2021-2022新教材高中生物第2章组成细胞的分子4蛋白质是生命活动的主要承担者检测含解析新人教版必修1

蛋白质是生命活动的主要承担者 (20分钟70分)一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)1.(2020·南充高一检测)羽毛、蛛丝、头发的成分主要是蛋白质,主要体现了蛋白质的什么功能 ()A.调节 B.构成细胞和生物体C.运输 D.催化【解析】选B。羽毛、蛛丝、头发的成分主要是蛋白质,这体现了蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质这项功能。2.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,它的分子式是 ()A.C5H11O2NSB.C3H7SC.C4H11O2SD.C5H10O2N【解析】选A。氨基酸的分子通式为C2H4O2N—R,氨基酸分子式中各原子数等于R基上的各原子数加上结构通式中的相应原子数。3.(2020·朔州高一检测)如图是一肽链结构示意图,下列有关叙述不正确的是()A.该肽链由4种氨基酸脱水缩合而成B.图中含有的R基是②④⑥⑧C.该肽链中含有4个游离的羧基D.该肽链中含有2个游离的氨基【解析】选C。氨基酸种类的不同在于R基的不同,在肽链中寻找R基的方法是,找氨基残基和羧基残基,它们相连的中心碳原子上除了一个H之外,剩下的就是R基,所以该肽链的R基是②④⑥⑧,且四个R基各不相同,该肽链由4种氨基酸脱水缩合而成,A、B项正确;该肽链中含有3个游离的羧基,分别在⑥⑧⑨,C项错误;该肽链中含有2个游离的氨基,分别在①②,D项正确。【补偿训练】朊病毒蛋白(PrP)有两种,一种是PrPc,一种是PrPsc,它们的比较如表:朊病毒蛋白项目PrPcPrPsc空间结构螺旋为主折叠为主溶解度高低致病性不致病致病肽链氨基酸排列顺序相同因此可以推知这两种蛋白质表现出不同性质的原因是 ()A.溶解度不同B.氨基酸的种类不同C.空间结构不同D.氨基酸的数量不同【解题指南】蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲、折叠形成的蛋白质的空间结构不同有关,蛋白质的结构多样性决定功能多样性。【解析】选C。由表格信息可知,PrPc和PrPsc的氨基酸排列顺序相同,因此二者溶解度和致病性不同的原因是蛋白质的空间结构不同。4.蛋白质的合成过程为氨基酸多肽蛋白质,则①②过程分别形成的结构是()A.肽键、氨基酸 B.肽键、肽键C.肽键、特定的空间结构 D.空间结构、氨基酸【解析】选C。①过程是氨基酸脱水缩合形成多肽链的过程,该过程形成肽键。②过程是多肽链盘曲折叠形成蛋白质的过程,该过程形成空间结构。5.将蛋白质分子完全水解,检测所有氨基酸分子中的氨基和羧基,两者的数量关系可以是 ()A.相等 B.氨基多于羧基C.氨基少于羧基 D.很难预测【解析】选D。一个氨基酸上至少有一个氨基和一个羧基,但R基上也可能存在氨基和羧基,氨基数可能等于也可能大于或小于羧基数。6.(2020·梅州高一检测)古诗云“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”。下列关于组成“蚕丝”的主要成分的叙述,正确的是 ()A.它可与斐林试剂发生作用,产生紫色反应B.它的形成过程中有水产生C.蚕丝服装适宜用加蛋白酶的洗衣粉清洗D.它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、S【解析】选B。蚕丝的主要成分是蛋白质,可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,A错误;蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的,因此形成过程中有水产生,B正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,不适宜用加蛋白酶的洗衣粉清洗,C错误;蚕丝的主要成分是蛋白质,一定含有的化学元素是C、H、O、N,不一定含有P、S,D错误。7.(2020·双鸭山高一检测)如图是某蛋白质分子的结构示意图,图中α链由21个氨基酸组成,β链由19个氨基酸组成,图中“-S-S-”是在蛋白质加工过程中由两个“-SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述中,错误的是()A.蛋白质多样性的原因包括氨基酸的排列顺序不同B.该蛋白质含有40种氨基酸C.该蛋白质分子中至少含有42个O原子D.形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了686【解析】选B。蛋白质多样性的原因包括氨基酸种类不同、数量不同、排列顺序千变万化以及多肽链盘曲折叠方式不同等,A项正确;组成蛋白质的氨基酸种类最多21种,B项错误;该蛋白质中至少含有O原子数=肽键数+2×肽链数=38+2×2=42个,C项正确;形成该蛋白质分子时相对分子质量减少=失去水的分子质量+二硫键形成时失去氢的分子质量=18×38+2=686,D项正确。8.(2020·大庆高一检测)有关蛋白质结构与功能的叙述,正确的是()A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关,变性后不可以恢复B.高温条件下蛋白质的空间结构变得伸展、松散,同时肽键断裂C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D.盐析后的蛋白质肽键被破坏,蛋白质的生物活性无法恢复【解析】选A。蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关,变性后不可以恢复,高温、强酸、强碱等均会引起蛋白质发生不可逆的变性,A项正确;高温条件下蛋白质的空间结构变得伸展、松散,肽键不断裂,B项错误;将抗体溶于NaCl溶液中其生物活性不会丧失,C项错误;盐析后的蛋白质肽键不被破坏,蛋白质的生物活性不会丧失,D项错误。二、非选择题(共2小题,共30分)9.(15分)(2020·黄山高一检测)某致病细菌分泌的外毒素,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,以致死亡。