第2章第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者-2022年初升高生物无忧衔接（人教版2019）（解析版）

第4节蛋白质是生命活动的主要承担者初中内容初中内容食物中的营养物质蛋白质功能消化与吸收高中内容细胞中的元素和化合物蛋白质功能结构合成过程初中相关知识回顾：1、蛋白质是建造和修复身体的重要原料，人体的生长发育以及受损细胞的修复和更新，都离不开蛋白质。此外，蛋白质也能被分解，为人体的生命活动提供能量。2、胃液中的蛋白酶对蛋白质进行初步分解。小肠中有胰腺和肠腺分泌的大量的消化液，其中有消化蛋白质的酶。在多种消化酶的作用下，蛋白质分解为可以被细胞直接吸收的小分子有机物——为氨基酸。高中新知识一、蛋白质的功能（蛋白质是生命活动的主要承担者，这与蛋白质的多样性有关。）许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。例如，肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质（图为肌肉纤维）。细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。有些蛋白质具有运输功能（血红蛋白能运输氧）。有些蛋白质有免疫功能。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。有些蛋白质能够调节机体的生命活动（即，信息传递功能），如胰岛素（图中黄色区域的部分细胞能分泌胰岛素）。总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1、氨基酸的结构特点：每种氨基酸至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-C00H)，并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原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。2、氨基酸的种类在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。必需氨基酸：其中有8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。非必需氨基酸：另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫作非必需氨基酸。3、手术缝合线用胶原蛋白线可以免拆线的原理：作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸。三、蛋白质的结构及其多样性1、脱水缩合蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。氨基酸分子首先通过互相结合的方式进行连接：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，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。有关脱水缩合的计算若一个蛋白质分子中：若一个蛋白质分子中：氨基酸数：n肽链条数：m氨基酸平均分子量：a二硫键数：p脱水数：n-m则：蛋白质分子量：a*n-[18*(n-m)+2p]游离的氨基数（羧基数）：m+R基（侧链基团）上的氨基数目控制该蛋白质合成的mRNA中的碱基数目至少是：3n控制该蛋白质合成的基因（DNA）中的碱基数目至少是：6n2、二肽、多肽、肽链二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物，叫作二肽(图2-10)。多肽：以此类推，由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽。（由几个氨基酸组成就叫几肽化合物，如三肽是指由3个氨基酸构成的肽链）肽链：多肽通常呈链状结构，叫作肽链。3、蛋白质的空间结构一条或两条或多条一条或两条或多条氨基酸肽链具有一定空间结构的肽链具有一定空间结构的蛋白质脱水缩合盘曲、折叠维持空间结构的化学结构：共价键、氢键、二硫键等。蛋白质的功能依赖于其特定的空间结构实例：血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含四条多肽链。，人正常血红蛋白的空间结构呈球状，由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白。这样的血红蛋白可聚合成纤维状，性质也与正常血红蛋白有差异，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状(图2-13），运输氧的能力会大为削弱。4、蛋白质结构多样性的原因：直接原因：①氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性。②及蛋白质具有复杂的空间结构，是蛋白质种类多种多样的原因。根本原因：DNA的多样性5、蛋白质变性蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。高温、过酸、过碱等，都会使蛋白质变性。应用：例如，鸡蛋、肉类经煮热后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得仲展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃热鸡蛋、熟内容易消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。

基本知识点10分钟自测：一、蛋白质的功能（蛋白质是生命活动的主要承担者，这与蛋白质的多样性有关。）总体来说，蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1、氨基酸的结构特点：每种氨基酸至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-C00H)，并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原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。2、氨基酸的种类在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。必需氨基酸：其中有8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般就不会缺乏必需氨基酸。非必需氨基酸：另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫作非必需氨基酸。三、蛋白质的结构及其多样性1、脱水缩合氨基酸分子首先通过互相结合的方式进行连接：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，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫作脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。2、二肽、多肽、肽链二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物，叫作二肽(图2-10)。多肽：以此类推，由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽。（由几个氨基酸组成就叫几肽化合物，如9肽是指由9个氨基酸构成的肽链）肽链：多肽通常呈链状结构，叫作肽链。3、蛋白质的空间结构一条或两条或多条一条或两条或多条氨基酸肽链具有一定空间结构的肽链具有一定空间结构的蛋白质脱水缩合盘曲、折叠维持空间结构的化学结构：共价键、氢键、二硫键等。蛋白质的功能依赖于其特定的空间结构4、蛋白质结构多样性的原因：直接原因：①氨基酸的数目、种类、排列顺序的多样性。②及蛋白质具有复杂的空间结构，是蛋白质种类多种多样的原因。根本原因：DNA的多样性5、蛋白质变性蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。高温、过酸、过碱等，都会使蛋白质变性。第3节细胞中的糖类和脂质（随堂练）第I卷（选择题）一、单选题1．（2022·全国·高一）下列有关组成蛋白质的氨基酸的叙述，正确的是（

