2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 同步练习2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

**基本信息** 本练习通过“基础过关练+能力提升练”分层设计，覆盖蛋白质功能、氨基酸结构、蛋白质合成及计算等核心知识点，从单一概念辨析到综合应用，构建“结构与功能观”认知，培养科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|蛋白质功能、氨基酸结构、蛋白质结构及脱水缩合计算|以选择题为主，结合实例（如肌红蛋白水解）考查结构与功能统一性，强化生命观念| |能力提升练|蛋白质合成水解计算、结构与功能综合应用|含综合计算（如100个氨基酸构成蛋白质的肽键分析）和实验分析题（如GFP蛋白荧光机制），体现科学思维与探究实践|

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者 基础过关练 考点一　蛋白质的功能 1.(2026福建宁德期中)“结构与功能观”是指生物的结构与功能之间存在高度的统一性,两者相互适应。下列有关叙述错误的是(　　) A.蛋白质种类繁多、功能多样,有利于承担多种多样的生命活动 B.蛋白质结构的多样性决定其具有催化、运输、遗传等功能 C.温度等可能通过改变蛋白质的空间结构从而影响蛋白质的功能 D.氢键、肽键、二硫键等在蛋白质的形成和结构的维持上具有重要作用 2.(2026湖南永州月考)蛋白质是生命活动的主要承担者,下列关于蛋白质功能的叙述及举例正确的是(　　) A.调节机体生命活动,如性激素促进生殖器官发育 B.构成细胞和生物体,如组成肌细胞的肌动蛋白 C.有些蛋白质有免疫功能,如胃蛋白酶能催化蛋白质的水解 D.有些蛋白质能进行物质的运输,如胆固醇参与血液中脂质的运输 考点二　蛋白质的基本组成单位——氨基酸 3.肌红蛋白是哺乳动物肌肉中一种储氧的球蛋白,其彻底水解,不可能得到的物质是　(　　) A. B. C. D. 4.(2026江西省多校联考)某种来自人体的神经肽分子是一条由36个氨基酸组成的多肽链,下图是这种神经肽的部分氨基酸组成示意图。下列叙述正确的是(　　) A.Leu和Ala之间的化学键发生水解所需水中的氢只用于形成—NH2 B.在人体细胞中,Leu和Thr可来自其他氨基酸的转化 C.已知谷氨酸的R基为—CH2—CH2—COOH,则其分子式为C5H9O4N D.不同神经肽的差异只体现在组成神经肽氨基酸的种类和数量上 考点三　蛋白质的结构及其多样性 5.(2026四川成都期中)如图为某二肽分子的结构示意图,有关叙述错误的是(　　) A.①代表氨基、③代表羧基 B.②代表肽键,形成过程有水的生成 C.R1和R2决定氨基酸的种类 D.由图中两种氨基酸构成的二肽只有图示1种 6.(2026辽宁丹东期中)半胱氨酸是构成蛋白质的一种重要氨基酸,其R基为—CH2SH。蛋白质分子中的两个巯基(—SH)可通过脱氢形成二硫键(2—SH→—S—S—+2H)。下列关于半胱氨酸的说法正确的是(　　) A.半胱氨酸的分子式是C3H6O2NS B.半胱氨酸参与蛋白质合成时都会失去一个氧原子和两个氢原子 C.巯基的存在有利于蛋白质形成复杂的空间结构 D.半胱氨酸能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应 7.(2026江苏扬州期中)APOE蛋白(共含有299个氨基酸)是人体载脂蛋白之一,主要参与人体脂蛋白的转化和代谢,在人群中有APOE2、APOE3和APOE4三种常见的亚型。下列叙述错误的是(　　) A.氨基酸脱水缩合形成APOE蛋白的过程中生成298个水分子 B.APOE蛋白高温变性后,仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 C.