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课时作业

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1.下列不属于生物体内蛋白质功能的是( )
A.是构成肌肉、蛛丝、头发等的主要成分
B.催化细胞内化学反应
C.调节机体的生命活动
D.是细胞代谢的主要能源物质
2.蛋白质是生命活动的主要承担者,下列关于蛋白质功能的叙述及举例正确的是( )
A.调节机体生命活动,如性激素促进生殖器官发育
B.构成细胞和生物体,如组成肌细胞的肌动蛋白
C.有些蛋白质有免疫功能,如胃蛋白酶能催化蛋白质的水解
D.有些蛋白质能进行物质的运输,如胆固醇参与血液中脂质的运输
3.(经典题)在下列物质中,有的属于构成蛋白质的氨基酸,有的不属于,其中属于构成蛋白质的氨基酸的是( )
① ②
③
④
⑤
A.①②③ B.②③⑤ C.①②③⑤ D.②④
4.硒代半胱氨酸是被发现的人体第21种氨基酸。已知硒代半胱氨酸的分子式为C3H7NO2Se,该氨基酸的R基是 ( )
A.—CH2Se B.—CH3Se C.—CH3 D.—CH3OSe
5.下列关于人体必需氨基酸和非必需氨基酸的说法中,正确的是 ( )
A.必需氨基酸是指必须在人体内合成的氨基酸
B.非必需氨基酸只能在细胞内合成
C.评价食物中蛋白质成分的营养价值时,常以必需氨基酸的种类和含量为标准
D.非必需氨基酸不能组成人体蛋白质,只有必需氨基酸才能被人体吸收利用
6.关于组成人体蛋白质的氨基酸分子结构的描述正确的是 ( )

A.氨基酸的不同种类由②决定
B.结构④中不含氨基或者羧基
C.n个氨基酸分子形成一条多肽链脱去n-1个H2O
D.氨基酸脱水缩合产生的水中的氢来自②和③
7.两种氨基酸结构式如图,它们在形成二肽时,最可能相互缩合的基团是 ( )

A.①与③ B.②与④或①与⑤ C.②与⑥ D.③与④
8.用氨基酸自动分析仪测定两种肽类化合物的氨基酸数目,发现均为34个,但其生理功能截然不同。下列解释错误的是 ( )
A.多肽形成的空间结构不同 B.脱水缩合形成多肽的方式不同
C.氨基酸种类不同 D.氨基酸的排列顺序不同
9.已知蛋白质受热、酸碱、重金属盐、某些有机物(乙醇、甲醛等)、紫外线等作用时,空间结构发生破坏,这种情况称为蛋白质变性。蛋白尿是诊断肾炎的重要依据,也是评定肾炎治疗效果的重要指标之一,鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。以下说法正确的是( )
A.加热使蛋白质的肽链充分伸展并断裂
B.加热使蛋白质发生变性,其原理与水解相同
C.加热后的蛋白质仍然可与双缩脲试剂发生作用并产生紫色反应
D.蛋白质加热后,肽链的盘曲和折叠被解开,其特定功能并未发生改变
10.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为氨基酸→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,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。
11.下图是某物质的结构图,下列有关分析不正确的是( )

A.该物质中含有2个肽键
B.组成该物质的单体数量是3
C.该物质中只含有一个氨基
D.该物质合成时脱去2个水分子
12.一条由39个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH),则该多肽 ( )
A.有38个肽键 B.至少有5个游离羧基
C.至多有36种氨基酸 D.可能没有游离氨基
13.(经典题)有关图中蛋白质的叙述正确的是( )

A.此蛋白质共有2条肽链
B.共有95个肽键
C.此蛋白质的R基中共含有22个氨基
D.99个氨基酸形成此蛋白质时,共减少的相对分子质量为1 764
【能力提升】
1.HSP是机体细胞受高温刺激后合成的一类热休克蛋白。该蛋白质可发挥如图所示的作用,以保护机体细胞不受破坏。图示HSP所起的作用是 ( )

