高中生物2.4蛋白质是生命活动的承担者同步练习教师版新人教版必修1

2.4蛋白质是生命活动的承担者基础知识过关1.生命活动的主要承担者是蛋白质。2.蛋白质的主要功能及实例：主要功能实例构成细胞和生物体结构的重要物质(结构蛋白)肉、头发、羽毛、蛛丝等催化功能细胞中绝大多数的酶运输功能血红蛋白信息传递(调节功能)胰岛素免疫功能（防御）抗体3.组成蛋白质的基本单位氨基酸。其组成元素为C、H、O、N。有的还含有：P、S4.氨基酸分子的结构：（1）其结构通式为：（2）结构特点：A.特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(－NH2)和一个羧基(－COOH)；且都有一个氨基(－NH2)和一个羧基(－COOH)连接在同一个碳原子上。(注：多余的氨基或羧基位于R基中)。B.氨基酸的种类和性质的唯一决定因素：R基。注：氨基和羧基的书写都要有一个游离键。甘氨酸的R基是-H，丙氨酸R基-CH。C.组成人体蛋白质的氨基酸有21种，人体细胞不能合成，只能来自外界的叫必需氨基酸，成人有8种，甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸（甲携来一本亮色书）；人体细胞可以合成的叫非必需氨基酸，有13种。5.蛋白质的结构及其多样性（1）氨基酸脱水缩合形成肽链氨基酸分子通过脱水缩合的方式形成肽链，具体过程如下图所示。（2）相关概念①脱水缩合：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1分子水，这种结合方式就叫脱水缩合。R基中的氨基和羧基不参与(参与/不参与)参与脱水缩合。②肽键：连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键。③肽：由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫二肽；由多个氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫多肽。④肽链：多肽通常呈链状结构，称为肽链。（3）蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。（4）蛋白质的变性：空间结构被破坏，但肽键未断裂；肽键并未断裂，能与双缩脲试剂呈紫色反应。（5）吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化是因为：高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，使内部的肽键暴露出来，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。（6）经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，达到消毒、灭菌的目的。（7）蛋白质相关计算①肽键数＝脱掉水分子数＝氨基酸数－肽链数。②每条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。③蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－脱去的水分子数×18。④假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n－1n－1至少1至少1an－18(n－1)mn－mn－m至少m少man－18(n－m)[知识辨析]1．蛋白质都是由2条或2条以上多肽链构成的。(×)2．蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的。(×)3．与双缩脲试剂发生紫色反应的待测溶液中一定含有蛋白质。(×)4．高温可使蛋白质的空间结构发生不可逆转的改变。(√)5．蛋白质功能的多样性是由蛋白质结构的多样性决定的。(√)6．每一种氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基。(×)7．组成人体蛋白质的氨基酸有21种，分类依据是R基不同。(√)8．氨基酸分子相互结合的方式决定了蛋白质结构的多样性。(×)核心点一氨基酸的结构及其种类1.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是()A．C5H11O2NS B．C3H7SC．C4H11O2S D．C5H10O2N解析：选A。氨基酸的结构通式为，所以甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。核心点二蛋白质的结构、功能及其多样性1．(2022·江西南昌高一检测)下图为细胞中蛋白质合成过程简图，①～④表示相关变化过程，下列分析正确的是()氨基酸eq\o(→,\s\up7(①))二肽eq\o(→,\s\up7(②))三肽eq\o(→,\s\up7(③))多肽eq\o(→,\s\up7(④))蛋白质A．①～④过程都叫作脱水缩合B．