高中生物第2节 生命活动的主要承担者──蛋白质同步达标检测题

第2节　生命活动的主要承担者——蛋白质

基础过关练

题组一　氨基酸的结构及其种类

1.如图为丙氨酸的结构式。组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种,其他氨基酸与丙氨酸的差异主要在于(　　)

A.① B.② C.③ D.④

2.(2020吉林长春外国语学校高一开学考试)下面关于氨基酸的说法中,正确的是(　　)

A.氨基酸是蛋白质的组成单位,是由氨基和羧基组成的

B.每个氨基酸分子都只含有一个氨基和一个羧基

C.氨基酸约有20种

D.组成生物体蛋白质的氨基酸分子中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在同一个碳原子上

3.已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,那么该氨基酸的R基是(　　)

A.—C2H4NO2                B.—C3H5O2

C.—C4H6O2                         D.— C4H5O2

题组二　蛋白质的结构及其多样性

4.下列各项中能正确表示肽键的是(　　)

A.—CO—NH2—         B. —CO2—NH—

C.—CO—NH—         D. CO—NH

5.能正确表示蛋白质分子由简到繁结构层次的一组数字是　(　　)

①氨基酸分子

②C、H、O、N等元素

③氨基酸分子相互结合

④多肽

⑤具有一定空间结构的蛋白质

A.①②③④⑤ B.②①④③⑤

C.②①③⑤④ D.②①③④⑤

6.如图是细胞中常见的反应,下列相关叙述正确的是(　　)

　　　　　　　　 　甲　　　  　　　乙　　　　　　　        　丙

A.乙分子的R基为—H

B.化合物丙叫做二肽

C.化合物丙中含有一个游离羧基

D.水中的氢来自乙中的氨基

题组三　蛋白质的功能

7.(2020湖北黄冈质量检测)下列有关蛋白质功能的举例合理的是(　　)

A.催化作用—抗体　　　B.运输作用—唾液淀粉酶

C.调节作用—胰岛素　　D.免疫作用—血红蛋白

8.下列不是蛋白质在人体内的生理功能的是(　　)

A.细胞的重要组成成分

B.催化各类生理生化反应

C.调节机体的代谢

D.能量的主要来源

9.下列关于蛋白质结构和功能的叙述中,错误的是(　　)

A.一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者

B.不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺序不同,且各自具有独特的空间结构

C.蛋白质具有多种生理功能,原因之一是它具有多种多样的空间结构

D.开水煮熟鸡蛋清,既破坏了其中蛋白质的空间结构,又破坏了氨基酸之间的肽键

题组四　与蛋白质相关的计算

10.(2020河南郑州一中高一期末)由下列三个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物中,含有氨基、羧基和肽键数分别是(　　)

A.2、1、2 B.1、2、2

C.1、2、3 D.2、2、2

11.人体免疫球蛋白中,IgG抗体由4条肽链构成,共有764个氨基酸,则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是(　　)

A.746和764 B.760和760

C.762和762 D.4和4

12.下图为一种多肽分子,构成该多肽分子的氨基酸种类数和肽键数分别为(　　)

A.1、2 　B.2、2 C.2、3 D.3、2

13.若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是130,那么一个由4条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质的相对分子质量是(　　)

A.31 432 　B.31 486 C.31 378 D.36 382

能力提升练

一、选择题

1.(2020北京西城高一期末,★★☆)科学家将天然胰岛素中的第28位脯氨酸和第29位赖氨酸互换位置,获得了速效胰岛素(如图),应用于糖尿病的治疗。下列说法不正确的是(　　)

A.脯氨酸和赖氨酸的差异是R基的不同

B.速效胰岛素改变了氨基酸的排列顺序

C.两种胰岛素均含两条肽链和49个肽键

D.速效胰岛素丧失了其生物学活性

2.(2020陕西渭南一中月考,★★☆)如今社会上很流行烫发,发型的形成与头发角蛋白中二硫键(—S—S—)的断裂与再生有关。如图是角蛋白部分结构示意图,图中的数字代表每条肽链上氨基酸的序号,下列相关叙述错误的是(　　)

A.图中蛋白质有两条肽链,48个肽键

B.烫发过程中有蛋白质空间结构的改变

C.硫元素只能存在于氨基酸的R基中

D.角蛋白彻底水解后的产物是氨基酸

3.(★★★)有一条多肽链,分子式为CxHyOpNqS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸,分析推算可知,水解得到的氨基酸个数为(　　)

                                
　　　半胱氨酸                                    　　　丙氨酸

                               
　　　赖氨酸                                   　　　苯丙氨酸

A.q-1 B.q+1 C.p-1 D.p+1

4.(不定项)(2020湖北名校联盟联考改编,★★★)如图所示,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)。相关分析正确的是(　　)

