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高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第1单元 第3课时 蛋白质是生命活动的主要承担者
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这是一份高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第1单元 第3课时 蛋白质是生命活动的主要承担者，共16页。试卷主要包含了蛋白质的功能，蛋白质的结构等内容，欢迎下载使用。
1．蛋白质的功能
2．蛋白质的结构
(1)组成蛋白质的氨基酸
源于必修1 P30“与社会的联系”：组成人体蛋白质的必需氨基酸有8种，巧记为甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
(2)蛋白质的结构及其多样性
①氨基酸的脱水缩合
a．图中产生的H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。
b．一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是1个，位于肽链的一端；其余的位于R基(或侧链基团)上。
②蛋白质的结构层次
eq \x(C、H、O、N等元素)eq \(――→,\s\up7(组成))eq \x(氨基酸)eq \(――→,\s\up7(脱水),\s\d5(缩合))eq \x(多肽链)eq \(―――――→,\s\up7(一条或数条),\s\d5(盘曲、折叠))eq \x(蛋白质)
①源于必修1 P30“图2－11”：胰岛素由两条肽链构成，通过二硫键(—S—S—)相互结合在一起，其中共含有3个二硫键。
②源于必修1 P30“正文”：由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能够盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
③源于必修1 P31“图2－12”：血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含有4条多肽链。
③蛋白质结构多样性的原因
源于必修1 P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：能。因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键。
考向一 蛋白质的功能
1．下列生理过程中没有蛋白质直接参与的是( )
A．DNA进行半保留复制
B．内环境中O2进入线粒体
C．组织细胞识别生长激素
D．人体内血糖平衡的调节
答案 B
解析 DNA进行半保留复制时，需要DNA聚合酶等酶参与，需要蛋白质，A不符合题意；氧气进出细胞属于自由扩散，不需要蛋白质，B符合题意；组织细胞识别生长激素依赖细胞膜上的受体，受体的本质是蛋白质，C不符合题意；人体内血糖平衡的调节需要胰岛素和胰高血糖素的参与，它们的化学本质都是蛋白质，D不符合题意。
2．(2022·吉林长春调研)下图的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种物质，下列叙述正确的是( )
A．①一定发生在细胞内
B．②必须依赖腺苷三磷酸
C．③只能位于细胞膜上
D．Q中可能含有S
答案 D
解析 图中Q物质具有多种功能，①过程中L与Q结合后可变成其他物质，这里的Q物质是具有催化作用的酶，消化酶催化的水解反应发生在消化道(细胞外)，A错误；②过程的Q是起运输作用的转运蛋白，转运蛋白参与的协助扩散不需要消耗能量，B错误；③过程中的L与Q结合后，L随后被消灭，这里的Q应为起免疫作用的抗体，抗体存在于内环境中，C错误。
归纳总结 常考蛋白质的分布和功能
考向二 蛋白质的结构
3．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
解析 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。
4．科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致该酶去折叠的巯基乙醇和尿素，再将没有活性的该酶转移到生理缓冲溶液中，经过一段时间以后，发现该酶的活性得以恢复。下列叙述正确的是( )
A．因为巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键，故该酶失去了活性
B．该蛋白质的氨基酸序列与其空间结构形成有关
C．这个实验证明结构并不一定决定功能
D．这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的
答案 B
考向三 蛋白质的相关计算
5．二硫键“—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，下列相关叙述正确的是( )
A．该蛋白质至少有280个氨基
B．形成该蛋白质的过程中脱去了280个水分子
C．该蛋白质至少有2个游离的羧基
D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类和排列顺序三方面决定
答案 C
解析 根据题图分析可知，该蛋白质是由280个氨基酸组成的2条链状肽和1条环状肽，一条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，因此该蛋白质至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基，A错误，C正确；形成该蛋白质的过程中共形成280－2＝278(个)肽键，即脱去了278个水分子，B错误；该蛋白质的功能是由氨基酸的数量、种类、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构决定的，D错误。
6．经测定，某条肽链其分子式是C21HxOyN4S2。已知该肽链是由下列氨基酸中的几种为原料合成的，苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽链的叙述，错误的是( )
A．该肽链是四肽化合物
B．水解后能产生3种氨基酸
C．氢原子数和氧原子数分别是30和5
D．在核糖体上形成时相对分子质量减少了54
答案 C
解析 分析题干信息可知，题干中给出的几种氨基酸都只含有一个N，因此分子式是C21HxOyN4S2的多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽，A正确；该化合物中含有2个S，因此该多肽中含有2个半胱氨酸，根据碳原子守恒，另两种氨基酸分别是苯丙氨酸和亮氨酸，所以该四肽化合物水解产生的氨基酸是三种，B正确；该化合物中H原子数和O原子数分别是32和5，C错误。
7．某五十肽中有4个丙氨酸(R基为—CH3)，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态存在)。下列叙述错误的是( )
A．该五十肽水解产物中的多肽链比原来增加了8个氧原子
B．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
C．若将新生成的4条多肽链重新连成一条长链，将脱去3个水分子
D．若将得到的5个氨基酸缩合成一条肽链，则有5种不同的氨基酸序列
答案 A
解析 据图分析可知，脱掉了4个丙氨酸后，肽键数目减少8个，相当于增加了8个水分子，但该五十肽总共脱了5个游离的氨基酸，至少脱了10个氧原子(5个羧基)，所以水解产物形成的四条多肽链氧原子数目至少减少了2个，A错误；若将得到的5个氨基酸(其中有4个是丙氨酸)缩合成五肽，则有5种不同的氨基酸序列，D正确。
方法规律 有关蛋白质结构的计算规律
(1)利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律
结合示意图可得出如下规律(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条链状多肽或m条链状多肽时)：