若APOE蛋白的空间结构被破坏,可能会影响人体脂蛋白的转化和代谢 D.APOE2、APOE3和APOE4空间结构不同与氨基酸的种类、排列顺序有关 8.蛋白质变性是指蛋白质受到某些理化因素作用后,其空间结构被破坏,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.蛋白质变性后一般不能恢复原来的状态 B.蛋白质变性后,营养价值降低 C.酒精可以使细菌的蛋白质变性,从而达到消毒的目的 D.推测变性后的蛋白质更易被水解 考点四　氨基酸脱水缩合过程及相关计算 9.(2026广西钦州期中)如图是某种蛋白质的结构模式图,观察此图,分析下列有关说法错误的是(　　) A.该蛋白质含两条肽链,共有49个肽键 B.形成该蛋白质的过程相对分子质量减少了49×18-6 C.该蛋白质至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基 D.高温可断裂该蛋白质中的二硫键等,从而破坏该蛋白质的空间结构 10.(2026河南省湘豫名校联考)促性腺激素是一种由203个氨基酸构成的蛋白质类激素,含两条肽链。其中一条链的第28位氨基酸到第34位氨基酸序列如下图所示。回答下列问题: (1)氨基酸的结构通式是　　　　　　　　,不同氨基酸之间共有的元素是　　　　。  (2)这些氨基酸之间通过　　　　(填反应)形成　　　　(填化学键)连接在一起,图示这部分序列中有　　　　个这种化学键。  (3)图示的这部分序列中有　　　个游离的羧基,该肽链上第31位氨基酸未参加反应时的分子式是　　　　　　　。  (4)细胞中形成一个促性腺激素分子最少脱去　　　个水分子;该激素能促进性激素的合成和分泌,是具有　　　　　　　　　　　　功能的蛋白质。性激素的化学本质是　　　　。  能力提升练 考点一　蛋白质合成与水解的有关计算 1.(2026天津南开期中)下图表示一个由100个氨基酸构成的蛋白质分子,其中第1位、15位、80位为谷氨酸,第35位、60位为赖氨酸,第24位、68位、100位为半胱氨酸,下列叙述正确的是(　　) 　 A.该蛋白质分子共含有98个肽键 B.合成该蛋白质时相对分子质量减少1 800 C.该蛋白质分子中至少有5个—COOH D.该蛋白质分子中至少有2个—NH2 2.(2026山西太原期中)初步研究表明,β-AP(β-淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer型阿尔茨海默病的主要病理特征。β-AP是由前体蛋白APP(一种含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP形成β-AP的过程如图所示。根据上述信息,下列推论正确的是(　　) A.β-分泌酶和γ-分泌酶发挥作用时可以生成水分子 B.一个β-AP分子中至少含有38个肽键 C.Alzheimer型阿尔茨海默病是由前体蛋白APP异常导致的 D.β-分泌酶和γ-分泌酶体现了蛋白质在生命活动中的调节作用 3.(2026湖北荆州中学月考)肽酶X作用于天冬氨酸羧基端的肽键时具有专一性,肽酶Y作用于天冬氨酸氨基端的肽键时具有专一性。经肽酶X、肽酶Y共同处理,1分子多肽Z(氨基酸总数大于3)水解可得到3个天冬氨酸,该水解过程中消耗的水分子不可能有(　　) A.7个　　B.6个　　C.5个　　D.4个 考点二　蛋白质结构与功能的综合 4.(2026广东深圳期中)细胞受到冰冻时,蛋白质分子相互靠近,当接近到一定程度时,蛋白质分子中邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(2—SH→—S—S—+2H)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留(如图)。下列描述不正确的是(　　) A.结冰和解冻过程涉及肽键的变化 B.巯基位于氨基酸的R基上 C.解冻后蛋白质功能可能异常 D.抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力 5.