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第二章第2节生命活动的主要承担者——蛋白质


1.(2013· 启东高一检测)丙氨酸的 R 基为—CH3,谷氨酸的 R 基为—C3H5O2,它们缩合 后形成的二肽分子中 C、H、O 的原子比例为( ) A.7∶16∶6 B.7∶14∶5 C.8∶12∶4 D.8∶14∶5

解析:选 D。在氨基酸的通式 中,除 R 基以外的部分所含的元素组成 为 C2H4O2N,所以,加上丙氨酸、谷氨酸以及 R 基后,元

素组成为 C8H16O6N2,由于形成肽 键脱去一分子水,所以剩余部分元素组成为 C8H14O5N2。 2.如图表示有关蛋白质分子的简要概念图,下列对图示分析正确的是 ( )

A.A 中肯定含有 S 元素 B.多肽中 B 的数目等于 C 的数目 C.①过程都是经过脱水缩合完成的 D.蛋白质结构和功能多样性是由于氨基酸种类多造成的 解析:选 C。B 是氨基酸,组成氨基酸的元素不一定有 S 元素;C 为肽键,氨基酸数= 肽键数+肽链数;氨基酸需经过脱水缩合形成多肽;生物体中组成蛋白质的氨基酸种类、数 目和排列顺序千变万化,多肽链的空间结构千差万别,导致蛋白质的结构多种多样,结构的 多样性决定了功能的多样性。 3.(2013· 唐山一中高一检测)一六肽分子式为 C55H70O19N10 的多肽彻底水解后得到三种 氨基酸:Gly(C2H5O2N)、Lys(C6H15O2N2)、Phe(C9H11O2N)。该多肽水解后的产物含 Lys 的个 数为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 解析:选 B。Lys 的 R 基团中含一个 N 原子,另两种氨基酸的 R 基团中不含 N 原子, 且六肽中含 10 个 N 原子,故选 B。 4.(2013· 启东中学高一检测)某蛋白质分子含有 a 条肽链,共由 b 个氨基酸构成。如果 氨基酸的平均相对分子质量是 c,则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分 子质量分别是( ) A.b(c-18)+18a 和 18(b-a) B.b(c+18)+18a 和 18(a+b) C.b(c-18)-18a 和 18(a-b) D.b(c+18)-18a 和 18(b-a) 解析:选 A。该蛋白质缩去水的个数为 b-a,故该蛋白质的分子量为 b· c-(b-a)· 18= b(c-18)+18a。 5.下列哪项不是蛋白质在人体内的生理功能( ) . A.细胞的重要组成成分 B.催化各类的生理生化反应 C.调节机体的代谢

D.能量的主要来源 解析:选 D。蛋白质在人体内具有多种生理功能,有些蛋白质是构成细胞和生物体的重 要物质(也称结构蛋白); 有些蛋白质是调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质(如各种蛋白质 类激素);催化各类反应(如绝大部分的酶);蛋白质也能提供能量,但不是主要的能源物质。 6.以下几种符号代表不同种类的氨基酸,请完成有关问题。 (1)写出它们的结构通式________,它们结构的差别在于________的不同。 (2)7 种氨基酸在细胞的__________________________中通过__________的方式形成一 条肽链,此过程可形成________个肽键,得到________个水分子,相对分子质量减少了 ________。 (3)如果上述肽链原长度不变,改变其中的____________________,就可改变该肽链的 性质。 (4)若两个蛋白质分子均由两条(2)中的肽链构成,那么两个蛋白质分子的功能是否一定 相同?为什么? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:本题是一道创新题,考查了学生对于蛋白质的合成场所、化学组成、结构、功能 等知识的综合理解应用能力。 题目以不同的符号代表不同种类的氨基酸, 启发我们可将蛋白 质结构这一抽象的知识形象化、 直观化。 构成天然蛋白质的 20 种氨基酸有共同的结构通式, 其中 R 基是决定氨基酸种类的唯一因素。氨基酸分子通过脱水缩合作用形成肽链,相邻两 个氨基酸缩合后通过肽键相连接并失去一个水分子, 因此减少的相对分子质量为失去的水分 子的相对分子质量之和。肽链中氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同决定了不同结构的蛋 白质, 而不同的蛋白质分子空间结构也各不相同, 蛋白质分子结构的复杂性决定了其功能的 多样性。

