【课后练习】7 蛋白质的结构及其多样性 人教版生物学 必修1（含答案）

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7 蛋白质的结构及其多样性
一、概念检测
1．判断下列叙述的正误
(1)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质(　　)
(2)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽(　　)
(3)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接(　　)
(4)组成蛋白质的氨基酸可按不同的方式脱水缩合(　　)
2．两个氨基酸缩合成肽并生成水，水分子中的氢原子来源于(　　)
A．氨基　　　　　　　 B．羧基
C．R基 D．氨基和羧基
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
4．下面关于肽链和蛋白质关系的叙述，正确的是(　　)
A．二者是同一概念
B．多肽属于蛋白质的一种
C．多肽和蛋白质都能与双缩脲试剂发生蓝色反应
D．肽链可以进一步形成蛋白质
5．下列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
6．如图为一条肽链的分子结构简式，下列有关分析错误的是(　　)
A．这条肽链中的肽键数是2个
B．构成肽链的氨基酸数目是2个
C．合成多肽的生理过程称脱水缩合
D．在合成该肽链时形成2个水分子
7．下列与蛋白质结构和功能有关的叙述，正确的是(　　)
A．载体蛋白不具有特异性
B．不同蛋白质分子中肽键的结构不同
C．蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性
D．蛋白质中不同氨基酸的区别在于氨基的数目不同
8．蚕丝被贴身暖和、轻盈透气，是“健康绿色睡眠”的首选。下列关于组成“蚕丝”的主要成分的叙述，正确的是(　　)
A．它的基本组成单位的通式为—CO—NH—
B．它的形成过程中没有水产生
C．蚕丝的基本组成单位是氨基酸
D．它一定含有的化学元素是C、H、O、N、P、Fe
9.如图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是(　　)
10．P53蛋白是由一种抑癌基因(P53基因)表达产生的蛋白质，可以抑制DNA的复制和细胞分裂，所以具有抗肿瘤的作用。它是由一条N端酸性区有75个氨基酸，中间疏水区有75个氨基酸，C端碱性区有243个氨基酸所组成的肽链经过加工而成的。下列叙述错误的是(　　)
A．各种氨基酸之间的不同在于R基的不同
B．形成P53蛋白的过程中生成了390个水分子
C．P53蛋白起作用的场所可能在细胞核
D．此蛋白结构中，至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
A．结构④在所有生物体内均有20种
B．氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自②和③
C．结构④中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合
D．生物体内n个氨基酸形成一条多肽链脱去n个水
11.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,18m
B．(m－4)，18(m－4)
C．(m－3)，18(m－3)＋4
D．(m－2)，18(m－2)＋4
12．用氨基酸自动分析仪测定几种多肽化合物和蛋白质的氨基酸数目如表所示：
化合物 多肽化合物 蛋白质
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
催产素　 牛加压素 血管舒缓素　 平滑肌舒张素 猪促黑色素细胞激素　 人促黑色素细胞激素　 牛胰岛素 人胰岛素 免疫球蛋白IgG 人血红蛋白
氨基酸数 9 9 9 10 13 22 223 51 660 574
(1)表中①②③的氨基酸数目虽相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的____________________________________________________不同。
(2)表中③与④、⑤与⑥的功能虽相似，但各自具有专一性。它们之间的差异主要取决于____________________________________________________。
(3)在未知平滑肌舒张素氨基酸组成的情况下，推知这种肽类化合物至少有________个氨基和________个羧基，这些氨基和羧基位于________。
(4)⑧是由51个氨基酸组成的两条多肽链，共有______个肽键。
