合物。若一个氨基酸不符合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,则该氨基酸不是组成蛋白质的氨基酸。
7.C 蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,这些氨基酸的结构通式为,A错误,C正确;蛋白质是由肽链盘曲、折叠形成的,肽链是通过氨基酸脱水缩合形成的,因此蛋白质形成过程中有水产生,B错误;蛋白质中不一定含有P、Fe,D错误。
8.A 据题意可知,烫发时,头发角蛋白的二硫键先断裂,最后在新的位置重新形成,这一过程改变了角蛋白的空间结构,A正确。
9.A C、H、O、N等元素组成氨基酸,两个氨基酸脱水缩合形成二肽,多个氨基酸脱水缩合形成多肽,多肽链通过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。因此组成蛋白质分子结构的层次由低到高依次是C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽→形成一定的空间结构。
10.B 蛋白质变性是由蛋白质的空间结构被破坏造成的,A错误;变性蛋白质的肽键没有被破坏,仍能与双缩脲试剂发生反应,B正确;蛋白质变性后其特定功能丧失,C错误;蛋白质变性后其空间结构被破坏,一般是不可逆的过程,D错误。
特别提醒
蛋白质变性没有破坏氨基酸之间的肽键,所以变性的蛋白质仍可与双缩脲试剂发生反应。
11.D 由题意知,组成降钙素和胰高血糖素样多肽的氨基酸数目相同,但是两种物质的生理功能不同,其原因是组成二者的氨基酸的种类、排列顺序和肽链的空间结构不同。
12.答案 (1)空间结构 (2)羧基 氨基 脱水缩合 二肽 (3)种类、数目和排列顺序 空间结构 (4)570 (5)运输
解析 (1)从氨基酸到蛋白质的形成过程如下:氨基酸→二肽→多肽→肽链盘曲、折叠→具有一定空间结构的蛋白质。(2)两个相邻的氨基酸,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基发生反应失去一分子水形成肽键,这个过程称为脱水缩合,形成的化合物称为二肽。(3)不同的蛋白质分子结构不同,体现在组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同和蛋白质的空间结构不同等方面。(4)血红蛋白分子是由574个氨基酸脱水形成4条肽链后,盘曲、折叠而成的,肽键数=氨基酸数-肽链数,则在形成过程中生成的肽键数为574-4=570。(5)血红蛋白分子的功能说明有些蛋白质具有运输功能。
13.B 这三个氨基酸分子的R基中都不含氨基,因此,由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物中只含有1个氨基。这三个氨基酸中只有1个氨基酸的R基中含有1个羧基,因此,由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物中含有的羧基数为1+1=2。肽键个数=氨基酸个数-肽链条数,即肽键的数目为3-1=2。
14.A 氨基酸脱水缩合产生的水分子数=氨基酸个数-肽链条数。题述蛋白质由1条肽链组成,则其合成过程中失去的水分子数为280-1=279,A符合题意。
15.D 一条多肽链中至少含有一个—NH2和一个—COOH。
16.C 根据脱去水分子的相对质量为1 944可知,脱掉水分子的数为1 944÷18=108;假设该分子含有的肽链数为x,则(x+108)×128-1 944=12 392,解得x=4。
归纳总结
氨基酸形成多肽过程中的相关计算:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数,蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。
17.C 题图蛋白质由2条肽链和1个环肽组成,至少含有2个游离的氨基,A正确;图示蛋白质由280个氨基酸组成,含有2条肽链、1个环肽以及2个二硫键,在蛋白质的形成过程中,肽键数=脱去的水分子数=280-2=278,1个二硫键脱去2个H,因此相对分子质量减少了278×18+2×2=5 008,B正确;该蛋白质中含有的氧原子数至少为278+2×2=282,C错误;高温处理可能会使—S—S—遭到破坏,D正确。
18.D 根据题图可知,每脱掉一个丙氨酸需断裂2个肽键、消耗2分子水、氨基和羧基分别增加2个。题述过程脱掉2个丙氨酸,氨基和羧基分别增加2×2=4(个),共需断裂2×2=4(个)肽键,即肽键减少4个,增加了4个水分子,即氢原子增加8个,氧原子增加4个,D错误。
19.B 题述蛋白质分子由2条肽链组成,所以该蛋白质分子至少含有2个游离的氨基,A正确。题述蛋白质分子由2条肽链组成,共57个氨基酸,故含有55个肽键,B错误。由题图可知,该蛋白质分子含有3个二硫键,C正确。题述蛋白质分子形成过程中,脱去了6个H和55个H2O,相对分子质量减少了6+18×55=996,D正确。
20.答案 (1)0 0 (2)5 —CH3 (3)环状七肽 7 (4)163 (5)7 126