A.促进肽键的形成
B.抑制氨基酸脱水缩合
C.维持蛋白质结构的稳定性
D.促使肽链形成空间结构
2.如图为有关蛋白质分子的简要概念图,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
3.脑啡肽具有镇痛作用,可以作为药物来使用,脑啡肽的结构式如图所示。下列说法正确的是 ( )

A.脑啡肽由5种氨基酸脱水缩合而成
B.脑啡肽合成过程中生成了4分子的水
C.脑啡肽中含有5个游离的氨基和5个游离的羧基
D.氨基酸的排列顺序改变不会影响脑啡肽的功能
4.甲状腺素视黄质运载蛋白(TTR)是存在于血液中的一种球状蛋白质,由4条多肽链组成,每条多肽链均含127个氨基酸,其功能是运输甲状腺激素和维生素A。下列叙述不正确的是 ( )
A.合成TTR的过程中,共脱去了504个水分子
B.4条多肽链之间通过一定的化学键相互结合在一起
C.参与组成TTR的氨基酸一共有21种,均由体细胞合成
D.若TTR的4条肽链的盘曲、折叠方式改变,其运输能力可能降低
5.如图所示,该蛋白质共由67个氨基酸构成,包括两条多肽链和一个环状肽。数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字,该蛋白质由二硫键(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,下列说法错误的是 ( )

