高一生物（2019人教版）必修1同步学案：2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者（含答案）

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高一生物（2019人教版）必修1同步教案
2.4　蛋白质是生命活动的主要承担者
学习目标 素养目标
1．归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。 2．分析蛋白质分子结构多样性和功能多样性的关系，举例说明蛋白质的结构是与功能相适应的。 3．说出氨基酸构成多肽链或蛋白质分子的过程。 4．阐明蛋白质是生命活动的主要承担者，认同蛋白质与人体营养、健康等关系密切。 1．生命观念————认同蛋白质是生命活动的主要承担者，形成结构与功能相适应的观点。 2．科学思维————通过推导氨基酸的结构、脱水缩合过程，培养归纳与推理的能力。
分点突破（一）　蛋白质的功能及其基本组成单位——氨基酸
基础·落实
1．蛋白质功能举例
功能 实例
作为结构蛋白 羽毛、肌肉、头发、蛛丝
催化作用 绝大多数酶
运输作用 载体蛋白、血红蛋白
调节作用 胰岛素、生长激素等蛋白质类激素
免疫作用 抗体
2．氨基酸的结构
(1)写出图中序号代表的结构名称：①氨基； ②④R基； ③羧基。
(2)比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：。
(3)各种氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸还含有S元素。
3．氨基酸的结构特点
(1)天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基，说明组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。
(2)从位置上看组成蛋白质的氨基酸都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连接在同一个碳原子上。
(3)各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。
4．种类
(1)组成人体蛋白质的氨基酸有 21种，其区别为 R基的不同。
(2)根据人体细胞能否合成分类
①人体细胞不能合成的是必需氨基酸(共8种)。
②人体细胞 能 合成的是非必需氨基酸(共13种)。
深化·认知
一、在“思考探究”中解惑
1．组成蛋白质的氨基酸的判断标准是什么？
提示：①数目标准：至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。,②位置标准：都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，且这个碳原子上还连接一个氢原子(—H)和一个R基。
2．有的同学只喜欢吃肉食，从氨基酸的角度分析，这种饮食习惯为什么不合理？
提示：动物体内富含的氨基酸种类和植物体内的不同，如果只喜欢吃肉食会导致某些必需氨基酸摄取不足。
二、在“系统思维”中提能
1．谐音法记忆蛋白质的主要功能
2．氨基酸结构通式的分析
3．“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
应用·
1．下列关于蛋白质及其功能的叙述中，错误的是(　　)
A．抗体与机体的免疫密切相关，长期营养不良会导致免疫力下降
B．大部分蛋白质具有催化功能
C．蛋白质可以在细胞之间传递信息
D．血红蛋白能够运输氧气，说明蛋白质具有运输功能
解析：B　抗体是蛋白质，与免疫密切相关，若长期营养不良，则会导致合成抗体的基本单位——氨基酸供给不足，使免疫力下降，A正确；蛋白质种类很多，其中有少数蛋白质能够起到催化作用，B错误；有些激素的本质是蛋白质，可以在细胞之间传递信息，C正确；血红蛋白和细胞膜上的载体蛋白都具有运输功能，D正确。
2．已知一种氨基酸的R基是—CH2—OH，在这种氨基酸分子中，含有C、H、O的原子数分别是(　　)
A．3、4、7 B．3、7、3
C．7、1、4 D．4、3、7
解析：B　每个氨基酸分子至少要有一个—NH2，一个—COOH和一个H连在同一个碳原子上。其共同部分可以表示为C2H4O2N，R基是—CH2—OH，含有一个C、三个H、一个O。CH3O＋C2H4O2N，该氨基酸的分子式为C3H7O3N，故含有C、H、O的原子数是3、7、3。
特别提醒
(1)决定氨基酸种类和性质的是氨基酸的R基。
(2)氨基酸的分子式可记为C2H4O2NR，此分子式在计算中方便使用。
3．(2022·湖南长沙高一月考)下列四个结构式中，属于氨基酸分子的是(　　)
解析：D　A中所示化合物不具有羧基，不属于氨基酸，A不符合题意；B中所示化合物不具有氨基，不属于氨基酸，B不符合题意；C中所示化合物具有一个氨基和一个羧基，但该氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上，不属于氨基酸，C不符合题意；D中所示化合物具有一个氨基和一个羧基，且该氨基和羧基连接在同一个碳原子上，属于氨基酸，D符合题意。
分点突破(二)　蛋白质的结构及其多样性
基础·
1．氨基酸的脱水缩合
(1)此生理过程的名称是脱水缩合。
(2)写出字母代表的结构或名称：a肽键；b二肽。
(3)判断产物H2O中原子的来源。
H：来自R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的氨基。