[提醒] ①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—，由两个—SH脱H形成)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。
③游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：在一个氨基酸中，若不考虑R基，则含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：
①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。
②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。
③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
⑤由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
⑥若已知多肽链的分子式，则此多肽链中：
a．含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1。
b．含2个羧基的氨基酸数＝eq \f(O原子数－肽键数－2,2)。
(3)多肽中除去氨基酸的有关计算
①若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，需水解掉1个肽键。
②每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子增加1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。
(4)多肽种类的计算题
以21种氨基酸构成四肽的种类为例：
①若每种氨基酸数目不限，可形成四肽的种类有214种。
②若每种氨基酸只有一个，可形成四肽的种类有(21×20×19×18)种。
重温高考 真题演练
1．(2021·辽宁，1)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是( )
A．叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质
B．胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质
C．唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质
D．线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
答案 D
解析 叶绿体类囊体薄膜是进行光合作用的场所，能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，其化学本质是蛋白质，A正确；胰岛B细胞能分泌胰岛素，降低血糖，胰岛素的化学本质是蛋白质，B正确；唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，C正确；葡萄糖分解的场所在细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。
2．(2018·江苏，5)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是( )
A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
答案 D
解析 分析题中激素的结构简式可知，激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的，故为六肽环，A错误；氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基，B错误；肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸R基上的氨基数目有关，C错误；分析题中激素的结构简式可知，两种激素间有2个氨基酸种类不同，故这两种激素生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。
3．(2018·全国Ⅱ，1)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是( )
A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
答案 C
解析 浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合，A项正确；肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程，B项正确；Fe2＋参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能，C项错误；细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，D项正确。
4．(2017·海南，1)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丧失
D．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
答案 C
解析 蛋白质的功能主要取决于组成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构，A项正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式，可形成多种不同的多肽链，B项正确；抗体是蛋白质，将其溶于NaCl溶液中会发生盐析现象，但其生物活性并没有丧失，C项错误；氨基酸序列相同的多肽链有多种折叠方式，可形成多种不同的蛋白质空间结构，D项正确。
一、易错辨析
1．具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸( × )
2．脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽( × )
3．变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应( × )
4．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构( √ )
5．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化( √ )
6．蛋白质是生命活动的主要能源物质( × )
二、填空默写
1．(必修1 P29)请叙述氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子至少都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，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
2．(必修1 P30)脱水缩合是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，同时脱去一分子水的过程。
3．(必修1 P32“与社会的联系”)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。
4．评价蛋白质营养价值时，为什么格外注重必需氨基酸的种类和含量？
提示 组成人体蛋白质的氨基酸中有8种是人体细胞不能合成的，被称为必需氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取。
5．人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但红细胞主要承担运输氧的作用，心肌细胞承担心脏律动作用，请从蛋白质结构的角度分析红细胞和心肌细胞两种细胞功能不同的主要原因。