A.该蛋白质分子至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基
B.该蛋白质分子至少含有氧原子67个
C.该蛋白质分子含有肽键65个
D.该蛋白质的相对分子质量为67a-1 174
6.(多选题)硒代半胱氨酸是人类发现组成蛋白质的第21种氨基酸,含硒代半胱氨酸的蛋白质被称为硒蛋白。硒蛋白多是具有生物活性的酶类,如谷胱甘肽过氧化物酶、铁氧还蛋白还原酶等,这些酶具有抗氧化、抗癌等功能。下列说法不正确的是 ( )
A.硒是人体内的大量元素,参与细胞内许多化合物的组成
B.硒存在于硒代半胱氨酸的侧链基团上
C.双缩脲试剂可与硒代半胱氨酸产生紫色反应
D.硒蛋白变性使肽键断裂,导致蛋白质降解
7.血管紧张素是由肝脏分泌的前体物质——血管紧张素原(一种蛋白质)水解形成的一种多肽类激素,具有升高血压的功能。在临床应用上,人工合成的血管紧张素可作为药物改善低血压症。下列叙述正确的是 ( )
A.血管紧张素原能与双缩脲试剂产生紫色反应,血管紧张素则不能
B.血管紧张素原水解生成血管紧张素的过程中有肽键的断裂和水的生成
C.血管紧张素具有升血压功能与其空间结构密切相关
D.可以通过静脉注射或口服血管紧张素来改善低血压症
8.内皮素是由21个氨基酸组成的链状多肽,其中第1位和15位、第3位和11位的半胱氨酸之间通过二硫键连接。内皮素能与黑色素细胞膜上的受体结合,刺激黑色素细胞增殖分化,产生大量黑色素,这是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤后可竞争性地与内皮素受体结合。下列叙述正确的是 ( )
A.合成1分子内皮素相对分子质量减少360
B.内皮素拮抗剂与内皮素结合使内皮素失去作用
C.内皮素分子不含有游离的氨基和游离的羧基
D.内皮素拮抗剂与内皮素的结构可能相同
9.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对二硫键(—S—S—)。形成下图所示结构时,该酶具有生物活性。图中圆圈表示氨基酸,序号表示氨基酸的个数,半胱氨酸缩写为“半胱”,其他氨基酸的标注略。
(1)牛胰核糖核酸酶可与 试剂产生 色反应。
(2)在细胞中氨基酸经 方式合成多肽牛胰核糖核酸酶,连接两个氨基酸分子的化学键是 ,该过程中脱掉的水分子为 个。
(3)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,进而决定其生物活性。
2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 课时练习答案
【基础练习】
1.D 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,如构成肌肉、蛛丝、头发等;部分蛋白质具有催化功能,如酶;部分蛋白质具有调节机体生命活动的作用,如胰岛素;细胞代谢的主要能源物质是糖类,不是蛋白质。
2.B 性激素、胆固醇属于脂质,不属于蛋白质,A、D错误;有些蛋白质具有免疫功能,如抗体可帮助人体抵御抗原的侵害,胃蛋白酶催化蛋白质的水解体现的是催化功能,C错误。
3.B 构成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基(—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,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团,因此除了①④外,其余都属于构成蛋白质的氨基酸分子,B正确。
4.B 硒代半胱氨酸的分子式为C3H7NO2Se,去掉—COOH(羧基)、—NH2(氨基)、—H、一个中心碳原子,剩下的为R基,则R基为—CH3Se,故选B。
5.C 必需氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界获取的氨基酸;非必需氨基酸既可在细胞内合成,也可来自食物,A、B错误。非必需氨基酸参与组成人体的蛋白质,必需氨基酸和非必需氨基酸都能被人体吸收利用,D错误。
6.C 根据氨基酸的结构通式可知,①为氨基,②为连在中心碳原子上的H,③为羧基,④为R基。氨基酸的种类因R基的不同而不同,A错误;R基中可含氨基或羧基,B错误;氨基酸脱水缩合形成蛋白质时,脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸数-肽链数,故n个氨基酸形成一条多肽链脱去n-1个H2O,C正确;氨基酸脱水缩合产生的水中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,不是来自同一个氨基酸的氨基和羧基,也不是来自图中的②和③,D错误。
7.B 根据题意和图示分析可知:①④表示连接着中心碳原子的氨基,②⑤表示连接着中心碳原子的羧基,③表示R基上的羧基,⑥表示R基上的氨基,故最可能缩合的基团是②与④或①与⑤。
8.B 两种肽类化合物的氨基酸数目相同,氨基酸的种类、排列顺序不同,或多肽形成的空间结构不同,均可导致两种肽类化合物的结构不同。由于每一种肽类化合物都有与它所承担功能相适应的独特结构,所以两种肽类化合物的生理功能不同。氨基酸脱水缩合形成多肽的方式是相同的,B错误。
9.C 加热会使蛋白质的空间结构发生改变,导致其功能也发生改变,但其肽键没有断裂,蛋白质仍能与双缩脲试剂发生作用并产生紫色反应,A、D错误,C正确;水解后的蛋白质结构和功能发生变化,肽键被破坏,水解与变性的原理不同,B错误。