④过程不相同，合成的蛋白质也就不相同C．①②③过程形成的化学键相同，④过程一定没有新化学键形成D．蛋白质独特的空间结构是不同蛋白质功能不同的根本原因解析：选B。④过程是肽链盘曲、折叠，不是脱水缩合，A错误；肽链的盘曲、折叠方式不同，形成的蛋白质也就不同，B正确；④过程也可能有新化学键形成，如二硫键等，C错误；不同蛋白质空间结构不同是蛋白质功能不同的直接原因，控制蛋白质合成的基因不同是根本原因，D错误。核心点三蛋白质的相关计算1.(2022·黑龙江鹤岗高一月考)下图为某蛋白质的相关数据，下列说法正确的是()A．该蛋白质含有两条肽链B．形成该蛋白质时，相对分子质量减少了2268C．该蛋白质的R基上共有16个氨基D．构成该蛋白质的氨基酸中共有142个羧基解析：选B。柱形图显示：羧基总数为15个，R基上的羧基数目也为15个，而蛋白质分子中的羧基总数＝肽链数＋R基上的羧基数目，所以该蛋白质含有15－15＝0(条)肽链，进而推知该蛋白质由环状多肽构成，A错误；形成该蛋白质时，脱去的水分子数＝氨基酸数＝126，减少的相对分子质量等于脱去的水的相对分子质量的总和，即等于18×126＝2268，B正确；在环状多肽中，氨基总数＝R基上的氨基数＝17，C错误；该蛋白质由126个氨基酸脱水缩合而成，其中有15个氨基酸的R基含有羧基，因此构成该蛋白质的氨基酸中共有141个羧基，D错误。2.3.(2022·安徽安庆高一期末)某四十肽中有丙氨酸4个，相应位置如图所示，现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个游离的氨基酸。下列有关叙述错误的是()A．该四十肽水解得到的产物，比原四十肽增加了4个氧原子B．若水解得到的多肽链共有5个羧基，则必有1个羧基在R基上C．若将得到的游离的氨基酸缩合成五肽，则氨基酸序列有5种可能D．若将得到的4条多肽链连接成1条长链，则会新生成3个肽键解析：选A。题述四十肽脱掉4个丙氨酸需断开8个肽键，每断开1个肽键需要1分子水，因此产物中氧原子数目增加8个，A错误；若不考虑R基上的羧基，则4条多肽链含有4个羧基，而得到的4条多肽链总共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在R基上，B正确；得到的5个游离的氨基酸中有4个均为丙氨酸，因此将这5个氨基酸缩合成五肽，有5种不同的氨基酸序列，C正确；将得到的4条多肽链重新连接成1条长链，将脱去3个水分子，新形成3个肽键，D正确。1．(高考组合)下列关于肽和蛋白质的叙述，错误的是()A．(2020·浙江卷T2改编)蛋白质不是生物体内的贮能物质B．(江苏卷)α­鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键C．(江苏卷)蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的D．(江苏卷)细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与答案：C2．如下图所示，将蛋白质暴露在高浓度的尿素环境中会发生变性，除去尿素后，蛋白质的空间结构和生物功能可以恢复。下列有关叙述正确的是()A．尿素使蛋白质变性过程中破坏了蛋白质中的肽键，不能与双缩脲试剂发生紫色反应B．尿素使蛋白质变性过程中改变了原有蛋白质中氨基酸的数量C．构成蛋白质的氨基酸种类和排列顺序相同则蛋白质结构相同D．高温煮熟变性后的蛋白质更容易消化解析：选D。分析题图可知，尿素可使蛋白质变性，变性后蛋白质的空间结构受损，但肽键没有断裂，因此仍可与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；变性过程中，蛋白质中的氨基酸数量没有改变，B错误；蛋白质结构多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构不同，故构成蛋白质的氨基酸种类和排列顺序相同的蛋白质结构不一定相同，C错误。3．(2022·山东菏泽高一期中)假如蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)羧基端的肽键，蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)两侧的肽键，某四十九肽分别经酶1和酶2作用后的情况如下图所示，下列叙述正确的是()A．此多肽中含1个赖氨酸B．苯丙氨酸位于四十九肽的第17、31、49位C．短肽D、E与四十九肽的O原子数相同，N原子数减少4个D．适宜条件下蛋白酶1和蛋白酶2同时作用于此多肽，可形成5条短肽解析：选A。根据题图分析可知，此多肽中只有1个赖氨酸，A正确；苯丙氨酸位于四十九肽的第16、30、48位，B错误；已知赖氨酸的分子式为C6H14N2O2，短肽D、E与四十九肽相比减少2个肽键和1个赖氨酸，即水解消耗了2个水分子并减少了1个赖氨酸，则O原子数不变，N原子数减少2个，C错误；适宜条件下蛋白酶1和蛋白酶2同时作用于此多肽，可得到第1～16位、第17～22位、第24～30位、第31～48位4条短肽和第23位、第49位2个氨基酸，D错误。