2027届高三生物一轮复习练习：2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者

第2章第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 一、选择题 1. 下列各项中不能体现蛋白质的功能的是(　　) A.羽毛的主要成分为蛋白质 B.血红蛋白能够运输O2 C.性激素促进生殖细胞的生成 D.抗体具有免疫功能 2. 下列关于构成人体蛋白质的氨基酸的叙述，正确的是(　　) A.氨基酸是蛋白质的组成单位，是由氨基和羧基组成的 B.每种蛋白质都由21种氨基酸构成 C.各种氨基酸的区别在于R基不同 D.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素 3. 硒代半胱氨酸(Sec，分子式为C3H7NO2Se)是半胱氨酸中的S被Se取代形成的，具有一定的催化或抗氧化活性，但也会导致未折叠蛋白反应，因而具有细胞毒性，尤其是对多种癌细胞具有毒性作用。下列说法错误的是(　　) A.硒代半胱氨酸的R基是—CH2SeH B.硒代半胱氨酸中有一个氨基和一个羧基 C.硒代半胱氨酸能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应 D.硒代半胱氨酸具有毒性的原因可能是其可以使蛋白质的空间结构发生改变 4. 下列关于人体必需氨基酸和非必需氨基酸的说法，正确的是(　　) A.已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推断此物质一定为蛋白质 B.温度过高、过酸和过碱等会使蛋白质空间结构和肽键遭到破坏从而失活 C.评价食物中蛋白质成分的营养价值时，常以必需氨基酸的种类和含量为标准 D.由苯丙氨酸可在体内转化为酪氨酸可知，苯丙氨酸属于人体的非必需氨基酸 5. 下图是某化合物的结构式。关于该化合物的叙述，错误的是(　　) A.该化合物中含1个游离的氨基和2个游离的羧基 B.由于②④⑥的不同，该化合物由3种氨基酸组成 C.构成该化合物的元素有C、H、O、N D.若彻底水解该化合物分子，则共需要2个水分子 6. 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，蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时，蛋白质中的氢键断裂，二硫键仍保留(如图所示)。下列说法错误的是(　　) A．结冰和解冻过程中蛋白质的相对分子质量均不变 B．在解冻以后蛋白质的功能可能会出现异常 C．巯基(—SH)一定位于氨基酸的R基上 D．抗冻植物可能具有较强的抗巯基氧化的能力 7. 如图为蛋白质加热过程中的变化，据此判断下列有关叙述正确的是(　　) A.加热后构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂，其特定功能并未发生改变 B.天然蛋白溶液中加入一些食盐析出后，会失去其原有功能 C.变性后的蛋白质仍可与双缩脲试剂产生紫色反应 D.变性后的蛋白质发生水解反应时，肽键并未断裂 8. 下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(　　) 氨基酸二肽三肽肽链蛋白质 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是不同蛋白质功能不同的根本原因 9. 国际母乳喂养行动联盟(WABA)将每年8月1日至7日确定为“世界母乳喂养周”，以便在世界各地鼓励母乳喂养并改善婴儿健康。母乳含适合婴儿的蛋白质、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.脱水缩合形成一分子该蛋白质时相对分子质量会减少18n B.该种免疫球蛋白至少有6个氨基酸的R基中含有S C.若1分子该蛋白质彻底水解，将得到(n＋1)个氨基酸 D.蛋白质结构多样性与氨基酸间的结合方式密切相关 10. 多个氨基酸分子脱水缩合成含2条肽链的蛋白质时，相对分子质量减少了900，由此可推测该蛋白质分子是由多少个氨基酸反应形成的及肽键数分别是(　　) A．52、50 B．50、50 C．52、52 D．50、49 11. 