提示 两种细胞中组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
课时精练
一、选择题
1．HSP是机体细胞受高温刺激后合成出的一类热休克蛋白。该蛋白质可发挥如图所示的作用，以保护机体细胞不受破坏。图示HSP所起的作用是( )
A．促进肽键的形成
B．抑制氨基酸脱水缩合
C．促使肽链形成空间结构
D．维持蛋白质结构的稳定性
答案 C
解析 由图分析HSP可以与多肽链结合，使其形成蛋白质，由此可以判断HSP的作用是促使肽链形成一定的空间结构。
2．从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。下列关于胶原蛋白的说法，错误的是( )
A．作为缝合线的胶原蛋白之所以被人体吸收是因为已被分解成小分子的氨基酸
B．被分解成的氨基酸种类最多有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的
C．分解后的蛋白质与变性后的蛋白质都不可以与双缩脲试剂发生颜色反应
D．在核糖体上合成胶原蛋白时，产生的水分子中的氢来自氨基和羧基
答案 C
解析 分解后的蛋白质形成氨基酸，不可以与双缩脲试剂发生颜色反应，但变性后的蛋白质破坏的是空间结构，依然可以与双缩脲试剂发生颜色反应，C错误。
3．(2022·山西高三模拟)肌红蛋白是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质。肌红蛋白是一条由153个氨基酸残基组成的肽链，盘绕一个血红素辅基而形成，相对分子质量为16 700。肌红蛋白属于较小分子的球蛋白，广泛分布于心肌和骨骼肌中。下列有关说法正确的是( )
A．氨基酸脱水缩合形成肌红蛋白的过程中形成153个肽键
B．潜水生活的哺乳动物如鲸鱼体内肌红蛋白的含量较低
C．编码肌红蛋白的基因碱基序列发生改变，肌红蛋白的结构不一定改变
D．肌红蛋白和血红蛋白的功能不同仅与二者的氨基酸种类和数目有关
答案 C
解析 肽键个数等于氨基酸个数减去肽链数，故肽键数为152个，A错误；潜水生活的哺乳动物如鲸鱼体内肌红蛋白的含量较高，才能储存更多的氧，供水下生存，B错误；因密码子具有简并性，编码肌红蛋白的基因碱基序列发生改变，肌红蛋白的结构不一定改变，C正确。
4．(2022·山东薛城高三模拟)普通细胞中含有一种特殊的蛋白质——伴侣蛋白，它帮助蛋白质正确的折叠。当大肠杆菌编码伴侣蛋白的基因发生突变时，细菌会死亡。科学家将伴侣蛋白加入被人为错误折叠的苹果酸脱氢酶中，此酶被复原，重新恢复活性。以下相关说法，正确的是( )
A．伴侣蛋白仅存在于原核细胞中，真核细胞内无伴侣蛋白
B．伴侣蛋白的元素组成是C、H、O、N、P
C．因加热导致变性的蛋白质的活性可能被伴侣蛋白恢复
D．细菌伴侣蛋白基因的突变对噬菌体的侵染和增殖无影响
答案 C
解析 原核细胞与真核细胞中都需要对某些肽链进行折叠产生有生物活性的蛋白质，因此都具有伴侣蛋白，A错误；伴侣蛋白属于蛋白质，蛋白质的元素组成是C、H、O、N，有些还含有S，B错误；由题干信息可知，伴侣蛋白可将错误折叠的蛋白质恢复活性，加热导致的蛋白质变性，仅空间结构发生改变，因此，伴侣蛋白可能使其恢复活性，C正确；伴侣蛋白基因突变可导致伴侣蛋白功能异常，噬菌体侵染细菌后，需要合成子代病毒的蛋白质外壳，需要进行蛋白质的折叠，因此对噬菌体的增殖会产生影响，D错误。
5．(2022·天津市高三期末)绿色荧光蛋白是从发光水母中分离出来的一种结构蛋白，其相关数据如下表所示。若R基上的羧基和氨基不会脱水形成肽键，则下列有关叙述正确的是( )
A.R基上的氨基有17个
B．该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成氨基
C．该蛋白质只含1条肽链
D．合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为2 232
答案 D
解析 该蛋白质共含有17个游离的羧基，其中有15个在R基中，说明该蛋白质含有2条肽链，又游离的氨基总数是17个，所以R基上的氨基有15个，A、C错误；氨基酸经脱水缩合形成蛋白质时，脱去的水中的氧来自氨基酸中的羧基，所以该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成羧基，B错误；合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为124×18＝2 232，D正确。
6．蛋白水解酶分内切酶和外切酶2种，外切酶专门作用于肽链末端的肽键，内切酶则作用于肽链内部特定区域。若某蛋白内切酶作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)两侧的肽键，某四十九肽经该内切酶作用后的情况如下图，下列叙述错误的是( )
A．形成短肽A、B、C共消耗2分子水
B．短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个
C．该四十九肽苯丙氨酸存在于第17、31、32号位上
D．若用蛋白外切酶处理该多肽，最终会得到49个氨基酸
答案 A
解析 题中短肽的形成过程共需要断裂5个肽键，消耗5个水分子，A错误；断裂的5个肽键分别位于16号和17号之间、17号和18号之间、30号和31号之间、31号和32号之间、32号和33号之间，每个苯丙氨酸含有2个氧原子，每个水分子含有1个氧原子，短肽A、B、C比该四十九肽的氧原子数少2×3－5＝1(个)，B、C正确；外切酶专门作用于肽链末端的肽键，若该四十九肽用蛋白外切酶处理，最终可得到49个氨基酸，D正确。
7．某多肽有20个氨基酸，其中含天冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位(见下图)；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是( )
A．该20肽含有肽键至少有22个
B．该20肽游离的氨基和羧基各为1个和8个
C．肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个
D．肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比20肽多了4个
答案 C
解析 某多肽应是一条肽链，根据肽键数目＝氨基酸数目－肽链条数，故20肽含有肽键数目应是20－1＝19(个)，A错误；该20肽含游离的氨基或羧基数目＝肽链条数＋R基中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1个，而羧基数目至少4＋1＝5(个)，B错误；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6位氨基酸脱离该多肽链，剩下的多肽链中共含有19个氨基酸，C正确；肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，其形成3个多肽链，水解断开4个肽键，增加4个O，但第5位和第20位的天冬氨酸脱离多肽链，减少8个O，因此氧原子数目比20肽减少4个，D错误。
8．有一条由14个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z>14，W>15)的多肽，经过水解后的产物中有3种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)。水解产物中天冬氨酸的数目是( )
A．(Y＋14)个 B．(Z＋14)个
C．(W－15)个 D．(W－15)/2个
答案 D
解析 天冬氨酸(C4H7O4N)中含有4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是x个，该多肽脱去14－1＝13(个)水，根据氧原子守恒，2×(14－x)＋4x－13＝W，解得：x＝(W－15)/2。
9．下图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S)。下列相关叙述不正确的是( )
A．组成该分子的氨基酸最多有21种
B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824