）A．非必需氨基酸是可以由其他氨基酸替代的氨基酸B．氨基酸分子的氨基和羧基都连在同一个碳原子上C．各种氨基酸共有的结构是NH2—CH2—COOHD．各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同【答案】D【解析】【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构特点是：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，氨基酸的不同在于R基的不同。由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同，肽链的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构具有多样性。【详解】A、非必需氨基酸是可以由其他氨基酸替代的氨基酸是人体细胞能合成的氨基酸，不能由其他氨基酸替代，A错误；B、构成蛋白质的氨基酸分子有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上，但不是每种氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基，有的氨基酸R基中也有氨基和羧基，B错误；C、各种氨基酸共有的结构是NH2—CH—COOH，而不是NH2—CH2—COOH，C错误；D、各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基不同，D正确。故选D。2．（2022·全国·高一）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-CH2-CH2-S-CH3,则它的分子式是C5H11O2NSB．酪氨酸和精氨酸化学性质的差异是由R基的不同引起C．氨基酸数目和氨基酸中氨基数和羧基数一定是完全相同的D．分子式为C13H16O5N2的化合物有可能有两个氨基酸结合形成【答案】C【解析】【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构特点是：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，氨基酸的不同在于R基的不同。由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同，肽链的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构具有多样性。【详解】A、甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3，氨基酸的分子式为C2H4O2NR，所以甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS，A正确；B、酪氨酸与精氨酸的性质不同，因为他们属于不同的氨基酸，不同氨基酸的种类不同是由于R基的不同引起的，B正确；CD、一个氨基酸不一定只有一个氨基和一个羧基，所以，氨基酸数目和氨基酸中氨基数和羧基数不一定是完全相同，C错误；D、分子式为C13H16O5N2的化合物，有两个N元素，有可能有两个氨基酸结合形成，D正确。故选C。3．（2022·广东东莞·高二期中）下图为牛胰岛素结构图，该物质中-S-S是由两个-SH脱去两个H形成的。下列说法错误的是（

）A．牛胰岛素为51肽，若彻底水解该化合物分子，则共需要49个水分子B．牛胰岛素中至少含有2个-NH2和2个-COOHC．牛胰岛素中至少含有的O原子个数为53个D．从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量为882【答案】D【解析】【分析】链状多肽的计算：氨基酸数=肽链数+肽键数（或脱去的水分子数）【详解】A、牛胰岛素为51肽，有两条肽链，若彻底水解该化合物分子，则共需要49个水分子，A正确；B、每条肽链至少有一个-NH2和一个-COOH，牛胰岛素有两条肽链，至少含有2个-NH2和2个-COOH，B正确；C、牛胰岛素中至少含有的O原子个数=51-2+4=53个，C正确；D、从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量=（51－2）×18＋1×4=886，D错误。故选D。4．（2022·新疆·沙湾县第一中学高一期中）下列关于蛋白质分子结构的叙述，正确的是（

）A．氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质，功能可能不同B．由n条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各n个C．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式脱水缩合D．高温会使蛋白质变性，蛋白质的空间结构保持不变，能与双缩脲试剂发生紫色反应【答案】A【解析】【分析】蛋白质结构多样性与组成蛋白质分子的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，根本原因是DNA分子的多样性，蛋白质结构多样性决定功能多样性。【详解】A、氨基酸类、数量和排列顺序相同的蛋白质可能空间结构不同造成蛋白质结构不同，进而使功能不同，A正确；B、一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，因此由n条肽链组成的蛋白质，至少含有氨基和羧基各n个，B错误；C、组成蛋白质的氨基酸之间的脱水缩合方式相同，都是一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基反应脱去1分子水，C错误；D、高温使蛋白质变性，蛋白质的空间结构改变，D错误。故选A。5．（2022·新疆·沙湾县第一中学高一期中）下列有关氨基酸的描述，正确的是（）A．氨基酸是构成蛋白质的基本单位，由氨基和羧基组成B．每种氨基酸至少具有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上C．人体内的氨基酸必须从食物中获取D．每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素【答案】B【解析】【分析】1、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。2、构成蛋白质的氨基酸根据能否在人体细胞中合成，分为必需氨基酸和非必需氨基酸。3、蛋白质是由C、H、O、N元素构成，有些还含有P、S等。【详解】AB、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，A错误，B正确；C、人体内的氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，其中必需氨基酸必需从食物中获取，C错误；D、氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N，有的还含有S、P等元素，D错误。故选B。6．（2022·四川·成都七中高二阶段练习）有一条多肽链，分子式为CxHYOPNQS，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸，分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为（