O：来自R1所在氨基酸的羧基。
(4)多肽中游离的氨基或羧基：至少 一 个。
2．蛋白质的形成过程
元素：C、H、O、N等
　↓
氨基酸：蛋白质的基本组成单位
　↓脱水缩合
二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物
　↓
多肽(链)：由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，通常呈链状结构
　↓
蛋白质：具有一定的空间结构
3．蛋白质的结构多样性
(1)表现：每种蛋白质含有的氨基酸种类和数目都不同，不同种类氨基酸的排列顺序多种多样，肽链的盘曲折叠方式及形成的空间结构不同，这就决定了蛋白质分子的结构多样性。
(2)模型
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．结合“氨基酸脱水缩合的过程”示意图，探讨：
(1)由2个氨基酸脱水缩合形成的化合物的名称是什么？其内含有多少个肽键？在形成过程中脱去多少分子水？
提示：二肽；1个；1分子。
(2)由3个氨基酸脱水缩合形成的化合物的名称是什么？其内含有多少个肽键？在形成过程中脱去多少分子水？
提示：三肽；2个；2分子。
2．煮熟的鸡蛋和肉类更容易消化。请分析其中的原因。
提示：高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
3．人畜误食铜盐、汞盐、铅盐等重金属盐而中毒，你认为应采用怎样的措施解毒，为什么？
提示：服用蛋清、牛奶或豆浆。因为蛋清、牛奶或豆浆中主要含有蛋白质，它们与重金属盐迅速发生反应，从而保护人畜。
二、在“系统思维”中提能
1．蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
2．蛋白质的盐析和变性的区别
(1)盐析：鸡蛋清中加入食盐溶液看到白色絮状物，加水后白色絮状物消失。盐析属于物理变化。
(2)变性：高温、过酸、过碱或在重金属离子的作用下，蛋白质的分子结构变得伸展、松散，失去活性。变性属于化学变化。
应用·
1．(2021·北京高一期中)下列关于蛋白质分子结构的叙述，正确的是(　　)
A．氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质，功能可能不同
B．由n条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各n个
C．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式结合
D．高温会使蛋白质变性，蛋白质的空间结构保持不变
解析：A　氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质可能肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同造成蛋白质结构不同，进而使功能不同，A正确；一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，因此由n条肽链组成的蛋白质，至少含有氨基和羧基各n个，B错误；组成蛋白质的氨基酸之间的脱水缩合方式相同，都是一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基反应脱去1分子水，C错误；高温使蛋白质变性，蛋白质的空间结构改变，D错误。
2．人体的肌肉主要由蛋白质构成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，其直接原因是(　　)
A．属于不同系统
B．所含蛋白质分子结构不同
C．肌肉细胞的形状不同
D．在人体内的分布位置不同
解析：B　人体的肌肉主要由蛋白质构成，但平滑肌和骨骼肌的功能不同，是由于构成平滑肌和骨骼肌的蛋白质结构不同，从而导致了功能的差异，B正确，A、C、D错误。
3．(2021·江苏盐城高一期中)如图是某化合物的结构式。关于该化合物的叙述，不正确的是(　　)
A．图中有③和⑤两个肽键，因此该化合物为二肽
B．由于②④⑥的不同，该化合物由3种氨基酸组成
C．氨基酸合成蛋白质需经过多肽的合成、肽链的盘曲折叠、肽链构成更复杂的空间结构
D．经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般不会缺少必需氨基酸
解析：A　几个氨基酸构成的化合物就是几肽，图中含有3个氨基酸，因此该化合物为三肽，A错误；氨基酸种类的不同取决于R基，②④⑥表示R基，由于②④⑥的不同，该化合物由3种氨基酸组成，B正确；氨基酸合成蛋白质需经过多肽的合成、肽链的盘曲折叠、肽链构成更复杂的空间结构等层次，C正确；必需氨基酸是人体细胞不能合成，必须从食物中获得，因此经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，人体一般不会缺少必需氨基酸，D正确。
网络构建（一图串尽主干知识）
微专题培优(一)　与蛋白质的合成和水解过程相关的计算
1．蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
(1)肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于环状多肽来说，肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数)。
