内容正文:
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
知识点一 蛋白质的功能和氨基酸的种类、结构
1.下列有关蛋白质与其功能不相符合的是( )
A.胃蛋白酶——催化 B.血红蛋白——运输
C.肌动蛋白——免疫 D.胰岛素——调节
2.氨基酸的结构如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.部分氨基酸人体细胞不能合成
B.氨基酸的不同取决于④
C.两个氨基酸中①和③之间形成肽键
D.形成的蛋白质中的N主要存在于①
3.(2025·宁波高一期中)人体中的谷胱甘肽酶是含硒元素的蛋白质,其活性中心为硒代半胱氨酸。如图为半胱氨酸与硒代半胱氨酸的结构式。下列相关叙述正确的是( )
A.可利用双缩脲试剂检测待测样液中硒代半胱氨酸的含量
B.硒代半胱氨酸与半胱氨酸的R基均不能参与化学键的形成
C.组成人体谷胱甘肽酶的氨基酸最多有21种,都可从食物中获取
D.高温会破坏谷胱甘肽酶中的肽键,而使其空间结构变得松散
知识点二 氨基酸脱水缩合
4.两个氨基酸分子缩合形成二肽,并生成一分子水,这一分子水中的氢来自( )
A.羧基 B.氨基
C.羧基和氨基 D.R基
5.(2025·黑龙江哈尔滨期中)如图为细胞中蛋白质合成过程简图,①~④表示相关变化过程,下列分析正确的是( )
A.①~④过程都叫作脱水缩合
B.④过程不相同,合成的蛋白质也就不相同
C.①②③过程形成的化学键相同,④过程一定没有新化学键形成
D.蛋白质独特的空间结构改变其功能不变
6.(2025·辽宁大连期中)某链状多肽对生物体的生命活动具有某种生理作用,由36个氨基酸形成,已知其中有4个谷氨酸(R基为—CH2CH2COOH),其他信息未知,下列关于该多肽的推测,合理的是( )
A.游离的氨基可能只有1个
B.至少有4个游离的羧基
C.至多有33种氨基酸
D.改变氨基酸种类不会影响其生理功能
知识点三 蛋白质结构及其多样性
7.(2025·山东临沂期中)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是( )
A.球状蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成
B.变性后球状蛋白生物活性丧失是因为原有空间结构被破坏
C.蛋白质变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.皮肤擦伤后,用酒精消毒,是因为酒精能使细菌和病毒的蛋白质变性
8.(2025·河南郑州期中)研究发现,硫氧还蛋白还原酶(TrxR)是一种含硒代半胱氨酸的硒蛋白,由104个氨基酸组成一条肽链,两条相同的肽链组成TrxR。硒代半胱氨酸是被发现的组成蛋白质的第21种氨基酸。下列叙述错误的是( )
A.硒代半胱氨酸中硒元素存在于R基中
B.彻底水解1分子TrxR需要消耗103个水分子
C.TrxR中不同氨基酸之间可形成氢键,利于其空间结构的形成
D.破坏TrxR中的二硫键可能会导致TrxR失去催化功能
9.用尿素处理某种蛋白质时,该蛋白质会成为失去自然构象的松散肽链。当除去尿素时,蛋白质又可以自发地复性成原来的构象,实验如图所示。下列说法不正确的是( )
A.尿素导致该蛋白质空间构象改变的过程是可逆的
B.尿素处理会改变该蛋白质的功能特性
C.尿素处理只改变该蛋白质的空间结构
D.可用双缩脲试剂检测该蛋白质是否变性
10.(2025·山东烟台期中)母乳含适合新生婴儿的蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷和维生素等营养成分,婴儿的小肠上皮细胞可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白。含n个肽键的某种免疫球蛋白的结构如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.母乳中的钙元素是构成新生婴儿血红素的重要元素
B.合成1分子该蛋白相对分子量减少18n
C.若1分子该蛋白质彻底水解,将得到n+1个氨基酸
