版高中生物生命活动的主要承担者-蛋白质新人教版必修1

1.（2010·巴彦淖尔高一检测）下列哪项不是构成蛋白质的氨基酸（）【解析】选D。构成蛋白质的氨基酸的结构特点是氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基且连接在同一个碳原子上，只有D项不具备这一特点。2.用3H标记的氨基酸脱水缩合生成蛋白质，同时有3H2O产生，那么水中的3H来自氨基酸的（）A.—COOHB.—NH2C.—RD.—COOH和—NH2【解析】选D。两个氨基酸脱水缩合时，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，水分子中的—OH来自羧基，—H来自氨基，即水分子中的H来自于氨基和羧基。3.某一多肽链内共有肽键109个，则此分子含有—NH2和—COOH的数目至少为（）A.110，110B.109，109C.108，108D.1，1【解析】选D。由氨基酸结构通式及脱水缩合过程可知，每条多肽链肯定一端是—COOH，另一端是—NH2，所以一条多肽链中至少含有一个—NH2和一个—COOH。4.人体的血红蛋白和肌红蛋白是两类常见的蛋白质，它们在结构上差异较大，其原因不可能是（）A.所含肽键的化学元素不同B.组成两种蛋白质的氨基酸的种类和数目不同C.所含氨基酸排列顺序不同D.两种蛋白质的空间结构不同【解析】选A。蛋白质分子的多样性取决于4个方面：组成蛋白质的氨基酸种类不同；氨基酸数目不同；氨基酸的排列顺序不同；蛋白质分子的空间结构不同。尽管蛋白质分子具有多样性，但是组成蛋白质的肽键（—NH—CO—）的化学元素是相同的，都含有C、H、O、N。5.蛋白质是生命活动的体现者，但在正常生理活动中它不能作为细胞的()A.重要结构物质B.重要调节物质C.主要能源物质D.机体免疫物质【解析】选C。A项正确，如肌肉的主要成分是蛋白质；B项正确，如部分激素是蛋白质，有调节作用；D项正确，如人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害；而C项中主要能源物质应是糖类，而非蛋白质。6.根据下列化合物的结构分析回答。（1）该化合物中，①表示______，⑦表示_______。（2）该化合物由_______个氨基酸失去______个水分子而形成，这种反应叫做_________。（3）该化合物中的氨基酸种类不同，是由_______决定的，其序号是____________。（4）该化合物名称为________，含____个肽键，序号是___。（5）该化合物水解后形成氨基酸，写出最右端氨基酸的分子结构式________，其中有_____个氨基，________个羧基。【解析】本题为识图作答题，主要考查有关蛋白质分子结构的基础知识。多肽是由许多氨基酸分子缩合而成的。每个氨基酸至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并连接在同一个碳原子上。组成蛋白质的氨基酸约有20种，不同的氨基酸分子具有不同的R基。一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子（R基不参与）的羧基脱去一分子水，通过肽键（—NH—CO—）而连接成的化合物，叫做二肽。本题所示的是由4个氨基酸分子脱去3分子水而形成的化合物，称为四肽。答案：（1）氨基羧基（2）43脱水缩合（3）R基②④⑧⑨（4）四肽3③⑤⑥（5）【典例1】（2010·九江高一检测）丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—CH2—CH2—COOH，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为A.7∶16∶6B.7∶14∶5C.8∶12∶5D.8∶14∶5【思路点拨】本题主要考查氨基酸的结构及特点，解答本题主要应突破以下两点：【自主解答】选D。结合题意，根据氨基酸分子的结构通式为，可以推知，丙氨酸的结构简式是，谷氨酸的结构简式是。当二者脱水缩合产生二肽时，脱去一分子水，所以产生的二肽中，C原子数为3+5=8，H原子数为7+9-2=14，O原子数为2+4-1=5。【互动探究】（1）丙氨酸与谷氨酸脱水缩合产生的二肽分子中，含有几个游离的氨基和羧基？（2）丙氨酸与谷氨酸脱水缩合产生的二肽有几种？试写出其结构简式。提示：（1）1个游离的氨基，2个游离的羧基。（2）2种；①当丙氨酸的氨基与谷氨酸的羧基发生脱水缩合时，二肽结构简式为：②当丙氨酸的羧基与谷氨酸的氨基发生脱水缩合时，二肽结构简式为：【典例2】现在有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050个，则由此合成的4条多肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目是A.999、1016、1046B.996、1、1C.996、24、54D.996、1016、1046【思路点拨】本题主要考查有关蛋白质的计算，解答时应明确以下几点：【标准解答】选C。