(2)蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(若有p个二硫键生成，则还应减去2p )。
肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 多肽(蛋白质) 的相对分子质量
1条 n n－1 n－1 至少 1个 至少 1个 an－18×(n－1)
m条 n n－m n－m 至少 m个 至少 m个 an－18×(n－m)
注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。
[针对训练]
1．(2022·江苏南京高一月考)已知21种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近(　　)
A．11 046 B．11 060
C．12 800 D．12 280
解析：A　蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－失去的水分子数×水的相对分子质量＝(97＋3)×128－97×18＝11 054。由于在肽链形成空间结构时，生成了4个二硫键，失去2×4＝8个H，所以该蛋白质的相对分子质量＝11 054－8＝11 046。
2．如图为牛胰岛素结构模式图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是(　　)
A．牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键
B．牛胰岛素中至少有2个—NH2和2个—COOH
C．牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸
D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882
解析：B　牛胰岛素含51个氨基酸，由2条肽链组成，含有的肽键数为51－2＝49个；至少含2个游离的—NH2和2个游离的—COOH；牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，但并非一定是21种；牛胰岛素形成时，51个氨基酸脱水缩合的同时还减少了6个H，故减少的相对分子质量为49×18＋6＝888。
2．蛋白质中游离氨基或羧基的计算
可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着—R和—H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如下图所示：
(1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。
(2)游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(3)环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。
[针对训练]
3．科学家发现了生物体内的第21种氨基酸——硒半胱氨酸(R基为—CH2—SeH)。由两个硒半胱氨酸和三个谷氨酸[R基为—(CH2)2—COOH]所构成的含有一条肽链的化合物，其名称、游离羧基数目分别为(　　)
A．四肽，5 B．四肽，3
C．五肽，4 D．五肽，3
解析：C　5个氨基酸构成的化合物为五肽，3个谷氨酸R基上共有3个游离的羧基，多肽链一端还有1个游离的羧基，共4个游离的羧基。
4．有关图中蛋白质的叙述，正确的是(　　)
A．形成该蛋白质时共脱掉126个水分子
B．该蛋白质含有两条肽链
C．该蛋白质的R基中共含17个氨基
D．该蛋白质共有111个肽键
解析：B　氨基酸脱水缩合反应中形成的肽链数＝蛋白质中的羧基总数－R基上的羧基总数＝17－15＝2条，B正确；126个氨基酸经过脱水缩合反应形成2条肽链脱去的水分子数是126－2＝124个，A错误；蛋白质中R基上的氨基数＝蛋白质中氨基的总数－肽链数＝17－2＝15个，C错误；蛋白质中的肽键数＝氨基酸脱水缩合反应脱去的水分子数＝氨基酸个数－肽链数＝126－2＝124个，D错误。
3．链状多肽中各原子数的计算
(1)氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
(2)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
(3)含2个氨基的氨基酸数＝氮原子数－肽键数－肽链数。
(4)含2个羧基的氨基酸数＝(氧原子数－肽键数－2×肽链数)/2
特别提醒
由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
[针对训练]
5．某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是(　　)
A．n－m B．n－2m
C．n＋m D．n＋2m
解析：C　n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为(n－m)个，每个肽键中有1个氧原子。每条肽链中至少有一个羧基，每个羧基中含2个氧原子。故该蛋白质至少有氧原子的个数为n－m＋2m＝(n＋m)个。
6．某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是(　　)
A．肽键数目减少4个
B．氨基和羧基分别增加4个
C．氢原子数目增加8个
