資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高一生物（2019人教版）必修1同步教案
2.4　蛋白質是生命活動的主要承擔者
學習目標 素養目標
1．歸納概括氨基酸的結構通式和特點，闡明氨基酸是蛋白質的基本組成單位。 2．分析蛋白質分子結構多樣性和功能多樣性的關系，舉例說明蛋白質的結構是與功能相適應的。 3．說出氨基酸構成多肽鏈或蛋白質分子的過程。 4．闡明蛋白質是生命活動的主要承擔者，認同蛋白質與人體營養、健康等關系密切。 1．生命觀念————認同蛋白質是生命活動的主要承擔者，形成結構與功能相適應的觀點。 2．科學思維————通過推導氨基酸的結構、脫水縮合過程，培養歸納與推理的能力。
分點突破（一）　蛋白質的功能及其基本組成單位——氨基酸
基礎·落實
1．蛋白質功能舉例
功能 實例
作為結構蛋白 羽毛、肌肉、頭發、蛛絲
催化作用 絕大多數酶
運輸作用 載體蛋白、血紅蛋白
調節作用 胰島素、生長激素等蛋白質類激素
免疫作用 抗體
2．氨基酸的結構
(1)寫出圖中序號代表的結構名稱：①氨基； ②④R基； ③羧基。
(2)比較圖中幾種氨基酸，寫出氨基酸分子的結構通式：。
(3)各種氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸還含有S元素。
3．氨基酸的結構特點
(1)天冬氨酸的R基中含有羧基，賴氨酸的R基中含有氨基，說明組成蛋白質的氨基酸至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)。
(2)從位置上看組成蛋白質的氨基酸都有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)連接在同一個碳原子上。
(3)各種氨基酸之間的區別在于R基的不同。
4．種類
(1)組成人體蛋白質的氨基酸有 21種，其區別為 R基的不同。
(2)根據人體細胞能否合成分類
①人體細胞不能合成的是必需氨基酸(共8種)。
②人體細胞 能 合成的是非必需氨基酸(共13種)。
深化·認知
一、在“思考探究”中解惑
1．組成蛋白質的氨基酸的判斷標準是什么？
提示：①數目標準：至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)。,②位置標準：都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，且這個碳原子上還連接一個氫原子(—H)和一個R基。
2．有的同學只喜歡吃肉食，從氨基酸的角度分析，這種飲食習慣為什么不合理？
提示：動物體內富含的氨基酸種類和植物體內的不同，如果只喜歡吃肉食會導致某些必需氨基酸攝取不足。
二、在“系統思維”中提能
1．諧音法記憶蛋白質的主要功能
2．氨基酸結構通式的分析
3．“兩看法”判斷組成蛋白質的氨基酸
應用·
1．下列關于蛋白質及其功能的敘述中，錯誤的是(　　)
A．抗體與機體的免疫密切相關，長期營養不良會導致免疫力下降
B．大部分蛋白質具有催化功能
C．蛋白質可以在細胞之間傳遞信息
D．血紅蛋白能夠運輸氧氣，說明蛋白質具有運輸功能
解析：B　抗體是蛋白質，與免疫密切相關，若長期營養不良，則會導致合成抗體的基本單位——氨基酸供給不足，使免疫力下降，A正確；蛋白質種類很多，其中有少數蛋白質能夠起到催化作用，B錯誤；有些激素的本質是蛋白質，可以在細胞之間傳遞信息，C正確；血紅蛋白和細胞膜上的載體蛋白都具有運輸功能，D正確。
2．已知一種氨基酸的R基是—CH2—OH，在這種氨基酸分子中，含有C、H、O的原子數分別是(　　)
A．3、4、7 B．3、7、3
C．7、1、4 D．4、3、7
解析：B　每個氨基酸分子至少要有一個—NH2，一個—COOH和一個H連在同一個碳原子上。其共同部分可以表示為C2H4O2N，R基是—CH2—OH，含有一個C、三個H、一個O。CH3O＋C2H4O2N，該氨基酸的分子式為C3H7O3N，故含有C、H、O的原子數是3、7、3。
特別提醒
(1)決定氨基酸種類和性質的是氨基酸的R基。
(2)氨基酸的分子式可記為C2H4O2NR，此分子式在計算中方便使用。
3．(2022·湖南長沙高一月考)下列四個結構式中，屬于氨基酸分子的是(　　)
