2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（提升讲义）生物人教版2019必修1

第2章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的承担者 （必会知识+难点强化+必刷好题，三层提升） 必会知识一 蛋白质的功能 1．蛋白质的功能 实例 蛋白质的功能 羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含有蛋白质 构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白 绝大多数酶是蛋白质，如胃蛋白酶 催化功能 血红蛋白能运输氧气 运输功能 胰岛素等蛋白质类激素 信息传递（调节）功能 抗体可抵御病菌和病毒等抗原的侵害 免疫功能 2．总结：细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 [例1]正常人体接种疫苗后会产生抗体（蛋白质），抗体可以帮助人体抵抗病菌和病毒等抗原的侵害，这体现了蛋白质的（　　） A．催化功能 B．运输功能 C．免疫功能 D．调节功能 [例2]下列哪项不是蛋白质的功能（　　） A．构成细胞和生物体的结构物质 B．促进生物体的化学反应 C．调节机体的新陈代谢 D．是生物体的主要储能物质 必会知识二 蛋白质的基本单位——氨基酸 1．氨基酸的结构通式： 2．组成元素是：C、H、O、N。（提醒：有的还含有S、Se等元素） 3．结构特点： （1）—NH2和—COOH的数目：每种氨基酸分子中至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COON )。 （2）—NH2和—COOH的位置：每个氨基酸分子中都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连接在同一个碳原子上。此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。 （3）氨基酸不同的决定因素：R基(侧链基团)的不同。（提醒：R基也可以含有—NH2、—COOH或其他基团。） 4．氨基酸的种类：在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，根据能否在人体细胞中合成，可分为非必需氨基酸和必需氨基酸。 （必需氨基酸成人有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）。婴儿多1种：组氨酸。） [例1]下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（    ） A．H2N—CH2—COOH B．H2N—CH2—CH2OH C． D． [例2]一条肽链的分子式为C27H41O16N7，其水解后共产生了下列3种氨基酸。据此判断，下列有关叙述正确的是（    ） A．1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸 B．1个该肽链分子水解后可以产生7个氨基酸 C．合成1个该肽链分子同时将产生7个水分子 D．1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基 必会知识三 蛋白质的结构及其多样性 1．氨基酸的脱水缩合（提醒：场所在核糖体）　 （1）H2O中的H来自—COOH和—NH2，O来自—COOH。 （2）一条肽链上氨基数或羧基数的确定：一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基或羧基在R基上。 （3）肽的名称确定：一条肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。（提醒：多个氨基酸缩合而成叫多肽） 2．蛋白质的形成过程： 元素：C、H、O、N等 ↓ 氨基酸：蛋白质的基本组成单位 ↓脱水缩合（核糖体） 二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物 ↓脱水缩合（核糖体） 多肽(链)：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构（提醒：少数环状） ↓盘曲折叠 蛋白质：具有一定的空间结构 3．蛋白质结构多样性的原因 （1）蛋白质结构多样性的直接原因 ①氨基酸层次：氨基酸的种类不同，氨基酸的数目成千上万，氨基酸的排列顺序千变万化。 ②肽链层次：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 （2）蛋白质结构多样性的根本原因：基因的多样性。 （3）蛋白质结构多样性决定蛋白质功能多样性切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质分子功能的多样性，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，其生理功能就会受到影响甚至完全丧失。 4．蛋白质变性 （1）蛋白质变性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，该过程一般不会破坏肽键。高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶接触而水解。 （2）过酸、过碱、重金属盐或 温度过高，会使蛋白质的空间结构遭到破坏，使酶永久变性失活，但肽键并未断裂，依然能和双缩脲试剂发生紫色反应；低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。 [例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 [例2]血红蛋白是由4条肽链和4个血红素构成的一种携氧蛋白质。下列相关叙述正确的是（    ） A．血红蛋白主要存在于血浆和组织液中 B．血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接 C．血红蛋白的合成场所是高尔基体 D．缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍 难点知识一 蛋白质的基本单位——氨基酸 1．类比推理法理解氨基酸的结构 （1）类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。 （2）图示 2．氨基、羧基、R基的书写 （1）正确的格式：—NH2、—COOH、—R（千万不要忘记在原子团前面加“—”）。 （2）避免两种错误格式 ①写成NH2、COOH、R。 ②写成NH3、—NH3、HCOOH等。 （3）结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别 命题角度1 氨基酸的结构 下图甲、乙、丙、丁为四种物质，下列相关叙述错误的是（　　） A．四种物质都是氨基酸，它们的结构可用一个结构通式表示 B．甲和丙的R基中有羧基，丁的R基中有氨基 C．氨基酸要通过脱水缩合形成肽链后才能形成蛋白质 D．若三分子甲形成一条肽链，则该肽链中有四个羧基 命题角度2 蛋白质和氨基酸的关系 细胞中生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。如图表示某种单体，由该单体构成的生物大分子是（　　） A．淀粉 B．糖原 C．蛋白质 D．纤维素 难点知识二 蛋白质的结构与功能 1．蛋白质结构多样性的根本原因：控制蛋白质合成的基因具有多样性。 2．图示法理解激素、酶、抗体、载体蛋白与蛋白质关系 （1）绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中有些是蛋白质，有些不是蛋白质。 （2）抗体和载体蛋白的本质都是蛋白质，但结构各不相同。 3．用胶原蛋白制成的手术缝合线可以不用拆线，其原理是胶原蛋白能被分解为人体可以吸收的氨基酸。 4．蛋白质的盐析、变性和水解的辨析 （1）盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。 （2）变性：是由高温、过酸、过碱、重金属盐、酒精、紫外线及X射线照射、超声波等因素导致的，蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。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。 （3）水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽进而彻底水解为氨基酸。 命题角度1 蛋白质的功能 蛋白质是生命活动的主要承担者，关于血红蛋白的功能，下列说法正确的是（　　） A．运输 B．信息传递 C．催化 D．免疫 命题角度2 蛋白质的结构多样性 AlphaFold人工智能模型，能够预测上亿种已知蛋白的复杂结构，极大的推动了蛋白质科学的发展。通过更加深入的了解蛋白质的结构，明确其功能，从而为新药研发，治疗疾病等领域提供更准确的信息。因此获得2024年的诺贝尔化学奖。其工作原理和生物学原理有关，下列不正确的是（　　） A．蛋白质的空间结构与构成蛋白质的多肽链的氨基酸排列顺序无关 B．蛋白质的空间结构与构成蛋白质的多肽链的氨基酸数目有关 C．蛋白质的空间结构与构成蛋白质的多肽链的盘曲折叠方式有关 D．蛋白质的结构与功能相适应，空间结构改变可能会影响其功能 命题角度3 蛋白质的盐析、变性和水解 蛋白质变性是指蛋白质受到某些理化因素作用后，空间结构被破坏、生物活性随之丧失的现象。下图是正常蛋白质变性后的示意图。下列相关分析错误的是（　　） A．高温导致蛋白质结构松散，氨基酸排列顺序改变 B．胃酸可使蛋白质变性失活， 易暴露肽键被胃蛋白酶消化 C．胰岛素发生变性时不能调节肝细胞合成并储存肝糖原 D．酒精消毒的原理是酒精能使细菌的蛋白质变性而失去致病性 命题角度4 蛋白质的结构与功能综合 多肽链形成后往往需要加工形成复杂的空间结构后才具有生物活性。少数蛋白质会出现自剪接过程，即一段内含肽（特殊多肽）被剪切后，两侧肽链连接起来，如图所示。二硫键异构酶（PDI）可催化形成二硫键。下列说法错误的是（　　） A．蛋白质自剪接后，形成新的肽键将两侧肽链连接起来 B．内含肽中①、②处对应的化学基团分别是羧基、氨基 C．内含肽可与双缩脲试剂发生紫色反应 D．