2024-2025学年新教材高中生物第2章组成细胞的分子第4节蛋白质是生命活动的主要承担者课时分层作业含解析新人教版必修1

PAGE8-第4节蛋白质是生命活动的主要担当者(建议用时：40分钟)题组一蛋白质的功能1．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．胰岛素与调整 B．抗体与免疫C．淀粉酶与运输 D．血红蛋白与运输C[生物体内蛋白质功能许多。例如，起调整作用的激素，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。]2．下列不属于生物体内蛋白质功能的是()A．构成肌肉、蛛丝、头发等的主要成分B．催化细胞内化学反应的酶C．调整机体的生命活动D．供应细胞代谢的主要能源物质D[蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，如结构蛋白是构成肌肉、蛛丝、毛发等的主要成分，A不符合题意；部分蛋白质具有催化功能，如酶，B不符合题意；部分蛋白质具有调整机体生命活动的作用，如胰岛素、生长激素等，C不符合题意；细胞代谢的主要能源物质是糖类，不是蛋白质，D符合题意。]题组二蛋白质的基本组成单位——氨基酸3．右图为构成蛋白质的氨基酸分子的结构通式，下列叙述错误的是()A．自然界中结构④在生物体内有21种B．氨基酸理化性质的不同是由结构④不同确定的C．从图中可以看出，一个氨基酸肯定仅含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)D．若甘氨酸的结构简式为，则甘氨酸是构成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最小的氨基酸C[图中①为氨基，③为羧基，④为侧链基团(R基)。生物体中组成蛋白质的氨基酸有21种，而R基是氨基酸分类的重要依据，A项正确。氨基酸的不同仅仅是侧链基团(R基)不同，R基确定了氨基酸理化性质的不同，B项正确。一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，R基中也可能含有氨基或羧基，C项错误。由甘氨酸的结构简式可知，甘氨酸的R基为—H，因此甘氨酸是构成蛋白质的氨基酸中相对分子质量最小的氨基酸，D项正确。]4．下面是4种构成蛋白质的氨基酸的结构简式，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4种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOHC．R基中也可以有氨基或羧基D．氨基酸可与双缩脲试剂反应生成紫色络合物D[在甲、乙、丙、丁4种氨基酸中，先找出连接在同一个碳原子上的—NH2和—COOH以及—H，则剩下的就是R基；蛋白质中的肽键可与双缩脲试剂反应生成紫色络合物，D项错误。]5．(多选)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，正确的是()A．一个氨基酸可以含有多个氨基或羧基B．不是全部氨基酸都能在人体细胞中合成C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键D．合成蛋白质所必需的氨基酸称为必需氨基酸ABC[每个氨基酸分子都至少含有一个氨基(—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，因此一个氨基酸可以含有多个氨基或羧基，A正确；在人体细胞中不能合成、必需从外界环境中干脆获得的氨基酸称为必需氨基酸，而在人体细胞中能合成的氨基酸称为非必需氨基酸，B正确，D错误；氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键，C正确。]题组三蛋白质的结构及其多样性6．(2024·山东泰安一中高一上期中)我国中科院上海生化所于1982年5月合成了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。它的结构简式如下，有关说法不正确的是()A．该物质仅有一个游离的氨基B．该物质与双缩脲试剂反应呈紫色C．该化合物为四肽D．构成该物质的氨基酸有4种C[分析题图可知，该化合物只含有一个游离的氨基，A正确；该化合物含有肽键，可以与双缩脲试剂反应呈紫色，B正确；该化合物含有4个肽键，因此其是由5个氨基酸脱水缩合形成的五肽，C错误；由题图可知，5个氨基酸的R基有4种，因此构成该物质的氨基酸有4种，D正确。]7．某多肽链的分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到以下3种氨基酸，则此多肽中含有的赖氨酸个数为()赖氨酸A．2个 B．3个C．5个 D．8个B[假设水解得到的氨基酸个数为N，则该多肽合成时脱去的水分子数目为N－1。依据氧原子守恒进行计算，该多肽中氧原子数目＝氨基酸数目×2－脱去的水分子数＝2N－(N－1)＝9，可计算出N＝8，由于三种氨基酸中只有赖氨酸含有两个氨基，假设每个氨基酸中只含有一个氨基，则多余的氨基来自赖氨酸，所以赖氨酸的数目为11－8＝3，故选B。]8．(2024·江苏高考)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是()A．α­鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键B．蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的C．蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的D．变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应A[A对：环状八肽的分子中含有8个肽键。B错：蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的，可能只由1条肽链构成，也可能由多条肽链构成。C错、D错：蛋白质变性是由空间结构发生变更造成的，肽键并没有断裂，变性蛋白质仍有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应。]9．下图是某化合物的结构图，请据图分析回答下列问题：(1)图中化合物的名称是________，图中含有肽键________个，图中所示肽链含________种氨基酸，它们的不同取决于图中的哪些基团？________(填序号)。(2)形成该化合物的化学反应叫作________，在这个过程中，相对分子质量削减了________。该多肽若要形成环状肽，可再发生化学反应的基团编号是________。(3)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质须要有正确的氨基酸序列和________结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，缘由是_____________________________________。(4)假设21种氨基酸的平均相对分子质量为125，现由四条肽链共80个氨基酸构成蛋白质，其相对分子质量约为________。[解析](1)题图中化合物含有两个肽键，由3个氨基酸脱水缩合而成，故名称是三肽。肽键可表示为—CO—NH—；氨基酸种类取决于R基，由题图可知，R基有3种，分别是②③⑤(依次是—CH3、—H、—CH2—OH)，故氨基酸有3种。(2)氨基酸经脱水缩合形成多肽，该三肽共脱去2分子的水，故相对分子质量削减了2×18＝36。该多肽若要形成环状肽，则需首尾相连，可再发生化学反应的基团编号是①⑥。(3)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质须要有正确的氨基酸序列和空间结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，缘由是蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。