解析：D　A中所示化合物不具有羧基，不屬于氨基酸，A不符合題意；B中所示化合物不具有氨基，不屬于氨基酸，B不符合題意；C中所示化合物具有一個氨基和一個羧基，但該氨基和羧基沒有連接在同一個碳原子上，不屬于氨基酸，C不符合題意；D中所示化合物具有一個氨基和一個羧基，且該氨基和羧基連接在同一個碳原子上，屬于氨基酸，D符合題意。
分點突破(二)　蛋白質的結構及其多樣性
基礎·
1．氨基酸的脫水縮合
(1)此生理過程的名稱是脫水縮合。
(2)寫出字母代表的結構或名稱：a肽鍵；b二肽。
(3)判斷產物H2O中原子的來源。
H：來自R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基。
O：來自R1所在氨基酸的羧基。
(4)多肽中游離的氨基或羧基：至少 一 個。
2．蛋白質的形成過程
元素：C、H、O、N等
　↓
氨基酸：蛋白質的基本組成單位
　↓脫水縮合
二肽：由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物
　↓
多肽(鏈)：由多個氨基酸分子縮合而成的化合物，通常呈鏈狀結構
　↓
蛋白質：具有一定的空間結構
3．蛋白質的結構多樣性
(1)表現：每種蛋白質含有的氨基酸種類和數目都不同，不同種類氨基酸的排列順序多種多樣，肽鏈的盤曲折疊方式及形成的空間結構不同，這就決定了蛋白質分子的結構多樣性。
(2)模型
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．結合“氨基酸脫水縮合的過程”示意圖，探討：
(1)由2個氨基酸脫水縮合形成的化合物的名稱是什么？其內含有多少個肽鍵？在形成過程中脫去多少分子水？
提示：二肽；1個；1分子。
(2)由3個氨基酸脫水縮合形成的化合物的名稱是什么？其內含有多少個肽鍵？在形成過程中脫去多少分子水？
提示：三肽；2個；2分子。
2．煮熟的雞蛋和肉類更容易消化。請分析其中的原因。
提示：高溫使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
3．人畜誤食銅鹽、汞鹽、鉛鹽等重金屬鹽而中毒，你認為應采用怎樣的措施解毒，為什么？
提示：服用蛋清、牛奶或豆漿。因為蛋清、牛奶或豆漿中主要含有蛋白質，它們與重金屬鹽迅速發生反應，從而保護人畜。
二、在“系統思維”中提能
1．蛋白質結構多樣性與功能多樣性的關系
2．蛋白質的鹽析和變性的區別
(1)鹽析：雞蛋清中加入食鹽溶液看到白色絮狀物，加水后白色絮狀物消失。鹽析屬于物理變化。
(2)變性：高溫、過酸、過堿或在重金屬離子的作用下，蛋白質的分子結構變得伸展、松散，失去活性。變性屬于化學變化。
應用·
1．(2021·北京高一期中)下列關于蛋白質分子結構的敘述，正確的是(　　)
A．氨基酸種類、數量和排列順序相同的蛋白質，功能可能不同
B．由n條肽鏈組成的蛋白質，含有氨基和羧基各n個
C．組成蛋白質的氨基酸之間可按不同方式結合
D．高溫會使蛋白質變性，蛋白質的空間結構保持不變
解析：A　氨基酸種類、數量和排列順序相同的蛋白質可能肽鏈的盤曲折疊方式及其形成的空間結構不同造成蛋白質結構不同，進而使功能不同，A正確；一條肽鏈至少含有一個氨基和一個羧基，因此由n條肽鏈組成的蛋白質，至少含有氨基和羧基各n個，B錯誤；組成蛋白質的氨基酸之間的脫水縮合方式相同，都是一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基反應脫去1分子水，C錯誤；高溫使蛋白質變性，蛋白質的空間結構改變，D錯誤。
2．人體的肌肉主要由蛋白質構成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，其直接原因是(　　)
A．屬于不同系統
B．所含蛋白質分子結構不同
C．肌肉細胞的形狀不同
D．在人體內的分布位置不同
解析：B　人體的肌肉主要由蛋白質構成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，是由于構成平滑肌和骨骼肌的蛋白質結構不同，從而導致了功能的差異，B正確，A、C、D錯誤。
3．(2021·江蘇鹽城高一期中)如圖是某化合物的結構式。關于該化合物的敘述，不正確的是(　　)
A．圖中有③和⑤兩個肽鍵，因此該化合物為二肽
B．由于②④⑥的不同，該化合物由3種氨基酸組成