PDI作用后的蛋白质中肽键数量没有发生改变 难点知识三 蛋白质相关计算 1．蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 （1）肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数； （2）蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键) 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 多肽相对分子质量 氨基数 羧基数 1 m m－1 m－1 am－18（m－1） 至少1个 至少1个 n m m－n m－n am－18（m－n） 至少n个 至少n个 环状 m m m am－18m 至少0个 至少0个 注：氨基酸平均分子质量为α。 2．计算蛋白质相对分子质量 （1）无二硫键：蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均分子量－脱去水分子数×18。 （2）有二硫键（—S—S—）时（每形成一个二硫键脱去两个氢）：蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均分子量－脱去水分子数×18－形成二硫键个数×2。 3．蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算 （1）蛋白质中至少含有的氨(或羧)基数＝肽链数。 （2）形成的蛋白质中氨(或羧)基数＝肽链数+R基上氨(或羧)基数＝各氨基酸中氨(或羧)基的总数－肽键数。 （3）对由n个氨基酸构成的环状肽而言，肽键数＝脱去水分子数＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。 4．利用原子守恒法计算肽链中的原子数 （1）N原子数＝肽键数＋肽链数(肽链一端游离的氨基数)＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。 （2）O原子数＝肽键数＋2×肽链数(肽链一端游离的羧基数)＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数(肽键数)。 （3）H原子数＝各氨基酸中H原子总数－2×脱去水分子数－2×二硫键数。 （4）C原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的C原子数。 （提醒：由于R基上的C原子数不好确定，且H原子数较多，因此以N原子数或O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。） 5．蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算 （1）至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链数。 （2）游离氨基数或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基数或羧基数。 6．蛋白质水解有关计算 （1）若除去多肽内部的1个氨基酸，需水解掉2个肽键；若除去多肽一端的1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。 命题角度1 蛋白质的肽键数和脱水数 分子式为C63H103O45N17S2的一条多肽链中最多能有多少个肽键（    ） A．63 B．21 C．17 D．16 命题角度2 蛋白质的相对分子质量 一种蛋白质由两条肽链构成，共含有100个氨基酸,若每个氨基酸相对平均分子质量是120，则该蛋白质的相对分子质量约是（    ） A．12000 B．10236 C．10218 D．13764 命题角度3 蛋白质的水解相关计算 果蔬组织结冰会破坏蛋白质的空间结构，出现巯基（—SH）氧化形成二硫键（—S—S—）的过程（如图），氨基酸数目不变，相关叙述不正确的是（　　） A．巯基（—SH）存在于氨基酸的R基上 B．果蔬组织结冰后解冻，蛋白质的功能可以恢复正常 C．图示蛋白质结冰后比结冰前，相对分子量减少了4 D．抗冻植物可能具有较强的抗巯基氧化的能力 美澳科学家发现了一种拆解复杂蛋白质链以使其恢复到原本结构的方法，并在实验中利用这一方法成功地将煮熟的鸡蛋变回生鸡蛋。这一新成果将极大地减少临床癌症治疗的时间和费用。组成鸡蛋的直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸，相关叙述正确的是（     ） A．每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸 B．合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸 C．该多肽分子中含1个氨基和1个羧基 D．合成1分子该物质将产生6个水分子 命题角度4 蛋白质的游离氨基、羧基相关计算 如图为某种脑啡肽的结构简式，其可以作为镇痛药物来使用。据图分析，下列说法正确的是（　　） A．该多肽中含1个游离的氨基、2个游离的羧基 B．该多肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键 C．形成该多肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢都来自氨基 D．若将氨基酸顺序改变，则该物质可能丧失镇痛功能 命题角度5 蛋白质的各种元素相关计算 经测定，某多肽链的分子式是C21HxOyN4S2，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其中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）。下列关于该多肽的叙述，错误的是（　　） A．该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和天冬氨酸 B．该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5 C．该多肽形成过程中至少需要3种氨基酸 D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了56 命题角度6 蛋白质的相关计算综合 现有一个由17个氨基酸构成的多肽链，分子简式为CXHYN20O26S2，经水解后产生5种氨基酸，分别为半胱氨酸（C3H7NO2S）、丙氨酸（C3H6NO2）、天冬氨酸（C4H7NO4）、赖氨酸（C6H14N2O2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。下列说法错误的是（　　） A．天冬氨酸可能含有2个羧基，赖氨酸可能含有2个氨基 B．该多肽链含有天冬氨酸和赖氨酸分别为4个和3个 C．若该多肽水解则需要16个水分子 D．因该多肽过短故不可能含有二硫键 某蛋白质（不含环肽）中相关化学基团或氨基酸的数目如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该蛋白质中含有3条肽链 B．该蛋白质中含有54个氮原子 C．该蛋白质的R基含有6个游离的氨基 D．该蛋白质彻底水解时，至少需要消耗50个水分子 1．蛋白质由多种元素组成，是生命活动的主要承担者。相关叙述正确的是（　　） A．胰岛素含C、H、O、N、S，可促进肌糖原的分解 B．血红蛋白含C、H、O、N、Fe，可携带并运输氧气 C．唾液淀粉酶含C、H、O、N、Ca，可催化淀粉的氧化分解 D．细胞色素C含C、H、O、N、Zn，可参与葡萄糖的分解 2．如图是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述不正确的是（    ） A．以上这三种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH B．氨基酸需经过脱水缩合和盘曲折叠才能形成蛋白质 C．甲是相对分子质量最小的氨基酸 D．从上图可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸 3．下列生理活动与脂质有关的是（    ） A．流感病毒侵入人体后，机体获得免疫力 B．血液中氧气的运输 C．促进动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成 D．细细咀嚼馒头后，发现变甜现象 4．蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。下列与蛋白质结构多样性无关的是（    ） A．肽键的形成方式 B．氨基酸的数目 C．肽链的空间结构 D．氨基酸酸的种类 5．免疫球蛋白是由两条重链（H链）和两条轻链（L链）通过链间二硫键连接而成的四肽链结构，如图所示。下列有关叙述不正确的是（    ） A．免疫球蛋白中至少含有4个—NH2和4个—COOH B．若免疫球蛋白由m个氨基酸形成，则含有m-4个肽键 C．免疫球蛋白能特异性识别抗原 D．不同免疫球蛋白结构不同的主要原因在于肽链的折叠、盘曲方式不同 6．某十九肽含4个天门冬氨酸（R基为-CH2-COOH），分别位于第7，8，14，19位（见图）。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列叙述正确的是（    ） A．该十九肽含有的肽键数目为19个 B．肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个 C．该十九肽至少含有6个游离的羧基 D．肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽 7．球状蛋白普遍存在于血浆、乳汁等液体环境中。球状蛋白变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列相关叙述错误的是（　　） A．蛋白酶作用下球状蛋白空间构象被破坏的过程属于蛋白质变性 B．变性后的球状蛋白生物活性丧失是因为原有空间结构破坏 C．球状蛋白外侧的基团相比于内侧基团具有更强的亲水性 D．变性后的球状蛋白沉淀是因为内部的非极性基团暴露出来 8．动物蛋白和植物蛋白在临床营养方面各有优缺点。为了营养全面，建议在日常饮食中合理搭配动物蛋白和植物蛋白。