该外毒素为环状肽,结构式如图所示。请据图分析并回答问题。(1)该外毒素是在细胞中由______种氨基酸经过______过程而形成的;一分子肉毒类毒素含有______个氨基。(2)高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是高温使其______________。(3)现测定某多肽链分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种做原料合成的:苯丙氨酸(C9H11NO2),天冬氨酸(C4H7NO4),丙氨酸(C3H7NO2),亮氨酸(C6H13NO2),半胱氨酸(C3H7NO2S)。请回答:该多肽分子中的O原子数是______,共由______个氨基酸组成,参与该多肽形成的氨基酸的种类与数目为______。【解析】(1)观察发现这7个氨基酸中有3个氨基酸的R基团都是-CH3,其余4个氨基酸的R基团都不相同,因此,组成该化合物的氨基酸有5种;氨基酸经过脱水缩合形成该环状肽,有游离的氨基0个。(2)高温可以使蛋白质的空间结构改变从而使其变性。(3)由题意知,该多肽中的N原子是4个,题干中每种氨基酸都只含有一个N原子,因此该多肽中含有4个氨基酸;四种氨基酸中,只有半胱氨酸含有一个S,而多肽链中含有2个S,因此该多肽链中含有2个半胱氨酸,两个半胱氨酸的C是2×3=6,多肽链中的C是21,因此另外两种氨基酸的C原子之和应该是15,即为苯丙氨酸和亮氨酸;2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸、1个亮氨酸的H原子之和是38、O原子之和是8,四个氨基酸形成肽链时脱去了3分子水,因此该多肽分子中的H原子数是38-3×2=32,O原子数是8-3=5。答案:(1)5脱水缩合0(2)空间结构遭到破坏(3)542个半胱氨酸、1个苯丙氨酸、1个亮氨酸10.(15分)以下几种符号代表不同种类的氨基酸,请回答下列问题。(1)写出它们的结构通式:____________,它们的结构差别在于____________的不同。(2)7种氨基酸可通过____________的方式形成一条肽链。此过程可形成______个肽键,得到______个水分子,相对分子质量减少了______。(3)如果上述肽链原长度不变,改变其中____________,就可改变该肽链的性质。(4)若两个蛋白质分子均由两条(2)中的肽链构成,那么两个蛋白质分子的功能是否一定相同?为什么?。【解析】(1)构成人体蛋白质的氨基酸约有21种,它们有共同的结构通式,其中R基的不同是决定氨基酸种类的唯一因素。(2)氨基酸分子通过脱水缩合形成肽链,相邻两氨基酸脱水缩合后通过肽键相连接并失去一个水分子,因此减少的相对分子质量为失去的水分子的相对分子质量之和。(3)肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序都会影响蛋白质的结构。(4)肽链中氨基酸的种类、数量、排列顺序尽管相同,但蛋白质的空间结构不一定相同,所以其功能也不一定相同。答案:(1)R基(2)脱水缩合66108(3)氨基酸的排列顺序(4)不一定相同。因为相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构不同的两个蛋白质分子 (10分钟30分)1.(6分)(多选)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(牛细胞中的一种蛋白质),可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致酶去折叠的尿素和巯基乙醇,再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中,经过一段时间以后,发现核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是 ()A.胰核糖核酸酶空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关B.这个实验说明环境因素能影响蛋白质的空间结构而影响其功能C.巯基乙醇和尿素处理均破坏了胰核糖核酸酶中的肽键导致变性D.胰核糖核酸酶和胰蛋白酶的单体中至少有一个氨基和一个羧基【解析】选A、B、D。胰核糖核酸酶是蛋白质,其空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关,A项正确。该实验说明环境因素能影响蛋白质的空间结构而影响其功能,B项正确;据题意,巯基乙醇和尿素处理破坏了胰核糖核酸酶的空间结构导致变性,C项错误;胰核糖核酸酶和胰蛋白酶的单体都是氨基酸,所以至少有一个氨基和一个羧基,D项正确。2.(6分)(多选)某三十九肽中共有丙氨酸4个,现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图),与原三十九肽对比,下列有关该过程的叙述中,不正确的是 ()A.肽键数目减少8个B.C原子减少12个C.氨基和羧基分别增加3个D.O原子数目增加1个【解析】选A、D。去掉第8位、第18位、第27位的丙氨酸时,都要断开两个肽键,而去掉第39位丙氨酸,要断开1个肽键,因此肽键数目共减少7个,A项错误;该过程中去掉4个丙氨酸,每个丙氨酸有3个C原子,因此C原子数目减少4×3=12个,B项正确;居于肽链中间的丙氨酸去掉后,分别增加了3个羧基和3个氨基,39号丙氨酸去掉后不影响氨基和羧基的数量,故氨基和羧基分别增加3个,C项正确;每断开一个肽键,需要一分子水,增加一个O原子,但每去掉一个丙氨酸会减少2个氧原子,因此该过程中,O原子减少2×4-7=1个,D项错误。【实验·探究】3.(18分)已知蛋白酶的本质是蛋白质。食物中的蛋白质可以被消化道中的蛋白酶水解为氨基酸。请从下列材料中选择合适材料(其他材料任选)设计实验验证蛋白酶可以催化蛋白质的水解。材料:蛋清溶液、奶糖块、双缩脲试剂、蛋白酶溶液、清水实验原理:略实验步骤:(1)将______的蛋白酶溶液和清水分别放入两个烧杯中,编号为______。(2)将______的奶糖块分别放入两个烧杯中。(3)放置一段时间后,观察奶糖块的______。实验结果及结论:A烧杯中的奶糖块体积明显______B烧杯中的奶糖块体积,说明蛋白酶可以催化蛋白质的水