C．氨基酸合成蛋白質需經過多肽的合成、肽鏈的盤曲折疊、肽鏈構成更復雜的空間結構
D．經常食用奶制品、肉類、蛋類和大豆制品，人體一般不會缺少必需氨基酸
解析：A　幾個氨基酸構成的化合物就是幾肽，圖中含有3個氨基酸，因此該化合物為三肽，A錯誤；氨基酸種類的不同取決于R基，②④⑥表示R基，由于②④⑥的不同，該化合物由3種氨基酸組成，B正確；氨基酸合成蛋白質需經過多肽的合成、肽鏈的盤曲折疊、肽鏈構成更復雜的空間結構等層次，C正確；必需氨基酸是人體細胞不能合成，必須從食物中獲得，因此經常食用奶制品、肉類、蛋類和大豆制品，人體一般不會缺少必需氨基酸，D正確。
網絡構建（一圖串盡主干知識）
微專題培優(一)　與蛋白質的合成和水解過程相關的計算
1．蛋白質的相對分子質量、氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數和失去水分子數的關系
(1)肽鍵數＝失去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數(對于環狀多肽來說，肽鍵數＝氨基酸數＝失去水分子數)。
(2)蛋白質的相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－脫去水分子數×18(若有p個二硫鍵生成，則還應減去2p )。
肽鏈 數目 氨基 酸數 肽鍵 數目 脫去水 分子數 氨基 數目 羧基 數目 多肽(蛋白質) 的相對分子質量
1條 n n－1 n－1 至少 1個 至少 1個 an－18×(n－1)
m條 n n－m n－m 至少 m個 至少 m個 an－18×(n－m)
注：設氨基酸的平均相對分子質量為a。
[針對訓練]
1．(2022·江蘇南京高一月考)已知21種氨基酸的平均相對分子質量是128，現有一蛋白質分子由3條肽鏈組成，在肽鏈形成空間結構時，產生了4個二硫鍵(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，共有肽鍵97個，此蛋白質分子的相對分子質量最接近(　　)
A．11 046 B．11 060
C．12 800 D．12 280
解析：A　蛋白質是由氨基酸脫水縮合形成的，蛋白質的相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－失去的水分子數×水的相對分子質量＝(97＋3)×128－97×18＝11 054。由于在肽鏈形成空間結構時，生成了4個二硫鍵，失去2×4＝8個H，所以該蛋白質的相對分子質量＝11 054－8＝11 046。
2．如圖為牛胰島素結構模式圖，該物質中—S—S—是由兩個—SH脫去兩個H形成的，下列說法正確的是(　　)
A．牛胰島素為51肽，其中含有50個肽鍵
B．牛胰島素中至少有2個—NH2和2個—COOH
C．牛胰島素水解產物含有21種不同的氨基酸
D．牛胰島素形成時，減少的相對分子質量為882
解析：B　牛胰島素含51個氨基酸，由2條肽鏈組成，含有的肽鍵數為51－2＝49個；至少含2個游離的—NH2和2個游離的—COOH；牛胰島素水解可得到51個氨基酸，但并非一定是21種；牛胰島素形成時，51個氨基酸脫水縮合的同時還減少了6個H，故減少的相對分子質量為49×18＋6＝888。
2．蛋白質中游離氨基或羧基的計算
可將肽鏈看作“C”與“—CO—NH—”交替連接構成的基本骨架，在“C”上連接著—R和—H，在肽鏈的兩端分別是游離的“—NH2”和“—COOH”，如下圖所示：
(1)至少含有的游離氨基或羧基數＝肽鏈數。
(2)游離氨基或羧基數＝肽鏈數＋R基中含有的氨基或羧基數。
(3)環狀多肽中游離氨基或羧基數取決于構成環狀多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基數。
[針對訓練]
3．科學家發現了生物體內的第21種氨基酸——硒半胱氨酸(R基為—CH2—SeH)。由兩個硒半胱氨酸和三個谷氨酸[R基為—(CH2)2—COOH]所構成的含有一條肽鏈的化合物，其名稱、游離羧基數目分別為(　　)
A．四肽，5 B．四肽，3
C．五肽，4 D．五肽，3
解析：C　5個氨基酸構成的化合物為五肽，3個谷氨酸R基上共有3個游離的羧基，多肽鏈一端還有1個游離的羧基，共4個游離的羧基。
4．有關圖中蛋白質的敘述，正確的是(　　)