下列有关蛋白质的叙述错误的是（    ） A．蛋白质是生物大分子 B．某些蛋白质具有催化作用 C．氨基酸仅通过脱水缩合的方式就一定可以形成成熟的蛋白质 D．蛋白质中一定含有C、H、O、N4种元素 9．蛋白质分子的专一形状是由4个层次的结构决定的，这4个层次是一级、二级、三级和四级结构。如图代表的是甲状腺素视黄质运载蛋白（TTR）的各级结构，其中一级结构中的Leu、Asp等表示不同的氨基酸。TTR是存在于血液中的一种蛋白质，其功能是运送甲状腺素和维生素A。它由4条相同的多肽链组成，每条多肽链均含127个氨基酸。下列相关叙述错误的是（    ） A．TTR的运输功能由其结构决定 B．形成TTR时相对分子质量至少减少2268 C．该蛋白质分子至少含有4个游离的氨基 D．内质网和高尔基体参与蛋白质结构变化 10．人工智能能够基于氨基酸序列预测蛋白质结构。由于氨基酸之间能够形成氢键等，使得肽链能够盘曲、折叠形成一定的空间结构。下列说法错误的是（　　） A．高温会改变肽链盘曲、折叠的方式，进而改变蛋白质的空间结构 B．氨基酸序列的改变可能会影响蛋白质的空间结构 C．每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构 D．胰岛素能够识别并结合靶细胞上的受体与其空间结构无关 11．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 ，C是 。 (2)蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的 不同，以及肽链的 千变万化。 (3)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，氨基和羧基分别增加 个，C原子减少 个。 12．海豚肌肉中肌红蛋白含量十分丰富，肌红蛋白是肌肉中储氧的蛋白质，由一条肽链和一个血红素辅基组成（如图1）。而血红蛋白是红细胞中携氧蛋白质，它是一个含有四种不同亚基的四聚体，有两条α链和两条β链组成，且每个亚基都含有一个血红素辅基（如图2）。每个血红素含有一个二价铁元素，非常容易被氧化成稳定的三价铁而失去和氧气结合能力，因此游离的血红素不适合直接当做氧气载体。请回答下列问题： (1)肌红蛋白和血红蛋白是由 元素构成的。 (2)氨基酸通过 方式形成肽链，肽链能够盘曲、折叠与氨基酸之间形成 键有关。 (3)α链由141个氨基酸组成，β链由146个氨基酸组成，合成血红蛋白的过程中共产生 个水。 (4)肌红蛋白和血红蛋白都含有血红素辅基，但两者的功能不同，根本原因是 。 13．如图甲是血红蛋白的空间结构模式图，其含有两条α肽链，两条β肽链(α肽链和β肽链不同)。图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序，请回答下列问题： (1)图乙中①的名称是 ，写氨基酸的结构通式： 。 (2)图乙所示的一段肽链由 个氨基酸脱水缩合而成。图甲中肽链的第40位氨基酸是甲硫氨酸，它的R基是—CH2—CH2—S—CH3，那么它的分子式是 (填字母)。 A．C5H11O2NS  B．C3H7NS  C．C4H11O2S     D．C5H10O2NS (3)据两图可知一条β肽链至少含有 个羧基，至少含有 个氨基。 (4)血红蛋白中含有124个氨基酸，图甲中肽链盘曲过程中形成了三个二硫键(由两个半胱氨酸上的—SH缩合而成，即—SH和HS—缩合形成—S—S—)，若组成图甲中蛋白质的氨基酸平均相对分子质量为100，则形成图甲蛋白质的过程中产生 个肽键、质量减少 。 (5)有一种蛋白质与图甲中蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序完全相同，但功能与图甲中的蛋白质不同，原因是 。 14．血红蛋白是红细胞的重要组成成分，能参与氧气的运输。血红蛋白由574个氨基酸、4条肽链构成，其中α、β链各2条，每条链都含有一个血红素辅基。请回答： (1)蛋白质是生命活动的主要承担者，除血红蛋白体现的运输功能外，生物体内的蛋白质的功能还有 （至少答出2点）。 (2)组成血红蛋白的基本结构单位是 ，这些基本结构单位的区别在于 的不同；这些基本单位可通过 的方式合成血红蛋白。 (3)血红蛋白合成过程中形成了 个肽键，肽链在盘曲过程中形成了3个二硫键（二硫键的形成过程为：—SH+HS—→—S—S—+2H），则由单体合成血红蛋白后，相对分子质量比原来减少了 。 (4)与血红蛋白不同，哺乳动物肌肉细胞中的肌红蛋白是由一条肽链盘绕一个血红素辅基形成的。上述两种蛋白质分子中氨基酸的数目、种类和排列顺序有差异，但它们的主要功能却具有相似性，试分析原因： 。 15．神经肽Y是由36个氨基酸组成的一条多肽链，与动物的摄食行为和血压调节具有密切关系。下图是神经肽Y的部分氨基酸组成示意图和谷氨酸（Glu）的结构式，请回答下列问题： (1)图1中该抗体的基本单位的结构通式是 。组成蛋白质的各种氨基酸共同的结构特点是 。 (2)神经肽Y中连接Leu和Alu的化学键称为 。已知组成神经肽Y的11种氨基酸中，Glu有4个，其他氨基酸仅含有一个羧基，则该神经肽Y含有的游离羧基有 个，一分子神经肽Y含有 个氧原子。 (3)蛋白质的结构多种多样，在细胞中承担的功能也是多种多样的。许多蛋白质是构成生物体结构的重要物质；有些蛋白质有 功能，如人体内的抗体；还有些蛋白质起到 作用，如唾液淀粉酶。 (4)从鱼体内提纯神经肽Y并饲喂给小鼠后，小鼠的摄食行为和血压没有发生变化，原因是 。 (5)组成鱼和人的神经肽均是三十六肽化合物，但两者的结构存在一定的差别，那么造成这种差别的原因最可能是 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 组成细胞的分子 第4节 蛋白质是生命活动的承担者 （必会知识+难点强化+必刷好题，三层提升） 必会知识一 蛋白质的功能 1．蛋白质的功能 实例 蛋白质的功能 羽毛、肌肉、蛛丝、头发等含有蛋白质 构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白 绝大多数酶是蛋白质，如胃蛋白酶 催化功能 血红蛋白能运输氧气 运输功能 胰岛素等蛋白质类激素 信息传递（调节）功能 抗体可抵御病菌和病毒等抗原的侵害 免疫功能 2．总结：细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 [例1]正常人体接种疫苗后会产生抗体（蛋白质），抗体可以帮助人体抵抗病菌和病毒等抗原的侵害，这体现了蛋白质的（　　） A．催化功能 B．运输功能 C．免疫功能 D．调节功能 【答案】C 【详解】A、催化功能通常指酶的作用，如分解反应中的酶，而抗体不具备催化作用，A错误； B、运输功能如血红蛋白运输氧气，抗体不负责运输物质，B错误； C、抗体能识别并结合特定抗原，通过体液免疫抑制病原体增殖和对机体细胞的黏附，属于免疫功能，C正确； D、调节功能是激素（如胰岛素）具有的，抗体不参与调节，D错误。 故选C。 [例2]下列哪项不是蛋白质的功能（　　） A．构成细胞和生物体的结构物质 B．促进生物体的化学反应 C．调节机体的新陈代谢 D．是生物体的主要储能物质 【答案】D 【分析】蛋白质的功能——生命活动的主要承担者：①构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白；②催化作用：如绝大多数酶；③传递信息，即调节作用：如胰岛素、生长激素；④免疫作用：如免疫球蛋白（抗体）；⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白。 【详解】A、蛋白质是构成细胞和生物体的重要结构物质，如肌肉中的肌动蛋白等，A正确； B、绝大多数酶本质为蛋白质，能降低化学反应的活化能，从而催化生物体内的化学反应，B正确； C、某些激素本质为蛋白质，能够调节机体的生命活动，C正确； D、生物体的主要储能物质是脂肪，蛋白质虽可分解供能，但并非主要储能物质，D错误。 故选D。 必会知识二 蛋白质的基本单位——氨基酸 1．氨基酸的结构通式： 2．组成元素是：C、H、O、N。（提醒：有的还含有S、Se等元素） 3．结构特点： （1）—NH2和—COOH的数目：每种氨基酸分子中至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COON )。 （2）—NH2和—COOH的位置：每个氨基酸分子中都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连接在同一个碳原子上。此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。 （3）氨基酸不同的决定因素：R基(侧链基团)的不同。（提醒：R基也可以含有—NH2、—COOH或其他基团。） 4．氨基酸的种类：在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，根据能否在人体细胞中合成，可分为非必需氨基酸和必需氨基酸。 （必需氨基酸成人有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）。婴儿多1种：组氨酸。） [例1]下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（    ） A．H2N—CH2—COOH B．H2N—CH2—CH2OH C． D． 【答案】A 【详解】A、组成生物体蛋白质的每一种氨基酸分子中至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上，该结构符合氨基酸的结构通式，A正确； B、该结构中没有羧基，不是组成生物体的氨基酸，B错误； C、该结构中有氨基和羧基，但氨基和羧基没有连在同一个碳原子上，不是组成生物体的氨基酸，C错误； D、该结构中没有氨基，不是组成生物体的氨基酸，D错误。 故选A。 [例2]一条肽链的分子式为C27H41O16N7，其水解后共产生了下列3种氨基酸。据此判断，下列有关叙述正确的是（    ） A．1个该肽链分子水解后可以产生3个谷氨酸 B．1个该肽链分子水解后可以产生7个氨基酸 C．合成1个该肽链分子同时将产生7个水分子 D．1个该肽链分子中存在1个游离的氨基和4个游离的羧基 【答案】B 【分析】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。 