1个氨基酸一般都含有1个氨基和1个羧基，另外R基中也可能含有氨基或羧基。1000个氨基酸共有1020个氨基和1050个羧基，说明有1020-1000=20个氨基和1050-1000=50个羧基存在于R基中，且不参与脱水缩合。氨基酸发生脱水缩合时，相邻氨基酸的氨基和羧基脱水缩合形成肽键，这样每1条肽链中，除R基外只有1个氨基和1个羧基，形成肽键数目是氨基酸数目减去1。综上分析，题干中1000个氨基酸合成4条肽链时，共有肽键：1000-4=996个，共有氨基：20+4=24个，共有羧基：50+4=54个。【变式训练】（2010·南安高一检测）已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分子质量最接近于

()A.12800B.12544C.11036D.12288【解析】选C。根据关系式：氨基酸个数-肽链条数=肽键数，结合题干信息可知，该蛋白质由98+2=100个氨基酸脱水缩合形成，所以形成蛋白质的相对分子质量最接近于128×100-98×18=11036。【典例3】通常用的蛋白质测试方法“凯氏定氮法”是通过测出含氮量来估算蛋白质含量，其含氮量一般不超过30%，而三聚氰胺的含氮量为66%左右，因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。人和动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖泌尿系统的损害、膀胱肾部结石，最终导致肾衰竭而死亡。以鼠为实验材料，请你设计实验，验证三聚氰胺对小鼠的危害性。（1）实验步骤：第一步：选取生长状况相同的小鼠若干只，____________。第二步：设置对照实验：甲组小鼠____________________；乙组小鼠____________，作为对照。第三步：_________________________________________。第四步：每天检测小鼠的健康状况，统计各组小鼠死亡的数目。（2）实验结果预测：______________________________。（3）实验结论：____________________________________。【标准解答】本题为验证性实验，目的是验证三聚氰胺对小鼠的危害性，因此自变量应是三聚氰胺的有无，因变量是小鼠的健康状况或小鼠的存亡个体数。设置对照实验时，通常将处于正常情况下的对象组称为对照组，即本题中饲喂不含三聚氰胺饲料的小鼠作为对照组；而饲喂了含三聚氰胺饲料的小鼠作为实验组。实验过程中还应注意无关变量的控制，如开始时小鼠的生长状况、每组小鼠的数目、小鼠生存的环境条件等都应保持一致。答案：（1）第一步：随机平均分成甲、乙两组第二步：饲喂含三聚氰胺的饲料饲喂等量不含三聚氰胺的饲料第三步：在相同的环境条件下饲喂一段时间（2）甲组小鼠生长异常，出现死亡个体；乙组小鼠正常生长（3）三聚氰胺危害小鼠健康，甚至导致其死亡1.（2009·上海高考）某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是()A.n-mB.n-2mC.n+mD.n+2m【解析】选C。由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中含有（n-m）个肽键，每个肽键中有1个氧原子；m条肽链至少有m个游离的羧基，每个游离的羧基中有2个氧原子，因此该蛋白质中至少有n-m+2m=(n+m)个氧原子。2.（2008·天津高考改造）下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是（）A.所有蛋白质都具有催化作用B.高等动物能合成生命活动所需的20种氨基酸C.细胞中氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质D.所有蛋白质都含有C、H、O、N四种元素【解析】选D。有的蛋白质具有催化作用，如酶，并不是所有蛋白质都具有催化作用；高等动物体内只能合成非必需氨基酸，不能合成必需氨基酸；细胞中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都相同才可称为是同一种蛋白质；所有蛋白质都由氨基酸组成，都含有C、H、O、N四种元素。3.（2007·上海高考）免疫球蛋白IgG的结构示意图如图，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG有肽键数（）A.m个B.（m+1）个C.