答案:(1) R 基 (2)细胞质中的核糖体 脱水缩合 6 6 108 (3)氨基酸的排列顺序 (4)不一定相同。因为由相同的两条肽链分别经盘曲折叠可形成空间 结构不同的两个蛋白质分子

1.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 2.每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和羧基连在同一个 碳原子上。 3.蛋白质中含有 C、H、O、N 等元素。 4.蛋白质多样性的原因是:组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,及肽 链形成的空间结构不同。 5.蛋白质是组成细胞和生物体的重要物质,还有催化、运输、调节和免疫等功能。

1.(2013· 山东省东营市部分重点高中高一检测)下列分子中,与构成生物体的蛋白质的 氨基酸分子式不相符的是( ) .

解析:选 B。B 项结构式—NH2 和—COOH 没连接在同一个碳原子上。 2.有两种氨基酸,它们在形成二肽时可能缩合的结构是( )

A.①④ B.①③ C.②④ D.②③ 解析:选 B。参与脱水缩合的氨基和羧基是指连接在同一个碳原子上的,而 R 基中的 氨基和羧基是不参与脱水缩合的。 3.下列能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是( ) ①氨基酸 ②C、H、O、N 等元素 ③氨基酸分子脱水缩合 ④多肽 ⑤形成一定的空间结构 A.①②③④⑤ B.②①④③⑤ C.②①③⑤④ D.②①③④⑤ 解析:选 D。元素以原子的形式构成氨基酸分子,氨基酸通过脱水缩合形成多肽链,多 肽再通过盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,这是蛋白质结构的不同组成层 次。 但这种结构层次并不代表体内蛋白质就是从原子开始构成的, 体内蛋白质是利用体内合 成或转化来的氨基酸以及从体外吸收来的氨基酸为原料形成多肽, 再经过盘曲、 折叠形成的。 4.人的血红蛋白由四条(α、α、β、β)多肽链组成,其中每条 α 链含氨基酸 141 个,每 条 β 链含氨基酸 146 个,则血红蛋白含肽键( ) A.283 个 B.285 个 C.286 个 D.570 个 解析:选 D。人的血红蛋白由四条多肽链组成,因此共有 141×2+146×2=574 个氨基 酸;根据关系式:肽键数=氨基酸数-肽链数,求得肽键数为 570 个。 5.现有氨基酸 800 个,其中氨基总数为 810 个,羧基总数为 808 个,则由这些氨基酸 合成的含有 2 条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为( ) A.792、2 和 2 B.798、12 和 10 C.799、1 和 1 D.799、11 和 9 解析:选 B。由氨基酸共 800 个,R 基上的氨基 810-800=10 个,2 条链游离氨基 2

个,所以氨基共 12 个;R 基上羧基 808-800=8 个,2 条链游离羧基 2 个,所以羧基共 10 个;肽键数=800-2=798 个(氨基酸总数-肽链数)。 6.有一条多肽链,分子式为 CxHyOpNqS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸。 分析推算可知,水解得到的氨基酸个数为( )

