人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者综合训练题

姓名：             班级                     

2.4  蛋白质是生命活动的主要承担者

1.在2020年12月的国际蛋白质结构预测竞赛（CASP）上，新一代AlphaFold人工智能系统，基于氨基酸序列，精确地预测了蛋白质的空间结构。其准确性可以与使用冷冻电子显微镜、X射线晶体学等实验技术解析的空间结构相媲美。下列叙述错误的是（　　）           

A. 蛋白质结构的多样性与氨基酸结构的多样性有关
B. 每一种蛋白质都有其独特的空间结构，是表现其生物学活性所必需的
C. 蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸序列改变会影响蛋白质空间结构
D. 蛋白质空间结构并不稳定，一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性

【答案】 A  

【考点】蛋白质分子结构多样性的原因   

【解析】【解答】A、氨基酸是小分子物质不具有结构的多样性，A错误；

B、每一种蛋白质都有其独特的空间结构，具有一定的空间结构蛋白质才能表现其生物学活性即功能，B正确；

C、蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸序列改变会影响蛋白质结构，也包括空间结构，C正确；

D、蛋白质空间结构并不稳定，一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性，即变性失活，D正确。

故答案为：A。

【分析】蛋白质的基本单位是氯基酸，蛋白质结构的多样性是由于氨基酸种类、数目、排列顺序及蛋白质本身的空间结构多样造成的。

2.细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或组装，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子伴侣。以下相关叙述错误的是(   )           

A. 构成分子伴侣的单体是氨基酸，氨基酸都含有C、H、O、N、S元素
B. 细胞质基质、内质网可能有分子伴侣的分布
C. 分子伴侣对靶蛋白没有高度的专一性
D. 分子伴侣可能通过改变自身的空间构象来发挥作用

【答案】 A  

【考点】蛋白质的结构和功能的综合   

【解析】【解答】分子伴侣的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，氨基酸的组成元素肯定都有C、H、O、N，但是不一定都有S，A错误；分子伴侣能帮助多肽转运、折叠或组装，可能存在于细胞质基质、内质网中，B正确；分子伴侣对靶蛋白没有高度专一性，同一分子伴侣可以促进多种氨基酸序列完全不同的多肽链折叠成为空间结构、性质和功能都不相关的蛋白质，C正确；分子伴侣可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并通过改变自身的空间构象来与多肽的某些部位相结合，D正确。

【分析】根据题干信息分析可知,分子伴侣的化学本质是蛋白质,其基本单位是氨基酸;分子伴侣的其功能是识別正在合成的多肽或部
分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合,从而帮助这些多肽转运、折或组装,但是其本身并不参与最终产物的形成,据此分析答题。

3.1965年我国科学家完成了结晶牛胰岛素的合成，这是世界上第一次人工合成蛋白质类生物活性物质。构成蛋白质的基本单位是（   ）           

A. 羧基                                  B. 氨基                                  C. 氨基酸                                  D. 核苷酸

【答案】 C  

【考点】氨基酸的分子结构特点和通式，蛋白质分子的化学结构和空间结构   

【解析】【解答】结晶牛胰岛素是蛋白质类生物活性物质，其中蛋白质的基本单位是氨基酸。

故答案为：C。

【分析】胰岛素属于蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者，功能具有多样性。

4.下图表示蛋白质结构的一部分，图中a、b、c、d标出的是不同的化学键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的化学键是（　　） 

A. a                                           B. b                                           C. c                                           D. d

【答案】 C  

【考点】蛋白质分子的化学结构和空间结构   

【解析】【解答】蛋白质是由氨基酸脱水缩合反应由肽键c连接形成的，蛋白质水解时肽键断裂，图中属于肽键的化学键是c。

故答案为：C。

【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式特点是：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，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、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（-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。