）A．q-1 B．q+1 C．p-1 D．p+1【答案】C【解析】【分析】分子式为CXHYOPNQS的多肽彻底水解后所得到的四种氨基酸：在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中，每个氨基酸分子都只含有一个羧基（两个O原子），因此可以根据氧原子数目计算出氨基酸的数目。【详解】ABCD、由题意知，该多肽链中的O原子是P个，组成该多肽链的氨基酸中都含有一个羧基，即2个O原子，设该多肽链含有n个氨基酸，根据“氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数”，则有P=2n-（n-1)，解得n=p-1。ABD错误，C正确。故选C。7．（2022·山东·菏泽一中高二阶段练习）木瓜蛋白酶是番木瓜中含有的一种的特异性蛋白水解酶。该蛋白质由一条含有212个氨基酸残基的肽链组成。其中含有3对二硫键（由两个—SH脱氢后形成）。下列相关说法错误的是（

）A．木瓜蛋白酶至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基B．组成木瓜蛋白酶的氨基酸之间主要通过肽键相连C．由氨基酸合成木瓜蛋白酶的过程中，会脱去428个氢原子D．大多数蛋白质溶液中加入木瓜蛋白酶后与双缩脲试剂不发生紫色反应【答案】D【解析】【分析】蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数；至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水。【详解】A、据题意可知，木瓜蛋白酶由一条含有212个氨基酸残基的肽链组成，因此至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，A正确；B、木瓜蛋白酶的化学本质是蛋白质，组成蛋白质的氨基酸之间主要是通过肽键相连，个别还可以通过二硫键相连，B正确；C、木瓜蛋白酶由一条含有212个氨基酸残基的肽链组成，且含有3对二硫键，因此它的形成过程中会脱去（212-1）×2（脱去水中的氢）+3×2（形成二硫键脱去的氢）=428个氢原子，C正确；D、木瓜蛋白酶本身也是蛋白质，因此木瓜蛋白酶分解蛋白质后，存在的木瓜蛋白酶仍然可以与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。故选D。8．（2022·山东·德州市第一中学高二阶段练习）硒代半胱氨酸是近年来发现的构成人体蛋白质的第21种氨基酸。下列相关叙述错误是（

）A．硒代半胱氨酸的硒元素位于氨基酸的R基团上B．硒代半胱氨酸能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应C．发生脱水缩合时，水中的氢既可来自硒代半胱氨酸的氨基也可来自其羧基D．硒代半胱氨酸在肽链中的位置改变时，相应蛋白质的功能可能发生变化【答案】B【解析】【分析】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。双缩脲试剂可与蛋白质反应出现紫色。【详解】A、氨基酸的结构通式是，所以硒代半胱氨酸的硒元素位于氨基酸的R基团上，A正确；B、硒代半胱氨酸不含肽键，不能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应，B错误；C、氨基酸脱水缩合时，生成的水中的氢一个来自其中一个氨基酸的氨基，另一个来自另一个氨基酸的羧基，C正确；D、结构决定功能，硒代半胱氨酸在肽链中的位置改变时，会导致蛋白质的结构改变，从而导致蛋白质的功能发生改变，D正确。故选B。9．（2023·全国·高三专题练习）神舟十三号载人飞船搭载翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员飞往太空，太空的失重环境会引起骨无机盐的代谢紊乱，从而引起骨质疏松。天宫三号货运飞船需要给三名航天员输送必要的食物以保证航天员生命活动的正常进行。下列相关叙述正确的是（）A．蛋白质类食物已经煮熟，其中的肽键数目发生了变化B．蔬菜中含有的纤维素是多糖，需经人体消化道分解为葡萄糖后，才能被吸收利用C．食物中应富含钙等无机盐，同时适当补充鱼肝油，可在一定程度上预防骨质疏松D．若宇航员没有及时进食，糖代谢发生障碍，供能不足时，脂肪会大量转化为糖类【答案】C【解析】【分析】1、高温不会破坏蛋白质中的肽键。2、维生素D能促进动物肠道对钙磷的吸收，调节钙磷的平衡。【详解】A、蛋白质类食物已经煮熟，但加热过程中并没有引起肽键断裂，因此，其中的肽键数目并未发生变化，A错误；B、蔬菜中含有的纤维素是多糖，但人体不能产生分解纤维素的酶，因此蔬菜中的纤维素不能被人体吸收利用，B错误；C、食物中应富含钙等无机盐，同时适当补充鱼肝油，因为鱼肝油中含有的维生素D能促进肠道对钙磷的吸收，因而可在一定程度上预防骨质疏松，C正确；D、若宇航员没有及时进食，糖代谢发生障碍，供能不足时，脂肪会转化为糖类，但并不是大量转化为糖类，D错误。故选C。10．（2022·辽宁·凤城市第一中学高二阶段练习）2020年1月26日，联合应急攻关团队及时公布了上科大饶子和/杨海涛课题组测定的2019-nCoV新型冠状病毒3CL水解酶（Mpro）的高分率晶体结构，这对药物研发有重要作用。下列有关3CL水解酶叙述正确的是（