(2026福建泉州联考期中)细胞中某些蛋白质分子能识别正在合成的多肽链或部分折叠的多肽,并将这些多肽转运到相应功能发挥的部位,从而帮助多肽的折叠和装配,这些蛋白质分子本身不参与最终产物的形成,被称为分子伴侣。下列有关分子伴侣的叙述,错误的是(　　) A.分子伴侣结构改变会引起多肽的异常积累 B.分子伴侣能将靶蛋白质运输到特定的部位 C.分子伴侣活性丧失可能会改变细胞的生理功能 D.分子伴侣变性后,其氨基酸序列发生改变 6.(2026山东济南期中)水母发光依靠GFP蛋白,蓝光及紫外线等都能激发GFP蛋白发出绿色荧光。GFP蛋白能在厌氧细胞以外的任何细胞中发出荧光,是一种被广泛应用的活体报告蛋白。GFP蛋白由238个氨基酸组成,其中第65、66、67位分别为丝氨酸、酪氨酸、甘氨酸,其结构如图所示,数字代表氨基酸位点。回答下列问题: (1)GFP蛋白的N端和C端分别是—NH2和　　　　,第65、66、67位三种氨基酸结构的　　　　不同。GFP蛋白共有　　　　个反向平行的β折叠。高温条件下,GFP蛋白被激发后不能发出绿色荧光,分析其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)科研团队仅将第66位的酪氨酸换成组氨酸后,获得的BFP蛋白能发出蓝色荧光。和GFP蛋白比,BFP蛋白发出蓝色荧光与其特定氨基酸的　　　　　　　　有关。  (3)在GFP蛋白第157位谷氨酰胺和158位赖氨酸之间插入短肽,GFP蛋白仍能发出绿色荧光。插入短肽之前需先断裂两个氨基酸之间的　　　　(填化学键),该过程同时消耗　　　个水分子。  (4)当该蛋白质处于非折叠状态时不发出荧光,说明其功能取决于其　　　　　　　　。该蛋白质用尿素、β巯基乙醇处理后,其空间结构变得伸展、松散,从而暴露更多的肽键。为验证尿素、β巯基乙醇能使蛋白质变性,可选用鸡蛋清稀释液为材料,用尿素、β巯基乙醇处理实验组,对照组不作处理,并用　　　　　　检测,该试剂的使用方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,最终样液的紫色程度较深的是　　　　　　(填“实验组”或“对照组”)。  7.(2026湖北黄冈期中)AI蛋白质设计是指利用人工智能算法,合成具有特定功能蛋白质模型的过程。最新研究表明,某团队研发的OPUS-X算法可在实验室快速完成抗体或工业酶等蛋白质的设计和“打印”。下列相关叙述不正确的是(　　) A.氨基酸作为“打印”原料,其种类由R基决定 B.多条肽链间可通过二硫键等相互结合形成复杂的空间结构 C.设计出的有活性的抗体蛋白和工业酶,分别具有免疫和催化功能 D.抗体和工业酶中的N主要存在于游离的氨基中 8.(2026江苏南通月考)科研人员给小鼠饲喂13C标记的等量的葡萄糖或果糖,1分钟后检测部分氨基酸分子中13C的相对含量,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.单糖转变为氨基酸的过程中会添加含N的基团 B.天冬氨酸、谷氨酸和丝氨酸只能由小鼠自身合成 C.与葡萄糖相比,果糖转变成氨基酸的速度更快 D.由图可知天冬氨酸、谷氨酸和丝氨酸是小鼠的非必需氨基酸 答案基础过关练 1.B　蛋白质不具有遗传功能,有遗传功能的是核酸(详见第2章第5节),B错误。 2.B　性激素、胆固醇属于脂质,不属于蛋白质,A、D错误;有些蛋白质具有免疫功能,如抗体可帮助人体抵御抗原的侵害,而胃蛋白酶催化蛋白质水解体现的是催化功能,C错误。 3.C　组成人体蛋白质的氨基酸:氢原子(—H)、氨基(—NH2)、羧基(—COOH)、R基(决定氨基酸的种类)连接在同一个碳原子上。C所示物质的氨基和羧基未连在同一个碳原子上,故C符合题意。 4.C　题图中,Leu和Ala之间的化学键为肽键,肽键发生水解所需水中的氢用于形成—NH2和—COOH,A错误;Leu(亮氨酸)和Thr(苏氨酸)属于人体的必需氨基酸,不能来自其他氨基酸的转化,B错误;将谷氨酸的R基(—CH2—CH2—COOH)带入氨基酸通式(C2H4O2N-R),可知谷氨酸的分子式为C5H9O4N,C正确;不同神经肽的差异主要体现在组成神经肽的氨基酸的种类、数量及其排列顺序以及肽链的空间结构上,D错误。 