【详解】A、图示3种氨基酸中都只含有一个氨基（N原子），根据分子式（C27H41O16N7）中的N原子数可知该多肽是由7个氨基酸构成的；3种氨基酸只有谷氨酸含有2个羧基，假设谷氨酸的数目为X个，形成该肽链脱去了6个水，根据氧原子数则有4X+2（7-X）=16+6，解得X=4个，该多肽中含有4个谷氨酸，所以水解后可以产生4个谷氨酸分子，A错误； B、该肽链是由7个氨基酸分子形成的，因此1个该肽链分子水解后可以产生7个氨基酸，B正确； C、该肽链是由7个氨基酸分子形成的，其形成过程中脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=7-1=6个，因此合成1个该肽链分子同时将产生6个水分子，C错误； D、构成该多肽的甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸的R基中均不含氨基、只有谷氨酸的R基中含有羧基（1个），所以该多肽分子中含有的游离的氨基数=肽链数=1个，含有的游离的羧基数=肽链数+4个谷氨酸的R基中含有的羧基数=1+1×4=5个，D错误。 故选B。 必会知识三 蛋白质的结构及其多样性 1．氨基酸的脱水缩合（提醒：场所在核糖体）　 （1）H2O中的H来自—COOH和—NH2，O来自—COOH。 （2）一条肽链上氨基数或羧基数的确定：一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基或羧基在R基上。 （3）肽的名称确定：一条肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。（提醒：多个氨基酸缩合而成叫多肽） 2．蛋白质的形成过程： 元素：C、H、O、N等 ↓ 氨基酸：蛋白质的基本组成单位 ↓脱水缩合（核糖体） 二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物 ↓脱水缩合（核糖体） 多肽(链)：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构（提醒：少数环状） ↓盘曲折叠 蛋白质：具有一定的空间结构 3．蛋白质结构多样性的原因 （1）蛋白质结构多样性的直接原因 ①氨基酸层次：氨基酸的种类不同，氨基酸的数目成千上万，氨基酸的排列顺序千变万化。 ②肽链层次：肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 （2）蛋白质结构多样性的根本原因：基因的多样性。 （3）蛋白质结构多样性决定蛋白质功能多样性切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质分子功能的多样性，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，其生理功能就会受到影响甚至完全丧失。 4．蛋白质变性 （1）蛋白质变性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，该过程一般不会破坏肽键。高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶接触而水解。 （2）过酸、过碱、重金属盐或 温度过高，会使蛋白质的空间结构遭到破坏，使酶永久变性失活，但肽键并未断裂，依然能和双缩脲试剂发生紫色反应；低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。 [例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 【详解】A、蛋白质功能主要取决于组成其的氨基酸数目、种类、排列顺序及肽链的空间结构，A正确； B、5种氨基酸数量相同但排列顺序不同，可形成不同种类的多肽链，B正确； C、将抗体溶于NaCl溶液中可能引起盐析，但盐析溶解度有关，活性不会丧失，C错误； D、氨基酸序列相同的多肽链可能因折叠方式不同形成不同空间结构，D正确。 故选C。 [例2]血红蛋白是由4条肽链和4个血红素构成的一种携氧蛋白质。下列相关叙述正确的是（    ） A．血红蛋白主要存在于血浆和组织液中 B．血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接 C．血红蛋白的合成场所是高尔基体 D．缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍 【答案】D 【详解】A、血红蛋白存在于红细胞内，而血浆和组织液中的主要蛋白质是血浆蛋白，A错误； B、不同肽链之间通过非共价键（如氢键、疏水作用）结合，肽键仅存在于同一肽链的氨基酸之间，B错误； C、蛋白质的合成场所是核糖体，高尔基体负责加工、分类和包装分泌蛋白，C错误； D、血红素含Fe2+，缺Fe会导致血红素合成障碍，进而影响血红蛋白功能，D正确。 故选D。 难点知识一 蛋白质的基本单位——氨基酸 1．类比推理法理解氨基酸的结构 （1）类比：把氨基酸分子比喻成人，两只手分别代表氨基和羧基，两条腿代表氢，头代表R基，躯干代表中心碳原子。 （2）图示 2．氨基、羧基、R基的书写 （1）正确的格式：—NH2、—COOH、—R（千万不要忘记在原子团前面加“—”）。 （2）避免两种错误格式 ①写成NH2、COOH、R。 ②写成NH3、—NH3、HCOOH等。 （3）结构通式及氨基和羧基不同表达形式的辨别 命题角度1 氨基酸的结构 下图甲、乙、丙、丁为四种物质，下列相关叙述错误的是（　　） A．四种物质都是氨基酸，它们的结构可用一个结构通式表示 B．甲和丙的R基中有羧基，丁的R基中有氨基 C．氨基酸要通过脱水缩合形成肽链后才能形成蛋白质 D．若三分子甲形成一条肽链，则该肽链中有四个羧基 【答案】A 【详解】A、根据组成蛋白质的氨基酸结构特点判断，图中只有甲、丙、丁为组成蛋白质的氨基酸，这三种氨基酸可用一个结构通式表示，A错误； B、图中甲、丙的R基中有羧基，丁的R基中有氨基，B正确； C、若构成蛋白质，氨基酸先要通过脱水缩合形成肽链，C正确； D、若三分子甲形成一条肽链，则该肽链末端有一个羧基，加上R基中的羧基，共有四个羧基，D正确。 故选A。 命题角度2 蛋白质和氨基酸的关系 细胞中生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。如图表示某种单体，由该单体构成的生物大分子是（　　） A．淀粉 B．糖原 C．蛋白质 D．纤维素 【答案】C 【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。 【详解】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，故该单体是氨基酸，氨基酸是构成生物大分子蛋白质的单体，C正确，ABD错误。 故选C。 难点知识二 蛋白质的结构与功能 1．蛋白质结构多样性的根本原因：控制蛋白质合成的基因具有多样性。 2．图示法理解激素、酶、抗体、载体蛋白与蛋白质关系 （1）绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；激素中有些是蛋白质，有些不是蛋白质。 （2）抗体和载体蛋白的本质都是蛋白质，但结构各不相同。 3．用胶原蛋白制成的手术缝合线可以不用拆线，其原理是胶原蛋白能被分解为人体可以吸收的氨基酸。 4．蛋白质的盐析、变性和水解的辨析 （1）盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。 （2）变性：是由高温、过酸、过碱、重金属盐、酒精、紫外线及X射线照射、超声波等因素导致的，蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。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。 （3）水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽进而彻底水解为氨基酸。 命题角度1 蛋白质的功能 蛋白质是生命活动的主要承担者，关于血红蛋白的功能，下列说法正确的是（　　） A．运输 B．信息传递 C．催化 D．免疫 【答案】A 【分析】蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质的结构具有多样，在细胞中承担的功能也具有多样性：①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分，如肌肉蛋白；②有的蛋白质具有催化功能，如大多数酶的本质是蛋白质；③有的蛋白质具有运输功能，如载体蛋白和血红蛋白；④有的蛋白质具有信息传递，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；⑤有的蛋白质具有免疫功能，如抗体。 【详解】A、血红蛋白的主要功能是运输氧气，具有运输功能，A正确； B、信息传递功能通常由激素或神经递质完成（如胰岛素调节血糖），血红蛋白不参与信息传递，B错误； C、催化功能是酶的作用（如淀粉酶催化淀粉水解），血红蛋白无催化活性，C错误； D、免疫功能由抗体等承担（如抗体识别抗原），血红蛋白不属于免疫相关蛋白，D错误。 故选A。 命题角度2 蛋白质的结构多样性 AlphaFold人工智能模型，能够预测上亿种已知蛋白的复杂结构，极大的推动了蛋白质科学的发展。通过更加深入的了解蛋白质的结构，明确其功能，从而为新药研发，治疗疾病等领域提供更准确的信息。因此获得2024年的诺贝尔化学奖。其工作原理和生物学原理有关，下列不正确的是（　　） A．蛋白质的空间结构与构成蛋白质的多肽链的氨基酸排列顺序无关 B．蛋白质的空间结构与构成蛋白质的多肽链的氨基酸数目有关 C．蛋白质的空间结构与构成蛋白质的多肽链的盘曲折叠方式有关 D．蛋白质的结构与功能相适应，空间结构改变可能会影响其功能 【答案】A 【分析】蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸脱水缩合形成多肽链，多肽链通过盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，故蛋白质的结构多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构有关。 