）A．Mpro、葡萄糖、磷脂、ATP等化合物的元素组成相同B．Mpro是由脱氧核苷酸脱水缩合形成的有催化功能的有机物C．Mpro具有特定的空间结构，一旦改变，其活性就会改变或丧失D．新冠病毒是RNA病毒，其Mpro是在病毒体内的核糖体中合成的【答案】C【解析】【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性和作用条件温和的特点。【详解】A、Mpro为一种水解酶，化学本质是蛋白质，其组成元素有C、H、O、N等，葡萄糖的组成元素只有C、H、O，磷脂和ATP的组成元素有C、H、O、N、P，A错误；B、Mpro为一种水解酶，其化学本质是蛋白质，是由氨基酸经脱水缩合形成的大分子物质，B错误；C、Mpro的化学本质是蛋白质，具有特定的空间结构，结构决定功能，其空间结构一旦改变，催化活性就会丧失或改变，C正确；D、新冠病毒是RNA病毒，不具有细胞结构，无独立的代谢系统，专性寄生物，其Mpro是在宿主细胞的核糖体中合成的，D错误。故选C。11．（2022·湖北·荆州中学三模）FtsZ蛋白是一种广泛存在于细菌细胞质中的骨架蛋白，与哺乳动物细胞中的微管蛋白类似。在细菌二分裂过程中，FtsZ蛋白先招募其他15种分裂蛋白形成分裂蛋白复合物，再促进细菌完成二分裂。下列说法错误的是（

）A．FtsZ蛋白与其他15种分裂蛋白的单体都以碳链为骨架B．FtsZ蛋白在细菌中广泛存在，因此可作为抗菌药物研发的新标C．FtsZ蛋白的功能由氨基酸的种类、数目和排列顺序三方面决定D．研发针对于细菌的FtsZ蛋白抑制剂时，应考虑其对动物微管蛋白的抑制作用【答案】C【解析】【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构特点是：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，氨基酸的不同在于R基的不同。由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同，肽链的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构具有多样性。【详解】A、蛋白质等生物大分子及其单体都以碳链为骨架，故FtsZ蛋白与其他15种分裂蛋白的单体都以碳链为骨架，A正确；B、FtsZ蛋白在细菌中广泛存在，通过抑制该蛋白的合成或破坏其空间结构从而抑制细菌二分裂，因此可作为抗菌药物研发的新靶标，B正确；C、细菌虽没有内质网和高尔基体，但其蛋白质也有一定的空间结构，因此FtsZ蛋白的功能由氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽的空间结构有关，C错误：D、FtsZ蛋白与哺乳动物细胞中的微管蛋白类似，因此在研发针对于细菌的FtsZ蛋白抑制剂时，应考虑其对动物微管蛋白的抑制作用，D正确。故选C。12．（2021·湖南师大附中高一期中）我国中科院上海生化所于1982年5月合成了一种药物——脑啡肽，下面是它的结构简式。有关叙述正确的是（