5.亮氨酸在结构上与缬氨酸相似，天冬氨酸在结构上与谷氨酸相似。已知镰刀型细胞贫血病源于谷氨酸被缬氨酸取代。下列相关叙述正确是（   ）           

A. 亮氨酸、缬氨酸、天冬氨酸在结构上的区别在于空间结构的不同
B. 若镰形细胞贫血源于谷氨酸被亮氨酸取代，则出现相似症状
C. 若镰形细胞贫血源于谷氨酸被天冬氨酸取代，则出现相似症状
D. 镰形细胞贫血病产生的根本原因在于氨基酸的种类不同

【答案】 B  

【考点】氨基酸的分子结构特点和通式，氨基酸的种类   

【解析】【解答】A、亮氨酸、缬氨酸、天冬氨酸在结构上的区别在于R基的不同，A错误；

B、亮氨酸在结构上与缬氨酸相似，若镰形细胞贫血源于谷氨酸被亮氨酸取代，则出现相似症状，B正确；

C、天冬氨酸在结构上与谷氨酸相似，若镰形细胞贫血源于谷氨酸被天冬氨酸取代，则出现不同症状，C错误；

D、镰形细胞贫血病产生的根本原因是基因突变，D错误。

故答案为：B。

【分析】镰刀型细胞贫血病的根本原因是DNA碱基序列有一个碱基对发生了改变，即A-T变为T-A，遗传信息的改变导致密码子改变，最终导致氨基酸的种类发生改变，蛋白质的结构由此改变。因此镰刀型细胞贫血病的直接原因是蛋白质的结构发生改变。

6.下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是（   ）           

A. 动物细胞中含量最多的有机化合物是糖类           B. 油脂的基本结构单元都是甘油
C. 各种蛋白质的元素组成都是C、H、O、N           D. 原核生物的遗传物质都是DNA

【答案】 D  

【考点】蛋白质分子的化学结构和空间结构，核酸在生命活动中的作用，组成细胞的元素和化合物   

【解析】【解答】A、蛋白质是生命活动的主要承担者，是细胞中含量最多的有机物，A错误；

B、油脂是由两种基本结构单元即甘油和脂肪酸组成的，B错误；

C、蛋白质分子中除含有碳、氢、氧3种元素外，还含有氮元素，有些蛋白质还含有硫元素，C错误；

D、真核细胞和原核细胞中都有DNA和RNA，DNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动，并决定细胞和整个生物体的遗传特性，D正确。

故答案为：D。

【分析】在所有的生物体内，存在4大类主要的有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸。糖类是主要的能源物质；脂质包括油脂、磷脂、植物蜡、胆同醇等；蛋白质是生命的主要承担者；核酸是细胞中控制其生命活动的大分子。

7.下图是某多肽结构式，据此判断下列说法正确的是（    ） 

A. 该多肽是由六种氨基酸组成的六肽
B. 该多肽彻底水解后分子量将增加108
C. 该多肽在脱水缩合前含有7个氨基和9个羧基
D. 向该多肽溶液中加入双缩脲试剂，溶液不会变为紫色

【答案】 B  

【考点】氨基酸的种类，蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合，检测蛋白质的实验   

【解析】【解答】A、氨基酸的R基不同种类不同，由此判断该多肽是由六种氨基酸组成的七肽，A错误，不符合题意；
B、该多肽彻底水解，六个肽键都断裂，会结合上6个水分子，故七肽彻底水解，分子量将增加6×18=108，B正确，与题意相符；
C、该多肽在脱水缩合前含有8个氨基和9个羧基，C错误，不符合题意；
D、该多肽含有多个肽键，故向该多肽溶液中加入双缩脲试剂，溶液会变为紫色，D错误，不符合题意。
故答案为：B。

【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、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（-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，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数，氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数，蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18。
3、鉴定蛋白质用双缩脲试剂，（只要存在肽键就会）产生紫色反应。

8.对无法进食、营养不良、术前术后的患者，通常可通过点滴输氨基酸以有效的改善营养状况，促进身体更快恢复。下列有关氨基酸的说法错误的是（    ）           

A. 输入的氨基酸可为病人体内合成和更新多种蛋白质提供原料
B. 长期食素的人有可能因食物中缺乏某些必需氨基酸而不利于身体健康
C. 所有构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上
D. 氨基酸只含C，H，O，N四种元素，而蛋白质中还可含有S、Fe等其他元素

【答案】 D  

【考点】氨基酸的分子结构特点和通式，氨基酸的种类，蛋白质分子的化学结构和空间结构   

【解析】【解答】A、蛋白质的基本组成单位是氨基酸，所以输入的氨基酸可为病人体内合成和更新多种蛋白质提供原料，A正确，不符合题意；
B、植物性食品中有些必需氨基酸缺乏，所以长期食素的人有可能因食物中缺乏某些必需氨基酸而不利于身体健康，B正确，不符合题意；
C、氨基酸都含有1个氨基和1个羧基连接在同一个碳原子上，C正确，不符合题意；
D、蛋白质的氨基酸的R基可以含有除了C、H、O、N的其他元素，例如S元素，D错误，与题意相符。
故答案为：D。