D.氨基酸之间可以形成肽键、氢键、二硫键
11.(2025·江苏常州期中)孤独症儿童,封闭在只有他自己的世界里,就像黑夜的星星,孤独地闪烁着,他们又被称为“星星的孩子”。在治疗孤独症的药物中含有一种激素——催产素,它是一种九肽化合物。如图为催产素的结构简式(图中—S—S—为二硫键,是由两个氨基酸中的—SH失去2个H后形成的),各氨基酸残基用3个字母缩写表示。请回答下列问题:
(1)催产素分子是由 个氨基酸分子失去 分子的水而形成的。这种反应叫作 。
(2)催产素分子共有 个肽键,至少有 个游离的氨基或羧基,在形成过程中相对分子质量减少了 。
(3)孤独症患者直接口服适量催产素,是否能有效地缓解症状? ,理由是
。
12.(2025·安徽宿州期中)蓖麻毒素是从一种称为蓖麻的植物茎所取出来的毒素,又称蓖麻毒蛋白。此毒素能抑制蛋白质合成过程,进而对其他生物体造成伤害。蓖麻毒蛋白包含两条具有不同氨基酸序列的多肽链,A链(含有263个氨基酸)和B链(含有259个氨基酸),两条链之间由二硫键相连,如图所示。回答下列问题:
(1)蓖麻毒素分子中含有 个肽键,至少有 个游离的氨基和 个游离的羧基。在合成蓖麻毒素的过程中会生成水,水中的H来自 ;将一个蓖麻毒素分子完全水解需要 个水分子。
(2)已知二硫键是由两个半胱氨酸上的—SH缩合而成的,半胱氨酸的分子式为C3H7NO2S,其R基是 。
(3)研究发现,蓖麻毒素的A链具有毒性,B链无毒性,从蛋白质的结构和功能角度分析,A链和B链毒性不同的原因可能是
。
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第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者
1.C 胃蛋白酶的化学本质为蛋白质,具有催化作用,A正确;血红蛋白可以运输氧气,体现了蛋白质的运输功能,B正确;肌动蛋白体现了蛋白质可以构成细胞结构的功能,C错误;胰岛素可以降低机体血糖,属于蛋白质,具有调节功能,D正确。
2.D 必需氨基酸人体不能合成,只能从食物中获取,A正确;氨基酸的不同取决于R基的不同,④为R基,B正确;一个氨基酸的羧基和相邻的一个氨基酸的氨基之间脱水缩合形成肽键,C正确;形成的蛋白质中的N主要存在于“—CO—NH—”结构中,D错误。
3.C 双缩脲试剂鉴定的是含有肽键的物质,不能鉴定氨基酸的含量,A错误;半胱氨酸的R基可参与二硫键的形成,B错误;组成蛋白质的氨基酸最多有21种,包括必需氨基酸和非必需氨基酸,都可以从食物中获取,C正确;高温不会破坏谷胱甘肽酶中的肽键,但是其空间结构会被破坏,变得松散,失去其相应的生物活性,D错误。
4.C 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,同时脱去一分子水,其中氨基提供一个H,羧基提供一个H和O,所以脱去的水分子中的氢原子来自氨基和羧基。
5.B ①~③过程都叫作脱水缩合,发生在核糖体中,但④过程不是脱水缩合,而是形成特定的空间结构,A错误;④过程不相同,形成的空间结构不同,所以合成的蛋白质也就不相同,B正确;①②③过程形成的化学键相同,都是肽键,④过程可能有新化学键形成,如二硫键,C错误;蛋白质的结构决定功能,空间结构改变,则功能随之改变,D错误。
6.A 若构成该多肽的氨基酸的R基都不存在氨基,则该多肽游离的氨基就只有一个,A正确;该多肽含有四个谷氨酸,每个谷氨酸的R基里有一个游离的羧基,再加上肽链的一端还有一个游离的羧基,所以该多肽至少有5个游离的羧基,B错误;构成蛋白质或多肽的氨基酸至多有21种,C错误;氨基酸的种类、数目和排列顺序会影响该多肽的生理功能,D错误。
7.C 氨基酸是蛋白质的基本单位,氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质,球状蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成,A正确;蛋白质的结构决定功能,变性后的球状蛋白由于空间结构改变导致其生物活性丧失,B正确;蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂发生紫色反应,C错误;酒精能够使细菌蛋白质发生变性,从而失去生理活性,所以酒精能用于消毒,D正确。