）A．脑啡肽为四肽化合物B．反应物合成一个脑啡肽后，脱去5个水分子C．一个脑啡肽含有5个游离的氨基D．组成脑啡肽的氨基酸共有4种R基【答案】D【解析】【分析】组成蛋白质的氨基酸含有一个氨基、一个羧基和一个氢连在同一个碳原子上，R基决定氨基酸的种类。【详解】A、分析题图可知，该化合物中含有4个-CO-NH-结构，因此该化合物是由五个氨基酸脱水缩合形成的五肽化合物，A错误；B、该化合物含有4个-CO-NH-结构，含有4个肽键，说明合成一个脑啡肽，需要脱去4个水分子，B错误；C、组成该化合物的氨基酸的R基中均无游离的氨基，所以只有主链上最左端的1个游离的氨基，C错误；D、结合氨基酸的结构通式可知，组成脑啡肽的5个氨基酸中第2、3个氨基酸的R基相同，均为-H，所以共有4种R基，D正确。故选D。13．（2022·吉林一中高二期中）某链状十六肽分子的分子式为CXHYO33N28，其水解后共产生下列4种氨基酸。据此判断，下列说法不正确的是（）A．该分子中存在7个游离氨基和9个游离羧基B．1个该分子水解需要15个水分子C．X数值是81；Y数值是108D．若利用酶将该十六肽分子中所有a、b氨基酸参与形成的肽键全部水解，产物除氨基酸外至少得到两条肽链【答案】D【解析】【分析】根据题意和图示分析可知：由于a、b、d每个氨基酸中只含有1个羧基（-COOH），而c氨基酸中含有2个羧基（-COOH），而a、b、c每个氨基酸中只含有1个氨基（-NH2），d氨基酸中含有3个氨基（-NH2），因此该多肽由1个a、1个b、8个c、6个d氨基酸构成。【详解】A、多肽中游离氨基数（羧基数）=肽链数+R基上的氨基数（羧基数），分析题图可知，组成该多肽的4种氨基酸分子的R基中，c氨基酸含2个（-COOH），d氨基酸分子中含3个氨基，该链状十六肽分子中含O原子33个，N原子28个，若每个氨氨酸的R基中含有1个氨基，则含有16个N原子，多出的12个N原子来自于d氨基酸，12÷2=6；若每个氨氨酸的R基中含有1个羧基，则该多肽含有17个O原子，多出的16个O原子来自于c氨基酸，16÷2=8，说明该多肽是由1个a、1个b、8个c、6个d氨基酸构成的，因此该多肽分子中存在7个游离氨基和9个游离羧基，A正确；B、含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=16-1=15个，故1分子该链状十六肽分子彻底水解需要消耗15个水分子，B正确；C、由A分析可知，该多肽是由1个a（C2H5O2N）、1个b（C3H7O2N）、8个c（C5H9O4N）、6个d（C6H9O2N3）氨基酸构成的，共有C81H138O48N28，在形成链状十六肽分子时，形成了15个肽键，脱去了15个H2O，故该链状十六肽分子的分子式为C81H108O33N28，即X数值是81，Y数值是108，C正确；D、由于该十六肽分子中含有1个a和1个b氨基酸，若a、b氨基酸连在一起，位于该多肽的一端，则利用酶将该十六肽分子中所有a、b氨基酸参与形成的肽键全部水解，产物除氨基酸外至少得到一条肽链，D错误。故选D。14．（2020·广东·新会陈经纶中学高一期中）下图是某化合物的结构式。关于该化合物的叙述，错误的是（

）A．由于②④⑥的不同，该化合物由3种氨基酸组成B．图含有③和⑤两个肽键，因此该化合物为三肽C．该化合物中含1个游离的氨基和2个游离的羧基D．若彻底水解该化合物分子，则共需要3个水分子【答案】D【解析】【分析】分析题图：图中①为氨基，③⑤为肽键，②④⑥为R基团，⑦为羧基。该分子含有2个肽键，是由3个氨基酸脱水缩合形成的三肽，组成该多肽的3个氨基酸的R基团依次是-CH2-CH2COOH、-CH3、-CH2-SH。【详解】A、氨基酸的不同种类取决于R基，由于R基②④⑥的不同，因此该化合物由3种氨基酸组成，A正确；B、图含有③和⑤两个肽键，因此该化合物是由3个氨基酸脱水缩合形成的三肽，B正确；C、由图可知，该化合物的R基中没有氨基，只有1个羧基，因此该化合物中含1个游离的氨基和2个游离的羧基，C正确；D、该分子是由3个氨基酸脱水缩合形成的三肽，脱水缩合时脱去两分子水，故彻底水解该化合物共需要2个水分子，D错误。故选D。15．（2022·湖北·石首市第一中学高二阶段练习）蛋白质作为生命活动的主要承担者，下列相关说法正确的是（

）A．不同蛋白质分子的化学元素种类相同B．有些蛋白质能调节机体的生命活动，如性激素C．高温能使蛋白质变性，使蛋白质的结构变得伸展、松散D．若氨基酸的种类、数目相同，则合成的蛋白质的功能相同【答案】C【解析】【分析】蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N四种，有的蛋白质还含有S等元素。蛋白质结构多样性的直接原因是：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。蛋白质分子的空间结构并不稳定，会随温度的升高发生改变，并且空间结构一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性。蛋白质具有调节、运输、催化、免疫等功能，与蛋白质的结构密切相关。【详解】A、不同蛋白质分子的化学元素种类不一定相同，如血红蛋白中含有铁元素，抗体则不含铁元素，A错误；B、有些蛋白质能调节机体的生命活动，但性激素不属于蛋白质，B错误；C、高温可破坏蛋白质的空间结构，导致蛋白质变性，使蛋白质的结构变得伸展、松散，C正确；D、若氨基酸的种类、数目相同，但合成的蛋白质中的氨基酸的排列顺序不一定相同，导致合成的蛋白质的功能不一定相同，D错误。故选C。二、多选题16．（2021·湖南师大附中高一期中）经测定，某多肽链分子式是C21HXOYN4S2(－SH＋－SH―→－S－S－＋2H)，其中含有一个二硫键(－S－S－)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽的叙述，不正确的是（