A．形成該蛋白質時共脫掉126個水分子
B．該蛋白質含有兩條肽鏈
C．該蛋白質的R基中共含17個氨基
D．該蛋白質共有111個肽鍵
解析：B　氨基酸脫水縮合反應中形成的肽鏈數＝蛋白質中的羧基總數－R基上的羧基總數＝17－15＝2條，B正確；126個氨基酸經過脫水縮合反應形成2條肽鏈脫去的水分子數是126－2＝124個，A錯誤；蛋白質中R基上的氨基數＝蛋白質中氨基的總數－肽鏈數＝17－2＝15個，C錯誤；蛋白質中的肽鍵數＝氨基酸脫水縮合反應脫去的水分子數＝氨基酸個數－肽鏈數＝126－2＝124個，D錯誤。
3．鏈狀多肽中各原子數的計算
(1)氧原子數＝肽鍵數＋2×肽鏈數＋R基上的氧原子數＝各氨基酸中氧原子的總數－脫去的水分子數。
(2)氮原子數＝肽鏈數＋肽鍵數＋R基上的氮原子數＝各氨基酸中氮原子的總數。
(3)含2個氨基的氨基酸數＝氮原子數－肽鍵數－肽鏈數。
(4)含2個羧基的氨基酸數＝(氧原子數－肽鍵數－2×肽鏈數)/2
特別提醒
由于R基上的碳原子數不好確定，且氫原子數較多，因此以氮原子數或氧原子數的計算為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數最為簡便。
[針對訓練]
5．某蛋白質由m條肽鏈、n個氨基酸組成。該蛋白質至少有氧原子的個數是(　　)
A．n－m B．n－2m
C．n＋m D．n＋2m
解析：C　n個氨基酸形成m條肽鏈，肽鍵數為(n－m)個，每個肽鍵中有1個氧原子。每條肽鏈中至少有一個羧基，每個羧基中含2個氧原子。故該蛋白質至少有氧原子的個數為n－m＋2m＝(n＋m)個。
6．某五十肽中有丙氨酸(R基為—CH3)2個，現脫掉其中的丙氨酸(相應位置如圖)得到幾種不同的有機產物，其中脫下的氨基酸均以游離態正常存在。下列有關該過程產生的全部有機物中有關原子、基團或肽鍵數目的敘述，錯誤的是(　　)
A．肽鍵數目減少4個
B．氨基和羧基分別增加4個
C．氫原子數目增加8個
D．氧原子數目增加2個
解析：D　題述五十肽脫掉其中的2個丙氨酸，在丙氨酸的兩側各斷裂一個肽鍵，因此肽鍵數目減少4個；斷裂4個肽鍵，即水解形成4個氨基和4個羧基；脫掉丙氨酸的過程需要4個水分子參與水解，所以氫原子數目增加8個，氧原子數目增加4個。
[應用體驗]
1．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，則它的分子式是(　　)
A．C5H11O2NS B．C3H7S
C．C4H11O2S D．C5H10O2N
解析：A　氨基酸的結構通式為，所以甲硫氨酸的分子式為
C5H11O2NS。
2．(2021·江蘇泰州高一期末)全世界每年有成千上萬人由于誤吃毒蘑菇而死亡。鵝膏蕈堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環狀八肽。若21種氨基酸的平均相對分子質量為128，則鵝膏蕈堿的相對分子質量約為(　　)
A．1 024 B．898
C．880 D．862
解析：C　該毒素是一種環狀八肽，則共由8個氨基酸組成，在形成多肽時應脫去8分子的水，故鵝膏蕈堿的相對分子質量為8×128－8×18＝880。
3．谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于動植物和微生物細胞中的一種重要的三肽，它由谷氨酸(C5H9NO4)、甘氨酸(C2H5NO2)和半胱氨酸縮合而成，則半胱氨酸可能的分子式為(　　)
A．C3H3NS B．C3H5NS
C．C3H7O2NS D．C3H3O2NS
解析：C　谷胱甘肽是由3個氨基酸通過脫去2分子水縮合而成的三肽。因此，根據原子守恒，這3個氨基酸的分子式疊加后應等于谷胱甘肽的分子式再加上2個水分子，即C10H17O6N3S＋2H2O＝C10H21O8N3S。故C10H21O8N3S－C5H9NO4－C2H5NO2＝C3H7O2NS(半胱氨酸)。
4．(2022·江蘇徐州高一檢測)免疫球蛋白IgG的結構如圖所示，其中—S—S—表示連接兩條相鄰肽鏈的二硫鏈。若該IgG由m個氨基酸構成，則該IgG有肽鍵數(　　)
A．m個 B．(m＋1)個
C．(m－2)個 D．(m－4)個
