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

**基本信息** 聚焦蛋白质功能、氨基酸结构及蛋白质多样性，通过基础判断、结构分析到综合计算与实验探究的三层设计，实现从概念记忆到科学思维与探究实践的进阶巩固。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|蛋白质功能类型|直接考查胃蛋白酶、抗体等功能实例，强化生命观念中结构与功能观| |概念理解层|氨基酸结构及蛋白质基本结构|结合结构示意图分析氨基酸通式、肽链形成，培养科学思维中的模型分析能力| |综合应用层|蛋白质结构多样性及功能关系|涉及肽键计算、二硫键影响及GFP蛋白实验探究，提升探究实践与综合应用能力|

第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者 学科网（北京）股份有限公司 知识点一 蛋白质的功能 1.蛋白质是目前已知结构最复杂，功能最多样的分子。下列有关蛋白质的结构及其功能的叙述，不正确的是( ) A.胃蛋白酶具有催化功能 B.血红蛋白具有运输功能 C.抗体具有免疫功能 D.蛋白质是细胞内遗传信息的携带者 2.正常情况下，人体接种某疫苗后机体会产生相应的抗体，可帮助人体抵御该种病毒的侵害。抗体体现出的蛋白质功能是( ) A.调节功能 B.运输功能 C.催化功能 D.免疫功能 知识点二 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 3.下列多肽在人消化道中水解(分解成氨基酸)时，不可能产生的氨基酸是( ) A.B. C.D. 4.两种氨基酸的结构如图所示，下列叙述正确的是( ) A.由图可知氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基 B.①、②中的R基分别为—CH3、—COOH C.①与②脱水缩合产生的H2O中O来自羧基、H来自氨基 D.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N 知识点三 蛋白质的结构及其多样性 5.球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。转甲状腺素蛋白（TTR）是存在于血液中的一种球状蛋白质，由4条多肽链组成，每条多肽链均含127个氨基酸。下列叙述错误的是( ) A.球状蛋白分子空间结构的形成有氢键等参与 B.TTR中含有的游离的氨基至少有4个 C.由氨基酸合成TTR的过程中需脱去508个水分子 D.推测TTR可溶于水，但不溶于乙醇 6.如图所示是某化合物的结构简式。下列关于该化合物的叙述，正确的是( ) A.若彻底水解该化合物分子，则共需要3个水分子 B.由于②、④、⑥的不同，所以该化合物由3种氨基酸组成 C.该化合物含有1个游离的氨基和1个游离的羧基 D.图中所示化合物含有③和⑤两个肽键，为二肽 7.某蛋白质(非环肽)由60个氨基酸构成，有关信息如下图所示。下列叙述正确的是( ) A.该蛋白质由2条肽链构成 B.该蛋白质的R基含有6个游离氨基 C.该蛋白质彻底水解至少消耗55个水分子 D.该蛋白质至少含67个氮原子 8.如图是一个由127个氨基酸形成的含a、b、c三条肽链的蛋白质分子，其中每条虚线表示由两个巯基(—SH)脱氢形成的一个二硫键(—S—S—)，这些氨基酸形成该蛋白质分子后，其相对分子质量总和减少( ) A.2240 B.2244 C.2268 D.2276 9.广西巴马的一种富硒鱼中某种蛋白是由α肽链（63个氨基酸）、β肽链（42个氨基酸）和λ肽链（60个氨基酸）三条肽链盘曲、折叠形成的天然蛋白质，结构简图如图1所示。λ肽链13号位和55号位是硒代半胱氨酸，如图2所示，已知肽键是由两个氨基酸上与中心碳原子相连的羧基和氨基参与形成的。下列叙述正确的是( ) A.该蛋白质分子中含有3个游离的羧基和3个游离的氨基 B.该蛋白质分子中共有164个肽键，至少有4个氨基酸的R基上含有—SH（巯基） C.165个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了2956 D.图2中λ肽链脱去2个硒代半胱氨酸要水解2个肽键，消耗2个水分子 10.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”）。 答案以及解析 1.答案：D 解析：A.胃蛋白酶是消化酶，属于具有催化作用的蛋白质，能水解食物中的蛋白质，A正确； B.血红蛋白是红细胞中的载体蛋白，负责运输氧气，具有运输功能，B正确； C.抗体由浆细胞合成，可特异性识别并结合抗原，参与体液免疫，具有免疫功能，C正确； D.细胞内遗传信息的携带者是核酸，D错误。 故选D。 2.