(5)⑧的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑨的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑩的生理功能说明蛋白质具有________作用；⑩有4条肽链，在574个氨基酸分子脱水缩合过程中生成________个水分子。
(6)这些实例说明蛋白质的分子结构具有________，这种结构特点决定了________________________。
13．如图甲是血红蛋白的空间结构模式图，其含有两条α肽链、两条β肽链(α肽链和β肽链不同)。图乙表示β肽链一端的氨基酸排列顺序。请回答下列问题：
(1)图乙中①的名称是________，写出③⑤⑦处所表示的结构：________________。
(2)图乙所示的一段肽链由________种氨基酸脱水缩合而成。
(3)据两图可知一条β肽链至少含有________个羧基，若两条β肽链完全相同，则一个血红蛋白分子至少含有________个羧基。
(4)从两图可以得出，蛋白质多样性的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
三、应用创新
14．某二十二肽的水解结果如图所示，则这些短肽的氨基总数最小值及肽键总数依次是(　　)
A．6,18　　　　　　 B．5,18
C．5,17　　　　　　　 D．6,17
15．(多选)下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是(　　)
A．甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3，则它的分子式是C5H11O2NS
B．分子式为C63H105O45N17S2的一条(非环状)多肽化合物中，最多含有的肽键数目是17个
C．两个氨基酸脱水缩合过程中失去的H2O中的氢来源于氨基和羧基
D．10个氨基酸构成的多肽有9个—CO—NH—，称为九肽
16.(多选)如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子，下列叙述错误的是(　　)
A．该分子中含有198个肽键
B．这200个氨基酸中至少有200个氨基
C．合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582
D．该蛋白质中至少含有3个游离的氨基
17．脑啡肽的合成采用的是蛋白质工程技术，这是生物技术在分子水平上的又一突破。如图为脑啡肽的结构简式，请回答下列问题：
　(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，这种方式叫做__________，该化合物叫__________肽。在形成时，相对分子质量减少了__________。
(3)该化合物水解后可产生__________种氨基酸，造成氨基酸种类不同的原因是 ____________________________________________________。
(4)现有质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、鸡蛋、人的口腔唾液(酶)、质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶，请设计实验证明“脑啡肽是多肽”。
①实验原理：在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。
②方法步骤： ____________________________________________________。
③预期结果： ____________________________________________________。
④实验结论： ____________________________________________________。
参考答案
1答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
2解析：选D　氨基酸脱水缩合时，—NH2脱氢原子(—H)，—COOH脱羟基(—OH)，—H和—OH结合生成水，因此水中的氢原子来源于氨基和羧基。
3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，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。
4解析：选D　肽链可以进一步盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。
5解析：选C　蛋白质在NaCl溶液中会发生盐析现象，但并不改变其结构，其生物活性不会丧失。
二、综合迁移
6解析：选B　根据图示结构可知，该肽链中含有2个肽键，说明该多肽是由3个氨基酸脱水缩合形成的，在此过程中形成了2分子水。