由n个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含m条肽链，其中有z条环状肽链。该蛋白质分子形成的过程中脱去的水分子数为(　　) A．(m - n - z)个 B．(m - n + z)个 C．(n - m + z)个 D．(n - m - z)个 12. 某蛋白质由574个氨基酸、4条肽链组成，分子式是C3 032H4 816O872N780S8Fe4，那么它的R基上氨基数目最多有(　　) A．205个 B．206个 C．207个 D．217个 13. 某多肽化合物M可被水解成1个五肽、2个三肽、3个四肽、4个二肽，下列有关分析错误的是(　　) A．这些短肽中至少共含有10个氨基 B．这些短肽中共含有21个肽键 C．这些短肽中至少共含有62个氧原子 D．多肽化合物M中共含有31个氨基酸 14. 某多肽长链分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到如图3种氨基酸，则此多肽中含有赖氨酸的个数为(　　) A．2个 B．3个 C．5个 D．8个 15. 如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多是(　　) A．9种　9种 B．6种　3种 C．27种　6种 D．3种　3种 16. 如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为(　　) A．(m－3)，18(m－3)＋4 B．(m－4)，18(m－4) C．(m－2)，18(m－2)＋4 D．m,18m 17. 某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是(　　) A．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基 B．该五十肽水解得到的几种有机物比原五十肽增加了8个氧原子 C．若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有5种不同的氨基酸序列 D．若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2O 二、综合题 18. 乙型脑炎是由脑炎病毒引起的急性传染病。一种三肽化合物N－S－K(其结构如图所示)能够抑制乙型脑炎病毒的活性，这为预防和治疗乙脑提供了一条研究途径。图中字母N、S、K分别是三种氨基酸的简称。请分析回答下列问题： (1)图中虚线框⑤所示结构为________，箭头______(填序号)所指结构为肽键，图中有________个游离氨基，构成三肽的三种氨基酸在结构上的区别在于__________不同。 (2)为研究新合成的三肽“S－N－K”的抗病毒效果，研究者选取了若干只生理状况相同的小鼠平均分为四组，各组的处理方式和实验结果如表所示。 组别 A组 B组 C组 D组 处理方式 注射适量N－S－K和病毒 注射等量S－N－K和病毒 注射等量缓冲液和病毒 ？ 八天后小鼠存活率 90% 10% 0 100% ①表中的“？”处的实验操作是________________。 ②比较A、B两组的实验结果，可知_______________________影响三肽化合物的抗病毒效果。 第2章第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 答案详解 1. 答案　C 解析　性激素属于固醇类物质，其促进生殖细胞的生成不能体现蛋白质的功能。 2. 答案　C 解析　组成蛋白质的氨基酸由氨基、羧基、中心碳原子、氢原子、R基组成，A错误；构成人体蛋白质的氨基酸共有21种，但每种蛋白质不一定都由21种氨基酸构成，B错误；每个氨基酸分子都至少含有C、H、O、N四种元素，有的氨基酸还含有S等，D错误。 3. 答案　C 解析　组成蛋白质的氨基酸：氢原子(—H)、氨基(—NH2)、羧基(—COOH)、R基连接在同一个C上。硒代半胱氨酸的结构式如下所示： 硒代半胱氨酸有一个氨基和一个羧基，其R基为—CH2SeH，A、B正确；氨基酸不会与双缩脲试剂发生颜色反应，C错误；根据题干信息可知，硒代半胱氨酸会导致未折叠蛋白反应，硒代半胱氨酸有细胞毒性的原因可能是其可以使蛋白质的空间结构发生改变，D正确。 