(4)蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均分子质量－18×(氨基酸数目－肽链条数)＝80×125－18×(80－4)＝8632。[答案](1)三肽23②③⑤(2)脱水缩合36①⑥(3)空间蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解(4)863210．用氨基酸自动分析仪测定几种多肽化合物和蛋白质的氨基酸数目如下表所示：(1)表中①②③的氨基酸数目虽相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的_________________不同。(2)表中③与④、⑤与⑥的功能虽相像，但各自具有专一性。它们之间的差异主要取决于____________________________________________________。(3)在未知平滑肌舒张素的状况下，推知这种肽类化合物至少有________个氨基和________个羧基，这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置？____________________________________________________。(4)⑧是由51个氨基酸组成的两条多肽链，共有______个肽键。(5)⑧的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑨的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑩的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑩有4条肽链，在574个氨基酸分子脱水缩合过程中生成________个水分子。(6)这些实例说明蛋白质的分子结构具有________，这种结构特点确定了____________________________________________________。[解析](1)虽然①②③的氨基酸数目相同，但其种类和排列依次未必相同，因此形成的多肽结构不同，生理功能各异。(2)结构的特异性确定了功能的专一性，就③与④、⑤与⑥而言，均为肽类物质，其结构的差异是由于氨基酸的种类、数量、排列依次不同导致的。(3)从氨基酸脱水缩合生成多肽的过程可知，肽链为开链式结构，其两端各游离着一个氨基和一个羧基。(4)由51个氨基酸脱水缩合形成两条肽链时共形成49个肽键。(5)⑧为激素，说明蛋白质具有调整作用；⑨为抗体，说明蛋白质具有免疫功能；⑩为血红蛋白，可运输O2，说明蛋白质具有运输功能；⑩由574个氨基酸形成4条肽链时共脱去水分子570个。(6)不同的蛋白质其结构不同，所具有的功能也各不相同。[答案](1)氨基酸种类和排列依次(2)氨基酸的种类、数目、排列依次不同(3)11肽链两端(4)49(5)调整免疫运输570(6)多样性蛋白质分子具有多种功能11．有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是()A．蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B．数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C．将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丢失D．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构C[蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关，蛋白质的空间结构发生变更时，其生物活性也发生变更，A正确；数量相同的5种氨基酸种类可能不同，排列依次也可能不同，因此可以组成不同的多肽链，B正确；抗体的化学本质是蛋白质，蛋白质溶解在NaCl溶液中，其结构没有发生变更，因此生物活性不会丢失，C错误；氨基酸序列相同的多肽链折叠方式可能不同，形成的蛋白质空间结构不同，D正确。]12．(2024·山东潍坊一中高一上期中)一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：据此推断，下列有关叙述错误的是()A．1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸B．合成1个该肽链分子同时将产生5个水分子C.1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基D．1个该肽链分子是由6个氨基酸脱水缩合而成的C[3种氨基酸都只含有1个氨基，则C22H34O13N6是由6个氨基酸脱水缩合而成的，合成该肽链时产生5个水分子，B、D正确；假设谷氨酸有x个，则依据氧原子守恒，即13＝2x＋6×2－5，解得x＝3，由此可知，谷氨酸有3个，A正确；1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基，C错误。]13．如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)后，可转变成由A、B两条肽链构成的有活性的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是()A．胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水B．胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C．沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性丢失D．切去C肽不须要破坏二硫键D[胰岛素分子含51个氨基酸、两条肽链，则具有51－2＝49个肽键，合成过程中脱去49分子水，A项错误；胰岛素分子含有两条肽链，至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，B项错误；沸水浴时蛋白质的空间结构发生变更导致胰岛素生物活性的丢失，但肽键并未断裂，C项错误；由图知，切去C肽须要破坏肽键，不须要破坏二硫键，D项正确。]14．二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是()A．该蛋白质至少有2个游离的羧基B．形成该蛋白质的过程中脱去了277个水分子C．该蛋白质至少有280个氨基D．该蛋白质的功能由氨基酸的数目、种类、排列依次三方面确定A[该蛋白质由3个多肽组成，其中有两条是链状肽，每条链状肽至少含有一个羧基，因此该蛋白质分子至少含有2个游离的羧基，A正确；该蛋白质合成时脱去水分子数目＝280－2＝278，B错误；该蛋白质由3个多肽组成，其中有两条是链状肽，每条链状肽至少含有一个氨基，因此该蛋白质分子至少含有2个氨基，C错误；该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列依次和肽链形成的空间结构四方面确定，D错误。]15．已知21种氨基酸的平均相对分子质量为m。图1为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图2为部分肽链放大示意图，请据图回答下列问题：图1图2(1)该化合物由氨基酸脱去________个水分子形成，这种结合方式叫作________，图1所示的蛋白质的相对分子质量为________。(2)图2中有________种R基，肽键是________(填序号)，该肽链至少有________个游离的羧基。(3)虽然高温没有破坏此蛋白质的________键，但蛋白质的空间结构遭到破坏。(4)假设有一个十肽，分子式为CxHyOzNmSn，组成该十肽的氨基酸只有图2中的几种，则含有①的氨基酸有________个。[解析](1)图1所示蛋白质含124个氨基酸，1条肽链，因此脱去的水分子数为124－1＝123；氨基酸通过脱水缩合方式形成蛋白质，图1所示的蛋白质的相对分子质量＝氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸个数－水的个数×18