【分析】1、蛋白质的组成元素是C、H、O、N等化学元素，由C、H、O、N等化学元素组成基本组成单位氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成多肽链，一条或几条多肽链盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质；
2、氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，其中必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸；非必需氨基酸可在动物体内合成，作为营养源不需要从外部补充的氨基酸；
3、每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，并且他们都连结在同一个碳原子上。

9.蛋白质的空间构型遭到破坏，其生物活性就会丧失，这称为蛋白质的变性。高温、强碱、强酸、重金属等会使蛋白质变性。现提供：质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液、无水乙醇、烧杯、试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯等材料用具。请你设计实验探究乙醇能否使蛋白质变性。   

（1）实验步骤：①取两支试管，编号A、B，向A、B两试管中各加1 mL新鲜的淀粉酶溶液，然后向A试管加________，向B试管加5滴无水乙醇，混匀后向A、B两试管再加2 mL可溶性淀粉溶液； 

②将两支试管摇匀后，同时放入适宜温度的温水中维持5 min；

③________；

④从温水中取出A、B试管，各加入1 mL斐林试剂摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min，观察试管中出现的颜色变化。

（2）实验结果预测及结论： 

①________；

②________

【答案】 （1）5滴蒸馏水；A试管中出现砖红色沉淀，B试管不出现，说明乙醇能使淀粉酶(蛋白质)变性
（2）A试管中出现砖红色沉淀，B试管也出现，说明乙醇不能使淀粉酶(蛋白质)变性；取少量质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液，配制成斐林试剂  

【考点】蛋白质变性的主要因素，检测蛋白质的实验   

【解析】【解答】（1）①向B试管加5滴无水乙醇为实验组，那么A应为对照组，加蒸馏水且与B等量，所以应加5滴蒸馏水。

③第②步对照处理淀粉酶，第④步在检测反应结果以判断酶是否变性，所以该步骤应配置斐林试剂，以备检测使用，即取少量质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和等量质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液，配制成斐林试剂（或取0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合，配制成斐林试剂）。（2）实验结果预测及结论：根据实验题目可知A组加蒸馏水，淀粉酶活性不受影响，淀粉被水解成还原糖，遇斐林试剂产生砖红色沉淀；B中加入酒精，淀粉酶若变性失活，淀粉不能水解产生还原糖，因此加入斐林试剂，不能产生砖红色沉淀；若不能变性则产生砖红色沉淀。因此结果预测和分析为：A试管中出现砖红色沉淀，B试管不出现，说明乙醇能使淀粉酶（或蛋白质）变性；A、B试管中均出现砖红色沉淀，说明乙醇不能使淀粉酶（或蛋白质）变性。

【分析】对照试验的试题解答应从实验题目的分析入手。由“探究乙醇是否能够使蛋白质变性”可知：实验性质为探究，因此实验的结果预测和分析应围绕能使淀粉酶变性和不能使淀粉酶变性两个方面展开；自变量为乙醇的有无，因此实验分两组，一组加乙醇，一组加蒸馏水。

10.根据下图所示化合物的结构分析回答下列问题。

（1）该化合物中，①表示________， ⑦表示________ 。   

（2）该化合物由4个氨基酸失去3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R基决定的，其编号是________。   

（4）该化合物为________，含3个肽键。   

【答案】 （1）氨基；羧基
（2）脱水缩合
（3）②④⑧⑨
（4）四肽  

【考点】蛋白质的结构和功能的综合   

【解析】【解答】（1）图示为多肽的结构，肽链的一端有一个氨基即①，另一端有一个羧基即⑦。

（2）肽链是由氨基酸通过脱水缩合反应生成的。

（3）R基是氨基酸的侧链基团，不同的氨基酸R基不同，图中的R基有②④⑧⑨。

（4）该肽链含3个肽键，由四个氨基酸脱水缩合而成，称作四肽。
【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20种。
2、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，其结构式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数。
3、据图分析可知，该分子为四肽，其中①表示氨基、⑦表示羧基、③⑤⑥表示肽键、②④⑧⑨分别表示不同的R-。