生物必修1《分子与细胞》第2节 生命活动的主要承担者──蛋白质课时练习

第2章　组成细胞的分子

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.

(2021四川宜宾四中高一月考)如图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是              (　　)

A.甘氨酸(化学式为C2H5NO2)的R基团为—COOH

B.结构丁在生物体内远超过20种

C.结构甲代表的基团可以出现在丁处

D.氨基酸脱水缩合过程产生水,水中的氢来自乙和丙

2.(2021四川射洪中学高一月考)下图是某多肽化合物的示意图,下列有关叙述中不正确的是              (　　)

A.氨基酸的不同种类由②④⑥⑧决定

B.形成③⑤⑦的过程中产生的H2O中的氧来自羧基

C.该多肽链游离的羧基数少于氨基数

D.该多肽链在水解过程中,形成的氨基酸数目和种类依次是4、4

题组二　蛋白质的结构及其多样性

3.(2021贵州凯里三中高一月考)形成蛋白质分子结构的层次,从小到大依次是              (　　)

①氨基酸　②C、H、O、N等元素　 ③氨基酸脱水缩合

④一条或几条肽链连接在一起　 ⑤多肽　⑥蛋白质

A.②→①→③→⑤→④→⑥

B.①→②→③→④→⑤→⑥

C.②→①→⑥→③→④→⑤

D.②→①→③→④→⑥→⑤

4.(2021安徽滁州定远重点中学高一月考)以下四组图分别表示蛋白质结构多样性形成的原因,下列相关叙述,错误的是              (　　)

A.甲图所示肽链中氨基酸的数目不同

B.乙图所示肽链中氨基酸的种类不同

C.丙图所示肽链中氨基酸的排列顺序不同

D.丁图所示肽链以相同方式盘曲、折叠形成不同的空间结构

5.(2021广西南宁三中高一月考) 据估计,生物界的蛋白质种类多达1010~1012种,下列有关蛋白质的叙述错误的是              (　　)

A.由4种氨基酸(数量不限)构成的一条四肽,该四肽的氨基酸排列顺序最多可达44种

B.一个蛋白质由n个氨基酸组成m条肽链,这个蛋白质中游离的氨基最少应是m个

C.氨基酸数量、种类、排列顺序均相同的两个蛋白质分子一定是同一种蛋白质

D.某蛋白质由m个氨基酸、n条肽链组成,该蛋白质至少有肽键的个数是m-n

题组三　蛋白质功能的多样性

6.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.不同种类的蛋白质可能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

7.(2021吉林永吉四中期中) 在新冠肺炎防疫期间,有医务工作者建议大家多摄入高蛋白食物,有助于增强人体免疫。下列叙述正确的是              (　　)

A.蛋白质具有运输、免疫、遗传、调节等各种功能

B.人体直接吸收食物中的蛋白质

C.某些蛋白质负责和疾病作斗争

D.细胞中蛋白质的含量最高

题组四　与蛋白质相关的计算

8.(2021四川成都川科外国语学校高一月考)现有100个氨基酸,其中氨基有112个,羧基有115个,且R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合,则由此合成的4条肽链中共有肽键、氨基和羧基的数目是              (深度解析)

A.96,108,111 B.96,4,4

C.96,16,19 D.96,12,15

9.(2021福建福州高一期中)如图表示某蛋白质(无环状肽)中氨基酸和相关基团的数目。下列有关叙述错误的是              (　　)

A.共有2条肽链

B.共有124个肽键

C.形成此蛋白质时,相对分子质量减少2 250

D.R基中共含有15个氨基

能力提升练

一、选择题

1.(2020黑龙江大庆铁人中学月考,)蛋白质分子能被肽酶降解,至于哪一肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的氨基基团之间的肽键。下列说法正确的是              (　　)

A.肽酶P可以催化③处的化学键断裂

B.在肽酶P的作用下,经过水解形成两条肽链

C.肽酶P可以催化①处的化学键断裂

D.肽酶P可以催化①、③处的化学键断裂

2.(2021江西贵溪实验中学高一月考,)鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。下图为蛋白质加热过程中的变化,据此判断下列有关叙述正确的是              (　　)

A.沸水浴加热后,构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂

B.变性后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应

C.蛋白质加热过程中,氨基酸的排列顺序会发生改变

D.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后,其特定功能并未发生改变

3.(2021广西桂林十八中高一月考,)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

4.(2021山西山大附中模块诊断,)图乙为一个由α、β、γ三条肽链形成的蛋白质分子,共含271个氨基酸,图中每条虚线表示一个由两个巯基(—SH)形成的二硫键(—S—S—)。下列相关叙述错误的是              (　　)