（m-2）个D.（m-4）个【解析】选D。从图中可以看出，该免疫球蛋白IgG含有4条肽链。根据公式：肽键数=氨基酸个数-肽链条数，则该IgG含有（m-4）个肽键。4.（2010·福州高一检测）蛋白质是细胞内最重要的生命物质之一，具有多样性和特异性，其结构与功能是相适应的。下列蛋白质类物质与其功能对应不正确的是（）A.胰岛素与调节B.抗体与免疫C.淀粉酶与运输D.血红蛋白与运输【解析】选C。生物体内蛋白质功能很多，如起调节作用的激素；如胰岛素，起免疫作用的抗体；起催化作用的酶，如淀粉酶；起运输作用的血红蛋白等。一、选择题（共5小题，每小题5分，共25分）1.如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式，下列叙述错误的是()A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.上述四种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOHC.R基中可以有氨基或羧基D.只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸【解析】选D。本题主要考查氨基酸的结构。解答本题可进行以下分析：2.某蛋白质分子共有4条肽链，300个肽键，则形成这个蛋白质分子所需氨基酸分子数以及它们在缩合过程中生成的水分子数分别是（）A.296和296B.304和304C.304和300D.300和300【解析】选C。根据氨基酸数等于肽键数和肽链数之和的关系，形成该蛋白质分子所需氨基酸数=300+4=304。氨基酸通过脱水缩合形成肽键的方式构成肽链，每形成一个肽键就脱去一分子水，该蛋白质分子中有300个肽键，故缩合过程中生成300个水分子。3.（2010·本溪高一检测）下面是三个氨基酸分子的结构式，由这三个氨基酸分子按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有氨基、羧基和肽键的数目依次是（）A.1，1,2B.1,1,3C.1,2,2D.2,2,2【解析】选C。解答本题需要明确以下关系：①肽链中，肽键数=氨基酸个数-肽链条数；②多肽中氨基数=肽链条数+R基中氨基数；③多肽中羧基数=肽链条数+R基中羧基数。根据题干信息可知，只有第二个氨基酸的R基中含有1个羧基，所以由题干中的三个氨基酸形成的三肽中，有1个氨基、2个羧基、2个肽键。4.抗体、胰岛素和大多数的酶都是蛋白质，但是功能不同，与此无关的是（）A.氨基酸的数目、种类和排列顺序B.构成蛋白质的多肽链的数目C.构成蛋白质的多肽链的空间结构D.氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基【解析】选D。蛋白质的多样性是由于组成蛋白质分子的氨基酸的种类、数目、排列顺序和多肽链的条数及空间结构不同，组成蛋白质的所有氨基酸分子都具有“至少含有一个氨基和一个羧基”的共同特点，与蛋白质结构多样性无关。5.如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析不正确的是（多选）（）A.A中肯定含有S元素B.多肽中B的数目等于C的数目C.①过程都是经过脱水缩合完成的D.蛋白质结构和功能多样性是由于氨基酸种类多造成的【解析】选A、B、D。根据蛋白质的结构层次可知，A表示构成氨基酸的元素，有C、H、O、N等，可能含有S，但是不一定有S。B表示氨基酸，C表示氨基酸分子脱水缩合形成的肽键，对于环状肽而言，B的数目等于C的数目，而对于链状肽，B的数目-肽链数目=C的数目。①表示氨基酸分子脱水缩合形成多肽的过程。生物体中组成蛋白质的氨基酸种类约有20种，但每种氨基酸数目成百上千、组成肽链的排列顺序千变万化，多肽链的空间结构千差万别，导致蛋白质的结构和功能多种多样。二、非选择题（共2小题，共25分）6.（11分）我国中科院上海生化所合成一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，下面是它的结构简式。据此回答：（1）脑啡肽的化学本质是一种_____，它的基本组成单位的结构特点是___________。（2）如果脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数目均不变，改变其中的________，就可以改变其性质。（3）若将脑啡肽完全水解，需要水分子___个，水解后的产物有________________种。【解析】（1）从图中分析可知，脑啡肽含有4个肽键，由5个氨基酸组成，故其化学本质为五肽。构成多肽的基本单位是氨基酸。（2）多肽的结构与构成多肽的氨基酸的种类、数目、排列顺序有关。（3）因脑啡肽包含4个肽键，故水解时需要4分子水，水解得到5个氨基酸，根据R基可判断，有2个氨基酸的R基相同，故水解后得到的产物有4种氨基酸。