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胰岛素的生物活性丧失

D.理论上可通过测定C肽的含量反映胰岛素的分泌情况

二、非选择题

5.(2020江西新余一中高一上段考,★★☆)如图甲是血红蛋白的空间结构模式图,其含有两条α肽链,两条β肽链(α肽链和β肽链不同)。图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序,请回答下列问题:

甲

乙

(1)图乙中①的名称是　　　　　,写出③⑤⑦处肽键的结构简式:　　　　　。 

(2)图乙所示的一段肽链由　　　种氨基酸脱水缩合而成。图甲中肽链的第40位氨基酸是甲硫氨酸,它的R基是—CH2—CH2—S—CH3,那么它的分子式是　　　　。 

A.C5H11O2NS    B.C3H7NS

C.C4H11O2S              D.C5H10O2NS

(3)据两图可知一条β肽链至少含有　　　个羧基,若两条β肽链完全相同,则一个血红蛋白分子至少含有 　　　个羧基。 

(4)血红蛋白中含有124个氨基酸,图甲中肽链盘曲过程中形成了三个二硫键(由两个半胱氨酸上的—SH缩合而成,即—SH和HS—缩合形成—S—S—),若组成图甲中蛋白质的氨基酸平均相对分子质量为100,则图甲中蛋白质的相对分子质量为　　　　　　　　　。 

(5)有一种蛋白质与图甲中蛋白质的氨基酸组成和排列顺序完全相同,但功能与图甲中的蛋白质不同,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  

第2节　生命活动的主要承担者——蛋白质

基础过关练

1. C　由可组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知,丙氨酸的R基是题图中的

③(—CH3),各种氨基酸之间的区别在于R基的不同,故选C。

2.D　组成蛋白质的氨基酸由氨基、羧基、H、一个中心碳原子和R基组成,A错误;每个可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在同一个碳原子上,B错误,D正确;组成蛋白质的氨基酸约有20种,C错误。

3.B　根据可组成蛋白质的氨基酸分子的结构通式可知,氨基酸的分子式可写为C2H4O2NR,已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,所以该氨基酸的R基是—C3H5O2,综上所述,B符合题意。

4.C　氨基酸分子通过脱水缩合相连,连接两个氨基酸分子之间的化学键是肽键,可表示为—CO—NH—,故选C。

5.D　C、H、O、N等基本元素组成了蛋白质的基本单位——氨基酸,多个氨基酸分子通过脱水缩合相互结合形成多肽,一条或多条多肽连接在一起,并盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子,因此蛋白质分子由简到繁的结构层次是:C、H、O、N等元素→氨基酸分子→氨基酸分子相互结合→多肽→一条或几条多肽连接在一起→具有一定空间结构的蛋白质分子。

6.B　根据氨基酸的结构通式可知,乙分子的R基为—CH2COOH,A错误;化合物丙由甲、乙两个氨基酸脱水缩合形成,称为二肽,B正确;由图可知,化合物丙中肽链右端和R基中各有一个羧基(—COOH),共含有2个游离的羧基,C错误;由图可知,氨基酸脱水缩合时,水中的氢来自甲的羧基和乙的氨基,D错误。

7.C　抗体体现了蛋白质的免疫作用,A不合理;唾液淀粉酶体现了蛋白质的催化作用,B不合理;胰岛素体现了蛋白质的调节作用,C合理;血红蛋白能够运输氧气等,体现了蛋白质的运输作用,D不合理。

8.D　蛋白质的结构多样性决定了它具有多种多样的功能,蛋白质可以作为细胞的结构物质,A不符合题意;蛋白质可以催化细胞内的化学反应(如酶),B不符合题意;蛋白质可以作为调节物质(如蛋白质类激素),调节机体代谢,C不符合题意;蛋白质不是人体内生理活动所需能量的主要来源,D符合题意。

9.D　一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者,A正确;不同种类的蛋白质不仅氨基酸的数量和排列顺序不同,且各自具有独特的空间结构,B正确;蛋白质具有多种生理功能,原因之一是它具有多种多样的空间结构,C正确;开水煮熟鸡蛋清,破坏了其中蛋白质的空间结构,但没有破坏氨基酸之间的肽键,D错误。

10.B　题图三个氨基酸的R基依次是—CH3、—H、—(CH2)2—COOH,即三个R基中共含1个羧基、不含氨基,则由此三个氨基酸分子脱水缩合形成的化合物(三肽)中,含有的游离氨基数=肽链数+R基中含有的氨基数=1+0=1,含有的游离羧基数=肽链数+R基中含有的羧基数=1+1=2,含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=3-1=2。