解析：D　由氨基酸脫水縮合成的蛋白質中，肽鍵數＝脫去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數(對于非環狀多肽而言)。從圖中給出的信息可以判斷出IgG的結構中有4條肽鏈，由于共有m個氨基酸，因此可以得出肽鍵的數量為(m－4)個。
5．如圖所示，該蛋白質分子共由67個氨基酸構成，包括兩條多肽鏈和一個環狀肽。數字代表兩條多肽鏈上氨基酸的起止數字，該蛋白質由二硫鍵(兩個—SH形成—S—S—)相連，假設氨基酸的平均分子質量為a，下列說法錯誤的是(　　)
A．該蛋白質分子至少有2個游離的氨基和2個游離的羧基
B．該蛋白質分子至少含有氧原子67個
C．該蛋白質分子含有肽鍵65個
D．該蛋白質的分子量為67a－1 174
解析：B　環狀肽可能沒有游離的氨基和羧基，所以該蛋白質至少含有2個游離的氨基和2個游離的羧基，A正確；該蛋白質分子至少含有O原子的數量為(18－1＋2)＋(14－1＋2)＋35＝69(個)，B錯誤；該蛋白質共有肽鍵(32－2)＋35＝65(個)，C正確；一個蛋白質分子由兩條多肽鏈(32個氨基酸)和一個環狀肽(35個氨基酸)組成，且它們之間由二硫鍵(兩個—SH形成—S—S—)相連，則該蛋白質的分子量為(32＋35)×a－(65×18＋2×2)＝67a－1 174，D正確。
6．某多肽由20個氨基酸組成，其中含天冬氨酸4個，分別位于第5、6、15、20位(如圖所示)；肽酶X專門作用于天冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶Y專門作用于天冬氨酸氨基端的肽鍵。下列相關敘述正確的是(　　)
A．該二十肽至少含有20個肽鍵
B．若氨基酸的平均相對分子質量為a，則該二十肽的相對分子質量為20a
C．肽酶X完全作用后產生的多肽共含有氨基酸19個
D．肽酶Y完全作用后產生的多肽中羧基數目比二十肽多了4個
解析：C　20個氨基酸經脫水縮合形成一條肽鏈，需要脫去19分子的水，形成19個肽鍵；在二十肽形成過程中要脫水縮合，因此二十肽的相對分子質量為20a－19×18＝20a－342；肽酶X專門作用于天冬氨酸羧基端的肽鍵，完全作用后第6位的天冬氨酸脫離該多肽鏈，剩下的多肽鏈中共含有19個氨基酸；肽酶Y專門作用于天冬氨酸氨基端的肽鍵，完全作用后斷裂4個肽鍵，共新增加4個羧基，第5位和第20位的天冬氨酸脫離多肽鏈，共帶走4個羧基，故產生的多肽中羧基數沒變。
[課時跟蹤檢測]
[基礎鞏固練]
知識點一　蛋白質的功能
1．蛋白質是生命活動的主要承擔者，下列不屬于蛋白質功能的是(　　)
A．傳遞信息 B．催化生物化學反應
C．作為主要能源物質 D．作為物質運輸的載體
解析：C　蛋白質類的激素具有傳遞信息，調節生命活動的作用，A不符合題意；酶具有催化作用，大多數酶的本質是蛋白質，B不符合題意；糖類是主要的能源物質，蛋白質不能作為主要的能源物質，C符合題意；膜上的載體蛋白具有物質運輸的作用，D不符合題意。
2．(2022·江蘇南通高一月考)有關蛋白質結構與功能的敘述，錯誤的是(　　)
A．蛋白質的生物活性與蛋白質的空間結構有關
B．數量相同的5種氨基酸可以組成不同的多肽鏈
C．將抗體溶于NaCl溶液中會造成其生物活性的喪失
D．氨基酸序列相同的多肽鏈可折疊成不同的空間結構
解析：C　蛋白質的功能主要取決于氨基酸的數目、種類、排列順序，以及肽鏈折疊、盤曲形成的空間結構，A正確；數量相同的5種氨基酸有多種組合方式且能形成長度不同的多肽鏈，B正確；在質量分數為0.9%的NaCl溶液(生理鹽水)中，抗體將保持其生物活性，C錯誤；氨基酸序列相同的多肽鏈可由不同的折疊方式形成不同的空間結構，D正確。
知識點二　蛋白質的基本組成單位——氨基酸
3．層粘連蛋白是一種大型的糖蛋白，由一條重鏈(α)和兩條輕鏈(β1、β2)經二硫鍵交聯而成，外形呈十字形。若將層粘連蛋白徹底水解，不可能產生的物質是(　　)
　　
解析：D　糖蛋白由蛋白質和多糖組成，多糖徹底水解得到葡萄糖，蛋白質徹底水解得到氨基酸。選項D中—NH2和—COOH未連在同一個碳原子上，不是組成蛋白質的氨基酸。
4．某多肽的分子式為C55H70O19N10，已知它由下列4種氨基酸組成：甘氨酸(C2H5NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、谷氨酸(C5H9NO4)，那么該多肽徹底水解可產生的谷氨酸分子數為(　　)
A．4個 B．5個