C．该分子至少含有3个游离的氨基
D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应
答案 B
解析 据分析可知，该蛋白质形成时，脱水分子数为268个，18×268＝4 824，还有4个二硫键，每个都脱去了2个—H,2×4＝8，氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824＋8＝4 832，B错误。
10．细胞受到冰冻时，蛋白质分子互相靠近，当接近到一定程度时，蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时，蛋白质氢键断裂，二硫键仍保留，如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．结冰和解冻两个过程均涉及肽键的变化
B．结冰导致蛋白质功能异常，解冻恢复其正常功能
C．抗冻植物有较强的抗巯基氧化的能力
D．分泌蛋白的空间结构在高尔基体上形成
答案 C
解析 由题干信息可知，结冰时会增加蛋白质分子中的二硫键，解冻会减少蛋白质分子中的氢键，结冰和解冻过程未涉及到肽键的变化，A错误；结冰和解冻两个过程都会影响蛋白质的结构，因此结冰和解冻均导致蛋白质功能异常，B错误；核糖体合成的多肽链形成一定的空间结构是在内质网上，因此分泌蛋白的空间结构在内质网上形成，D错误。
11．乙酰基六肽为人体内源性生物活性物质，是一种具有穿透细胞膜能力的小分子链状六肽，由于能够阻断神经肌肉间的信息传导，避免肌肉过度收缩，减少了动态纹的发生，还能有效重组胶原蛋白，增加弹力蛋白活性，多用于化妆品内作为抗皱成分。下列相关叙述正确的是( )
A．乙酰基六肽可与甲、乙液等量配制的双缩脲试剂呈紫色反应
B．乙酰基六肽进入细胞充分体现了细胞膜的功能特点
C．氨基酸的种类和数量就决定了该小分子多肽的功能
D．该多肽由6个氨基酸通过6个肽键相连
答案 B
解析 乙酰基六肽可与双缩脲试剂呈紫色反应，但甲液和乙液等量混合的是斐林试剂，斐林试剂用于检测还原糖，检测蛋白质是依次加入双缩脲试剂A液、B液，A错误；除了氨基酸的种类和数量决定该小分子多肽的功能，还有氨基酸的排列顺序，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构也决定该多肽的功能，C错误。
12．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。下列说法不正确的是( )
A．FtsZ蛋白与其他15种分裂蛋白的单体都以碳链为骨架
B．细菌没有内质网和高尔基体，因此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
C．FtsZ蛋白在细菌中广泛存在，因此可作为抗菌药物研发的新靶标
D．研发针对细菌的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 B
解析 细菌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、排列顺序以及多肽盘曲折叠形成的空间结构有关，B错误。
二、非选择题
13．血红蛋白(HbA)由1个珠蛋白和4个血红素组成。每个珠蛋白包括4条多肽链，其中α、β链各2条，肽链由α、β珠蛋白基因编码。下图是血红蛋白的四级结构示意图。回答下列问题：
(1)组成HbA的化学元素至少包含_____________________________________________
__________________。
(2)HbA的一级结构指肽链上_______________________________________________
的排列顺序，该排列顺序根本上是由__________________________决定的。HbA易与氧结合和分离，使HbA执行____________________________________________________的功能。
(3)当低海拔地区生活的人进入高原后，机体通过增加促红细胞生成素(EPO)刺激骨髓生成较多的红细胞。EPO调节生理代谢的意义是___________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，从而使人能够适应高原环境。
(4)蛋白质表面吸附的水构成“水膜”以保护蛋白质。强酸能破坏蛋白质表面的“水膜”使蛋白质变性，导致其空间结构都变得伸展、松散，从而暴露出更多的肽键。为验证盐酸能使蛋白质变性，可选用______________(填“HbA”或“豆浆”)为材料，并用双缩脲试剂检测，实验组给予_______________________________________________________________
处理，预测实验结果是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)C、H、O、N、Fe (2)氨基酸 α、β珠蛋白基因的脱氧核苷酸(或碱基)序列 运输物质(氧气) (3)通过增加红细胞的数量和血红蛋白的含量，提高血液的供氧能力 (4)豆浆 盐酸(或强酸) 实验组样液的紫色程度比对照组的深
14．(2022·沙坪坝重庆八中高三模拟)赖氨酸是人体所需的8种必需氨基酸之一(目前认为人体所含氨基酸为21种)，它在生物机体的代谢中起着重要的作用，赖氨酸缺乏会引起蛋白质功能障碍，影响生长发育，导致生长障碍，体重增加缓慢等。因植物性蛋白中普遍缺乏赖氨酸，故营养学家称之为“第一必需氨基酸”。请回答下列与氨基酸、蛋白质相关的问题：
(1)赖氨酸的分子式为C6H14O2N2，其R基中O原子数为______，氨基酸在________(结构)中通过____________方式合成多肽链，进而形成各种蛋白质。
(2)某兴趣小组欲探究赖氨酸是否也是家兔的必需氨基酸，进行了相关实验。其实验情况用下表显示：
实验中所选幼年家兔应满足的条件是______________________________________________
_____________________________________________________________(答出2点)。
乙组所喂饲料为________________________________________________________。
实验中的甲组为____________组，乙组为____________组。结果检测可通过测量甲、乙两组家兔的______________，经数据对比分析后，一定程度上可反映赖氨酸对家兔生长的必需性。
答案 (1)0 核糖体 脱水缩合 (2)品种一样，生长状况正常且一致，重量一样，性别一样，年龄一样 一定量的含除赖氨酸外的20种氨基酸的食物 对照 实验 体重(或体长)
解析 (1)氨基酸的结构通式的分子式为C2H4O2NR，赖氨酸的分子式为C6H14O2N2，由此可知赖氨酸的R的分子式为－C4H10N，因此R基中O原子数为0，氨基酸是在细胞质的核糖体中通过脱水缩合的方式合成多肽链，进而形成各种蛋白质。(2)本实验探究赖氨酸是否也是家兔的必需氨基酸，自变量为是否添加赖氨酸，因变量为家兔的生长发育状况(可用体长、体重等来表示)。实验要遵循单一变量原则、等量原则、适宜原则，因此实验中所选幼年家兔应满足的条件是品种一样，生长状况正常且一致，重量一样，性别一样，年龄一样，排除无关变量对实验结果的干扰。提醒 不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因：同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同，根本原因是基因的选择性表达；不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA基因或遗传信息的特异性。
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
蛋白质相对分子质量
1
n－1
n－1
na－18(n－1)
m
n－m
n－m
na－18(n－m)
氨基酸数目
126
R基上的羧基数
15
游离羧基的总数
17
游离氨基的总数
17
