第3讲 细胞中的蛋白质（含解析）-备战2024年高考生物一轮复习（全国通用）

第3讲细胞中的蛋白质一、单选题1．（2023秋·安徽合肥·高一校考开学考试）下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是（

）A．甲硫氨酸的R基是一CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是C5H11O2NSB．氨基酸的种类、数量和排列顺序都相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质C．n个氨基酸共有m个氨基，则这些氨基酸缩合成的一个多肽中的氨基数必为m—nD．甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则甜味肽一定是一种二肽【答案】C【分析】1、组成蛋白质的氨基酸至少含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，分子式是C2H4O2NR。2、氨基酸脱水缩合反应时，一个氨基的氨基与另一个氨基酸的羧基反应，形成1分子水，氨基酸残基由-CO-NH-（肽键）连接，氨基酸脱水缩合反应中脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸数-肽链数。【详解】A、由于组成蛋白质的氨基酸的分子式是C2H4O2NR，如果甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3，则甲硫氨酸的分子式是C5H11O2NS，A正确；B、氨基酸的种类、数量、和排列顺序都相同的蛋白质，其空间结构不一定相同，因此不一定是同一种蛋白质，B正确；C、由题意知，n个氨基酸共有m个氨基，则R基上的氨基数是(m-n)个，如果脱水缩合成一条肽链，则该肽链中的氨基数是(m-n+1)个，如果是形成环肽，则该多肽中的氨基数是(m-n)个，C错误；D、由氨基酸的分子式可知，一个氨基酸至少含有一个N原子，因此如果甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则甜味肽一定是由2个氨基酸脱水缩合形成的一种二肽，D正确。故选C。2．（2022秋·宁夏石嘴山·高三石嘴山市第三中学校考期中）阿胶被称为“中药三宝”之一，是利用驴皮为主要原材料熬制而成，因含有大量的胶原蛋白呈暗红的凝胶状，对于贫血、营养不良等有明显的疗效，下列有关分析正确的是（）A．驴胶能用于治疗贫血、营养不良等症状是因为驴胶中含有Fe、Zn、Ca等微量元素，并能为人体提供多种必需氨基酸B．驴皮熬制出来的驴胶呈凝胶状，说明驴皮细胞内含量最多的化合物是蛋白质C．驴的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质是DNA或者RNAD．驴皮细胞内的某种蛋白质含有n条肽链，由m个氨基酸参与合成，则该蛋白质至少含有m-n个肽键【答案】D【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少都含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，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同，构成蛋白质的氨基酸有21种。2、组成细胞的元素大约有20种，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等属于大量元素，Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu属于微量元素，其中C是最基本的元素；不同生物体的组成元素大体相同，但是含量差别较大。【详解】A、Ca属于大量元素，A错误；B、驴皮细胞内含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，B错误；C、驴的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质也是DNA，C错误；D、驴皮细胞内的某种蛋白质含有n条肽链，由m个氨基酸参与合成，肽键数=氨基酸数-肽链数，则该蛋白质至少含有m-n个肽键，D正确。故选D。3．（2022秋·安徽阜阳·高一校考阶段练习）抗利尿激素是由9个氨基酸组成的一条链状多肽类激素，是尿液浓缩和稀释的关键性激素，下列叙述正确的是（

）A．组成该激素的基本元素包括C、H、O、N、P B．彻底水解该激素需要消耗8分子水C．该激素含有游离的氨基和羧基各1个 D．该激素的合成会脱去8个H【答案】B【分析】氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连接，同时脱去一分子水的过程。【详解】A、抗利尿激素是由9个氨基酸组成的一条链状多肽类激素，其基本元素包括C、H、O、N，不含P元素，A错误；B、抗利尿激素是由9个氨基酸组成的一条链状多肽类激素，其合成过程中脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=9-1=8，因此彻底水解该激素需要消耗8分子水，B正确；C、该激素含有游离的氨基和羧基至少是1个，C错误；D、该激素的合成时脱去8分子水，共16个H，D错误。故选B。4．（2023秋·高一课时练习）下列有关生命的物质基础和结构基础的阐述，不正确的是（