【详解】A、蛋白质的空间结构与构成蛋白质的多肽链的氨基酸排列顺序有关，A错误； BC、蛋白质的空间结构与构成蛋白质的多肽链的氨基酸种类、排列顺序，数目，及肽链的盘曲折叠方式有关，BC正确； D、蛋白质的结构与功能相适应，蛋白质的空间结构改变可能会影响其功能，D正确。 故选A。 命题角度3 蛋白质的盐析、变性和水解 蛋白质变性是指蛋白质受到某些理化因素作用后，空间结构被破坏、生物活性随之丧失的现象。下图是正常蛋白质变性后的示意图。下列相关分析错误的是（　　） A．高温导致蛋白质结构松散，氨基酸排列顺序改变 B．胃酸可使蛋白质变性失活， 易暴露肽键被胃蛋白酶消化 C．胰岛素发生变性时不能调节肝细胞合成并储存肝糖原 D．酒精消毒的原理是酒精能使细菌的蛋白质变性而失去致病性 【答案】A 【详解】A、高温会使蛋白质变性，导致蛋白质结构松散，但不会改变氨基酸的排列顺序，A错误； B、强酸、强碱都能使蛋白质变性失活，故胃酸可使蛋白质变性失活， 易暴露肽键被胃蛋白酶消化，B正确； C、结构决定功能，蛋白质变性失活，其功能也会丧失，因此胰岛素发生变性（其功能丧失）时不能调节肝细胞合成并储存肝糖原，C正确； D、酒精能使病毒、细菌的蛋白质变性失活，从而使其丧失致病能力，D正确。 故选A。 命题角度4 蛋白质的结构与功能综合 多肽链形成后往往需要加工形成复杂的空间结构后才具有生物活性。少数蛋白质会出现自剪接过程，即一段内含肽（特殊多肽）被剪切后，两侧肽链连接起来，如图所示。二硫键异构酶（PDI）可催化形成二硫键。下列说法错误的是（　　） A．蛋白质自剪接后，形成新的肽键将两侧肽链连接起来 B．内含肽中①、②处对应的化学基团分别是羧基、氨基 C．内含肽可与双缩脲试剂发生紫色反应 D．PDI作用后的蛋白质中肽键数量没有发生改变 【答案】B 【分析】脱水缩合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。 【详解】A、由图可知，经蛋白质自剪接后，形成新的肽键将两侧肽链连接起来，A正确； B、由图可知，内含肽中①、②处对应的化学基团分别是氨基（或-NH2）和羧基（或-COOH），B错误； C、内含肽中仍有肽键，因此变性后的蛋白质仍然可以与双缩脲试剂反应产生紫色，C正确； D、PDI参与蛋白质氧化折叠形成二硫键的过程，对蛋白质中肽键数量没有影响，D正确。 故选B。 难点知识三 蛋白质相关计算 1．蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 （1）肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数； （2）蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键) 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 多肽相对分子质量 氨基数 羧基数 1 m m－1 m－1 am－18（m－1） 至少1个 至少1个 n m m－n m－n am－18（m－n） 至少n个 至少n个 环状 m m m am－18m 至少0个 至少0个 注：氨基酸平均分子质量为α。 2．计算蛋白质相对分子质量 （1）无二硫键：蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均分子量－脱去水分子数×18。 （2）有二硫键（—S—S—）时（每形成一个二硫键脱去两个氢）：蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均分子量－脱去水分子数×18－形成二硫键个数×2。 3．蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算 （1）蛋白质中至少含有的氨(或羧)基数＝肽链数。 （2）形成的蛋白质中氨(或羧)基数＝肽链数+R基上氨(或羧)基数＝各氨基酸中氨(或羧)基的总数－肽键数。 （3）对由n个氨基酸构成的环状肽而言，肽键数＝脱去水分子数＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。 4．利用原子守恒法计算肽链中的原子数 （1）N原子数＝肽键数＋肽链数(肽链一端游离的氨基数)＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。 （2）O原子数＝肽键数＋2×肽链数(肽链一端游离的羧基数)＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数(肽键数)。 （3）H原子数＝各氨基酸中H原子总数－2×脱去水分子数－2×二硫键数。 （4）C原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的C原子数。 （提醒：由于R基上的C原子数不好确定，且H原子数较多，因此以N原子数或O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。） 5．蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算 （1）至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链数。 （2）游离氨基数或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基数或羧基数。 6．蛋白质水解有关计算 （1）若除去多肽内部的1个氨基酸，需水解掉2个肽键；若除去多肽一端的1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。 命题角度1 蛋白质的肽键数和脱水数 分子式为C63H103O45N17S2的一条多肽链中最多能有多少个肽键（    ） A．63 B．21 C．17 D．16 【答案】D 【详解】组成生物体的氨基酸的结构通式中至少含有一个氨基和一个羧基，且连在同一个碳原子上，即氨基酸中至少会含有一个氮原子，而肽链中的肽键数=氨基酸数-肽链数，为了肽链中含有的肽键最多的数目，则需要假设组成该肽链的氨基酸数目最多、链数最少（1条），因此确定氨基酸数为17，因为其中的氮原子只有17个，则该肽链中含有的最多肽键数=17-1=16，D正确。 故选D。 命题角度2 蛋白质的相对分子质量 一种蛋白质由两条肽链构成，共含有100个氨基酸,若每个氨基酸相对平均分子质量是120，则该蛋白质的相对分子质量约是（    ） A．12000 B．10236 C．10218 D．13764 【答案】B 【详解】该蛋白质由两条肽链组成的，共含有100个氨基酸，形成蛋白质时脱去的水分子数为100-2=98个，又每个氨基酸的相对分子质量平均是120，所以该蛋白质的相对分子质量约是120×100-18×（100-2）=10236。 故选B。 命题角度3 蛋白质的水解相关计算 果蔬组织结冰会破坏蛋白质的空间结构，出现巯基（—SH）氧化形成二硫键（—S—S—）的过程（如图），氨基酸数目不变，相关叙述不正确的是（　　） A．巯基（—SH）存在于氨基酸的R基上 B．果蔬组织结冰后解冻，蛋白质的功能可以恢复正常 C．图示蛋白质结冰后比结冰前，相对分子量减少了4 D．抗冻植物可能具有较强的抗巯基氧化的能力 【答案】B 【分析】分析题文描述和图示：冰冻时导致蛋白质分子相互靠近，进而形成二硫键。解冻时，蛋白质空间结构部分改变，二硫键仍保留。 【详解】A、每种氨基酸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R基，巯基（-SH）一定位于氨基酸的R基上，A正确； B、蛋白质的结构决定蛋白质的功能，与未结冰状态相比，解冻后的蛋白质结构会发生变化，其功能也可能发生异常，B错误； C、结冰时会出现两个巯基（-SH）氧化形成二硫键（-S-S-），图示蛋白质结冰后，脱去4个H，相对分子量减少了4，C正确； D、细胞受到冰冻时，蛋白质分子中相邻近的巯基（-SH）会被氧化形成二硫键（-S-S-），抗冻植物能够适应较冷的环境，根据结构和功能相适应的观点，可推知抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力，不易形成二硫键，D正确。 故选B。 美澳科学家发现了一种拆解复杂蛋白质链以使其恢复到原本结构的方法，并在实验中利用这一方法成功地将煮熟的鸡蛋变回生鸡蛋。这一新成果将极大地减少临床癌症治疗的时间和费用。组成鸡蛋的直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸，相关叙述正确的是（     ） A．每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸 B．合成1分子该物质需要1个谷氨酸和1个丙氨酸 C．该多肽分子中含1个氨基和1个羧基 D．合成1分子该物质将产生6个水分子 【答案】A 【分析】分析题图：图示为某直链多肽（分子式为C22H34O13N6）水解后产生的3种氨基酸，这3种氨基酸均只含有1个N原子，因此根据多肽中的N原子数目可知该多肽是由6个氨基酸脱水缩合形成的；这3种氨基酸中只有谷氨酸含有2个羧基，根据氧原子数目可知，多肽中的氧原子数=谷氨酸×4+（6-谷氨酸数）×2-5=13，计算可知谷氨酸数目为3个。 【详解】A、这3种氨基酸均只含有1个N原子，因此根据多肽中的N原子数目可知该多肽是由6个氨基酸脱水缩合形成的；这3种氨基酸中只有谷氨酸含有2个羧基，根据氧原子数目可知，多肽中的氧原子数=谷氨酸×4+（6-谷氨酸数）×2-5=13，计算可知谷氨酸数目为3个，因此该多肽分子水解产生的谷氨酸数是3个，A正确； B、该化合物中的谷氨酸数是3个，B错误； C、该多肽链中含有3个谷氨酸，因此游离的羧基数是4个，游离的氨基是一个，C错误； D、由以上分析可知，该多肽是由6个氨基酸分子形成的，合成1分子该物质产生的水分子数=氨基酸数-肽链数=6-1=5个，D错误。 故选A。 命题角度4 蛋白质的游离氨基、羧基相关计算 如图为某种脑啡肽的结构简式，其可以作为镇痛药物来使用。据图分析，下列说法正确的是（　　） A．该多肽中含1个游离的氨基、2个游离的羧基 B．该多肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键 C．形成该多肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢都来自氨基 D．若将氨基酸顺序改变，则该物质可能丧失镇痛功能 【答案】D 【分析】1、蛋白质多样性的原因有氨基酸的种类、数目、排列顺序不同和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。