赖氨酸 苯丙氨酸 A.q+1 B.p-1 C.q-2 D.p+1 解析:选 B。分析四种氨基酸,发现这些氨基酸都只有一个羧基,除最端上的氨基酸含 2 个 O 之外,多肽中的其他氨基酸都只含一个 O,所以多肽只含有一个羧基,那么氨基酸数 =p-1。 7.已知 20 种氨基酸的平均相对分子质量是 128。现有一蛋白质分子由两条肽链组成, 共有肽键 98 个。此蛋白质的相对分子质量最接近( ) A.11 036 B.12 544 C.12 288 D.12 800 解析:选 A。氨基酸的平均相对分子质量是 128,肽链数为 2 条,肽键数=脱水数=98 个,氨基酸数=肽键数+肽链数=100 个。代入关系式:蛋白质的相对分子质量=100×128 -98×18=11 036。 8.下列各项与蛋白质结构多样性无关的是( ) A.氨基酸的数目、种类和排列顺序 B.构成蛋白质的多肽链的数目 C.构成蛋白质的多肽链的空间结构 D.氨基酸至少含一个氨基和一个羧基 解析:选 D。构成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同,则蛋白质不同;构成 蛋白质的多肽链条数不同,蛋白质也不同;构成蛋白质的多肽链的空间结构不同,蛋白质也 不同。因此 A、B、C 三项都是蛋白质结构多样性的原因,只有 D 项不是。 9.蛋白质具有多种多样的功能,但不能( ) . A.催化生物化学反应 B.储存遗传信息 C.作为物质的运输载体 D.参与机体的免疫反应 解析:选 B。有的酶是蛋白质,具有催化功能;蛋白质不能储存遗传信息;物质运输的 载体为蛋白质;参与机体免疫反应的抗体是蛋白质。 10.下列各项物质均属于蛋白质的是( ) A.生物膜上的载体、胰岛素、抗体 B.胰岛素、雄性激素、生长激素 C.抗生素、抗体、生长激素 D.维生素 B、甲状腺激素、维生素 A 解析: A。 选 由于结构的多样性, 蛋白质在功能上也具有多样性的特点, 其功能主要有: ①结构蛋白,如肌肉、载体蛋白、血红蛋白;②信息传递,如胰岛素;③免疫功能,如抗体; ④大多数酶是蛋白质,如胃蛋白酶;⑤细胞识别,如细胞膜上的糖蛋白。总而言之,一切生 命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。 11.下列关于氨基酸和蛋白质的叙述,错误的是( ) A.甲硫氨酸 R 基是—CH2—CH2—S—CH3,则它的分子式是 C5H11O2NS B.分子式为 C57H75O37N15Fe 的多肽化合物中,Fe 只存在于 R 基中

C.温度过高,酶会变性失活,是因为破坏了酶的空间结构 D.10 个氨基酸构成的多肽中有 9 个肽键,因此称为九肽

解析:选 D。A 项中,20 种氨基酸的共有部分如虚线所框部分: , 共有 2 个 C、2 个 O、4 个 H、1 个 N,故加上—CH2—CH2—S—CH3(含 3 个 C、7 个 H、1 个 S)后,即为 C5H11O2NS;B 项中,分子式 C57H95O37N15Fe 中的 Fe 不会存在于肽链的“主 链”中;C 项中,温度过高,蛋白质的空间结构被破坏;D 项中,多肽是以氨基酸的数目命 名的,而非肽键数目。 12.下列有关蛋白质的叙述正确的是(多选)( ) A.1 条由 n 个氨基酸组成的肽链中含有的羧基数目和氧原子数目至少为 1 和 n B.通常情况下,分子式为 C63H103O45N17S2 的多肽化合 物中最多含有 17 个肽键 C.n 条由 m 个氨基酸组成的肽链中,完全水解共需要(m-n)个水分子 D.2 个氨基酸脱水缩合过程中失去的水中的氢来源于氨基和羧基中的氢 解析:选 CD。1 条由 n 个氨基酸组成的肽链中含有的羧基数目至少为 1 个,含有的 O 的数目至少为 n+1 个;选项 B 中多肽含有 17 个 N 原子,说明最多由 17 个氨基酸组成,能 够形成 16 个肽键;肽键形成过程中氨基脱去—H,羧基脱去—OH。 13.