答案：（1）五肽都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接在同一个碳原子上（2）氨基酸的排列顺序（3）447.（14分）用氨基酸自动分析仪测定几种肽类化合物的氨基酸数目如下：（1）表中①②③的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用不同，这是因为它们的__________________。（2）表中③与④或⑤与⑥虽然功能相似，但各具专一性，它们之间的差异取决于___________________。（3）在不知血管舒张素的具体情况下，推知这类化合物至少有______个氨基和________个羧基。（4）若氨基酸的平均相对分子质量为a，则④与⑤相比，相对分子质量相差__________。（5）要将1分子⑥完全水解，共需要_____分子水，最多能得到______________种氨基酸。【解析】（1）（2）中，各种肽类化合物功能的差异，取决于其结构的差异。①②③具有相同的氨基酸数目，因此它们结构差异的原因是氨基酸种类和排列顺序的不同。③与④或⑤与⑥相比，氨基酸的数目、种类和排列顺序均是造成它们结构不同的原因。（3）对于任何一条肽链而言，至少有一个氨基和一个羧基，分别位于肽链的两端。（4）④的相对分子质量可表示为：10a-9×18，⑤的相对分子质量可表示为：13a-12×18,所以④与⑤相差3（a-18）。（5）⑥由22个氨基酸脱水缩合而成，包含了21个肽键，因此水解时需要21个水分子，最多能产生20种氨基酸。答案：（1）氨基酸的种类和排列顺序不同（2）氨基酸的数目、种类、排列顺序（3）11（4）3（a-18）（5）2120现有100个氨基酸，共含有116个羧基和106个氨基，这些氨基酸缩合成6条多肽链时共含有—NH2个数是()A.6B.12C.22D.100【解析】选B。每一个氨基酸分子中，至少有一个氨基和一个羧基，R基中可能存在氨基或羧基，且不参与脱水缩合。由题意可知，100个氨基酸中共有106个氨基，说明R基中共有6个氨基，又因为每条肽链的一端会有一个氨基，所以6条肽链中共有氨基：6+6=12个。1.有毒奶粉事件的原因是不法分子在劣质牛奶中添加了有毒物质——三聚氰胺，因为该物质中氮含量较高，而牛奶中蛋白质含量是通过测蛋白氮的数值来估算的。一般说来，每100g蛋白质平均含氮16g，这些氮主要存在于蛋白质

()A.—CO—NH—

B.游离的氨基

C.游离的羧基D.R基【解析】选A。氨基酸分子中的—NH2参与脱水缩合后形成了肽键（—CO—NH—），蛋白质中的N主要存在于肽键中。游离的氨基中含有N，但数目太少，每条肽链中只有一个游离氨基，R基中不一定有N。2.一个由n条肽链构成的蛋白质，共含有m个氨基酸，其中2条链呈环状（2<n），此蛋白质合成过程中至少脱去多少分子水（）A.m-nB.m+n-2C.m-n+2D.n-2【解析】选C。至少脱去的水分子数就是形成肽键的数目，若n条链都是直链，则共形成m-n个肽键，1条环状链比1条直链多1个肽键，2条多2个，所以肽键数为m-n+2。3.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.氨基酸的种类共约有20种D.组成蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基，并且连在同一个碳原子上【解析】选D。氨基酸分子中不仅含有氨基和羧基，在连接氨基和羧基的同一个碳原子上还有R基和氢，所以A项不对；由于有些氨基酸的R基中也含有氨基和羧基，故B项错误；构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，自然界中的氨基酸种类要更多，故C项错误；只有D项正确描述了氨基酸的结构特点，是正确的。4.下列有关蛋白质结构的叙述中，错误的是（）A.催产素和血管舒张素均为九肽，但它们的功能差异很大，完全取决于构成两者的氨基酸种类B.由三个不同种类的氨基酸构成的三肽共有六种C.鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，但并未引起蛋白质分子中肽键的断裂D.多肽链的数目及空间结构均可影响蛋白质的结构【解析】选A。构成催产素和血管舒张素的氨基酸数目相同，但构成两者的氨基酸种类及排列顺序的差异，最终造成了两者功能的差异。由三个不同种类的氨基酸构成的三肽共有3×2×1=6种。蛋白质的变性过程中不发生肽键的断裂，主要是空间结构的改变。多肽链的数目及空间结构的差异也是造成蛋白质分子结构不同的原因。5.组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，区别不同种类氨基酸的依据是（）A.