蛋白质分子是由氨基酸首尾相连脱水缩合而成的共价多肽链，肽键形成时脱去的氧元素来自于氨基酸的羧基，氢元素来自羧基和氨基。组成蛋白质的基本单位氨基酸有21种。2、氨基酸结构特点：①每种氨基酸都有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH）连接在同一个碳原子上。②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。 【详解】A、据图分析，该多肽为单链，且R基上没有氨基和羧基，所以该多肽中含1个游离的氨基，1个游离的羧基，A错误； B、据图分析，该多肽为单链，有4个肽键，有5个氨基酸脱水缩合而成，但是有2个氨基酸的R基都是氢原子，其余R基都不一样，所以该多肽由4种氨基酸脱水缩合而成，B错误； C、蛋白质分子是由氨基酸首尾相连脱水缩合而成的共价多肽链，肽键形成时脱去的氧元素来自于氨基酸的羧基，氢元素来自羧基和氨基，C错误； D、若将氨基酸顺序改变，会改变蛋白质的结构，从而改变蛋白质的功能，该物质可能丧失镇痛功能，D正确。 故选D。 命题角度5 蛋白质的各种元素相关计算 经测定，某多肽链的分子式是C21HxOyN4S2，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其中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）。下列关于该多肽的叙述，错误的是（　　） A．该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和天冬氨酸 B．该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5 C．该多肽形成过程中至少需要3种氨基酸 D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了56 【答案】A 【分析】根据各个原子守恒，将多肽链水解后可得知水解后氨基酸的种类。计算H原子和O原子时应注意脱水缩合会使H原子和O原子发生变化。 【详解】A、该多肽链的分子式是C21HxOyN4S2，含有2个硫，所以水解产物中有2个半胱氨酸。根据C原子和N原子守恒，可知该多肽由三种氨基酸组成，半胱氨酸含有3个C，所以另两种氨基酸共含有15个C，可知为苯丙氨酸和亮氨酸。该多肽水解后产生的氨基酸分别是2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和1个亮氨酸，A错误； B、该多肽形成过程中脱去3分子水和形成一个二硫键脱去2个氢，所以多肽中O原子数为8-3=5，H原子数为38-6-2=30，B正确； C、根据A可知，该多肽形成过程中至少需要3种氨基酸，C正确； D、该多肽由3种氨基酸组成；该多肽形成时脱去3分子水和2个氢，相对分子质量减少18×3+2=56，D正确。 故选A。 命题角度6 蛋白质的相关计算综合 现有一个由17个氨基酸构成的多肽链，分子简式为CXHYN20O26S2，经水解后产生5种氨基酸，分别为半胱氨酸（C3H7NO2S）、丙氨酸（C3H6NO2）、天冬氨酸（C4H7NO4）、赖氨酸（C6H14N2O2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。下列说法错误的是（　　） A．天冬氨酸可能含有2个羧基，赖氨酸可能含有2个氨基 B．该多肽链含有天冬氨酸和赖氨酸分别为4个和3个 C．若该多肽水解则需要16个水分子 D．因该多肽过短故不可能含有二硫键 【答案】D 【分析】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，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-脱去水分子数。 【详解】A、天冬氨酸（C4H7NO4）中氧原子数比其他几种氨基酸多，可能含有2个羧基（-COOH，一个羧基含2个氧原子），赖氨酸（C6H14N2O2）中氮原子数比其他几种氨基酸多，可能含有2个氨基（-NH2，一个氨基含1个氮原子），A正确； B、设天冬氨酸个数为a，赖氨酸个数为b，根据氧原子守恒，2×17+2a-16=26（2×17是17个氨基酸中氧原子总数，2a是天冬氨酸多的氧原子数，-16是脱水缩合失去的氧原子数，26是多肽链中氧原子数），解得a=4，根据氮原子守恒，17+b=10（17是17个氨基酸中氮原子总数，b是赖氨酸多的氮原子数，20是多肽链中氮原子数），解得b=3，所以该多肽链含有天冬氨酸和赖氨酸分别为4个和3个，B正确； C、n个氨基酸形成一条肽链，脱去的水分子数=氨基酸数-1，所以17个氨基酸构成的多肽链，水解需要17-1=16个水分子，C正确； D、由题干信息可知，该多肽分子简式中含有S2，说明该多肽中很可能含有二硫键（-S - S -），D错误。 故选D。 某蛋白质（不含环肽）中相关化学基团或氨基酸的数目如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该蛋白质中含有3条肽链 B．该蛋白质中含有54个氮原子 C．该蛋白质的R基含有6个游离的氨基 D．该蛋白质彻底水解时，至少需要消耗50个水分子 【答案】C 【分析】根据题意和柱形图分析可知：该蛋白质由51个氨基酸形成，游离的羧基总数是6个，而R基上的羧基数是4个，所以该蛋白质含有的肽链数=羧基总数-R基中羧基数=6-4=2条；该蛋白质中共含有氨基8个，则R基中的氨基数=氨基总数-肽链数=8-2=6个。 【详解】A、蛋白质中羧基的数量=R基中羧基的数量+肽链的条数，因此该蛋白质含有的肽链条数为6-4=2，A错误； B、已知该蛋白质含有51个氨基酸，除了R基以外每个氨基酸含有一个氨基，因此该蛋白质含有的氨基数量为51+8-2=57个，每个氨基含有一个N，因此该蛋白质中含有57个氮原子，B错误； C、已知该蛋白质含有2条肽链，每条肽链至少含有1个氨基，因此该蛋白质的R基含有游离的氨基数为8-2=6个，C正确； D、该蛋白质含有51个氨基酸，已知不含环肽，因此肽键数为51-2=49个，因此该蛋白质彻底水解时，至少需要消耗49个水分子，D错误。 故选C。 1．蛋白质由多种元素组成，是生命活动的主要承担者。相关叙述正确的是（　　） A．胰岛素含C、H、O、N、S，可促进肌糖原的分解 B．血红蛋白含C、H、O、N、Fe，可携带并运输氧气 C．唾液淀粉酶含C、H、O、N、Ca，可催化淀粉的氧化分解 D．细胞色素C含C、H、O、N、Zn，可参与葡萄糖的分解 【答案】B 【分析】根据细胞内元素占生物体总重量的比例，将其分为大量元素和微量元素，占生物体总重量万分之一以上的为大量元素，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，占生物体总重量万分之一以下的为微量元素，如Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu、Cl等。 【详解】A、胰岛素的化学本质是蛋白质，其含有的元素为C、H、O、N、S，可促进肝糖原的分解，A错误； B、血红蛋白含C、H、O、N、Fe，可携带并运输氧气，是红细胞的主要成分，B正确； C、唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，其含有的元素是C、H、O、N等，可催化淀粉的水解，C错误； D、细胞色素C含C、H、O、N、Zn，可参与有氧呼吸的第三阶段，不参与葡萄糖的分解，D错误。 故选B。 2．如图是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述不正确的是（    ） A．以上这三种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH B．氨基酸需经过脱水缩合和盘曲折叠才能形成蛋白质 C．甲是相对分子质量最小的氨基酸 D．从上图可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸 【答案】D 【详解】A、据图可知，图示三种氨基酸的R基依次是－H、－CH3、－CH2OH，是三种不同的氨基酸，A正确； B、氨基酸需经过脱水缩合形成肽链，而后经过加工盘曲折叠才能形成具有一定空间结构的蛋白质，B正确； C、题图中甲氨基酸的R基是-H、R基最简单，所以该氨基酸是相对分子质量最小的氨基酸，C正确； D、只要含有一个氨基和一个羧基的化合物未必是组成蛋白质的氨基酸，因为构成蛋白质的氨基酸具有的特征是，其结构式中至少都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，D错误。 故选D。 3．下列生理活动与脂质有关的是（    ） A．流感病毒侵入人体后，机体获得免疫力 B．血液中氧气的运输 C．促进动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成 D．细细咀嚼馒头后，发现变甜现象 【答案】C 【详解】A、流感病毒侵入人体后，机体通过免疫反应产生抗体和记忆细胞，抗体本质是蛋白质，与脂质无直接关系，A错误； B、血液中氧气运输依赖血红蛋白，其化学本质是蛋白质，与脂质无关，B错误； C、性激素属于固醇类脂质，其能促进生殖器官发育和生殖细胞形成，C正确； D、咀嚼馒头变甜是唾液淀粉酶（蛋白质）催化淀粉水解为麦芽糖的过程，与脂质无关，D错误。 故选C。 4．蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。下列与蛋白质结构多样性无关的是（    ） A．肽键的形成方式 B．氨基酸的数目 C．肽链的空间结构 D．氨基酸酸的种类 【答案】A 【详解】A、氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质，连接方式都是通过肽键连接，即肽键的形成方式相同，与蛋白质结构多样性无关，A符合题意； BCD、蛋白质多样性与氨基酸的种类、数量、排列顺序以及多肽链形成的空间结构有关，BCD不符合题意。 故选A。 5．免疫球蛋白是由两条重链（H链）和两条轻链（L链）通过链间二硫键连接而成的四肽链结构，如图所示。下列有关叙述不正确的是（    ） A．免疫球蛋白中至少含有4个—NH2和4个—COOH B．若免疫球蛋白由m个氨基酸形成，则含有m-4个肽键 C．