11.D　蛋白质分子至少含有的游离的氨基数或羧基数,应该看肽链的条数,有几条肽链,则至少含有几个游离的氨基或几个游离的羧基。IgG抗体含有4条肽链,则其至少含有4个游离的氨基和4个游离的羧基。

12.D　题图为某多肽分子的结构简式,该多肽含有2个肽键,是由3个氨基酸脱水缩合形成的,称为三肽。组成该多肽的3个氨基酸的R基依次是—CH2CH3、—CH3、—H,可见该多肽是由3种氨基酸脱水缩合形成的。

13.A　在一个蛋白质分子中肽键数(脱去的水分子数)=氨基酸数-肽链条数=280-4=276;蛋白质相对分子质量=氨基酸总相对分子质量-脱去的水分子的总相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数-水分子的相对分子质量×脱去水分子的个数=130×280-18×276=31 432。

能力提升练

一、选择题

1.D　可以组成蛋白质的各种氨基酸的不同在于R基的不同,A正确;将天然胰岛素第28位脯氨酸和第29位赖氨酸互换位置后,获得速效胰岛素,因此速效胰岛素改变了氨基酸的排列顺序,B正确;由题图可知,两种胰岛素均由两条肽链组成,每个胰岛素分子有51个氨基酸,故两种胰岛素均含两条肽链和49个肽键,C正确;速效胰岛素没有丧失其生物学活性,D错误。

2.A　图示蛋白质有两条肽链,一条链含21个氨基酸,另一条链含30个氨基酸,所以含有的肽键数=30+21-2=49,A错误。烫发过程中,头发角蛋白中的二硫键(—S—S—)发生断裂,高温破坏了蛋白质的空间结构,B正确。根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可知,硫元素只能存在于氨基酸的R基中,C正确。组成蛋白质的基本单位是氨基酸,故蛋白质彻底水解的产物是氨基酸,D正确。

3.C　根据题意和图示分析可知,半胱氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸中都只有一个氨基和一个羧基,而赖氨酸中含有两个氨基和一个羧基,所以它们通过脱水缩合形成的一条多肽链中,游离的氨基数未知,而游离的羧基只有一个,因此,可按氧原子数目计算氨基酸的数目,多肽链中的氧原子数=氨基酸数+肽链条数+R基上的氧原子数,所以题述多肽链水解得到的氨基酸个数为p-1。

4.D　由题图可知,胰岛素分子由51个氨基酸组成,A链有21个氨基酸,20个肽键;B链有30个氨基酸,29个肽键,即胰岛素分子中共有49个肽键,合成过程中脱去49分子水,A错误。胰岛素分子含有两条多肽链,所以至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基,B错误。沸水浴时蛋白质的空间结构发生改变,导致胰岛素的生物活性丧失,肽键不断裂,C错误。胰岛素加工时,要切去C肽,C肽越多,表明分泌胰岛素越多,所以理论上可通过测定C肽的含量反映胰岛素的分泌情况,D正确。

二、非选择题

5.答案　(1)氨基　—CO—NH—　(2)3　A　(3)3　8　(4)10 234

(5)蛋白质的空间结构不同

解析　(1)图乙中①的结构简式是—NH2,名称是氨基;③⑤⑦处是肽键,肽键的结构简式是—CO—NH—。(2)组成蛋白质的氨基酸的不同在于R基的不同,图乙所示的一段肽链中的R基②④⑥⑧中,⑥和⑧相同,即图乙所示的一段肽链由3种氨基酸脱水缩合而成;根据构成蛋白质的氨基酸的结构特点,氨基酸结构通式的分子式可写为C2H4O2NR,又知甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3(可表示为—C3H7S),所以甲硫氨酸的分子式是C5H11O2NS。(3)图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序,该段肽链中的R基②④⑥⑧中共有2个羧基(分别位于⑥和⑧中),可推知一条β肽链至少含有的羧基数=肽链数+R基中含有的羧基数=1+2=3,若两条β肽链完全相同,则一个血红蛋白分子至少含有的羧基数=肽链数+(2条β肽链)R基中含有的羧基数=4+2×2=8。(4)血红蛋白中含有124个氨基酸,图甲中肽链盘曲过程中形成了3个—S—S—共脱去6个H,若组成图甲中蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为100,则图甲中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-脱去的水分子数×18-脱去的氢原子数×1=124×100-(124-4)×18-6×1=10 234。(5)蛋白质的结构决定其功能,蛋白质的结构与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关,若有一种蛋白质与图甲中蛋白质的氨基酸组成和排列顺序完全相同,但功能与图甲中的蛋白质不同,原因是二者的空间结构不同。