D．氧原子数目增加2个
解析：D　题述五十肽脱掉其中的2个丙氨酸，在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键，因此肽键数目减少4个；断裂4个肽键，即水解形成4个氨基和4个羧基；脱掉丙氨酸的过程需要4个水分子参与水解，所以氢原子数目增加8个，氧原子数目增加4个。
[应用体验]
1．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是(　　)
A．C5H11O2NS B．C3H7S
C．C4H11O2S D．C5H10O2N
解析：A　氨基酸的结构通式为，所以甲硫氨酸的分子式为
C5H11O2NS。
2．(2021·江苏泰州高一期末)全世界每年有成千上万人由于误吃毒蘑菇而死亡。鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若21种氨基酸的平均相对分子质量为128，则鹅膏蕈碱的相对分子质量约为(　　)
A．1 024 B．898
C．880 D．862
解析：C　该毒素是一种环状八肽，则共由8个氨基酸组成，在形成多肽时应脱去8分子的水，故鹅膏蕈碱的相对分子质量为8×128－8×18＝880。
3．谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它由谷氨酸(C5H9NO4)、甘氨酸(C2H5NO2)和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子式为(　　)
A．C3H3NS B．C3H5NS
C．C3H7O2NS D．C3H3O2NS
解析：C　谷胱甘肽是由3个氨基酸通过脱去2分子水缩合而成的三肽。因此，根据原子守恒，这3个氨基酸的分子式叠加后应等于谷胱甘肽的分子式再加上2个水分子，即C10H17O6N3S＋2H2O＝C10H21O8N3S。故C10H21O8N3S－C5H9NO4－C2H5NO2＝C3H7O2NS(半胱氨酸)。
4．(2022·江苏徐州高一检测)免疫球蛋白IgG的结构如图所示，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫链。若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG有肽键数(　　)
A．m个 B．(m＋1)个
C．(m－2)个 D．(m－4)个
解析：D　由氨基酸脱水缩合成的蛋白质中，肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于非环状多肽而言)。从图中给出的信息可以判断出IgG的结构中有4条肽链，由于共有m个氨基酸，因此可以得出肽键的数量为(m－4)个。
5．如图所示，该蛋白质分子共由67个氨基酸构成，包括两条多肽链和一个环状肽。数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字，该蛋白质由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，假设氨基酸的平均分子质量为a，下列说法错误的是(　　)
A．该蛋白质分子至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基
B．该蛋白质分子至少含有氧原子67个
C．该蛋白质分子含有肽键65个
D．该蛋白质的分子量为67a－1 174
解析：B　环状肽可能没有游离的氨基和羧基，所以该蛋白质至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，A正确；该蛋白质分子至少含有O原子的数量为(18－1＋2)＋(14－1＋2)＋35＝69(个)，B错误；该蛋白质共有肽键(32－2)＋35＝65(个)，C正确；一个蛋白质分子由两条多肽链(32个氨基酸)和一个环状肽(35个氨基酸)组成，且它们之间由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，则该蛋白质的分子量为(32＋35)×a－(65×18＋2×2)＝67a－1 174，D正确。
6．某多肽由20个氨基酸组成，其中含天冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位(如图所示)；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下列相关叙述正确的是(　　)
A．该二十肽至少含有20个肽键
B．若氨基酸的平均相对分子质量为a，则该二十肽的相对分子质量为20a
C．肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个
D．肽酶Y完全作用后产生的多肽中羧基数目比二十肽多了4个
解析：C　20个氨基酸经脱水缩合形成一条肽链，需要脱去19分子的水，形成19个肽键；在二十肽形成过程中要脱水缩合，因此二十肽的相对分子质量为20a－19×18＝20a－342；肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第6位的天冬氨酸脱离该多肽链，剩下的多肽链中共含有19个氨基酸；肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键，完全作用后断裂4个肽键，共新增加4个羧基，第5位和第20位的天冬氨酸脱离多肽链，共带走4个羧基，故产生的多肽中羧基数没变。