）A．该多肽在核糖体上形成B．该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和亮氨酸C．该多肽形成过程中相对分子质量减少了54D．该多肽中O原子数为5【答案】BC【解析】【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（中心碳原子）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。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，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数。【详解】A、核糖体是蛋白质合成的场所，A正确；B、依题意可知：该多肽链分子中含有2个硫原子，4个N原子，而且组成该多肽链的每种氨基酸中都只有1个N原子，说明该多肽链是由四个氨基酸组成的四肽，由于只有半胱氨酸含有S，所以参与构成四肽的有两个半胱氨酸。两个半胱氨酸共6个碳原子，说明另外两个氨基酸的C原子之和为21-6=15，故另外两个氨基酸为亮氨酸和苯丙氨酸。即该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸，B错误；C、该多肽在核糖体上合成且还有一个二硫键，相对分子质量减少了18×3＋2＝56，C错误；D、该多肽链形成过程脱去3分子水、形成二硫键时脱去2个氢，所以该多肽中氧原子数为8-3=5，D正确。故选BC。17．（2022·江苏·沛县教师发展中心高二期中）一个由n条肽链组成的蛋白质共含m个氨基酸，Ｒ基中共含羧基x个、氨基y个，且R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合，则该蛋白质A．含有肽键（m-n）个 B．含有氨基（n+y）个C．含有氧原子（m+n+2x）个 D．彻底水解消耗水分子（m+n）个【答案】ABC【解析】【分析】蛋白质的计算：脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水，所以脱去的水分子中的氢原子来自氨基和羧基．脱水缩合过程中的相关计算：（1）脱去的水分子数=形成的肽键个数=氨基酸个数-肽链条数；（2）蛋白质分子至少含有的氨基数或羧基数，应该看肽链的条数，有几条肽链，则至少含有几个氨基或几个羧基；（3）蛋白质分子量=氨基酸分子量×氨基酸个数-水的个数×18。【详解】A、该蛋白质分子中含有的肽键数=氨基酸数-肽链数=m-n个，A正确；B、该蛋白质分子含有的氨基数=肽链数+R基中含有的氨基数=n+y个，B正确；C、该蛋白质分子含有氧原子数=氨基酸数目×2+R基羧基数×2-脱水数（m-n）=（m+n+2x）个，C正确；D、该蛋白质分子彻底水解消耗水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数=m-n个，D错误。故选ABC。18．（2022·山东·安丘市普通教育教学研究室高二期中）某同学的一份“健康”午餐搭配如下：二两米饭、一份红烧肉、一份蔬菜、一个煮鸡蛋。下列说法正确的是（

）A．米饭可为该同学提供整个下午的常规能量需求B．红烧肉中的部分蛋白质可被直接吸收利用C．蔬菜中的膳食纤维不能被人体消化吸收利用，但是维护身体健康所必需D．熟鸡蛋比生鸡蛋的蛋白质空间结构伸展、松散，更容易被消化【答案】ACD【解析】【分析】糖类是主要的能源物质，米饭中的淀粉可提供常规的能量需求。【详解】A、糖是主要的能源物质，米饭中主要含有淀粉，可为该同学提供整个下午的常规能量需求，A正确；B、蛋白质属于大分子，需经消化系统，被分解为氨基酸后才能被吸收，B错误；C、膳食纤维是一般不易被消化的食物营养素，膳食纤维主要存在于蔬菜、水果、海藻和粮食等植物性食物中，纤维素等膳食纤维能促进胃肠的蠕动和排空，所以多吃一些富含膳食纤维的食物，就会排便通畅、降低人体内过高的血脂和血糖，有利于维护心脑血管的健康，因此膳食纤维被称为第七营养素，C正确；D、鸡蛋的主要成分是蛋白质，其在高温条件下变性，使得空间结构伸展、松散，更容易被消化，D正确。故选ACD。19．（2022·辽宁·模拟预测）研究人员在实验室中研究蛋白质的折叠时发现，尿素可以使蛋白质去折叠（或变性），成为失去自然构象的松散肽链，当去掉尿素时，蛋白质又可以自发地重新折叠（或复性）成原来的构象，如图所示。下列叙述错误的是（

）A．蛋白质结构与组成该蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序有关B．去除尿素后，变性的蛋白质恢复它们原来的构象，功能也可能随之恢复C．暴露在高浓度尿素溶液中的变性的蛋白质不能与双缩脲试剂发生颜色反应D．当蛋白质和细胞内的其他分子发生相互作用时，其构象不会发生变化【答案】CD【解析】【分析】由题意可知，尿素可以使蛋白质分子的空间结构发生改变，除去尿素后，蛋白质能恢复空间结构，且蛋白质分子越小复性效果越好，这说明氨基酸的数目可以影响蛋白质分子的空间结构而影响复性效果。【详解】A、蛋白质结构多样性与组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链的条数和空间结构有关，A正确；B、图示过程说明高浓度尿素可以使蛋白质变性，去除尿素又可使蛋白质的结构恢复，结构决定功能，功能也可能随之恢复，B正确；C、暴露在高浓度尿素溶液中的变性的蛋白质只是空间结构发生改变，肽键并未断裂，可与双缩脲试剂发生颜色反应，C错误；D、当蛋白质和细胞内的其他分子发生相互作用时，构象可能会发生变化，D错误。故选CD。20．（2021·河北·石家庄市藁城区第一中学高一阶段练习）某肽链是由50个氨基酸分子脱水缩合而成的，其中含有2个丙氨酸(C3H7O2N)，现脱掉丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物的叙述，正确的是（