5.D　题图中①表示氨基,②表示肽键,③表示羧基,肽键的形成是通过氨基酸的脱水缩合实现的,该过程会生成水,A、B正确;氨基酸的不同在于R基的不同,故R1和R2决定氨基酸的种类,C正确;若R1、R2是两种不同的R基,由题图中两种氨基酸构成的二肽除题图所示1种外,还可以将两种氨基酸互换位置,形成另一种二肽,D错误。 6.C　 关键信息 选项判断 氨基酸的通式为C2H4O2N-R,半胱氨酸的R基为—CH2SH 半胱氨酸的分子式是C3H7O2NS,A(✕) 脱水缩合时,一个氨基酸的羧基(—COOH)和另一个氨基酸的氨基(—NH2)反应脱去一个水分子 若半胱氨酸位于肽链的一端,则其只提供—NH2或只提供—COOH,可能只失去一个—H或只失去一个—OH,B(✕) 二硫键是一种共价键,有利于维持蛋白质特定空间构象的稳定 两个巯基可通过脱氢形成二硫键,巯基的存在有利于蛋白质形成复杂的空间结构,C(√) 至少含2个“—CO—NH—”的多肽或蛋白质才能与双缩脲试剂发生颜色反应 氨基酸不能与双缩脲试剂发生颜色反应,D(✕) 7.A　由于组成APOE蛋白的肽链条数未知,故氨基酸脱水缩合形成APOE蛋白的过程中生成的水分子数无法确定,A错误;高温变性破坏的是蛋白质的空间结构,肽键一般未被破坏,APOE蛋白高温变性后仍可与双缩脲试剂发生紫色反应,B正确;APOE2、APOE3和APOE4均含299个氨基酸,三者的空间结构差异由氨基酸的种类及其排列顺序以及肽链盘曲折叠方式共同决定,D正确。 8.B　蛋白质变性后其空间结构被破坏,一般不能恢复原来的状态,A正确;蛋白质的营养价值由氨基酸的种类决定,变性使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,肽键暴露,更易被水解,但该过程氨基酸种类未发生变化,所以营养价值不变,B错误,D正确。 9.B　 10.答案　(1)　C、H、O、N　(2)脱水缩合　肽键　6　(3)0　C3H7O3N　(4)201　调节机体生命活动　固醇 解析　(2)题图为促性腺激素其中一条链的第28~34位氨基酸(共7个)序列,这部分序列中的肽键数=氨基酸数-1=6。(3)题图是肽链的中间片段(第28~34位氨基酸),这部分氨基酸的羧基、氨基均参与了肽键的形成,且各氨基酸的R基均无游离的羧基,因此该部分序列中游离的羧基数为0。第31位氨基酸的R基为—CH2OH,代入氨基酸通式(C2H4O2N-R)可得其分子式为C3H7O3N。(4)脱水缩合过程中,脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数,由题可知,促性腺激素含203个氨基酸、2条肽链,故形成一个促性腺激素分子脱去203-2=201(个)水分子。 能力提升练 1.D　 2.B　β-分泌酶和γ-分泌酶的作用是催化肽键水解(属于水解反应),此过程消耗水分子,A错误;由题图可知,β-AP分子含有前体蛋白APP中的第597~635位氨基酸,则其含有39个氨基酸,至少含有39-1=38(个)肽键,B正确;Alzheimer型阿尔茨海默病由β-AP异常沉积导致,而非APP异常导致,C错误;β-分泌酶和γ-分泌酶的作用是催化肽键水解,体现了蛋白质的催化作用,D错误。 3.A　肽酶X作用于天冬氨酸羧基端的肽键,肽酶Y作用于天冬氨酸氨基端的肽键。1分子多肽Z水解可得到3个天冬氨酸,但不知这3个天冬氨酸的位置,需分情况进行讨论。 部分情况如下所示,“”代表天冬氨酸,“”代表其他氨基酸。 情况一:3个天冬氨酸均位于肽链内部,且互不相连,此时断裂肽键最多,消耗水分子最多,为6个。 情况二:3个天冬氨酸均位于肽链内部,其中2个天冬氨酸相连,此时消耗5个水分子。 情况三:3个天冬氨酸均位于肽链内部且相连,此时消耗4个水分子。 