）A．C、H、O、N、P是ATP、染色质、NADPH共有的化学元素B．糖蛋白、RNA聚合酶都是具有识别作用的物质C．线粒体、核糖体、酶等结构或物质中肯定不含有核糖参与组成的是酶D．假设某基因在控制合成两条多肽链的过程中，产生的水分子数为a，则组成该基因的碱基个数至少为（6a+12）【答案】C【分析】1、ATP由1分子核糖、1分子含氮碱基和3个磷酸基团组成，染色质由DNA和蛋白质组成，质粒的本质是DNA。2、RNA聚合酶能识别能识别基因中的启动子并与之结合，限制性核酸内切酶能特异性识别一种核苷酸序列，并在特定的位点切割。3、酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA。4、线粒体内具有少量DNA和RNA，核糖体有RNA和蛋白质组成。【详解】A、ATP由1分子核糖、1分子含氮碱基和3个磷酸基团组成，元素组成是C、H、O、N、P，染色质由DNA和蛋白质组成，DNA的组成元素有C、H、O、N、P，NADPH的组成元素是C、H、O、N、P，A正确；B、糖蛋白位于细胞膜的外表面，具有特异性识别的能力；RNA聚合酶能识别能识别基因中的启动子并与之结合，启动基因的转录，B正确；C、核糖参与组成的是酶是RNA，线粒体、核糖体中含有，C错误；D、由转录、翻译的过程可以推出一个氨基酸至少对应DNA上的6个碱基；两条多肽链脱去a分子水，那么氨基酸的个数是（a+2）个，组成该基因的碱基是（6a+12），D正确。故选C。5．（2022秋·江苏苏州·高一江苏省梁丰高级中学校考阶段练习）蛋白质在生物体内具有重要作用。下列叙述正确的是（

）A．不同蛋白质的差异主要表现为R基团不同B．某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变C．蛋白质是细胞内携带遗传信息的物质之一D．检测生物组织中的蛋白质需同时加入双缩脲试剂A和B【答案】B【分析】蛋白质的基本单位是氨基酸，每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。不同氨基酸的主要区别在于R基不同，蛋白质具有多种功能，如调节作用（激素）、免疫作用（抗体）、运输作用（载体）、催化作用（酶）等。【详解】A、蛋白质化学结构的差异主要是组成蛋白质的氨基酸种类、数量和排列顺序不同以及肽链形成的空间结构不同；氨基酸化学结构的差异是R基团的不同，A错误；B、某些化学物质，如蛋白酶可催化蛋白质水解，使蛋白质的空间结构发生改变，B正确；C、核酸是遗传信息的携带者，是一切生物的遗传物质，核酸控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性，蛋白质是生命活动的承担者，C错误；D、“检测生物组织中的蛋白质”，需先向组织样液中加入双缩脲试剂A液（0.1g/mLNaOH溶液）1mL，摇匀后再加入双缩脲试剂B液（0.01g/mLCuSO4溶液）3-4滴并摇匀，D错误。故选B。选择题1．（2022秋·江西抚州·高一统考阶段练习）以碳链为基本骨架的小分子单体能构成许多不同的多聚体，模式图如下。有关说法不正确的是（

）

A．若图中多聚体为DNA，则参与其构成的含氮碱基有4种B．若图中多聚体为多糖，则构成它的单体一定是葡萄糖C．若图中S1、S2、S3、S4……是同一种单体，则该多聚体可以表示淀粉D．若图中单体表示氨基酸，则形成长链时所有氨基和羧基并非都参与脱水缩合【答案】B【分析】多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都是由许多基本组成单位（单体）连接而成，其中多糖的单体是单糖，蛋白质的单体是氨基酸，核酸的单体是核苷酸。【详解】A、若图中多聚体为DNA，则参与其构成的含氮碱基有4种（A、T、G、C），A正确；B、常见的多糖（淀粉、糖原、纤维素）是由葡萄糖聚合而成的，但几丁质不是由葡萄糖聚合而成的，B错误；C、淀粉是由葡萄糖聚合形成的，若图中S1、S2、S3、S4……是同一种单体，则该多聚体可以表示淀粉，C正确；D、氨基酸形成长链时，R基中氨基或羧基一般不参与脱水缩合，D正确。故选B。2．（2021秋·福建福州·高一校联考期中）牛胰岛素由17种、51个氨基酸形成两条肽链而组成。1965年，中国科学家经过6年零六个月的努力，创造性地先合成两条链再将两条人工链合在一起，在世界上首次人工合成了与天然胰岛素具有相同的生物活性的牛胰岛素。以下叙述错误的是（