4．下图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是()A．该分子中含有198个肽键B．这200个氨基酸中至少有200个氨基C．合成该蛋白质时相对分子质量减少了3600D．该蛋白质中至少含有4个游离的羧基解析：选C。该蛋白质分子含有2条肽链且2条肽链之间由2个肽键连接，故该分子一共含有200个肽键；由图可知，两条肽链之间的肽键是由第25位和第120位、第70位和第165位的氨基酸R基上的氨基和羧基形成的，故组成该蛋白质分子的200个氨基酸中至少含有202个氨基；合成该蛋白质时脱去的水分子数与形成的肽键数相等，故合成该蛋白质时相对分子质量减少了18×200＝3600；该蛋白质分子含有2条肽链，至少含有2个游离的羧基。5．(2022·辽宁大连高一期末)下图为由51个氨基酸组成的某种胰岛素的结构示意图。下列相关叙述错误的是()A．该胰岛素至少含有两个氨基和两个羧基B．氨基酸之间形成的氢键能使肽链盘曲、折叠C．若某种氨基酸的R基是—CH2—COOH，则其氧原子数为4D．该胰岛素的分子量比51个氨基酸分子量之和减少了882解析：选D。该胰岛素分子含2条肽链，每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，所以该胰岛素分子至少含有两个氨基和两个羧基，A正确；肽链由于氨基酸分子之间形成的氢键而盘曲、折叠形成一定的空间结构，B正确；根据氨基酸的结构通式可知，若某种氨基酸的R基是—CH2—COOH，则其氧原子数为4，C正确；氨基酸分子形成胰岛素时，共脱去水分子数＝51－2＝49(个)，共脱去氢原子6个(形成3个二硫键脱去的)，对此氨基酸的相对分子质量减少了49×18＋6＝888，D错误。6．脑啡肽的合成采用的是蛋白质工程技术，这是生物技术在分子水平上的又一突破。下图为脑啡肽的结构简式，请回答下列问题：(1)该化合物有________个氨基和________个羧基。(2)该化合物是由________个氨基酸脱去________分子水而形成的，该化合物叫________肽。在形成时，相对分子质量减少了________。(3)该化合物水解后可产生________种氨基酸，造成氨基酸种类不同的原因是________________________________________________________________________。(4)现有质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液、鸡蛋、人的口腔唾液(酶)、质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液、清水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶。请设计实验证明“脑啡肽是多肽”。①实验原理：在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。②方法步骤：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。③预期结果：______________________________________________________。④实验结论：____________________________________________________。解析：该多肽含有4个肽键，是由5个氨基酸脱水缩合而成的，在形成多肽时，共脱去4个水分子，相对分子质量减少了4×18＝72。该多肽中有1个氨基和1个羧基。从结构上可以看出，左起第二个氨基酸的R基和第三个氨基酸的R基相同，应为同一种氨基酸，因此脑啡肽水解后产生4种氨基酸。脑啡肽是多肽，在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。在设计实验过程中还应注意空白对照。答案：(1)11(2)54五72(3)4R基不同(4)②取两支试管分别编号为A、B，在A试管中加入2mL脑啡肽液，在B试管中加入2mL清水；在两支试管中各加入1mL质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，振荡；再在两支试管中各加入4滴质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液，振荡③A试管中出现紫色，B试管中不出现紫色④脑啡肽是一种多肽7．(2022·山东潍坊高一月考)盐藻是一种单细胞真核藻类，其鞭毛是由微管蛋白聚合而成的。为研究泛素和蛋白酶体是否参与盐藻鞭毛的解聚过程，科研人员进行了相关研究。回答下列问题：(1)借助荧光显微镜，观察到盐藻鞭毛上存在泛素，它是由76个________组成的多肽，可与微管蛋白形成泛素化蛋白。(2)科研人员检测了不同处理下盐藻鞭毛中泛素化蛋白的含量，其电泳结果如图1。(对照组：正常生长状态的盐藻细胞；组装组：鞭毛组装状态的盐藻细胞；解聚组：鞭毛解聚状态的盐藻细胞)据图1分析，与对照组相比，鞭毛解