情况四:3个天冬氨酸相连,位于肽链的一端,此时断裂肽键最少,消耗水分子最少,为3个。 情况五:3个天冬氨酸中,一部分位于肽链的一端,另一部分位于肽链内部,其中2个天冬氨酸相连,此时消耗4个水分子。 或 情况六:3个天冬氨酸互不相连,其中1个天冬氨酸位于肽链的一端,此时消耗5个水分子。 4.A　由题可知,结冰和解冻过程涉及二硫键和氢键的变化,肽键并没有发生变化,A错误;氨基酸中R基决定氨基酸的种类,巯基位于氨基酸的R基上,B正确;蛋白质的功能依赖于其特定的空间结构,解冻后,蛋白质空间结构已发生变化,功能可能异常,C正确;细胞受到冰冻时,蛋白质分子中邻近的巯基氧化形成二硫键,抗冻植物蛋白质中的巯基不易氧化形成二硫键,即抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力,D正确。 5.D　 信息提取或必备知识 选项判断 题干信息:分子伴侣能识别正在合成的多肽链或部分折叠的多肽,并将这些多肽转运到相应功能发挥的部位,从而帮助多肽的折叠和装配 物质的结构与其功能相适应:分子伴侣结构改变→分子伴侣丧失识别、转运等功能→多肽异常积累,A、B(√) 分子伴侣活性丧失→分子伴侣识别、转运的多肽不能形成蛋白质 分子伴侣活性丧失→细胞中不能形成相应蛋白质→细胞的生理功能可能会改变,C(√) 蛋白质变性→蛋白质空间结构改变,一般不涉及肽键的断裂 分子伴侣变性后,其氨基酸序列不会发生改变,D(✕) 6.答案　(1)—COOH　R基　11　高温使GFP蛋白的空间结构发生改变(或高温使GFP蛋白变性)　(2)种类、排列顺序　(3)肽键　1　(4)特定的空间结构　双缩脲试剂　先加入1 mL的0.1 g/mL的NaOH溶液(双缩脲试剂A液),摇匀,再加入4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液(双缩脲试剂B液),摇匀　实验组 解析　(1)“”表示β折叠,根据题图可知,GFP蛋白共有11个反向平行的β折叠。高温使GFP蛋白的空间结构发生改变(或变性),GFP蛋白被激发后不能发出绿色荧光。(2)仅将第66位的酪氨酸换成组氨酸→蛋白质中氨基酸的种类、排列顺序发生了改变→蛋白质功能发生改变,获得BFP蛋白(能发出蓝色荧光)。 (4)根据题干信息分析实验设计: 实验目的 验证尿素、β巯基乙醇能使蛋白质变性(暴露更多的肽键) 实验材料 鸡蛋清稀释液(含蛋白质) 自变量 是否用尿素、β巯基乙醇处理 因变量 蛋白质暴露肽键的多少 检测方法 加入双缩脲试剂(先加入1 mL双缩脲试剂A液摇匀,创造碱性环境,再加入4滴双缩脲试剂B液,摇匀) 实验结果 尿素、β巯基乙醇处理蛋白质会使其暴露更多的肽键→双缩脲试剂更易与该蛋白质反应形成紫色络合物→实验组颜色更深 7.D　构成蛋白质的氨基酸具有相同的结构通式,不同氨基酸的侧链基团(R基)不同,因此氨基酸的种类由R基决定,A正确;多条肽链间可通过二硫键、氢键等相互结合,形成蛋白质复杂的空间结构,B正确;抗体蛋白具有免疫识别和结合功能,工业酶具有催化功能,C正确;蛋白质中大部分氨基已参与脱水缩合,故抗体和工业酶中的N主要存在于“—CO—NH—”结构中,D错误。 8.B　 关键信息 选项判断 单糖的基本组成元素是C、H、O,氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N等 单糖转变为氨基酸的过程中会添加含N的基团,A(√) ①必需氨基酸必须从外界环境中获取,非必需氨基酸可自身合成; ②饲喂13C标记的果糖后,天冬氨酸、谷氨酸和丝氨酸均出现13C 果糖可转化为天冬氨酸、谷氨酸和丝氨酸,这些氨基酸为小鼠的非必需氨基酸,可自身合成,也可从外界环境中获取,B(✕),D(√) 题图为1分钟后的检测结果,葡萄糖转化成了谷氨酸,没有转化成天冬氨酸和丝氨酸,果糖转化成了天冬氨酸、谷氨酸和丝氨酸,果糖转化成的氨基酸含量较多 与葡萄糖相比,果糖转变为氨基酸的速度更快,C(√) 1 学科网（北京）股份有限公司 $