4. 答案　C 解析　氨基酸含有C、H、O、N等元素，磷脂含有C、H、O、P，甚至N，可见，某化合物含有C、H、O、N等元素，未必一定是蛋白质，A错误；在高温、强酸和强碱等条件下会引起蛋白质空间结构改变，从而失去生物活性，而此过程中蛋白质中的肽键稳定，一般不会断裂，B错误；必需氨基酸不能在人体细胞内合成，故人们在评价食物中蛋白质成分的营养价值时，常以必需氨基酸的种类和含量为标准，C正确；由苯丙氨酸可在体内转化为酪氨酸可知，酪氨酸可以在体内合成，属于人体的非必需氨基酸，但不能说明苯丙氨酸是人体的非必需氨基酸，D错误。 5. 答案　C 解析　据图可知，该化合物中含1个游离的氨基①(—NH2)和2个游离的羧基(—COOH)，②和⑦都含有羧基，A正确；氨基酸的种类取决于R基，图中有3种R基，分别是②④⑥，可见该化合物由3种氨基酸组成，B正确；组成氨基酸的元素主要为C、H、O、N，结合题图可知，R基⑥含有S元素，故构成该化合物的元素有C、H、O、N、S，C错误；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分子水，故彻底水解该化合物需要2个水分子，D正确。 6. 答案　A 解析　结冰时蛋白质中巯基氧化形成二硫键，蛋白质的相对分子质量变小，A错误；蛋白质的结构决定蛋白质的功能，由题干信息“解冻时，蛋白质中的氢键断裂”可知，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正确；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，根据形态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，D正确。 7. 答案　C 解析　加热后构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂，空间结构改变，其特定功能发生改变，A错误；盐析过程中蛋白质的空间结构未被破坏，仍可保留其原有功能，B错误；变性后的蛋白质其空间结构改变，但其肽键并没有断裂，仍可与双缩脲试剂产生紫色反应，C正确；变性后的蛋白质发生水解反应时，肽键断裂产生氨基酸，D错误。 8. 答案　B 解析　分析题图可知，①②③过程表示氨基酸脱水缩合，④过程表示肽链盘曲、折叠形成具有独特空间结构的蛋白质，不一定发生脱水缩合，如形成二硫键，A错误；肽链的盘曲、折叠方式不同，形成的蛋白质也就不同，B正确；④过程也可能有新化学键形成，比如二硫键等，C错误；蛋白质空间结构不同是蛋白质功能不同的直接原因，D错误。 9. 答案　B 解析　根据题述信息可知，该种免疫球蛋白含4条肽链，共有3个二硫键、n个肽键(该蛋白质形成时脱去n个水分子)。据此分析如下： 必备知识 选项分析 蛋白质形成过程中，脱水形成肽键，脱氢形成二硫键 该蛋白质形成过程中，相对分子质量减少18n＋2×3＝18n＋6，A错误 每个二硫键的形成，需要2个氨基酸的R基参与，每个R基上有1个—SH 该种免疫球蛋白至少有6个氨基酸的R基中含有S，B正确 氨基酸数－肽链数＝脱水数＝肽键数 若1分子该蛋白质彻底水解，将得到(n＋4)个氨基酸，C错误 组成不同蛋白质的氨基酸间的结合方式均为脱水缩合，D错误。 10. 【答案】A 【分析】氨基酸脱水缩合反应过程中，脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸数－肽链数；氨基酸脱水缩合形成蛋白质过程中，蛋白质的相对分子质量减少量=脱去的水分子相对质量之和。 【详解】分析题干可知，已知该蛋白质分子含有2条肽链，在脱水缩合过程中相对分子量减少了900，说明该过程中脱去了900÷18=50个分子水，则该蛋白质分子含有的氨基酸数=50+2=52个，肽键数=脱去的水分子数=50个，A正确。 11. 【答案】C 【详解】在氨基酸形成直链肽链的过程中，脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数，在形成环状肽链时，脱去的水分子数=氨基酸数，因此由n个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含m条肽链，其中z条是环状肽链，脱去的水分子数是(n-m+z)个。