组别
项目
甲组
乙组
幼年家兔
10只
10只
饲料
一定量的添加了21种氨基酸的食物
？
饲喂时间
每天10：00、16：00各一次
每天10：00、16：00各一次
饲喂周期
3周
3周
结果检测
1．蛋白质的功能
2．蛋白质的结构
(1)组成蛋白质的氨基酸
源于必修1 P30“与社会的联系”：组成人体蛋白质的必需氨基酸有8种，巧记为甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
(2)蛋白质的结构及其多样性
①氨基酸的脱水缩合
a．图中产生的H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。
b．一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是1个，位于肽链的一端；其余的位于R基(或侧链基团)上。
②蛋白质的结构层次
eq \x(C、H、O、N等元素)eq \(――→,\s\up7(组成))eq \x(氨基酸)eq \(――→,\s\up7(脱水),\s\d5(缩合))eq \x(多肽链)eq \(―――――→,\s\up7(一条或数条),\s\d5(盘曲、折叠))eq \x(蛋白质)
①源于必修1 P30“图2－11”：胰岛素由两条肽链构成，通过二硫键(—S—S—)相互结合在一起，其中共含有3个二硫键。
②源于必修1 P30“正文”：由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能够盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
③源于必修1 P31“图2－12”：血红蛋白是一种由574个氨基酸组成的蛋白质，含有4条多肽链。
③蛋白质结构多样性的原因
源于必修1 P32“与社会的联系”①熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
②蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？并说明理由：能。因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键。
考向一 蛋白质的功能
1．下列生理过程中没有蛋白质直接参与的是( )
A．DNA进行半保留复制
B．内环境中O2进入线粒体
C．组织细胞识别生长激素
D．人体内血糖平衡的调节
答案 B
解析 DNA进行半保留复制时，需要DNA聚合酶等酶参与，需要蛋白质，A不符合题意；氧气进出细胞属于自由扩散，不需要蛋白质，B符合题意；组织细胞识别生长激素依赖细胞膜上的受体，受体的本质是蛋白质，C不符合题意；人体内血糖平衡的调节需要胰岛素和胰高血糖素的参与，它们的化学本质都是蛋白质，D不符合题意。
2．(2022·吉林长春调研)下图的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中Q分别代表三种物质，下列叙述正确的是( )
A．①一定发生在细胞内
B．②必须依赖腺苷三磷酸
C．③只能位于细胞膜上
D．Q中可能含有S
答案 D
解析 图中Q物质具有多种功能，①过程中L与Q结合后可变成其他物质，这里的Q物质是具有催化作用的酶，消化酶催化的水解反应发生在消化道(细胞外)，A错误；②过程的Q是起运输作用的转运蛋白，转运蛋白参与的协助扩散不需要消耗能量，B错误；③过程中的L与Q结合后，L随后被消灭，这里的Q应为起免疫作用的抗体，抗体存在于内环境中，C错误。
归纳总结 常考蛋白质的分布和功能
考向二 蛋白质的结构
3．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
解析 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。
4．科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致该酶去折叠的巯基乙醇和尿素，再将没有活性的该酶转移到生理缓冲溶液中，经过一段时间以后，发现该酶的活性得以恢复。下列叙述正确的是( )
A．因为巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键，故该酶失去了活性
B．该蛋白质的氨基酸序列与其空间结构形成有关
C．这个实验证明结构并不一定决定功能
D．这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的
答案 B
考向三 蛋白质的相关计算
5．二硫键“—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，下列相关叙述正确的是( )
A．该蛋白质至少有280个氨基
B．形成该蛋白质的过程中脱去了280个水分子
C．该蛋白质至少有2个游离的羧基
D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类和排列顺序三方面决定
答案 C
解析 根据题图分析可知，该蛋白质是由280个氨基酸组成的2条链状肽和1条环状肽，一条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，因此该蛋白质至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基，A错误，C正确；形成该蛋白质的过程中共形成280－2＝278(个)肽键，即脱去了278个水分子，B错误；该蛋白质的功能是由氨基酸的数量、种类、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构决定的，D错误。
6．经测定，某条肽链其分子式是C21HxOyN4S2。已知该肽链是由下列氨基酸中的几种为原料合成的，苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽链的叙述，错误的是( )
A．该肽链是四肽化合物
B．水解后能产生3种氨基酸
C．氢原子数和氧原子数分别是30和5
D．在核糖体上形成时相对分子质量减少了54
答案 C
解析 分析题干信息可知，题干中给出的几种氨基酸都只含有一个N，因此分子式是C21HxOyN4S2的多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽，A正确；该化合物中含有2个S，因此该多肽中含有2个半胱氨酸，根据碳原子守恒，另两种氨基酸分别是苯丙氨酸和亮氨酸，所以该四肽化合物水解产生的氨基酸是三种，B正确；该化合物中H原子数和O原子数分别是32和5，C错误。
7．某五十肽中有4个丙氨酸(R基为—CH3)，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态存在)。下列叙述错误的是( )
A．该五十肽水解产物中的多肽链比原来增加了8个氧原子
B．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
C．若将新生成的4条多肽链重新连成一条长链，将脱去3个水分子
D．若将得到的5个氨基酸缩合成一条肽链，则有5种不同的氨基酸序列
答案 A
解析 据图分析可知，脱掉了4个丙氨酸后，肽键数目减少8个，相当于增加了8个水分子，但该五十肽总共脱了5个游离的氨基酸，至少脱了10个氧原子(5个羧基)，所以水解产物形成的四条多肽链氧原子数目至少减少了2个，A错误；若将得到的5个氨基酸(其中有4个是丙氨酸)缩合成五肽，则有5种不同的氨基酸序列，D正确。
方法规律 有关蛋白质结构的计算规律
(1)利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律
结合示意图可得出如下规律(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条链状多肽或m条链状多肽时)：
[提醒] ①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—，由两个—SH脱H形成)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。