[课时跟踪检测]
[基础巩固练]
知识点一　蛋白质的功能
1．蛋白质是生命活动的主要承担者，下列不属于蛋白质功能的是(　　)
A．传递信息 B．催化生物化学反应
C．作为主要能源物质 D．作为物质运输的载体
解析：C　蛋白质类的激素具有传递信息，调节生命活动的作用，A不符合题意；酶具有催化作用，大多数酶的本质是蛋白质，B不符合题意；糖类是主要的能源物质，蛋白质不能作为主要的能源物质，C符合题意；膜上的载体蛋白具有物质运输的作用，D不符合题意。
2．(2022·江苏南通高一月考)有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是(　　)
A．蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
B．数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链
C．将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失
D．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
解析：C　蛋白质的功能主要取决于氨基酸的数目、种类、排列顺序，以及肽链折叠、盘曲形成的空间结构，A正确；数量相同的5种氨基酸有多种组合方式且能形成长度不同的多肽链，B正确；在质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)中，抗体将保持其生物活性，C错误；氨基酸序列相同的多肽链可由不同的折叠方式形成不同的空间结构，D正确。
知识点二　蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3．层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白，由一条重链(α)和两条轻链(β1、β2)经二硫键交联而成，外形呈十字形。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是(　　)
　　
解析：D　糖蛋白由蛋白质和多糖组成，多糖彻底水解得到葡萄糖，蛋白质彻底水解得到氨基酸。选项D中—NH2和—COOH未连在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸。
4．某多肽的分子式为C55H70O19N10，已知它由下列4种氨基酸组成：甘氨酸(C2H5NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、谷氨酸(C5H9NO4)，那么该多肽彻底水解可产生的谷氨酸分子数为(　　)
A．4个 B．5个
C．6个 D．3个
解析：A　由题干信息可知，每个氨基酸上都只有1个N，所以，根据多肽的分子式可知此多肽应为十肽。十肽主链上的氧原子是11个，而分子式中O为19个，说明还有8个O是R基提供的。分析题述中的4种氨基酸可知，只有谷氨酸的R基上有2个O，所以此多肽有4个谷氨酸。
知识点三　蛋白质的结构及其多样性
5．如图是3种氨基酸的结构式，由这3种氨基酸按顺序脱水缩合所形成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目依次是(　　)
A．1，2，3 B．1，1，3
C．1，2，2 D．2，2，2
解析：C　由于第2个氨基酸的R基中含有1个羧基，因此由这3种氨基酸按顺序脱水缩合，最终形成的化合物中含有1个氨基、2个羧基和2个肽键。
6．科学家发现，一种被称为泛素的多肽在某些蛋白质的降解过程中起重要作用。泛素激活酶(E1)将泛素激活，然后由E1将泛素交给泛素结合酶(E2)，最后在泛素连接酶(E3)的指引下将泛素转移到靶蛋白上，这一过程不断重复，靶蛋白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白很快被送往细胞内一种被称为蛋白酶体的结构中进行降解。下列相关判断不正确的是(　　)
A．泛素能催化双缩脲试剂形成紫色反应
B．蛋白酶体降解靶蛋白的过程需要消耗水分子
C．细胞内E1、E2、E3功能不同的直接原因是它们的分子结构不同
D．若靶蛋白含有M个氨基酸、N条肽链，则此蛋白质至少含有氧原子数(N＋M)个
解析：A　泛素是一种多肽，可与双缩脲试剂形成紫色反应，但该过程不是催化的结果，A错误；蛋白酶体降解靶蛋白的过程是蛋白质的水解，需要消耗水，B正确；由题可知，E1、E2、E3三种酶功能不同，蛋白质的结构不同，C正确；若靶蛋白含有M个氨基酸、N条肽链，至少含有M－N个肽键，每个肽键有1个O，每条多肽链有一个游离的羧基，每个羧基有2个O，因此氧原子数目＝(M－N)＋2×N＝M＋N，则此蛋白质至少含有氧原子数(N＋M)个，D正确。
7．(2021·江苏常州高一期中)某研究团队拟利用以下四种氨基酸分子合成一种环状多肽，分子式为CaHbOcNd，则该环状多肽中含有①号氨基酸的个数是(　　)
A．b＋a B．b－a
C．d＋c D．d－c
解析：D　据题图分析可知，每个氨基酸的R基上都不含有O原子，则该环状多肽含有的O原子均在“—CO NH—”中，故该多肽含有的氨基酸个数可以通过O原子进行推断，即含有c个氨基酸，该环状多肽中共有d个N原子，故d－c即为R基上的N原子，又因为只有①号氨基酸的R基上含有一个N原子，即①号氨基酸有d－c个，A、B、C错误，D正确。