C．6個 D．3個
解析：A　由題干信息可知，每個氨基酸上都只有1個N，所以，根據多肽的分子式可知此多肽應為十肽。十肽主鏈上的氧原子是11個，而分子式中O為19個，說明還有8個O是R基提供的。分析題述中的4種氨基酸可知，只有谷氨酸的R基上有2個O，所以此多肽有4個谷氨酸。
知識點三　蛋白質的結構及其多樣性
5．如圖是3種氨基酸的結構式，由這3種氨基酸按順序脫水縮合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽鍵的數目依次是(　　)
A．1，2，3 B．1，1，3
C．1，2，2 D．2，2，2
解析：C　由于第2個氨基酸的R基中含有1個羧基，因此由這3種氨基酸按順序脫水縮合，最終形成的化合物中含有1個氨基、2個羧基和2個肽鍵。
6．科學家發現，一種被稱為泛素的多肽在某些蛋白質的降解過程中起重要作用。泛素激活酶(E1)將泛素激活，然后由E1將泛素交給泛素結合酶(E2)，最后在泛素連接酶(E3)的指引下將泛素轉移到靶蛋白上，這一過程不斷重復，靶蛋白就被綁上一批泛素分子。被泛素標記的靶蛋白很快被送往細胞內一種被稱為蛋白酶體的結構中進行降解。下列相關判斷不正確的是(　　)
A．泛素能催化雙縮脲試劑形成紫色反應
B．蛋白酶體降解靶蛋白的過程需要消耗水分子
C．細胞內E1、E2、E3功能不同的直接原因是它們的分子結構不同
D．若靶蛋白含有M個氨基酸、N條肽鏈，則此蛋白質至少含有氧原子數(N＋M)個
解析：A　泛素是一種多肽，可與雙縮脲試劑形成紫色反應，但該過程不是催化的結果，A錯誤；蛋白酶體降解靶蛋白的過程是蛋白質的水解，需要消耗水，B正確；由題可知，E1、E2、E3三種酶功能不同，蛋白質的結構不同，C正確；若靶蛋白含有M個氨基酸、N條肽鏈，至少含有M－N個肽鍵，每個肽鍵有1個O，每條多肽鏈有一個游離的羧基，每個羧基有2個O，因此氧原子數目＝(M－N)＋2×N＝M＋N，則此蛋白質至少含有氧原子數(N＋M)個，D正確。
7．(2021·江蘇常州高一期中)某研究團隊擬利用以下四種氨基酸分子合成一種環狀多肽，分子式為CaHbOcNd，則該環狀多肽中含有①號氨基酸的個數是(　　)
A．b＋a B．b－a
C．d＋c D．d－c
解析：D　據題圖分析可知，每個氨基酸的R基上都不含有O原子，則該環狀多肽含有的O原子均在“—CO NH—”中，故該多肽含有的氨基酸個數可以通過O原子進行推斷，即含有c個氨基酸，該環狀多肽中共有d個N原子，故d－c即為R基上的N原子，又因為只有①號氨基酸的R基上含有一個N原子，即①號氨基酸有d－c個，A、B、C錯誤，D正確。
8．(2021·江蘇常州高一期中)一曲“紅傘傘，白桿桿，吃完一起躺板板”曾將致幻毒菇毒蠅傘推向網絡熱搜，鵝膏蕈堿是毒蠅傘中所含有的主要致幻毒物之一，它是一種環狀八肽。下列關于鵝膏蕈堿的分析正確的是(　　)
A．鵝膏蕈堿的化學結構中至少含有一個游離的羧基
B．鵝膏蕈堿分子中一定有8種氨基酸
C．變性的鵝膏蕈堿無法與雙縮脲試劑發生紫色反應
D．鵝膏蕈堿分子中含有8個肽鍵
解析：D　鵝膏蕈堿是環狀八肽，其分子中至少含有0個游離的羧基，A錯誤；鵝膏蕈堿是環狀八肽，由8個氨基酸脫水縮合形成，其分子中的氨基酸最多有8種，B錯誤；變性的鵝膏蕈堿空間結構被破壞，但其分子中仍含有肽鍵，可與雙縮脲試劑發生紫色反應，C錯誤；鵝膏蕈堿是一種環狀八肽，其分子中含有的肽鍵數＝氨基酸數＝8個，D正確。
9．(2021·江蘇徐州高一檢測)遷徙的鳥類，長途跋涉不迷路與其體內的磁受體蛋白(MagR)有關，MagR復合物能感應到微弱的地球磁場，并沿著地球磁場方向排列。下列敘述正確的是(　　)
A．MagR蛋白溶液中加入一些食鹽后析出，會失去原有功能
B．MagR蛋白中一定含有所有的天然氨基酸
C．鳥類體細胞中一般都含有MagR蛋白
D．MagR的特異性主要體現在氨基酸的種類、數量、排列順序及蛋白質的空間結構上
解析：D　鹽析過程蛋白質結構沒有發生變化，仍可保留原有功能，A錯誤；天然氨基酸是組成生物體蛋白質的原料，但MagR蛋白中不一定含有所有的天然氨基酸，B錯誤；由題目信息可知，遷徙的鳥類體細胞中才含有MagR蛋白，C錯誤；蛋白質的特異性主要體現在其分子結構上，蛋白質分子的結構與氨基酸的種類、數量、排列順序及蛋白質的空間結構有關，D正確。
[素養提升練]