免疫球蛋白能特异性识别抗原 D．不同免疫球蛋白结构不同的主要原因在于肽链的折叠、盘曲方式不同 【答案】D 【详解】A、免疫球蛋白有4条肽链构成，所以免疫球蛋白中至少含有4个-NH2和4个-COOH，A正确； B、从二硫键情况可以分析出免疫球蛋白lgG共有4条多肽链，又知该免疫球蛋白由m个氨基酸构成，所以含有的肽键数为（m-4）个，B正确； C、免疫球蛋白属于抗体，抗体能特异性识别抗原，C正确； D、由图可知，免疫球蛋白空间结构基本相似，不同的原因在氨基酸的种类、数目及排列顺序不同，D错误。 故选D。 6．某十九肽含4个天门冬氨酸（R基为-CH2-COOH），分别位于第7，8，14，19位（见图）。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列叙述正确的是（    ） A．该十九肽含有的肽键数目为19个 B．肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个 C．该十九肽至少含有6个游离的羧基 D．肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽 【答案】B 【详解】A、该十九肽含有的肽键数目为19（氨基酸分子数目）-1（肽链的条数）=18个，A错误； B、肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，完全作用该多肽链后，共断开4个肽键（分别位于第6和7、7和8、13和14、18和19位氨基酸之间），其中的第7位和第19位天门冬氨酸会脱离肽链，每断开一个肽键会消耗1分子水而增加1个氧原子，故增加4个氧原子，又因为第7位和第19位天门冬氨酸的脱离（每个天门冬基酸中含有4个氧原子），共减少8个氧原子，所以肽酶E2完全作用后产生的多肽中，氧原子数目比19肽少8-4=4个，B正确； C、根据天冬氨酸的分子式(C4H7O4N)可知，天冬氨酸的R基中含有一个羧基，因此十九肽至少含有1（肽链末端的羧基）+4（四个天门冬氨酸的R基上含有的）=5个游离的羧基，C错误； D、肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，因此该酶将7、8、14位右侧的肽键切断，产生的多肽有七肽、六肽、五肽，D错误。 故选B。 7．球状蛋白普遍存在于血浆、乳汁等液体环境中。球状蛋白变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列相关叙述错误的是（　　） A．蛋白酶作用下球状蛋白空间构象被破坏的过程属于蛋白质变性 B．变性后的球状蛋白生物活性丧失是因为原有空间结构破坏 C．球状蛋白外侧的基团相比于内侧基团具有更强的亲水性 D．变性后的球状蛋白沉淀是因为内部的非极性基团暴露出来 【答案】A 【分析】高温、强酸、强碱等均会导致蛋白质的结构发生不可逆的破坏，进而影响其功能。 【详解】A、蛋白酶通过水解肽键破坏球状蛋白的结构，属于水解反应，而非变性（变性指空间结构破坏但肽链完整），A错误； B、变性导致蛋白质空间结构破坏，使其无法行使功能，生物活性丧失，B正确； C、球状蛋白的疏水基团通常位于内部，亲水基团分布在表面以适应液体环境，C正确； D、变性后内部疏水基团暴露，导致溶解度下降而沉淀，D正确。 故选A。 8．动物蛋白和植物蛋白在临床营养方面各有优缺点。为了营养全面，建议在日常饮食中合理搭配动物蛋白和植物蛋白。下列有关蛋白质的叙述错误的是（    ） A．蛋白质是生物大分子 B．某些蛋白质具有催化作用 C．氨基酸仅通过脱水缩合的方式就一定可以形成成熟的蛋白质 D．蛋白质中一定含有C、H、O、N4种元素 【答案】C 【详解】A、蛋白质由氨基酸通过脱水缩合形成，属于生物大分子，A正确； B、酶的本质大多数是蛋白质，具有催化作用，B正确； C、氨基酸脱水缩合形成多肽链后，还需经过盘曲折叠、空间结构形成等加工过程才能成为成熟蛋白质（如需要内质网、高尔基体的加工），因此仅通过脱水缩合无法直接形成成熟蛋白质，C错误； D、蛋白质的基本组成元素为C、H、O、N（氨基酸的氨基和羧酸基均含N），D正确。 故选C。 9．蛋白质分子的专一形状是由4个层次的结构决定的，这4个层次是一级、二级、三级和四级结构。如图代表的是甲状腺素视黄质运载蛋白（TTR）的各级结构，其中一级结构中的Leu、Asp等表示不同的氨基酸。TTR是存在于血液中的一种蛋白质，其功能是运送甲状腺素和维生素A。它由4条相同的多肽链组成，每条多肽链均含127个氨基酸。下列相关叙述错误的是（    ） A．TTR的运输功能由其结构决定 B．形成TTR时相对分子质量至少减少2268 C．该蛋白质分子至少含有4个游离的氨基 D．内质网和高尔基体参与蛋白质结构变化 【答案】B 【分析】蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，并且都是连接在同一个碳原子上，不同之处是每种氨基酸的R基团不同。氨基酸脱水缩合形成肽键。在一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，在肽链内部的R基中可能也有氨基和羧基。 【详解】A、蛋白质的功能是由其结构决定的，TTR作为一种蛋白质，其运输甲状腺素和维生素A的功能必然由其特定的结构，A正确； B、TTR由4条多肽链组成，每条多肽链含127个氨基酸。 形成蛋白质时，脱去的水分子数 = 氨基酸数 - 肽链数，即（127×4 - 4）= 504个。 相对分子质量至少减少的值就是脱去水分子的相对分子质量，水的相对分子质量为18，所以减少的值为504×18 = 9072，B错误； C、一条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。 TTR由4条多肽链组成，所以该蛋白质分子至少含有4个游离的氨基，C正确； D、分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网对蛋白质进行初步加工，高尔基体对蛋白质进行进一步修饰加工等，TTR是存在于血液中的蛋白质（属于分泌蛋白），所以内质网和高尔基体参与蛋白质结构变化，D正确。 故选B。 10．人工智能能够基于氨基酸序列预测蛋白质结构。由于氨基酸之间能够形成氢键等，使得肽链能够盘曲、折叠形成一定的空间结构。下列说法错误的是（　　） A．高温会改变肽链盘曲、折叠的方式，进而改变蛋白质的空间结构 B．氨基酸序列的改变可能会影响蛋白质的空间结构 C．每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构 D．胰岛素能够识别并结合靶细胞上的受体与其空间结构无关 【答案】D 【分析】1、蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质的结构多样，在细胞中承担的功能也多样：①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分，如肌肉蛋白；②有的蛋白质具有催化功能，如大多数酶的本质是蛋白质；③有的蛋白质具有运输功能，如载体蛋白和血红蛋白；④有的蛋白质具有信息传递，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；⑤有的蛋白质具有免疫功能，如抗体； 2、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别。 【详解】A、高温会破坏氢键，改变肽链盘曲、折叠的方式，进而改变蛋白质的空间结构，A正确； B、比如，有些氨基酸含有巯基“—S—H基团”，氨基酸序列的改变可能改变二硫键，进而使得蛋白质空间结构发生改变，B正确； C、根据“结构与功能相适应”的生命观念，可以推断每种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，C正确； D、胰岛素分子的空间结构保证了它能够识别并结合靶细胞上的受体，D错误。 故选D。 11．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 ，C是 。 (2)蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的 不同，以及肽链的 千变万化。 (3)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，氨基和羧基分别增加 个，C原子减少 个。 【答案】(1) C、H、O、N 非必需氨基酸 肽键 (2) 种类数量和排列顺序 盘曲折叠方式及其空间结构 (3) 7 3，3 12 【分析】甲图中，A为C、H、O、N，B为氨基酸，C为肽键，①是翻译过程。乙图中，在三十九肽中，第8、18、27、39个氨基酸是丙氨酸，在除去第8、18、27号氨基酸的丙氨酸时每去掉1个丙氨酸要水解2个肽键，去掉第39号丙氨酸只水解一个肽键即可。 【详解】（1）甲图中A是组成氨基酸B的元素，因此A的元素组成为C、H、O、N，在人体内可以合成的B氨基酸属于非必需氨基酸，C为氨基酸脱水缩合后形成的肽键。 （2）蛋白质结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的种类、数量和排列顺序不同，以及蛋白质的空间结构千变万化。 （3）在三十九肽中，含有38个肽键，去掉4个丙氨酸后，形成4条肽链，该4条肽链由35个氨基酸组成，因此共有肽键数为：35-4=31个，因此比原来少了7个肽键；三十九肽+7个H2O→4条短肽+4个丙氨酸（C3H7O2N），4条短肽中至少含有4个氨基和4个羧基，而原来三十九肽中至少有1个氨基和1个羧基，因此4条短肽中的氨基和羧基数比原来各增加3个；三十九肽+7个H2O→4条短肽+4个丙氨酸（C3H7O2N），根据C原子守恒可知，反应前的C原子总数=反应后C原子总数，由于水分子中没有C，所以三十九肽与4条短肽相比，C原子减少的是4个丙氨酸中的C原子，即12个。 12．海豚肌肉中肌红蛋白含量十分丰富，肌红蛋白是肌肉中储氧的蛋白质，由一条肽链和一个血红素辅基组成（如图1）。而血红蛋白是红细胞中携氧蛋白质，它是一个含有四种不同亚基的四聚体，有两条α链和两条β链组成，且每个亚基都含有一个血红素辅基（如图2）。每个血红素含有一个二价铁元素，非常容易被氧化成稳定的三价铁而失去和氧气结合能力，因此游离的血红素不适合直接当做氧气载体。请回答下列问题： (1)肌红蛋白和血红蛋白是由 元素构成的。 (2)氨基酸通过 方式形成肽链，肽链能够盘曲、折叠与氨基酸之间形成 键有关。 (3)α链由141个氨基酸组成，β链由146个氨基酸组成，合成血红蛋白的过程中共产生 个水。 (4)肌红蛋白和血红蛋白都含有血红素辅基，但两者的功能不同，根本原因是 。 【答案】(1)C、H、O、N、Fe (2) 脱水缩合 氢 (3)570 (4)控制肌红蛋白和血红蛋白合成的基因结构不同 【分析】1、蛋白质是生命活动是主要承担者，构成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链；连接两个氨基酸的化学键是肽键。 2、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，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。 【详解】（1）肌红蛋白和血红蛋白的本质是蛋白质，且每个血红素含有一个二价铁元素，故其是C、H、O、N、Fe元素构成的。 （2）氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质， 肽链能够盘曲、折叠与氨基酸之间形成氢键有关。 （3）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，该过程中产生的水来自氨基酸的氨基和羧基；脱水过程中形成的肽键数=氨基酸数-肽链数=（141＋146）×2-4=570个。 （4）肌红蛋白和血红蛋白都含有血红素辅基，但两者的功能不同，是因为控制肌红蛋白和血红蛋白合成的基因结构不同。 13．如图甲是血红蛋白的空间结构模式图，其含有两条α肽链，两条β肽链(α肽链和β肽链不同)。图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序，请回答下列问题： (1)图乙中①的名称是 ，写氨基酸的结构通式： 。 (2)图乙所示的一段肽链由 个氨基酸脱水缩合而成。图甲中肽链的第40位氨基酸是甲硫氨酸，它的R基是—CH2—CH2—S—CH3，那么它的分子式是 (填字母)。 A．C5H11O2NS  B．C3H7NS  C．C4H11O2S     D．C5H10O2NS (3)据两图可知一条β肽链至少含有 个羧基，至少含有 个氨基。 (4)血红蛋白中含有124个氨基酸，图甲中肽链盘曲过程中形成了三个二硫键(由两个半胱氨酸上的—SH缩合而成，即—SH和HS—缩合形成—S—S—)，若组成图甲中蛋白质的氨基酸平均相对分子质量为100，则形成图甲蛋白质的过程中产生 个肽键、质量减少 。 (5)有一种蛋白质与图甲中蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序完全相同，但功能与图甲中的蛋白质不同，原因是 。 【答案】(1) 氨基 (2) 4 A (3) 3 2 (4) 120 2166 (5)蛋白质的空间结构不同 【分析】1、分析题图：图A是血红蛋白的空间结构模式图，血红蛋白是由4条肽链组成的。 2、图B表示血红蛋白β肽链一端(圆圈所示部分)的氨基酸排列顺序，其中①是氨基，②④⑥⑧是R基，③⑤⑦是肽键，⑨是肽键的一部分。 【详解】（1）图乙中①的结构式是-NH2，是氨基；其中③⑤⑦处是肽键，肽键的结构式是-CO-NH-。氨基酸的结构通式为 （2）图乙所示的一段肽链中的R基②④⑥⑧中，⑥和⑧相同，R基共有3种、4个，即图B所示的一段肽链由3种氨基酸缩合而成；根据构成蛋白质的氨基酸结构特点，氨基酸通式的分子式可写为C2H4O2N—R，又知甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3(R基可表示为-C3H7S)，所以甲硫氨酸的分子式是C5H11O2NS。 故选A。 （3）图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序，所示的该段肽链中的R基②④⑥⑧中共有2个羧基(分别位于⑥和⑧中各1个)，可推知一条β肽链至少含有的羧基数=肽链数(β肽链)+(β肽链)R基中含有的羧基数=1+2=3个，②含有一个氨基，则一条β肽链至少含有的氨基数=肽链数(β肽链)+(β肽链)R基中含有的氨基数=1+1=2个。 （4）血红蛋白中含有124个氨基酸，共有4条链，则肽键数=氨基酸数-肽链数=124-4=120个，，血红蛋白中含有124个氨基酸，图甲中肽链盘曲过程中A、B、C三处形成了三个二硫键(由两个半胱氨酸上的-SH缩合而成，质量减少数=脱去水分子数×18-形成三个二硫键时脱去的氢分子数=(124-4)×18-2×3=2166。 （5）蛋白质的结构决定功能，蛋白质的结构与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别有关，若有一种蛋白质与图甲中蛋白质的氨基酸组成和排列顺序完全相同，但功能与图甲中的蛋白质不同，原因是二者的空间结构不同。 14．血红蛋白是红细胞的重要组成成分，能参与氧气的运输。血红蛋白由574个氨基酸、4条肽链构成，其中α、β链各2条，每条链都含有一个血红素辅基。请回答： (1)蛋白质是生命活动的主要承担者，除血红蛋白体现的运输功能外，生物体内的蛋白质的功能还有 （至少答出2点）。 (2)组成血红蛋白的基本结构单位是 ，这些基本结构单位的区别在于 的不同；这些基本单位可通过 的方式合成血红蛋白。 (3)血红蛋白合成过程中形成了 个肽键，肽链在盘曲过程中形成了3个二硫键（二硫键的形成过程为：—SH+HS—→—S—S—+2H），则由单体合成血红蛋白后，相对分子质量比原来减少了 。 (4)与血红蛋白不同，哺乳动物肌肉细胞中的肌红蛋白是由一条肽链盘绕一个血红素辅基形成的。上述两种蛋白质分子中氨基酸的数目、种类和排列顺序有差异，但它们的主要功能却具有相似性，试分析原因： 。 【答案】(1)结构蛋白、催化、免疫、调节（信息传递） (2) 氨基酸 侧链基团（R基） 脱水缩合 (3) 570 10266 (4)可能是两者的空间结构相似且都含有血红素辅基（答出空间结构相似得1分，答全2分） 【分析】1、蛋白质是生命活动是主要承担者，构成蛋白质的基本单位是氨基酸，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。 2、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，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-脱去水分子数×18。 【详解】（1）蛋白质的功能包括作为生物体的结构、运输、催化、免疫和调节；血红蛋白参与氧气运输。 （2）蛋白质的基本结构单位是氨基酸，组成蛋白质的氨基酸种类由侧链基团（R基）决定，氨基酸经脱水缩合形成肽链。 （3）由题可知，血红蛋白分子中含有574个氨基酸，共四条肽链，则血红蛋白合成过程中形成的肽键数为574—4=570个；图中肽链盘曲过程中形成了三个二硫键，则血红蛋白合成过程中减少的质量为570×18+3×2=10266。 （4）结构决定功能，血红蛋白与肌红蛋白中氨基酸的数目、种类和排列顺序不同，但它们的主要功能却具有相似性，原因可能是两者的空间结构相似且都含有血红素辅基。 15．神经肽Y是由36个氨基酸组成的一条多肽链，与动物的摄食行为和血压调节具有密切关系。下图是神经肽Y的部分氨基酸组成示意图和谷氨酸（Glu）的结构式，请回答下列问题： (1)图1中该抗体的基本单位的结构通式是 。组成蛋白质的各种氨基酸共同的结构特点是 。 (2)神经肽Y中连接Leu和Alu的化学键称为 。已知组成神经肽Y的11种氨基酸中，Glu有4个，其他氨基酸仅含有一个羧基，则该神经肽Y含有的游离羧基有 个，一分子神经肽Y含有 个氧原子。 (3)蛋白质的结构多种多样，在细胞中承担的功能也是多种多样的。许多蛋白质是构成生物体结构的重要物质；有些蛋白质有 功能，如人体内的抗体；还有些蛋白质起到 作用，如唾液淀粉酶。 (4)从鱼体内提纯神经肽Y并饲喂给小鼠后，小鼠的摄食行为和血压没有发生变化，原因是 。 (5)组成鱼和人的神经肽均是三十六肽化合物，但两者的结构存在一定的差别，那么造成这种差别的原因最可能是 。 【答案】(1) 氨基酸结构中都至少含有一个氨基和一个羧基，且连在同一个碳原子上 (2) 肽键 5 45 (3) 免疫 催化 (4)神经肽Y在小鼠消化道被水解，失去生物活性 (5)氨基酸的种类和排列顺序不同 【分析】1、氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（-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，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。 2、蛋白质具有多样性的原因是：氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。 【详解】（1）抗体的基本单位是氨基酸，其结构通式为  。组成蛋白质的氨基酸中，都至少含有一个氨基和一个羧基，且至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 （2）连接Leu和A1a两个氨基酸的化学键称为肽键，是通过脱水缩合方式形成的。组成神经肽Y的11种36个氨基酸中，Glu占4个，该氨基酸的R基中有一个羧基，其他氨基酸分子中都仅有一个羧基，形成多肽后，一条多肽链至少有一个氨基和羧基，则神经肽Y含有的游离羧基有4+1=5个。多肽链中的氧原子主要存在于肽键和游离的羧基中，神经肽Y是由36个氨基酸形成的一条肽链，其中肽键数目为36-1=35个，则该多肽中含有的氧原子的数目为35+5×2=45个 （3）蛋白质的结构多种多样，在细胞中承担的功能也是多种多样的。许多蛋白质是构成生物体结构的重要物质；有些蛋白质如血红蛋白起到运输作用；有些蛋白质如抗体有免疫功能；还有些蛋白质如唾液淀粉酶起到催化作用。 （4）从鱼体内提纯神经肽Y并饲喂给小鼠后，由于神经Y肽在消化道中被分解成氨基酸，因而无法发挥其相应的作用，因此小鼠的摄食行为和血压没有发生变化。 （5）蛋白质结构的多样性与氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关，组成鱼和人的神经肽均是三十六肽化合物，含有的氨基酸数目相同，二者都是多肽链，故二者结构有差别的原因最可能是氨基酸的种类和排列顺序不同。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$