7解析：选C　载体蛋白具有特异性，其只能运输一种或一类物质；不同蛋白质分子中肽键的结构相同；结构决定功能，蛋白质结构多样性决定了其功能多样性；根据氨基酸的结构通式可知，氨基酸的不同在于R基的不同。
8解析：选C　蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，蛋白质是通过氨基酸脱水缩合形成的，蚕丝蛋白中不一定含有P、Fe元素。
9解析：选C　氨基酸的种类由R基决定，R基约有20种(人体21种)，所以氨基酸的种类约有20种，但并不是所有的生物体内均有20种，A错误；氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自①和③，B错误；n个氨基酸形成一条多肽链脱去(n－1)个水，D错误。
10解析：选B　蛋白质的基本组成单位是氨基酸，不同氨基酸之间的差别在于R基的不同；由题意可知，P53蛋白是由一条肽链组成的，含有的氨基酸数为393个，故形成P53蛋白的过程中生成了392个水分子；因为DNA的复制主要是在细胞核中进行的，P53蛋白能抑制DNA的复制，所以P53蛋白起作用的场所可能在细胞核；此蛋白由一条肽链组成，因此至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。
11解析：选D　图中有三条肽链，中间一条为环状，故失去水分子数为氨基酸数－肽链数，即(m－2)，由于有2个二硫键，而形成一个二硫键失去2个“H”，故减少的相对分子质量为18(m－2)＋4。
12解析：(1)虽然①②③的氨基酸数目相同，但其种类和排列顺序未必相同，因此形成的多肽结构不同，生理功能各异。(2)结构的特异性决定了功能的专一性，就③与④、⑤与⑥而言，大部分均为肽类物质，其结构的差异主要是由氨基酸的种类、数量、排列顺序不同导致的。(3)从氨基酸脱水缩合生成多肽的过程可知，肽链为开链式结构，其两端各游离着1个氨基和1个羧基。(4)由51个氨基酸脱水缩合形成两条肽链时共形成49个肽键。(5)⑧为激素，说明蛋白质具有调节作用；⑨为抗体，说明蛋白质具有免疫作用；⑩为血红蛋白，可运输O2，说明蛋白质具有运输作用；⑩由574个氨基酸形成4条肽链时共脱去水分子570个。(6)不同的蛋白质其结构不同，所具有的功能也各不相同。
答案：(1)氨基酸种类和排列顺序　(2)氨基酸的种类、数量、排列顺序不同　(3)1　1　肽链两端　(4)49　(5)调节　免疫　运输　570　(6)多样性　蛋白质分子具有多种功能
13解析：(1)图乙中的①是氨基，②④⑥⑧都是R基。(2)图乙所示的一段肽链中有3种R基，故此段肽链由3种氨基酸脱水缩合而成。(3)⑥⑧含有羧基，主链上含有一个羧基，所以一条β肽链至少含有3个羧基，两条β肽链至少含有6个羧基，两条α肽链至少含有2个羧基，故此蛋白质分子至少含有8个羧基。(4)蛋白质具有多样性的原因是氨基酸的数目、种类、排列顺序、多肽链的条数和空间结构等不同。
答案：(1)氨基　—CO—NH—　(2)3　(3)3　8
(4)氨基酸的数目、种类、排列顺序、多肽链的条数和空间结构等不同
14解析：选C　分析时注意图文转化，该图可以转化为22个氨基酸形成了5个短肽，每个短肽的氨基总数至少为1个，所以5个短肽的氨基总数至少为5个；氨基酸个数减去肽链数等于肽键数，即22－5＝17(个)。
15解析：选BD　分子式为C63H105O45N17S2的一条非环状肽最多含有的肽键数为16个；10个氨基酸脱水缩合形成9个水和9个肽键，形成的化合物为十肽。
16解析：选ABD　由图可知，该蛋白质分子由两条肽链组成，两条肽链间还有一个肽键，所以该分子含有的肽键数为200－2＋1＝199(个)；由图可知，第70个氨基酸的R基中有一个氨基，所以这200个氨基酸中至少有201个氨基；合成该蛋白质时减少的相对分子质量为199×18＝3 582；该蛋白质分子有两条肽链，所以至少有2个游离的氨基。
17解析：该多肽含有4个肽键，是由5个氨基酸脱水缩合而成的，在形成多肽时，共脱去4个水分子，相对分子质量减少了4×18＝72。该多肽中有一个氨基和一个羧基；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，应为同一种氨基酸，因此脑啡肽水解后可产生4种氨基酸。脑啡肽是多肽，在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。在实验过程中还应设置空白对照。
答案：(1)1　1　(2)5　4　脱水缩合　五　72　(3)4　R基不同　(4)②取3支试管分别编号A、B、C，在A中加入2 mL脑啡肽液，在B中加入2 mL清水，在C中加入2 mL蛋清稀释液；在3支试管中各加入1 mL 0.1 g/mL NaOH溶液，振荡；然后在3支试管中各加入4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，振荡　③A、C试管中出现紫色，B试管中不出现紫色　④脑啡肽是一种多肽
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