10．(多選)在胰島B細胞中先合成胰島素原，胰島素原再通過蛋白酶的水解作用，生成胰島素，如圖所示。胰島素原水解所需的水分子中的氫不能用于(　　)
A．形成—COOH和—SH
B．形成連接碳的—H和—COOH
C．形成—SH和—OH
D．形成—COOH和—NH2
解析：ABC　由圖可知，胰島素原在蛋白酶的水解作用下形成胰島素，其中二硫鍵沒有變化，只是切除某些多肽片段，實際上就是肽鍵斷開，即—NH—CO—斷開，肽鍵水解時水中的氫與之結合形成—NH2和—COOH。
11．(多選)(2022·山東青島高一月考)二硫鍵“—S—S—”是蛋白質中連接兩條肽鏈之間的化學鍵。如圖是由280個氨基酸組成的某蛋白質的結構圖，對其敘述正確的是(　　)
A．該蛋白質至少有2個游離的羧基
B．形成該蛋白質的過程中脫去了278個水分子
C．該蛋白質至少有280個氨基
D．該蛋白質的功能由氨基酸的數量、種類、排列順序三方面決定
解析：AB　該蛋白質由3條肽鏈組成，其中有兩條是鏈狀肽鏈，每條鏈狀肽鏈至少含有一個羧基，因此該蛋白質分子至少含有2個游離的羧基，A正確；該蛋白質合成時脫去水分子數目＝280—2＝278，B正確；該蛋白質由3條肽鏈組成，其中有兩條是鏈狀肽鏈，每條鏈狀肽鏈至少含有一個氨基，因此該蛋白質分子至少含有2個氨基，C錯誤；該蛋白質的功能由氨基酸的數量、種類、排列順序和肽鏈的空間結構四方面決定，D錯誤。
12．(多選)(2021·江蘇宿遷高一期末)胰腺合成的胰蛋白酶原進入小腸后，在腸激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶，該激活過程如圖所示(圖中數字表示氨基酸位置)，下列分析正確的是(　　)
A．胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了6個肽鍵
B．腸激酶與限制酶具有相似的作用特性
C．激活過程可避免胰蛋白酶破壞自身細胞
D．環狀結構的形成僅與二硫鍵直接相關
解析：ABC　胰蛋白酶和胰蛋白酶原含有的肽鍵數分別為222個、228個，所以胰蛋白酶比胰蛋白酶原少的肽鍵數為228－222＝6個，A正確；腸激酶與限制酶都具有專一性，在特定位點切割，所以具有相似的作用特性，B正確；胰蛋白酶原在胰腺分泌出來時沒有活性，到了小腸后才有活性，所以題圖中胰蛋白酶的激活過程可避免胰蛋白酶破壞自身細胞(胰腺中的蛋白質)，C正確；由圖知該蛋白質的環狀結構與肽鍵和二硫鍵都有關，D錯誤。
13．(2021·河北滄州高一期中)我國中科院上海生化所于1982年5月合成了一種具有鎮痛作用而又不會像嗎啡那樣使病人上癮的藥物——腦啡肽，如圖是它的結構簡式。腦啡肽的合成采用的是蛋白質工程技術，這是生物發展在分子水平上的又一突破。請根據此化合物的結構分析回答：
(1)該化合物有________個氨基和________個羧基。
(2)該化合物是由________個氨基酸失去________分子水而形成的，這樣的反應叫作________，該化合物叫________肽。在形成時，相對分子質量減少了________。
(3)腦啡肽水解后可產生________種氨基酸，造成氨基酸種類不同的原因是________。
(4)該化合物基本單位的結構通式為_________________。
解析：(1)據圖可知，該化合物有1個游離的氨基和1個游離的羧基。(2)該化合物中有4個肽鍵，它是由5個氨基酸通過脫水縮合而成的，所以叫作五肽。在形成該多肽時，共脫去4個水分子，相對分子質量減少了4×18＝72。(3)不同氨基酸的差別在于R基的不同，從結構上可以看出，左起第二個氨基酸的R基和第三個氨基酸的R基相同，所以腦啡肽水解后可
產生4種氨基酸。(4)蛋白質的基本單位是氨基酸，氨基酸的結構通式為 。
答案：(1)1　1　(2)5　4　脫水縮合　五　72　(3)4　R基不同　(4)
14．(2021·江蘇徐州高一檢測)蛋白質的空間結構遭到破壞后，其生物活性就會喪失，這稱為蛋白質的變性。高溫、強堿、強酸、重金屬等都會使蛋白質變性。現利用提供的材料用具，請你設計實驗，探究乙醇能否使蛋白質變性。
材料用具：質量分數為3%的可溶性淀粉溶液、質量分數為2%的新鮮淀粉酶溶液、蒸餾水、斐林試劑(甲液：質量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：質量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液)、無水乙醇、燒杯、試管、量筒、滴管、溫度計、酒精燈。