故选C。 12. 【答案】B 【详解】蛋白质由574个氨基酸、四条肽链组成，分子式中N原子数是780个，分子中的N原子数=氨基酸的个数（肽键数+肽链数）+R基的氨基数，那么它的R基上的氨基数=分子中的N原子数-氨基酸的个数为（肽键数+肽链数）=780-574=206个。 13. 【答案】C 【详解】A、根据题干信息分析，某多肽化合物M可被水解后形成了1+2+3+4=10个肽链，所以这些短肽中至少共含有10个氨基，A正确；B、这些短肽中含有的肽键数=4+2×2+3×3+4×1=21个，B正确； C、这些短肽中至少含有的氧原子数=21+10×2=41个，C错误； D、多肽化合物M中共含有5+2×3+3×4+4×2=31个氨基酸，D正确。故选C。 14. 【答案】B 【详解】假设水解得到的氨基酸个数为N，则该多肽合成时脱去的水分子数目为N－1。且图中三种氨基酸的羧基均只有一个，则根据氧原子守恒进行计算，该多肽中氧原子数目＝氨基酸数目×2－脱去的水分子数＝2N－(N－1)＝9，可计算出N＝8，由于三种氨基酸中只有赖氨酸含有两个氨基，假设每个氨基酸中只含有一个氨基，则多余的氨基来自赖氨酸，所以赖氨酸的数目为11－8＝3个，B正确。故选B。 15. 【答案】C 【分析】肽链种类的计算方法：(1)如果有n种氨基酸，每种氨基酸数目无限多的情况下，可形成的链状多肽的种类数：4n。(2)如果有n种氨基酸，每种氨基酸仅有一个的情况下，可形成的链状多肽的种类数：n×（n-1）×（n-2）×……×1。【详解】如果有足量的三种氨基酸甲、乙、丙，它们能形成的链状三肽最多有3×3×3=27（种），包含甲、乙、丙三种氨基酸的链状三肽最多有3×2×1=6（种）。故选C。 16. 【答案】C 【详解】该蛋白质含2条链状肽链、1条环状肽链，链状肽肽键数=氨基酸数-1，环状肽肽键数=氨基酸数，总肽键数（即脱水数）为m-2，脱去水的总质量为18（m-2），2个二硫键形成时共脱去4个H，额外减少相对分子质量4，因此总减少的相对分子质量为18（m-2）+4，C正确，ABD错误。 17. 【答案】D 【分析】分析题图：该五十肽是由50个氨基酸形成的，其中4个丙氨酸分别位于21号、27号、35号和49号，如果脱掉其中的4个丙氨酸，共需要要断裂8个肽键、消耗8分子水（每脱掉一个丙氨酸需断裂2个肽键、消耗2分子水），得到的产物是4条多肽链和5个氨基酸（4个丙氨酸和1个50肽中的第50号氨基酸）。 【详解】A、若不考虑R基中的羧基，则4条多肽链至少含有4个羧基，A正确； B、五十肽水解得到1个丙氨酸需打开2个肽键，每个肽键需1个水分子，得到的有机物比原五十肽增加了2个氧原子，题中脱出4个丙氨酸，比原五十肽应该增加了8个氧原子，B正确； C、得到的5个氨基酸中有4个是丙氨酸，则将得到的5个氨基酸缩合成五肽，应有5种不同的氨基酸序列，C正确；D、将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，将脱去3个H2O，D错误。故选D。 18. (1)羧基　③　3　R基(或侧链基团) (2)①注射等量缓冲液　②氨基酸的排列顺序 解析　本题围绕三肽化合物的结构分析及相关实验探究展开，解题的关键点是准确识别多肽结构中的基团与化学键，并运用实验设计原则分析实验结果。 (1)虚线框5所示结构为羧基(-COOH)，是多肽链末端的特征基团。肽键是由一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基脱水缩合形成的，图中箭头3所指结构为肽键。游离的氨基是指未参与形成肽键的氨基，天冬氨酸(N)的R基中含有1个氨基，加上多肽链N端的1个氨基，以及赖氨酸的R基中含有1个氨基，共有3个游离的氨基。构成三肽的三种氨基酸在结构上的区别在于R基(或侧链基团)不同。 (2)实验目的是研究新合成的三肽“S一N一K”的抗病毒效果，根据实验设计的单一变量原则和对照原则，D组作为空白对照，其实验：操作应是注射等量缓冲液，以排除缓冲液本身对实验结果的影响。比较A、B两组的实验结果，A组注射N一S一K和病毒，小鼠存活率为90%；B组注射S一N一K和病毒，小鼠存活率为10%。两组实验的自变量是三肽中氨基酸的排列顺序因变量是小鼠的存活率，由此可知氨基酸的排列顺序影响三肽化合物的抗病毒效果。 学科网（北京）股份有限公司 $