③游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：在一个氨基酸中，若不考虑R基，则含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：
①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。
②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。
③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
⑤由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
⑥若已知多肽链的分子式，则此多肽链中：
a．含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1。
b．含2个羧基的氨基酸数＝eq \f(O原子数－肽键数－2,2)。
(3)多肽中除去氨基酸的有关计算
①若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，需水解掉1个肽键。
②每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子增加1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。
(4)多肽种类的计算题
以21种氨基酸构成四肽的种类为例：
①若每种氨基酸数目不限，可形成四肽的种类有214种。
②若每种氨基酸只有一个，可形成四肽的种类有(21×20×19×18)种。
重温高考 真题演练
1．(2021·辽宁，1)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是( )
A．叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质
B．胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质
C．唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质
D．线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
答案 D
解析 叶绿体类囊体薄膜是进行光合作用的场所，能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，其化学本质是蛋白质，A正确；胰岛B细胞能分泌胰岛素，降低血糖，胰岛素的化学本质是蛋白质，B正确；唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，C正确；葡萄糖分解的场所在细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。
2．(2018·江苏，5)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是( )
A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
答案 D
解析 分析题中激素的结构简式可知，激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的，故为六肽环，A错误；氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基，B错误；肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸R基上的氨基数目有关，C错误；分析题中激素的结构简式可知，两种激素间有2个氨基酸种类不同，故这两种激素生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的，D正确。
3．(2018·全国Ⅱ，1)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是( )
A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
答案 C
解析 浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合，A项正确；肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程，B项正确；Fe2＋参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能，C项错误；细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，D项正确。
4．(2017·海南，1)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丧失
D．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
答案 C
解析 蛋白质的功能主要取决于组成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构，A项正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式，可形成多种不同的多肽链，B项正确；抗体是蛋白质，将其溶于NaCl溶液中会发生盐析现象，但其生物活性并没有丧失，C项错误；氨基酸序列相同的多肽链有多种折叠方式，可形成多种不同的蛋白质空间结构，D项正确。
一、易错辨析
1．具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸( × )
2．脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽( × )
3．变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应( × )
4．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构( √ )
5．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化( √ )
6．蛋白质是生命活动的主要能源物质( × )
二、填空默写
1．(必修1 P29)请叙述氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子至少都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，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
2．(必修1 P30)脱水缩合是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，同时脱去一分子水的过程。
3．(必修1 P32“与社会的联系”)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。
4．评价蛋白质营养价值时，为什么格外注重必需氨基酸的种类和含量？
提示 组成人体蛋白质的氨基酸中有8种是人体细胞不能合成的，被称为必需氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取。
5．人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，但红细胞主要承担运输氧的作用，心肌细胞承担心脏律动作用，请从蛋白质结构的角度分析红细胞和心肌细胞两种细胞功能不同的主要原因。
提示 两种细胞中组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同以及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
课时精练
一、选择题