實驗步驟(請填充表格空白處)
步驟 具體操作
A試管 B試管
① 1 mL新鮮的淀粉酶溶液 1 mL新鮮的淀粉酶溶液
② 5滴蒸餾水 ___________________
③ 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL可溶性淀粉溶液
④ 搖勻后，同時放入適宜溫度的溫水中維持5 min
⑤ 配制一定量的斐林試劑
⑥ ____________________________
(2)實驗結果預測及結論：a.______________________________________，說明乙醇能使淀粉酶(蛋白質)變性；b.______________________________________，說明乙醇不能使淀粉酶(蛋白質)變性。
解析：(1)分析題干可知本實驗的目的是探究乙醇能否使蛋白質變性，因此實驗的自變量是乙醇的有無，因變量為是否出現磚紅色沉淀，其他變量屬于無關變量，實驗設計應遵循對照原則與單一變量的原則。故表格中②代表5滴無水乙醇；⑥從溫水中取出A、B試管，各加入1 mL斐林試劑搖勻，放入盛有50～65 ℃溫水的大燒杯中加熱約2 min，觀察試管中出現的顏色變化。(2)由實驗目的和實驗材料推出實驗原理是：淀粉酶能催化淀粉水解成麥芽糖，麥芽糖可以與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀，若乙醇能使蛋白質變性，淀粉酶活性喪失，不出現磚紅色沉淀，若乙醇不能使蛋白質變性，淀粉酶具有活性，出現磚紅色沉淀。故實驗結果預測及結論：a.若A試管中出現磚紅色沉淀，B試管不出現，說明乙醇能使淀粉酶變性；b.A、B試管中均出現磚紅色沉淀，說明乙醇不能使淀粉酶變性。
答案：(1)5滴無水乙醇　從溫水中取出A、B試管，各加入1 mL斐林試劑搖勻，放入盛有50～65 ℃溫水的大燒杯中加熱約2 min，觀察試管中出現的顏色變化　(2)A試管中出現磚紅色沉淀，B試管中不出現　A試管中出現磚紅色沉淀，B試管中也出現
15．甲圖表示有關蛋白質分子的簡要概念圖；乙圖表示某三十九肽中共有丙氨酸(R基為—CH3)4個，現去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽。據圖回答下列問題：
(1)甲圖中A的元素組成為______________，在人體內可以合成的B屬于_____________，C是________。
(2)蛋白質的結構具有多樣性，從蛋白質自身分析，原因有氨基酸的___________________不同，以及肽鏈的____________千變萬化。
(3)乙圖中，三十九肽被水解后肽鍵數量減少________個。這些肽鏈和三十九肽相比，氨基和羧基分別增加________個，C原子減少________個。
(4)若該蛋白質是血紅蛋白，說明蛋白質具有________作用；若該蛋白質是酶，說明蛋白質具有________作用。
(5)高溫加熱后，蛋白質用雙縮脲試劑檢驗________(填“能”或“不能”)發生紫色反應。
解析：(1)甲圖中的B是蛋白質的基本單位——氨基酸，它的元素組成有C、H、O、N等，氨基酸脫水縮合后形成肽鍵(C)。(2)蛋白質結構多樣性的直接原因是組成蛋白質的氨基酸的種類、數量、排列順序以及肽鏈的空間結構不同。(3)乙圖中的多肽未被破壞前的肽鍵數量為38個，去掉4個氨基酸后形成4條肽鏈，故肽鍵的數量為35－4＝31(個)，所以肽鍵數量減少了7個。每一條肽鏈的一端是一個氨基，另一端是一個羧基，故氨基和羧基的數目都增加了3個。去掉4個丙氨酸，每個丙氨酸含有3個C原子，故C原子數目減少12個。(4)蛋白質的功能具有多樣性，如血紅蛋白具有運輸氧氣的功能、酶具有催化作用。(5)高溫加熱后，蛋白質的空間結構受到破壞，但不會破壞肽鏈中的肽鍵，故與雙縮脲試劑能產生紫色反應。
答案：(1)C、H、O、N(缺一不可)　非必需氨基酸　肽鍵　(2)種類、數量和排列順序　空間結構　(3)7　3、3　12　(4)運輸　催化　(5)能

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