A.甲为组成乙的基本单位,人体内的甲分为必需氨基酸和非必需氨基酸

B.由不同的甲形成乙后,相对分子质量比原来减少了4 824

C.如果甲中的R基为—C3H5O2,则由两分子甲形成的二肽中含有16个H

D.乙在生物体内可能参与构成细胞的结构

5.(不定项)(2021云南昆明官渡一中月考,)下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法中,不正确的是              (　易错　)

A.氨基酸的种类、数目和肽链盘曲折叠形成的空间结构决定了蛋白质结构、种类和功能的多样性

B.已知某化合物含有C、H、O、N 等元素,可以推断此物质一定为蛋白质

C.蛋白质具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能

D.过酸和过碱会使蛋白质空间结构和肽键遭到破坏从而使蛋白质失去活性

二、非选择题

6.(2021四川仁寿一中高一质量检测,)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)人体内血红蛋白和胰岛素功能差别的直接原因是

,

图乙中①的名称是　　　　,写出③⑤⑦处肽键的结构式:　　　　　　,形成肽键时失去的水中的氢来自　　　　　　。 

(2)图乙所示的一段肽链由　　　　种氨基酸脱水缩合而成。 

(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。 

答案全解全析

第2章　组成细胞的分子

第2节　生命活动的主要承担者——蛋白质

基础过关练

1.C　甘氨酸的R基团为—H,A错误;结构丁在生物体内大约有20种,B错误;丁是R基团,结构甲代表的基团即—NH2可以出现在R基团中,C正确;氨基酸脱水缩合过程产生水,水中的氢来自甲和丙,D错误。

2.C　组成蛋白质的氨基酸之间的区别在于R基的不同,图示中②④⑥⑧均表示R基,A正确;③⑤⑦表示肽键,由一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基脱水缩合而来,脱去的H2O中的氧来自羧基,B正确;由图示可知,该多肽链游离的羧基数为3,游离的氨基数为2,即游离的羧基数多于氨基数,C错误;由图示可知,②④⑥⑧四个R基均不相同,因此该肽链水解会产生4种氨基酸,且氨基酸数目也为4,D正确。

3.A　蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸由C、H、O、N等元素组成;氨基酸经过脱水缩合形成多肽;一条或几条肽链连接在一起,形成一定的空间结构,构成蛋白质。 所以形成蛋白质分子结构的层次,从小到大依次是②→①→③→⑤→④→⑥。

4.D　由甲图可知,上下两种肽链氨基酸种类相同,数目不同,体现了蛋白质结构多样性与氨基酸数目之间的关系,A正确;由乙图可知,上下两种肽链的氨基酸数目相同,但氨基酸种类不同,体现了蛋白质结构多样性与氨基酸种类之间的关系,B正确;由丙图可知,上下两种肽链的氨基酸的种类、数目相同,但排列顺序不同,体现了蛋白质结构多样性与组成蛋白质的氨基酸的排列顺序之间的关系,C正确;由丁图可知,上下两种肽链盘曲折叠的方式不同,体现了蛋白质结构多样性与肽链形成的空间结构之间的关系,D错误。

5.C　由4种氨基酸构成的一条四肽,由于氨基酸的位置是随机的,因此,该四肽的氨基酸排列顺序最多可达44种,A正确;一个蛋白质由n个氨基酸组成m条肽链,由于每条肽链最少有一个游离的氨基,所以这个蛋白质中游离的氨基最少应是m个,B正确;氨基酸数量、种类、排列顺序均相同,但肽链盘曲折叠形成的空间结构不一定相同,因此这两个蛋白质分子不一定是同一种蛋白质,C错误;某蛋白质由m个氨基酸、n条肽链组成,由于蛋白质中的肽键数=氨基酸分子个数-肽链数,则该蛋白质至少有肽键的个数是m-n,D正确。

6.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;不同种类的蛋白质可能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。

7.C　蛋白质具有运输、免疫、调节等功能,但是一般不具有遗传的功能,A错误;人体可以直接吸收食物中蛋白质的彻底水解产物——氨基酸,不能直接吸收蛋白质,B错误;某些蛋白质可作为免疫活性物质,如抗体等,负责和疾病作斗争,C正确;细胞中含量最多的化合物是水,蛋白质在细胞内有机物中含量最高,D错误。