8．(2021·江苏常州高一期中)一曲“红伞伞，白杆杆，吃完一起躺板板”曾将致幻毒菇毒蝇伞推向网络热搜，鹅膏蕈碱是毒蝇伞中所含有的主要致幻毒物之一，它是一种环状八肽。下列关于鹅膏蕈碱的分析正确的是(　　)
A．鹅膏蕈碱的化学结构中至少含有一个游离的羧基
B．鹅膏蕈碱分子中一定有8种氨基酸
C．变性的鹅膏蕈碱无法与双缩脲试剂发生紫色反应
D．鹅膏蕈碱分子中含有8个肽键
解析：D　鹅膏蕈碱是环状八肽，其分子中至少含有0个游离的羧基，A错误；鹅膏蕈碱是环状八肽，由8个氨基酸脱水缩合形成，其分子中的氨基酸最多有8种，B错误；变性的鹅膏蕈碱空间结构被破坏，但其分子中仍含有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；鹅膏蕈碱是一种环状八肽，其分子中含有的肽键数＝氨基酸数＝8个，D正确。
9．(2021·江苏徐州高一检测)迁徙的鸟类，长途跋涉不迷路与其体内的磁受体蛋白(MagR)有关，MagR复合物能感应到微弱的地球磁场，并沿着地球磁场方向排列。下列叙述正确的是(　　)
A．MagR蛋白溶液中加入一些食盐后析出，会失去原有功能
B．MagR蛋白中一定含有所有的天然氨基酸
C．鸟类体细胞中一般都含有MagR蛋白
D．MagR的特异性主要体现在氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构上
解析：D　盐析过程蛋白质结构没有发生变化，仍可保留原有功能，A错误；天然氨基酸是组成生物体蛋白质的原料，但MagR蛋白中不一定含有所有的天然氨基酸，B错误；由题目信息可知，迁徙的鸟类体细胞中才含有MagR蛋白，C错误；蛋白质的特异性主要体现在其分子结构上，蛋白质分子的结构与氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构有关，D正确。
[素养提升练]
10．(多选)在胰岛B细胞中先合成胰岛素原，胰岛素原再通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素，如图所示。胰岛素原水解所需的水分子中的氢不能用于(　　)
A．形成—COOH和—SH
B．形成连接碳的—H和—COOH
C．形成—SH和—OH
D．形成—COOH和—NH2
解析：ABC　由图可知，胰岛素原在蛋白酶的水解作用下形成胰岛素，其中二硫键没有变化，只是切除某些多肽片段，实际上就是肽键断开，即—NH—CO—断开，肽键水解时水中的氢与之结合形成—NH2和—COOH。
11．(多选)(2022·山东青岛高一月考)二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链之间的化学键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，对其叙述正确的是(　　)
A．该蛋白质至少有2个游离的羧基
B．形成该蛋白质的过程中脱去了278个水分子
C．该蛋白质至少有280个氨基
D．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三方面决定
解析：AB　该蛋白质由3条肽链组成，其中有两条是链状肽链，每条链状肽链至少含有一个羧基，因此该蛋白质分子至少含有2个游离的羧基，A正确；该蛋白质合成时脱去水分子数目＝280—2＝278，B正确；该蛋白质由3条肽链组成，其中有两条是链状肽链，每条链状肽链至少含有一个氨基，因此该蛋白质分子至少含有2个氨基，C错误；该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序和肽链的空间结构四方面决定，D错误。
12．(多选)(2021·江苏宿迁高一期末)胰腺合成的胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶，该激活过程如图所示(图中数字表示氨基酸位置)，下列分析正确的是(　　)
A．胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了6个肽键
B．肠激酶与限制酶具有相似的作用特性
C．激活过程可避免胰蛋白酶破坏自身细胞
D．环状结构的形成仅与二硫键直接相关
解析：ABC　胰蛋白酶和胰蛋白酶原含有的肽键数分别为222个、228个，所以胰蛋白酶比胰蛋白酶原少的肽键数为228－222＝6个，A正确；肠激酶与限制酶都具有专一性，在特定位点切割，所以具有相似的作用特性，B正确；胰蛋白酶原在胰腺分泌出来时没有活性，到了小肠后才有活性，所以题图中胰蛋白酶的激活过程可避免胰蛋白酶破坏自身细胞(胰腺中的蛋白质)，C正确；由图知该蛋白质的环状结构与肽键和二硫键都有关，D错误。
13．(2021·河北沧州高一期中)我国中科院上海生化所于1982年5月合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，如图是它的结构简式。脑啡肽的合成采用的是蛋白质工程技术，这是生物发展在分子水平上的又一突破。请根据此化合物的结构分析回答：
(1)该化合物有________个氨基和________个羧基。
(2)该化合物是由________个氨基酸失去________分子水而形成的，这样的反应叫作________，该化合物叫________肽。在形成时，相对分子质量减少了________。
(3)脑啡肽水解后可产生________种氨基酸，造成氨基酸种类不同的原因是________。
(4)该化合物基本单位的结构通式为_________________。