）A．胰岛素在动物生命活动中具有信息传递功能B．51个氨基酸在合成胰岛素过程中脱去49个水分子C．科学的发现既需要不懈的努力也需要创造性的思维D．单独合成的两条肽链通过肽键连接到一起【答案】D【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸，组成人体蛋白质的氨基酸有21种。【详解】A、胰岛素是激素，是信息分子，在动物生命活动中具有信息传递功能，A正确；B、51个氨基酸形成两条肽链，故在合成胰岛素过程中脱去49个水分子，B正确；C、科学的发现既需要不懈的努力也需要创造性的思维，C正确；D、单独合成的两条肽链通过氢键和二硫键连接到一起，D错误。故选D。3．（2023秋·安徽合肥·高一校考开学考试）下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法中，正确的是（

）A．氨基酸的种类、数目和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．蛋白质中有些具有免疫功能，如抗体；有些具有调节功能，如激素D．温度过高、过酸和过碱等会使蛋白质空间结构和肽键遭到破坏从而失活【答案】C【分析】1、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。2、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别。【详解】A、构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构决定了蛋白质结构、种类和功能的多样性，A错误；B、氨基酸含有C、H、O、N等元素，B错误；C、抗体和胰岛素的化学本质均是蛋白质，抗体能够抵御外来细菌、病毒等抗原物质，体现了蛋白质的免疫、防御功能，胰岛素具有调节血糖浓度的作用，C正确；D、蛋白质在高温、强酸和强碱等条件下会引起空间结构改变，从而失去生物活性，而此过程中蛋白质中的肽键稳定、一般不会断裂，D错误。故选C4．（2023秋·山东泰安·高一泰山中学校考期末）蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一个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羧基基团之间的肽键。下列说法正确的是（

）

A．在肽酶P的作用下可以形成两个多肽分子B．上图所示肽链含有四个肽键，所以叫五肽C．肽酶P可以催化2处的化学键断裂D．该肽链中含有游离的氨基和羧基各1个【答案】B【分析】1、每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，这个碳原子上还连接一个氢原子和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同，R基上可以有氨基或羧基。2、氨基酸脱水缩合形成肽链，相关计算为：脱水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数；游离的氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基。【详解】A、由题目分析知，肽酶P可以催化题图1处的化学键断裂，在肽酶P的作用下，经过水解可以形成2条肽链，R基为R1、R2、R3的氨基酸形成的三肽和R基为R4、R5的氨基酸形成的二肽，二肽不属于多肽，A错误；B、氨基酸脱水缩合后产物叫多肽，有几个氨基酸叫几肽，氨基酸数=肽链数+肽键数，上图所示肽链含有四个肽键，所以叫五肽，B正确；C、由题意可知，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，即肽酶P催化1处的化学键断裂，C错误；D、由于构成该多肽的各氨基酸的R基结构未知，不能确定R基上是否有氨基和羧基，所以不能确定游离的氨基和羧基数，D错误。故选B。5．(2023·河南百师联盟)科学研究发现，细胞内普遍存在被称为分子伴侣的一类蛋白质，该类蛋白质能够识别并结合不完整折叠或装配的蛋白质，帮助这些多肽正确折叠、转运或防止它们聚集，其本身不参与最终产物的形成(如图)，在生物体内发挥着重要的功能。下列关于分子伴侣的叙述错误的是()A.分子伴侣是由不同基因控制的在核糖体上合成的蛋白质B.分子伴侣在内质网中调节蛋白质的正确折叠和装配，并参与蛋白质的合成C.分子伴侣具有特定的结构，能识别异常折叠的蛋白质，不识别正常折叠的蛋白质D.分子伴侣具有降解异常蛋白质，防止它们聚集的作用【答案】B【解析】分子伴侣是一类蛋白质，是由不同基因控制合成的，A正确；分子伴侣能识别并结合不完整折叠或装配的蛋白质，调整这些多肽折叠、转运，该过程发生在内质网，其本身不参与蛋白质的合成，B错误；分子伴侣具有特定的结构，能识别异常折叠的蛋白质，正常折叠的蛋白质没有识别位点，C正确；分子伴侣具有降解异常蛋白质防止它们聚集的作用，进而影响细胞代谢，D正确。二、综合题6．（2022秋·辽宁营口·高一校考阶段练习）肉毒梭菌（梭状芽孢杆菌）是致死性很高的病原体之－－，广泛存在于自然界中。肉毒梭菌产生的毒素是由两个亚单位（每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成）组成的一种生物大分子，1mg可毒死20亿只小鼠。煮沸1min或75°C下加热5~10min，就能使其完全丧失活性。下面是该毒素的局部结构简式：请据此回答：(1)肉毒类毒素的化学本质是，该毒素基本组成单位的结构通式是。(2)煮沸加热可使肉毒类毒素失活的主要原因是。(3)由上图可知，该片段由种氨基酸组成，在形成该片段时要脱去分子水。(4)一分子该毒素含有条肽链，分子内肽键的结构式是。(5)氨基酸分为氨基酸和氨基酸(6)该化合物名称是【答案】(1)蛋白质(2)高温破坏了其空间结构(3)54(4)2-CO—NH-(5)必需非必需(6)五肽【分析】根据题意和图示分析可知：图中多肽具有四个肽键，是由五个氨基酸脱水缩合而成的，称为五肽化合物。分析五个氨基酸的R基团可以发现，都不相同，因此共有5种氨基酸。【详解】（1）肉毒类毒素的化学本质是蛋白质，它的基本组成单位是氨基酸，其结构通式是:

（2）高温可破坏肉毒类毒素的空间结构而使其失活。（3）由以上分析可知，该片段有5个氨基酸分子，且这5个氨基酸的R基团依次是-CH2-C6H4OH、-H、-CH3、-CH2-C6H5、-CH2-CH（CH3），可见，该片段由5种氨基酸脱水缩合形成，在形成该片段时要脱去4分子水，形成4个肽键。（4）肉毒梭菌产生的毒素是由两个亚单位组成，每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成，一分子该毒素含有2条肽链，分子内肽键的结构式是-CO-NH-。（5）氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸是指人体不能合成的，必须从食物中摄取的氨基酸；非必需氨基酸是指人体能够合成的氨基酸。（6）由图分析可知，该片段有5个氨基酸分子脱水缩合而成，所以该化合物称为五肽或多肽。7．（2022秋·吉林白城·高一校考期中）鸡红细胞中，每个血红蛋白分子有4条肽链，包括两条α链和两条β链，每条α链由141个氨基酸组成，每条β链由146个氨基酸组成。回答下列问题：(1)一个鸡血红蛋白分子中肽键的数目是。β链含有半胱氨酸，其分子式为C3H7NO2S，则其R基由（元素符号）元素组成。组成血红蛋白的重要的微量元素是。(2)写出由氨基酸形成蛋白质的结构层次(用箭头和文字表示)。蛋白质的结构具有多样性，其直接原因之一是氨基酸的不同。(3)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和结构。(4)蛋白质分子结构多种多样，在细胞里的功能也是多种多样的。请写出蛋白质的两种功能：、。【答案】(1)570C、H、SFe(2)氨基酸→多肽链→蛋白质种类、数目和排列顺序(3)空间(4)构成生物体的结构调节生命活动（或运输、或免疫功能、或催化作用》【分析】构成蛋白质的每种氨基酸分子至少都含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，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。蛋白质的功能：①构成生物体；②调节生命活动；③运输；④免疫功能；⑤催化作用。【详解】（1）一个鸡血红蛋白分子中肽键数=氨基酸数－肽链数=（2×141+2×146）－4=570，氨基酸的结构通式为，若半胱氨酸的分子式为C3H7NO2S，R基为-CH3S，则其R基由C、H、S元素组成，组成血红蛋白的重要的微量元素是Fe。（2）氨基酸通过脱水缩合形成肽链，肽链经过盘曲折叠形成蛋白质，故由氨基酸形成蛋白质的结构层次为：氨基酸→多肽链→蛋白质；蛋白质的结构具有多样性，其直接原因之一是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。（3）结构决定功能，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和空间结构。（4）蛋白质分子结构多种多样，蛋白质在细胞里的功能有：①构成生物体的结构；②调节生命活动；③运输物质；④免疫功能；⑤催化作用。1．（2023·海南·高考真题）科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述，正确的是（

）A．该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同B．该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成C．该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应D．高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性【答案】B【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是

，即每种氨基酸分子至少都含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，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。【详解】A、该蛋白的基本组成单位是氨基酸，与天然蜘蛛丝蛋白的基本单位相同，A错误；B、氨基酸是组成蛋白质的基本单位，该蛋白的肽链由氨基酸经过脱水缩合反应通过肽键连接而成，B正确；C、该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误；D、高温可改变该蛋白的空间结构，从而改变其韧性，但不会改