8.C　链状多肽中肽键数=氨基酸数目-肽链数=100-4=96。100个氨基酸共有氨基112个,羧基115个,说明R基中共有氨基112-100=12(个),共有羧基115-100=15(个);每条肽链的一端是游离的氨基,另一端是游离的羧基,因此这4条肽链中含有氨基12+4=16(个),含有羧基15+4=19(个)。

归纳提升

以链状多肽为例,脱水缩合过程中的相关计算

(1)脱去的水分子数=形成的肽键个数=氨基酸个数-肽链条数。(2)蛋白质分子至少含有的氨基数或羧基数,应该看肽链的条数,有几条肽链,则至少含有几个氨基或几个羧基。

9.C　据题图分析可知,该蛋白质羧基总数为17,R基上羧基数为15,则该蛋白质共有2条肽链,A正确;蛋白质中氨基酸总数是126,该蛋白质的肽链数是2,所以共含有肽键126-2=124(个),B正确;该蛋白质含有126个氨基酸,形成2条肽链,失去水分子数=肽键数,相对分子质量减少18×124=2 232,C错误;蛋白质中游离的氨基总数是17,该蛋白质的肽链数是2,所以R基中共含17-2=15(个)氨基,D正确。

能力提升练

一、选择题

1.A　由分析可知,③处的化学键可被肽酶P催化,不带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的氨基基团之间的肽键不能被肽酶P催化,①处的化学键不能断裂,A正确,C、D错误;③处的化学键断裂后形成一个氨基酸和一条肽链,B错误。

2.B　图示蛋白质加热后,构成蛋白质的肽链伸展了,但是并没有断裂,A错误;变性后的蛋白质空间结构发生了改变,但是仍然具有肽键,可以与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,B正确;蛋白质加热过程中,氨基酸的排列顺序不会发生改变,C错误;蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后,其特定功能发生了改变,D错误。

3.A　该蛋白质分子含有3条肽链,并且乙和丙2条肽链间由1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1个,该蛋白质分子共有肽键197+1=198(个),A正确;该蛋白质含有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1条肽链的R基上的羧基反应形成了1个肽键,因此在这200个氨基酸中,至少含有201个氨基和201个羧基,C错误;200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质时脱去水分子198个,并形成2个二硫键,所以合成该蛋白质时相对分子质量减少198×18+2×2=3 568,D错误。

4.B　甲是氨基酸,是蛋白质的基本组成单位,乙是蛋白质分子,故甲为组成乙的基本单位,人体内的甲分为必需氨基酸和非必需氨基酸,A正确;氨基酸经过脱水缩合形成蛋白质,两个巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键,故由不同的甲形成乙后,相对分子质量比原来减少了(271-3)×18+4×2=4 832,B错误;如果甲中的R基为—C3H5O2,则甲的分子式为C5H9O4N,两分子甲脱去一分子水形成的化合物分子式为O7N,含有16个H,C正确;乙为蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者,故乙在生物体内可能参与构成细胞的结构,D正确。

5.ABD　构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲折叠形成的空间结构,决定了蛋白质结构和功能的多样性,A错误;C、H、O、N是组成蛋白质的基本元素,其他化合物也可能含有C、H、O、N等元素,B错误;蛋白质具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能,C正确;蛋白质在强酸和强碱等条件下会发生空间结构改变,从而失去生物活性,而此过程中蛋白质中的肽键稳定、没有断裂,D错误。

易错警示

(1)明确组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N ,有的蛋白质还含有S、P等。(2)高温、过酸和过碱会破坏蛋白质空间结构,不会打开肽键。

二、非选择题

6.答案　(1)组成蛋白质的氨基酸种类不同、数目不同、排列顺序不同、多肽的空间结构不同　氨基　—CO—NH—　氨基和羧基　(2)3　(3)3　8

解析　(1)人体内血红蛋白和胰岛素功能差别的直接原因是组成蛋白质的氨基酸种类不同、数目不同、排列顺序不同、多肽的空间结构不同。图乙中①是氨基,其中③⑤⑦处是肽键,肽键的结构式是—CO—NH—,形成肽键时失去的水中的氢来自氨基和羧基。(2)图乙所示的一段肽链中的R基②④⑥⑧中,⑥和⑧相同,则图乙所示的一段肽链由3种氨基酸脱水缩合而成。(3)图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序,其中R基②④⑥⑧中共有2个羧基(分别位于⑥和⑧中,各1个),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=(血红蛋白含有的)肽链数+(2条β肽链)R基中含有的羧基数=4+2×2=8。SSSSSSS