解析：(1)据图可知，该化合物有1个游离的氨基和1个游离的羧基。(2)该化合物中有4个肽键，它是由5个氨基酸通过脱水缩合而成的，所以叫作五肽。在形成该多肽时，共脱去4个水分子，相对分子质量减少了4×18＝72。(3)不同氨基酸的差别在于R基的不同，从结构上可以看出，左起第二个氨基酸的R基和第三个氨基酸的R基相同，所以脑啡肽水解后可
产生4种氨基酸。(4)蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的结构通式为 。
答案：(1)1　1　(2)5　4　脱水缩合　五　72　(3)4　R基不同　(4)
14．(2021·江苏徐州高一检测)蛋白质的空间结构遭到破坏后，其生物活性就会丧失，这称为蛋白质的变性。高温、强碱、强酸、重金属等都会使蛋白质变性。现利用提供的材料用具，请你设计实验，探究乙醇能否使蛋白质变性。
材料用具：质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、斐林试剂(甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)、无水乙醇、烧杯、试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯。
实验步骤(请填充表格空白处)
步骤 具体操作
A试管 B试管
① 1 mL新鲜的淀粉酶溶液 1 mL新鲜的淀粉酶溶液
② 5滴蒸馏水 ___________________
③ 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL可溶性淀粉溶液
④ 摇匀后，同时放入适宜温度的温水中维持5 min
⑤ 配制一定量的斐林试剂
⑥ ____________________________
(2)实验结果预测及结论：a.______________________________________，说明乙醇能使淀粉酶(蛋白质)变性；b.______________________________________，说明乙醇不能使淀粉酶(蛋白质)变性。
解析：(1)分析题干可知本实验的目的是探究乙醇能否使蛋白质变性，因此实验的自变量是乙醇的有无，因变量为是否出现砖红色沉淀，其他变量属于无关变量，实验设计应遵循对照原则与单一变量的原则。故表格中②代表5滴无水乙醇；⑥从温水中取出A、B试管，各加入1 mL斐林试剂摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min，观察试管中出现的颜色变化。(2)由实验目的和实验材料推出实验原理是：淀粉酶能催化淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖可以与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，若乙醇能使蛋白质变性，淀粉酶活性丧失，不出现砖红色沉淀，若乙醇不能使蛋白质变性，淀粉酶具有活性，出现砖红色沉淀。故实验结果预测及结论：a.若A试管中出现砖红色沉淀，B试管不出现，说明乙醇能使淀粉酶变性；b.A、B试管中均出现砖红色沉淀，说明乙醇不能使淀粉酶变性。
答案：(1)5滴无水乙醇　从温水中取出A、B试管，各加入1 mL斐林试剂摇匀，放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min，观察试管中出现的颜色变化　(2)A试管中出现砖红色沉淀，B试管中不出现　A试管中出现砖红色沉淀，B试管中也出现
15．甲图表示有关蛋白质分子的简要概念图；乙图表示某三十九肽中共有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽。据图回答下列问题：
(1)甲图中A的元素组成为______________，在人体内可以合成的B属于_____________，C是________。
(2)蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的___________________不同，以及肽链的____________千变万化。
(3)乙图中，三十九肽被水解后肽键数量减少________个。这些肽链和三十九肽相比，氨基和羧基分别增加________个，C原子减少________个。
(4)若该蛋白质是血红蛋白，说明蛋白质具有________作用；若该蛋白质是酶，说明蛋白质具有________作用。
(5)高温加热后，蛋白质用双缩脲试剂检验________(填“能”或“不能”)发生紫色反应。
解析：(1)甲图中的B是蛋白质的基本单位——氨基酸，它的元素组成有C、H、O、N等，氨基酸脱水缩合后形成肽键(C)。(2)蛋白质结构多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的空间结构不同。(3)乙图中的多肽未被破坏前的肽键数量为38个，去掉4个氨基酸后形成4条肽链，故肽键的数量为35－4＝31(个)，所以肽键数量减少了7个。每一条肽链的一端是一个氨基，另一端是一个羧基，故氨基和羧基的数目都增加了3个。去掉4个丙氨酸，每个丙氨酸含有3个C原子，故C原子数目减少12个。(4)蛋白质的功能具有多样性，如血红蛋白具有运输氧气的功能、酶具有催化作用。(5)高温加热后，蛋白质的空间结构受到破坏，但不会破坏肽链中的肽键，故与双缩脲试剂能产生紫色反应。
答案：(1)C、H、O、N(缺一不可)　非必需氨基酸　肽键　(2)种类、数量和排列顺序　空间结构　(3)7　3、3　12　(4)运输　催化　(5)能