）A．氨基和羧基均增加4个 B．肽键减少4个C．氢原子增加8个 D．氧原子增加2个【答案】ABC【解析】【分析】1、氨基酸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和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水的过程，此过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。2、根据题意和图示分析可知：该50肽是由50个氨基酸形成的，其中2个丙氨酸分别位于21号和49号，每脱掉一个丙氨酸需断裂2个肽键、消耗2分子水、增加2个氨基和羧基，所以将2个丙氨酸脱掉形成两条肽链和3个氨基酸后，肽键数目减少4个，氨基和羧基分别增加4个。【详解】A、根据图示，每脱掉一个丙氨酸需断裂2个肽键、消耗2分子水、氨基和羧基分别增加2个，则该过程氨基和羧基分别增加2×2=4个，A正确；B、根据图示，该五十肽是一条多肽链，脱掉2个丙氨酸共需断裂2×2=4个肽键，因此该过程肽键数目减少了4个，B正确；C、由于减少了4个肽键，相当于增加了4个水分子，因此氢原子数目增加了8个，C正确；D、由于减少了4个肽键，相当于多增加了4个水分子，因此氧原子数目增加了4个，D错误。故选ABC。第II卷（非选择题）三、综合题21．（2022·江苏·泰州中学高二阶段练习）甲图表示有关蛋白质分子的简要概念图；乙图表示某三十九肽中共有丙氨酸（R基为-CH3）4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽．据图回答下列问题：(1)甲图中A的元素组成为______________，在人体内可以合成的B属于______________。(2)乙图中，三十九肽被水解后肽键数量减少______________个。这些肽链和三十九肽相比，О原子减少______________个。(3)若该蛋白质是血红蛋白，说明蛋白质具有______________作用；若该蛋白质是酶，说明蛋白质具有______________作用。(4)高温加热后，该蛋白质______________（填“具有”或“不具有”）生物活性，______________（填“能”或“不能”）和双缩脲试剂发生颜色反应。(5)某蛋白质分子中的一条肽链为156肽，其分子式为CxHyNzOwS（z>156，w>157），并且是由图丙五种氨基酸组成的，那么，将该156肽彻底水解后将会得到______________个赖氨酸，______________个天冬氨酸（结果可含分子式中的未知数）。【答案】(1)

C、H、O、N

非必需氨基酸(2)

7

1(3)

运输

催化(4)

不具有

能(5)

z-156

【解析】【分析】蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N等，其基本组成单位氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，一条或几条肽链盘曲、折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质，蛋白质结构的多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构有关；蛋白质结构的多样性决定功能多样性。氨基酸脱水缩合反应过程中，形成的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数目-肽链数，一条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。分析题图可知，甲图中A是组成元素，B是氨基酸，C是肽键，丙图中的五种氨基酸的分子结构简式中，只有赖氨酸含有2个N原子（R基中含有一个氨基），只有天门冬氨酸含有2个羧基（R基中含有1个羧基，每个羧基含有2个氧原子）。(1)由分析可知，B是蛋白质的基本组成单位氨基酸，一定含有C、H、O、N元素；能在人体内合成的氨基酸称为非必需氨基酸。(2)由题意知可知，图中8、18、27、39位氨基酸缺乏，说明该位置是丙氨基酸，因此掉丙氨酸得到4条长短不等的多肽，需要水解7个肽键，消耗7分子水；四条短肽至少含有4个游离的氨基和游离的羧基，氨基和羧基数增加3个；丙氨基酸中含有2个O，因此O原子减少数为2×4-7=1个。(3)若该蛋白质是血红蛋白，血红蛋白能运输氧，说明蛋白质具有运输作用；若该蛋白质是酶，说明蛋白质具有催化作用。(4)高温加热后，蛋白质的空间结构被破坏，该蛋白质不具有生物活性，但是其肽键并没有破坏，因此能和双缩脲试剂发生颜色反应。(5)由题意分析可知，构成该156肽的五种氨基酸分子中，只有赖氨酸含有2个N原子，设该156肽中含有赖氨酸M个，根据蛋白质中的N原子数=肽键数+肽链数（末端氨基中的N原子数）+R基上的N原子数，即z=（156-1）+1+M，解得M=z-156个；构成该156肽的五种氨基酸分子中，只有天门冬氨酸含有2个羧基，设该156肽中含有天门冬氨酸N个，根据蛋白质中O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数；w=（156-1）+2×1+2N，解得N=（w-157）/2个。【点睛】本题主要考查蛋白质的相关知识，意在考查学生对知识要点的理解，把握知识的内在联系，形成知识网络，并应用相关知识分析题意，结合题干信息进行推理、解答问题，能进行相关计算。22．（2021·江西·丰城九中高一期中）肉毒梭菌（厌氧性梭状芽孢杆菌）是致死性最高的病原体之一，该菌的致病性在于其产生的神经麻痹毒素，即肉毒类毒素，它由两个亚单位（每个亚单位为一条肽链盘曲折叠而成）组成的一种生物状分子。可能引起肉毒梭菌中毒的食品有腊肠、火腿、鱼及鱼制品、罐头食品、臭豆腐、豆瓣酱、面酱、豆豉等。下面是肉毒类毒素的局部结构简式：请据此回答下列问题。(1)肉毒类毒素的化学本质是_________，可以用________________进行检测。检测时加入的B液（0.01g/mLCuSO4）只能加几滴的原因________________。(2)高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是___________。(3)由图可知，该片段由______种单体组成，通_________方式形成_______个肽键。形成该片段过程中相对分子质量减少了______。(4)构成肉毒类毒素基本单位的结构通式是_________。肉毒类毒素最多由_________种氨基酸组成。【答案】(1)