解析 (1)该外毒素为环状肽,肽链首尾相连,R基上也没有氨基和羧基,因此该化合物中不含有游离的氨基和羧基。(2)根据图示分析可知,该化合物7个R基中有3个为“—CH3”,其他皆不同,这说明组成该化合物的氨基酸有5种。(3)该外毒素是由7个氨基酸彼此相连而成的环状七肽,含有7个肽键。(4)经计算可知B框所示的R基的相对分子质量为12×4+1×9+16×2=89,氨基酸中其他部分的相对分子质量为12×2+1×4+16×2+14=74,因此该氨基酸的相对分子质量为89+74=163。(5)在环状肽形成过程中,每形成一个肽键会失去一个水分子,因此,该外毒素在环状肽形成过程中失去了7个水分子,相对分子质量减少了18×7=126。
能力提升练
1.A
2.B
3.CD
4.C
5.C
6.C
1.A 该蛋白质分子含有3条肽链,并且乙和丙两条肽链间由一个肽键连接,所以链内肽键数=氨基酸数-肽链数=200-3=197,链间肽键有1个,该蛋白质分子共有肽键198个,A正确;该蛋白质分子中含有3条肽链,至少含有3个游离的氨基,B错误;图中1条肽链的R基上的氨基与另一条肽链的R基上的羧基反应形成了一个链间肽键,因此在这200个氨基酸中,至少含有201个羧基,C错误;合成该蛋白质分子的过程中,脱去198个水分子,并形成2个二硫键脱去4个氢原子,相对分子质量减少了198×18+2×2=3 568,D错误。
2.B 氨基酸的种类取决于R基,图中所示的肽链为五肽,最多由五种氨基酸脱水缩合而成,A错误;由题意肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键,即可使1处肽键断裂,B正确;在肽酶P的作用下,题图肽链水解形成一个二肽和一个三肽,C错误;组成题图中肽链的各氨基酸的R基是未知的,所以该肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基,D错误。
3.CD 肉毒毒素的化学本质是蛋白质,其单体是氨基酸,A正确。题图片段含有4个肽键,是由5个氨基酸脱水缩合形成的;图示结构中5个氨基酸的R基各不相同,因此这5个氨基酸是5种氨基酸,B正确。肉毒毒素是由两条肽链组成的,因此一分子肉毒毒素至少含有2个氨基和2个羧基,C错误。由题干能够判断组成肉毒毒素的元素一定有C、H、O、N,但不能够判断组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N,D错误。
易错警示
此题图示表示肉毒毒素的局部结构,组成该蛋白质的氨基酸中,R基的组成元素是不确定的,可能含有除C、H、O、N外的其他元素,比如S,因此不能判断组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N。
4.C 不同种类的氨基酸的排列顺序不同,形成的蛋白质不同,A不符合题意;肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同,形成的蛋白质不同,B不符合题意;所有蛋白质形成时氨基酸分子互相结合的方式都是
,C符合题意;蛋白质分子所含有的肽
链不呈直线,也不在同一个平面上,肽链盘曲、折叠方式不同,可形成具有不同空间结构的蛋白质,D不符合题意。
5.C a中肯定含有C、H、O、N,可能含有S,A错误;多肽中b的数目=c的数目+1,B错误;①过程产生的水分子数与c肽键数相等,C正确;蛋白质结构多样性是其种类繁多的原因,D错误。
6.C 氨基酸的结构通式中,除R基团外,其他都相同,因此氨基酸的种类是根据R基的不同划分的,酪氨酸与精氨酸性质不同的原因是R基不同,A正确;甜味肽的分子式中含有2个氮原子,因此,该甜味肽含有2个氨基酸,是一种二肽,B正确;氨基酸结构通式的简式是C2H4O2NR,丙氨酸的R基是—CH3,则它的分子式是C3H7O2N,又因二肽的化学式是C8H14O5N2,所以其水解后得到的X的化学式应该是C5H9O4N,C错误;n个氨基酸共有m个羧基,则R基中含羧基数目为m-n,又因为一条肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,所以这些氨基酸脱水缩合形成的两条多肽链中含有的羧基数为m-n+2,D正确。
7.答案 (1)123 (2)1 (3)强 (4)多肽链上氨基酸的排序
解析 (1)由题干和图示可知,牛胰核糖核酸酶是由124个氨基酸形成的一条多肽链,所以该酶含有的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数,即肽键数量为124-1=123。(2)牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成,所以该化合物中游离的氨基至少有1个。(3)该酶维持空间结构需要氢键和二硫键共同作用,根据题干信息可知,在维持该酶空间结构的因素中,氢键比二硫键的作用强。(4)从蛋白质多样性角度分析,多肽链上氨基酸的排序决定了蛋白质分子中氢键和二硫键的位置,使蛋白质具有特定的空间结构。
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