1．HSP是机体细胞受高温刺激后合成出的一类热休克蛋白。该蛋白质可发挥如图所示的作用，以保护机体细胞不受破坏。图示HSP所起的作用是( )
A．促进肽键的形成
B．抑制氨基酸脱水缩合
C．促使肽链形成空间结构
D．维持蛋白质结构的稳定性
答案 C
解析 由图分析HSP可以与多肽链结合，使其形成蛋白质，由此可以判断HSP的作用是促使肽链形成一定的空间结构。
2．从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。下列关于胶原蛋白的说法，错误的是( )
A．作为缝合线的胶原蛋白之所以被人体吸收是因为已被分解成小分子的氨基酸
B．被分解成的氨基酸种类最多有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的
C．分解后的蛋白质与变性后的蛋白质都不可以与双缩脲试剂发生颜色反应
D．在核糖体上合成胶原蛋白时，产生的水分子中的氢来自氨基和羧基
答案 C
解析 分解后的蛋白质形成氨基酸，不可以与双缩脲试剂发生颜色反应，但变性后的蛋白质破坏的是空间结构，依然可以与双缩脲试剂发生颜色反应，C错误。
3．(2022·山西高三模拟)肌红蛋白是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质。肌红蛋白是一条由153个氨基酸残基组成的肽链，盘绕一个血红素辅基而形成，相对分子质量为16 700。肌红蛋白属于较小分子的球蛋白，广泛分布于心肌和骨骼肌中。下列有关说法正确的是( )
A．氨基酸脱水缩合形成肌红蛋白的过程中形成153个肽键
B．潜水生活的哺乳动物如鲸鱼体内肌红蛋白的含量较低
C．编码肌红蛋白的基因碱基序列发生改变，肌红蛋白的结构不一定改变
D．肌红蛋白和血红蛋白的功能不同仅与二者的氨基酸种类和数目有关
答案 C
解析 肽键个数等于氨基酸个数减去肽链数，故肽键数为152个，A错误；潜水生活的哺乳动物如鲸鱼体内肌红蛋白的含量较高，才能储存更多的氧，供水下生存，B错误；因密码子具有简并性，编码肌红蛋白的基因碱基序列发生改变，肌红蛋白的结构不一定改变，C正确。
4．(2022·山东薛城高三模拟)普通细胞中含有一种特殊的蛋白质——伴侣蛋白，它帮助蛋白质正确的折叠。当大肠杆菌编码伴侣蛋白的基因发生突变时，细菌会死亡。科学家将伴侣蛋白加入被人为错误折叠的苹果酸脱氢酶中，此酶被复原，重新恢复活性。以下相关说法，正确的是( )
A．伴侣蛋白仅存在于原核细胞中，真核细胞内无伴侣蛋白
B．伴侣蛋白的元素组成是C、H、O、N、P
C．因加热导致变性的蛋白质的活性可能被伴侣蛋白恢复
D．细菌伴侣蛋白基因的突变对噬菌体的侵染和增殖无影响
答案 C
解析 原核细胞与真核细胞中都需要对某些肽链进行折叠产生有生物活性的蛋白质，因此都具有伴侣蛋白，A错误；伴侣蛋白属于蛋白质，蛋白质的元素组成是C、H、O、N，有些还含有S，B错误；由题干信息可知，伴侣蛋白可将错误折叠的蛋白质恢复活性，加热导致的蛋白质变性，仅空间结构发生改变，因此，伴侣蛋白可能使其恢复活性，C正确；伴侣蛋白基因突变可导致伴侣蛋白功能异常，噬菌体侵染细菌后，需要合成子代病毒的蛋白质外壳，需要进行蛋白质的折叠，因此对噬菌体的增殖会产生影响，D错误。
5．(2022·天津市高三期末)绿色荧光蛋白是从发光水母中分离出来的一种结构蛋白，其相关数据如下表所示。若R基上的羧基和氨基不会脱水形成肽键，则下列有关叙述正确的是( )
A.R基上的氨基有17个
B．该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成氨基
C．该蛋白质只含1条肽链
D．合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为2 232
答案 D
解析 该蛋白质共含有17个游离的羧基，其中有15个在R基中，说明该蛋白质含有2条肽链，又游离的氨基总数是17个，所以R基上的氨基有15个，A、C错误；氨基酸经脱水缩合形成蛋白质时，脱去的水中的氧来自氨基酸中的羧基，所以该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成羧基，B错误；合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为124×18＝2 232，D正确。
6．蛋白水解酶分内切酶和外切酶2种，外切酶专门作用于肽链末端的肽键，内切酶则作用于肽链内部特定区域。若某蛋白内切酶作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)两侧的肽键，某四十九肽经该内切酶作用后的情况如下图，下列叙述错误的是( )
A．形成短肽A、B、C共消耗2分子水
B．短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个
C．该四十九肽苯丙氨酸存在于第17、31、32号位上
D．若用蛋白外切酶处理该多肽，最终会得到49个氨基酸
答案 A
解析 题中短肽的形成过程共需要断裂5个肽键，消耗5个水分子，A错误；断裂的5个肽键分别位于16号和17号之间、17号和18号之间、30号和31号之间、31号和32号之间、32号和33号之间，每个苯丙氨酸含有2个氧原子，每个水分子含有1个氧原子，短肽A、B、C比该四十九肽的氧原子数少2×3－5＝1(个)，B、C正确；外切酶专门作用于肽链末端的肽键，若该四十九肽用蛋白外切酶处理，最终可得到49个氨基酸，D正确。
7．某多肽有20个氨基酸，其中含天冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位(见下图)；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是( )
A．该20肽含有肽键至少有22个
B．该20肽游离的氨基和羧基各为1个和8个
C．肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个
D．肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比20肽多了4个
答案 C
解析 某多肽应是一条肽链，根据肽键数目＝氨基酸数目－肽链条数，故20肽含有肽键数目应是20－1＝19(个)，A错误；该20肽含游离的氨基或羧基数目＝肽链条数＋R基中含有的氨基或羧基数，则氨基数目至少1个，而羧基数目至少4＋1＝5(个)，B错误；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6位氨基酸脱离该多肽链，剩下的多肽链中共含有19个氨基酸，C正确；肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，其形成3个多肽链，水解断开4个肽键，增加4个O，但第5位和第20位的天冬氨酸脱离多肽链，减少8个O，因此氧原子数目比20肽减少4个，D错误。
8．有一条由14个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z>14，W>15)的多肽，经过水解后的产物中有3种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)。水解产物中天冬氨酸的数目是( )
A．(Y＋14)个 B．(Z＋14)个
C．(W－15)个 D．(W－15)/2个
答案 D
解析 天冬氨酸(C4H7O4N)中含有4个氧原子，设该化合物中天冬氨酸(C4H7O4N)的个数是x个，该多肽脱去14－1＝13(个)水，根据氧原子守恒，2×(14－x)＋4x－13＝W，解得：x＝(W－15)/2。
9．下图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S)。下列相关叙述不正确的是( )
A．组成该分子的氨基酸最多有21种
B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824
C．该分子至少含有3个游离的氨基
D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应
答案 B