胰岛素是一种蛋白质类激素,其主要作用是调节机体的糖代谢。我国已于 1965 年第一 次人工合成具有全部生物活性的结晶牛胰岛素,这在揭开生命奥秘的历程中迈进了一大步。 上图为结晶牛胰岛素的模式图,其 α 链有 21 个氨基酸,β 链有 30 个氨基酸,试回答: (1)该分子中的 51 个氨基酸先在胰腺细胞的核糖体上经________方式形成两条肽链,这 两条肽链通过一定的________, 如图中的________相互连接在一起, 最后形成具有________ 结构的胰岛素分子;该蛋白质分子中的氨基酸种类不会超过________。 (2)这 51 个氨基酸形成胰岛素后,其相对分子质量比原来减少了________。每条肽链的 首端与末端分别是________和________。 (3)该胰岛素分子所含有的氨基和羧基至少分别是________、________,如果胰岛素分 子彻底水解需要为其提供________分子的水。 解析:分析图知,该蛋白质分子共有 2 条肽链,51 个氨基酸,在肽链内部和肽链之间 形成了 3 个二硫键。氨基酸与氨基酸之间是通过肽键相连,而肽链与肽链之间不形成肽键, 而是以二硫键的形式连接。 每形成一个肽键失去一分子的水, 每形成 1 个二硫键失去 2 个 H。 胰岛素分子中的 51 个氨基酸经脱水缩合的方式形成两条肽链,即 α 链和 β 链,共脱去 49 个水分子,3 个二硫键失去 6 个 H,所以其相对分子质量比原来共减少了 49×18+6=888。 答案:(1)脱水缩合 化学键 二硫键(—S—S—) 一定空间 20 种 (2)888 氨基 (—NH2) 羧基(—COOH) (3)2 2 49 14. 有一化合物, 其分子式为 C55H70O19N10, 已知将它彻底水解后只能得到四种氨基酸:

(1)该多肽是________肽。 (2)该多肽进行水解时,需________个水分子,得到________个谷氨酸分子,________ 个苯丙氨酸分子。 (3)蛋白质分子结构复杂,经加热、X 射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用,都能引 起蛋白质的变性,其原因主要是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)四种氨基酸分子中每个都仅含 1 个氮原子,分子式 C55H70O19N10 中含 10 个氮 原子,故为十肽。(2)设甘氨酸有 x 分子,丙氨酸有 y 分子,苯丙氨酸有 z 分子,则谷氨酸 为 10-(x+y+z)分子,列方程组:

?2x+3y+9z+?10-x-y-z?×5=55 ? ?5x+7y+11z+?10-x-y-z?×9=70+18 ?2x+2y+2z+?10-x-y-z?×4=19+9 ?
即可求出各种氨基酸的数目。 答案:(1)十 (2)9 4 3 (3)蛋白质分子结构中的某些化学键(肽链间的)断裂,使结构 紊乱,丧失了生物活性 15.某致病细菌分泌的外毒素为无色、细针状结晶,对小鼠和人体有很强的毒性,可引 起流涎、呕吐、便血、痉挛等,最终导致死亡。该外毒素为环状肽,结构式如图所示:

请据图分析回答: (1)该化合物中含有________个游离的氨基,________个游离的羧基。 (2)组成该化合物的氨基酸有________种,其中重复出现的 R 基是________,请写出氨 基酸的结构通式________。 (3)该化合物含有________个肽键。 (4)B 框所示的 R 基所构成的氨基酸的相对分子质量是________。 (5)该外毒素在环状肽形成过程中失去了________个水分子,相对分子质量减少了 ________。 解析:(1)题图为环状肽,且 R 基中不含氨基和羧基,所以该化合物中游离的氨基和羧 基数都为 0;(2)(3)氨基酸的种类是由 R 基的种类决定的,图中共有 7 个肽键,含有 7 个氨 基酸,其中 R 基共有 5 种,重复出现的 R 基是—CH3;(4)结合氨基酸的结构通式,B 框所 示的 R 基所构成的氨基酸的相对分子质量就能计算出来;(5)在蛋白质形成过程中,每形成 一个肽键就脱去 1 分子水, 图中含有 7 个肽键, 共脱去 7 个水分子, 相对分子质量减少了 7×18 =126。 答案:(1)0 0 (2)5 (3)7 —CH3 (4)163 (5)7 126


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