蛋白质

双缩脲试剂

过量的B液使溶液呈蓝色而掩盖生成的紫色(2)高温破坏蛋白质的空间结构(3)

5

脱水缩合

4

72(4)

21【解析】【分析】分析题图：图示为肉毒类毒素的局部结构简式，该部分含有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）2。(1)肉毒类毒素的化学本质是蛋白质，可以用双缩脲试剂进行检测，检测时由于过量的B液会与A液反应，使溶液呈蓝色而掩盖生成的紫色，所以加入的B液只能加3-4滴。(2)高温可使蛋白质的空间结构被破坏，从而导致肉毒类毒素失活。(3)由上图可知，该片段中R基各不相同，这5个氨基酸的R基团依次是-CH2-C6H4OH、-H、-CH3、-CH2-C6H5、-CH2-CH（CH3）2，所以是由5种单体组成，通过脱水缩合方式形成4个肽键，形成一个肽键产生一分子水，形成该片段过程中相对分子质量减少了18×4=72。(4)该肉毒类毒素基本单位是氨基酸，其结构通式是：，构成蛋白质的氨基酸有21种，肉毒类毒素最多由所有种类的种氨基酸组成，即21种。23．（2022·全国·高二）图甲是某多肽的结构图，乙是生物体内四种有机物的组成与功能关系。据图回答问题：(1)图甲中化合物的具体名称是__________肽，氨基酸的结构通式为__________，由氨基酸形成此肽的化学反应名称为__________，R基的代号__________（填字母），形成该化合物的场所是__________。鉴定该化合物时应使用__________鉴定。(2)乙图中A的元素组成是__________，图中和A元素组成相同的化合物还有__________（填图中字母）。(3)若图乙中的物质G是由a个C脱水缩合形成b条链组成的，则G形成时脱去__________个水分子，G中至少含有的氧原子个数是__________。物质G在高温、过酸、过碱等环境中会被破坏__________结构而变性。【答案】(1)

三

脱水缩合

BCG

核糖体

双缩脲试剂(2)

C、H、O

BEF(3)

a-b

a＋b

空间【解析】【分析】图甲为某多肽的结构图，A为氨基，E、F为肽键，B、C、G为R基；图乙是生物体内四种有机物的组成与功能关系，E是主要的能源物质，为多糖，因此A为单糖，F是主要的储能物质，为脂肪，则B为甘油和脂肪酸。G为生命活动的主要承担者，为蛋白质，则C为氨基酸。H为遗传信息的携带者，为核酸，则D为核苷酸。(1)图甲含有两个肽键，是由3个氨基酸脱水缩合形成的三肽。氨基酸的结构通式为。氨基酸通过脱水缩合形成该化合物。根据分析可知，B、C、G为R基团。形成蛋白质的场所为核糖体。鉴定蛋白质所使用的试剂为双缩脲试剂。(2)乙图中A为单糖，组成元素为C、H、O；仅由C、H、O组成的物质还有E多糖、B甘油和脂肪酸，F脂肪。(3)脱去的水分子数=氨基酸数－肽链数=a－b；每个肽键中含有一个氧，肽链末端的羧基含有两个氧，R基中也可能含有氧，因此G中至少含有的氧原子个数是（a－b）+2b=a+b。物质G在高温、过酸、过碱等环境中空间结构会被破坏，但肽键没有断裂。【点睛】本题结合某化合物的结构简图、生物体内四种有机物的组