解析 据分析可知，该蛋白质形成时，脱水分子数为268个，18×268＝4 824，还有4个二硫键，每个都脱去了2个—H,2×4＝8，氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824＋8＝4 832，B错误。
10．细胞受到冰冻时，蛋白质分子互相靠近，当接近到一定程度时，蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时，蛋白质氢键断裂，二硫键仍保留，如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．结冰和解冻两个过程均涉及肽键的变化
B．结冰导致蛋白质功能异常，解冻恢复其正常功能
C．抗冻植物有较强的抗巯基氧化的能力
D．分泌蛋白的空间结构在高尔基体上形成
答案 C
解析 由题干信息可知，结冰时会增加蛋白质分子中的二硫键，解冻会减少蛋白质分子中的氢键，结冰和解冻过程未涉及到肽键的变化，A错误；结冰和解冻两个过程都会影响蛋白质的结构，因此结冰和解冻均导致蛋白质功能异常，B错误；核糖体合成的多肽链形成一定的空间结构是在内质网上，因此分泌蛋白的空间结构在内质网上形成，D错误。
11．乙酰基六肽为人体内源性生物活性物质，是一种具有穿透细胞膜能力的小分子链状六肽，由于能够阻断神经肌肉间的信息传导，避免肌肉过度收缩，减少了动态纹的发生，还能有效重组胶原蛋白，增加弹力蛋白活性，多用于化妆品内作为抗皱成分。下列相关叙述正确的是( )
A．乙酰基六肽可与甲、乙液等量配制的双缩脲试剂呈紫色反应
B．乙酰基六肽进入细胞充分体现了细胞膜的功能特点
C．氨基酸的种类和数量就决定了该小分子多肽的功能
D．该多肽由6个氨基酸通过6个肽键相连
答案 B
解析 乙酰基六肽可与双缩脲试剂呈紫色反应，但甲液和乙液等量混合的是斐林试剂，斐林试剂用于检测还原糖，检测蛋白质是依次加入双缩脲试剂A液、B液，A错误；除了氨基酸的种类和数量决定该小分子多肽的功能，还有氨基酸的排列顺序，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构也决定该多肽的功能，C错误。
12．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。下列说法不正确的是( )
A．FtsZ蛋白与其他15种分裂蛋白的单体都以碳链为骨架
B．细菌没有内质网和高尔基体，因此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
C．FtsZ蛋白在细菌中广泛存在，因此可作为抗菌药物研发的新靶标
D．研发针对细菌的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 B
解析 细菌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、排列顺序以及多肽盘曲折叠形成的空间结构有关，B错误。
二、非选择题
13．血红蛋白(HbA)由1个珠蛋白和4个血红素组成。每个珠蛋白包括4条多肽链，其中α、β链各2条，肽链由α、β珠蛋白基因编码。下图是血红蛋白的四级结构示意图。回答下列问题：
(1)组成HbA的化学元素至少包含_____________________________________________
__________________。
(2)HbA的一级结构指肽链上_______________________________________________
的排列顺序，该排列顺序根本上是由__________________________决定的。HbA易与氧结合和分离，使HbA执行____________________________________________________的功能。
(3)当低海拔地区生活的人进入高原后，机体通过增加促红细胞生成素(EPO)刺激骨髓生成较多的红细胞。EPO调节生理代谢的意义是___________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，从而使人能够适应高原环境。
(4)蛋白质表面吸附的水构成“水膜”以保护蛋白质。强酸能破坏蛋白质表面的“水膜”使蛋白质变性，导致其空间结构都变得伸展、松散，从而暴露出更多的肽键。为验证盐酸能使蛋白质变性，可选用______________(填“HbA”或“豆浆”)为材料，并用双缩脲试剂检测，实验组给予_______________________________________________________________
处理，预测实验结果是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)C、H、O、N、Fe (2)氨基酸 α、β珠蛋白基因的脱氧核苷酸(或碱基)序列 运输物质(氧气) (3)通过增加红细胞的数量和血红蛋白的含量，提高血液的供氧能力 (4)豆浆 盐酸(或强酸) 实验组样液的紫色程度比对照组的深
14．(2022·沙坪坝重庆八中高三模拟)赖氨酸是人体所需的8种必需氨基酸之一(目前认为人体所含氨基酸为21种)，它在生物机体的代谢中起着重要的作用，赖氨酸缺乏会引起蛋白质功能障碍，影响生长发育，导致生长障碍，体重增加缓慢等。因植物性蛋白中普遍缺乏赖氨酸，故营养学家称之为“第一必需氨基酸”。请回答下列与氨基酸、蛋白质相关的问题：
(1)赖氨酸的分子式为C6H14O2N2，其R基中O原子数为______，氨基酸在________(结构)中通过____________方式合成多肽链，进而形成各种蛋白质。
(2)某兴趣小组欲探究赖氨酸是否也是家兔的必需氨基酸，进行了相关实验。其实验情况用下表显示：
实验中所选幼年家兔应满足的条件是______________________________________________
_____________________________________________________________(答出2点)。
乙组所喂饲料为________________________________________________________。
实验中的甲组为____________组，乙组为____________组。结果检测可通过测量甲、乙两组家兔的______________，经数据对比分析后，一定程度上可反映赖氨酸对家兔生长的必需性。
答案 (1)0 核糖体 脱水缩合 (2)品种一样，生长状况正常且一致，重量一样，性别一样，年龄一样 一定量的含除赖氨酸外的20种氨基酸的食物 对照 实验 体重(或体长)
解析 (1)氨基酸的结构通式的分子式为C2H4O2NR，赖氨酸的分子式为C6H14O2N2，由此可知赖氨酸的R的分子式为－C4H10N，因此R基中O原子数为0，氨基酸是在细胞质的核糖体中通过脱水缩合的方式合成多肽链，进而形成各种蛋白质。(2)本实验探究赖氨酸是否也是家兔的必需氨基酸，自变量为是否添加赖氨酸，因变量为家兔的生长发育状况(可用体长、体重等来表示)。实验要遵循单一变量原则、等量原则、适宜原则，因此实验中所选幼年家兔应满足的条件是品种一样，生长状况正常且一致，重量一样，性别一样，年龄一样，排除无关变量对实验结果的干扰。提醒 不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因：同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同，根本原因是基因的选择性表达；不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA基因或遗传信息的特异性。
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
蛋白质相对分子质量
1
n－1
n－1
na－18(n－1)
m
n－m
n－m
na－18(n－m)
氨基酸数目
126
R基上的羧基数
15
游离羧基的总数
17
游离氨基的总数
17
组别
项目
甲组
乙组
幼年家兔
10只
10只
饲料
一定量的添加了21种氨基酸的食物
？
饲喂时间
每天10：00、16：00各一次
每天10：00、16：00各一次
饲喂周期
3周
3周
结果检测
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