答案：D 解析：A、蛋白质调节功能指部分蛋白质类激素调节机体生命活动，如胰岛素调节血糖，抗体不具备调节作用，A错误； B、蛋白质运输功能代表载体蛋白、血红蛋白，分别运输物质、氧气，抗体无运输功能，B错误； C、蛋白质催化功能对应各类酶，酶可降低化学反应活化能，抗体不具备催化活性，C错误； D、抗体由浆细胞合成，能够特异性结合抗原，清除外来病原体，承担机体免疫防御作用，体现蛋白质免疫功能，D正确。 故选D。 3.答案：B 解析：氨基酸结构通式：同一个碳原子上连接1个氨基（-NH2）、1个羧基（-COOH）、1个H、1个R基。 A、中心碳连接CH3、H、-NH2、-COOH，符合氨基酸通式，可水解产生，A正确； B、根据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，图中多肽链的R基团分别是-CH2、-H、-CH2、-CH2-SH和-H，对照选项，B不符合． 故选B。 B错误； C、中心碳连接-CH2SH、H、-NH2、-COOH，符合氨基酸通式，可水解产生，C正确； D、中心碳连接H、H、-NH2、-COOH（甘氨酸），符合氨基酸通式，可水解产生，D正确。 故选B。 4.答案：D 解析：A（×）图中②含有两个羧基；B（×）②的R基是—CH2—COOH；C（×）①与②脱水缩合产生的H2O中，O来自羧基，H来自氨基和羧基；D（√）由图可知，构成①、②氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N。 5.答案：C 解析：A（√）球状蛋白分子的空间结构由氢键、二硫键等维持。B（√）TTR由4条多肽链组成，每条多肽链至少含有1个游离的氨基，故TTR中含有的游离氨基数至少有4个。C（×）每条多肽链脱去水分子数=氨基酸数-肽链数=127-1=126（个），4条链共脱去水分子126×4=504（个）。D（√）由组成球状蛋白氨基酸的侧链极性基团分布在分子的外侧推测，TTR表面亲水，故TTR可溶于水；乙醇会使蛋白质变性并沉淀析出，所以蛋白质多数不溶于乙醇，因此推测TTR不溶于乙醇。 6.答案：B 解析：A（×）该化合物分子是由3个氨基酸脱水缩合形成的三肽，脱水缩合时脱去2个水分子，故彻底水解该化合物需要2个水分子；B（√）各种氨基酸之间的区别在于R基的不同，由于组成该化合物的3个氨基酸的R基②、④、⑥各不相同，所以该化合物由3种氨基酸组成；C（×）据图可知，该化合物含有1个游离的氨基和2个游离的羧基；D（×）图中所示化合物分子含有③和⑤两个肽键，是由3个氨基酸脱水缩合形成的三肽。 7.答案：D 解析：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9-6=3，A错误； B、已知该蛋白质含有3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10-3=7个，B错误； C、该蛋白质含有60个氨基酸，已知不含环肽，因此肽键数为60-3=57个，因此该蛋白质彻底水解时，至少需要消耗57个水分子，C错误； D、已知该蛋白质含有60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氨基酸数量+R基中氨基数量=60+7=67个，D正确。 故选D。 8.答案：A 解析：脱水数=氨基酸数-肽链数=127-3=124，每分子水相对分子质量18，脱水总减重：124×18=2232；图中共有4个二硫键，每个二硫键由2个-SH脱去2个H形成，4个二硫键脱去H总数：4×2=8；总减少相对分子质量=2232+8=2240。 故选A。 9.答案：C 解析：A（×）由题意可知，该蛋白质分子中含3条肽链，且氨基酸的R基上可能含有游离的羧基或氨基，所以该蛋白质分子至少含有3个游离的羧基和3个游离的氨基。B（×）由题意可知，肽键是由两个氨基酸上与中心碳原子相连的羧基和氨基参与形成的，R基中的氨基和羧基脱水缩合形成的不是肽键，故该蛋白质分子中共有的肽键数为(63+42+60)-3=162（个）；该蛋白质含有2个二硫键，每个二硫键的形成需要2个—SH（巯基）参与，所以至少有4个氨基酸的R基上含有—SH（巯基）。C（√）结合图1可知，该蛋白质分子形成过程中脱去（63+42+60）-3+2=164（个）水分子和4个氢，所以形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了164×18+4=2956。D（×）图2中λ肽链脱去2个硒代半胱氨酸要水解4个肽键，消耗4个水分子。 10.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1mL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 $