易错分析 蛋白质变性,肽链中的肽键没有被破坏,蛋白质遇双缩脲试剂产生紫色反应。蛋白质被蛋白酶水解后,肽键被破坏,不再与双缩脲试剂产生紫色反应。
10.答案 (1)空间结构 (2)羧基(或氨基) 氨基(或羧基) 脱水缩合 二肽 (3)种类、数目和排列顺序 空间结构 (4)570
解析 (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)链状多肽中,肽键数=氨基酸数-肽链数,则血红蛋白在形成过程中生成的肽键数为574-4=570。
11.C 由图中可知,图中含有2个肽键,该化合物为三肽,由3分子氨基酸脱掉2分子水形成;该三肽含有的R基未明确具体的结构,R基中可能含有氨基,C错误。
12.D 由39个氨基酸形成的环状多肽中,肽键数为39,A错误;不考虑R基时,环肽不含游离的羧基和氨基,由题意可知,谷氨酸的R基中含有1个羧基,该环肽中含有4个谷氨酸,则该多肽至少有4个游离羧基,可能没有游离的氨基,B错误,D正确;组成蛋白质的氨基酸有21种,该环肽至多有21种氨基酸,C错误。
13.C 此蛋白质含有的肽链数=羧基总数-R基上羧基数目=26-23=3,A错误;此蛋白质中的肽键数=脱水数=氨基酸总数-肽链数=99-3=96,B错误;R基上氨基数目=氨基总数-肽链数=25-3=22,C正确;99个氨基酸形成此蛋白质的过程中,共减少的相对分子质量=脱去水分子的质量=脱水数×18=(99-3)×18=1 728,D错误。
【能力提升】
1.D 由图分析,HSP可以与多肽链结合,使其形成具有一定空间结构的蛋白质,由此可以判断HSP的作用是促使肽链形成一定的空间结构,D正确。
2.C a中肯定含有C、H、O、N,可能含有S,A错误;多肽链中b(氨基酸)的数目=c(肽键)的数目+肽链数,B错误;①脱水缩合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。
3.B 由题图可知,脑啡肽中有4个肽键,脑啡肽由5个氨基酸脱掉4分子水形成,B正确。分析组成脑啡肽的氨基酸的R基,如图所示:
可知脑啡肽中R基有4种,即脑啡肽由4种氨基酸脱水缩合而成,A错误。图示R基中不含氨基、羧基,即脑啡肽含有1个游离的氨基和1个游离的羧基,C错误。氨基酸的排列顺序改变会影响脑啡肽的功能,D错误。
4.C 甲状腺素视黄质运载蛋白(TTR)由4条多肽链组成,每条多肽链均含127个氨基酸,形成过程中脱去(127-1)×4=504(个)水分子,A正确;不同肽链之间通过一定的化学键相互结合在一起,B正确;可以组成蛋白质的氨基酸一共有21种,组成TTR的氨基酸不一定是21种,且必需氨基酸必须从外界环境中获取,C错误;蛋白质的结构决定其功能,若TTR的肽链的盘曲、折叠方式发生改变,其空间结构发生变化,则运输能力可能降低,D正确。
5.B 题述蛋白质分子由2条肽链和1个环状肽组成,环状肽可能没有游离的氨基和羧基,所以该蛋白质至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基,A正确;题述蛋白质分子由两条多肽链(共32个氨基酸)和一个环状肽(35个氨基酸)组成,至少含有氧原子(18-1+2)+(14-1+2)+35=69(个),共有肽键(32-2)+35=65(个),相对分子质量为67a-(65×18+2×2)=67a-1 174,B错误,C、D正确。
6.ACD 硒不是人体内的大量元素,A错误;根据氨基酸的结构通式可知,硒存在于硒代半胱氨酸的R基上,B正确;双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应,氨基酸不能与双缩脲试剂产生紫色反应,C错误;硒蛋白变性是空间结构发生改变,但肽键不断裂,蛋白质也未降解,D错误。
7.C 血管紧张素原是一种蛋白质,血管紧张素是一种多肽类激素,都能与双缩脲试剂产生紫色反应,A错误;血管紧张素原水解生成血管紧张素的过程中可能会发生肽键的断裂,肽键断裂会消耗水,B错误;蛋白质的结构与其功能相适应,血管紧张素的升血压功能与其空间结构密切相关,C正确;血管紧张素是一种多肽类激素,口服会使其被水解,从而丧失活性,D错误。
8.D 内皮素是由21个氨基酸组成的链状多肽,则合成1分子内皮素能形成20个肽键;内皮素第1位和15位、第3位和11位的半胱氨酸之间通过二硫键连接,则合成1分子内皮素能形成2个二硫键。根据以上分析,形成1分子内皮素相对分子质量减少20×18+2×2=364,A错误;内皮素拮抗剂进入皮肤后可竞争性地与内皮素受体结合,并不是与内皮素结合,推测内皮素拮抗剂与内皮素的结构可能相同,B错误,D正确;内皮素是由氨基酸组成的链状多肽,至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基,C错误。
9.答案 (1)双缩脲 紫 (2)脱水缩合 肽键 123 (3)强 (4)氨基酸的(种类、数量)排列顺序
解析 (1)牛胰核糖核酸酶是蛋白质,可与双缩脲试剂产生紫色反应。(2)分析题图可知该牛胰核糖核酸酶的化学本质是蛋白质,是由124个氨基酸形成的,含有一条肽链,则其中肽键数=氨基酸数-肽链数=124-1=123。(3)β-巯基乙醇可破坏该酶的二硫键,尿素可破坏该酶的氢键。根据以下分析可知,在维持该酶空间结构的因素中,氢键比二硫键的作用强。
处理
结果
β-巯基乙醇和尿素同时处理
二硫键和氢键均被破坏→酶失去活性
去除β-巯基乙醇只保留尿素
重新形成二硫键,未形成氢键→酶活性仅恢复到1%左右
去除尿素只保留β-巯基乙醇
重新形成氢键,未形成二硫键→酶活性能恢复到90%左右