8.B 不同氨基酸的R基不同,其他结构固定只含C、H、O、N元素,由此可推测硒代半胱氨酸中硒元素存在于R基中,A正确;两条相同的肽链组成TrxR,彻底水解1分子TrxR需要消耗206个水分子,B错误;由于肽链上不同氨基酸之间还能形成氢键等化学键,使肽链能盘曲、折叠,形成一定空间结构的蛋白质分子,故TrxR中不同氨基酸之间可形成氢键,利于其空间结构的形成,C正确;破坏TrxR中的二硫键可能会导致其空间结构改变,失去催化功能,D正确。
9.D 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,蛋白质又可以自发地重新复性成为原来的构象,说明尿素导致该蛋白质空间构象改变的过程是可逆的,A正确;尿素改变了该蛋白质的空间结构,进而改变该蛋白质的功能特性,但未改变其氨基酸的种类、数目和排列顺序,B、C正确;变性后的蛋白质仍存在肽键,遇到双缩脲试剂仍然出现紫色,所以无法用双缩脲试剂来检测蛋白质是否变性,D错误。
10.D 血红素含有铁元素,不含钙元素,A错误;含n个肽键的该免疫球蛋白有3个二硫键,故合成1分子该蛋白相对分子量减少18n+6,B错误;氨基酸数=肽键数+肽链数,由题图信息可知,1分子该蛋白共有4条肽链,所以彻底水解后可得到n+4个氨基酸,C错误;氨基酸之间除可形成肽键外,还能形成二硫键、氢键等,故肽链能够盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,D正确。
11.(1)9 8 脱水缩合 (2)8 1 146 (3)否 口服催产素会在消化道内被水解,失去作用
解析:(1)根据题意,催产素是九肽,因此是由9个氨基酸分子组成的,氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链。9个氨基酸形成一条肽链,产生的肽键数为8,则脱去了8个水。(2)氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链。催产素是一种九肽化合物,因此由9个氨基酸形成一条肽链,产生的肽键数为8,至少含有1个游离的氨基和羧基,在脱水缩合的过程中,脱去了8个水,同时也形成了一个二硫键,脱去了两个氢,则相对分子质量减少了8×18+2=146。(3)催产素是多肽,若口服会在消化道内被相应酶水解,失去作用,因此口服催产素不能缓解症状。
12.(1)520 2 2 氨基(—NH2)和羧基(—COOH) 520 (2)—CH3S(或—CH2SH) (3)组成两条链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,以及肽链的盘曲、折叠方式不同
解析:(1)蓖麻毒蛋白包含两条具有不同氨基酸序列的多肽链,A链(含有263个氨基酸)和B链(含有259个氨基酸),肽键数目=氨基酸数-肽链数=263+259-2=520个;每条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基,因此2条肽链,至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基。在合成蓖麻毒素的过程中会生成水,水中的H来自氨基(—NH2)和羧基(—COOH),水解需要的水分子数目和肽键数目相等,将一个蓖麻毒素分子完全水解需要520个水分子。(2)半胱氨酸的分子式为C3H7NO2S,构成蛋白质的氨基酸都含有的结构可以写成—C2H4O2N,剩余部分构成R基,因此R基是—CH3S(或—CH2SH)。(3)蓖麻毒素的A链具有毒性,B链无毒性,从蛋白质的结构和功能角度分析,结构决定功能,毒性不同,说明结构不同,因此A链和B链毒性不同的原因可能是组成两条链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,以及肽链的盘曲、折叠方式不同。
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