2024人教版新教材高中生物必修1同步练习--第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者（含解析）

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2024人教版新教材高中生物必修1
第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者
基础过关练
题组一　掌握蛋白质的功能　　　　 　　　　 　　　　
1.(2022湖北宜昌夷陵中学期中)蛋白质是生命活动的主要承担者,下列关于蛋白质功能的叙述及举例正确的是(　　)
A.调节机体的生命活动,如性激素能促进生殖器官的发育
B.构成细胞和生物体,如组成肌细胞的肌动蛋白
C.有些蛋白质有免疫功能,如胃蛋白酶能催化蛋白质的水解
D.有些蛋白质能进行物质的运输,如胆固醇参与血液中脂质的运输
题组二　辨析氨基酸的结构及其种类
2.(2022广东深圳实验学校月考)如图为3种氨基酸结构式,相关叙述正确的是(　　)
A.甘氨酸的R基为—CH2,丙氨酸的R基是—CH3
B.由图可知不同氨基酸的R基不同,所以人体内氨基酸的R基有上百种
C.R基中可以有氨基和羧基
D.一分子谷氨酸中含两个羧基,羧基的结构式可表示为
3.在下列物质中,有的属于构成蛋白质的氨基酸,有的不属于。其中属于构成蛋白质的氨基酸的是(　　)
①
②
③
④
⑤
A.①②③ B.②③⑤
C.①②③⑤ D.②④
4.(2022辽宁实验中学东戴河分校月考)下列关于人体必需氨基酸和非必需氨基酸的说法中,正确的是(　　)
A.必需氨基酸是指必须在人体内合成的氨基酸
B.非必需氨基酸只来自细胞内的合成
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.对人体来说,鸡蛋中必需氨基酸的种类少于玉米中必需氨基酸的种类
5.狼体内有a种蛋白质,21种氨基酸;兔体内有b种蛋白质,21种氨基酸。狼捕食兔后,狼体内的氨基酸种类和一个细胞中含有的蛋白质种类最可能是(　　)
A.42,a+b B.21,a+b
C.21,小于a D.21,大于a
题组三　分析蛋白质的结构及其多样性
6.用氨基酸自动分析仪测定两种肽类化合物的氨基酸数目,结果如表所示。表中两种物质的氨基酸数目虽然相同,但其生理作用截然不同,下列解释错误的是(　　)
化合物名称 降钙素 胰高血糖素样多肽
氨基酸数目 34个 34个
A.多肽形成的空间结构不同
B.氨基酸的种类不同
C.脱水缩合形成多肽的方式不同
D.氨基酸的排列顺序不同
7.已知蛋白质受热、酸碱、重金属盐、某些有机物(乙醇、甲醛等)、紫外线等作用时,空间结构发生破坏,这种情况称为蛋白质变性。蛋白尿是诊断肾炎的重要依据,也是评定肾炎治疗效果的重要指标之一,鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。以下说法正确的是(　　)
A.加热使蛋白质的肽链充分伸展并断裂
B.加热使蛋白质发生变性,其原理与水解相同
C.加热后的蛋白质仍然可与双缩脲试剂发生作用并产生紫色反应
D.加热后的蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后,其特定功能并未发生改变
8.如图是氨基酸之间发生一系列反应形成血红蛋白的过程。请回答下列问题。
(1)从氨基酸到蛋白质的形成过程为氨基酸→二肽→多肽→肽链盘曲、折叠→具有一定　　　　　的蛋白质。
(2)两个相邻氨基酸,一个氨基酸的　　　　和另一个氨基酸的　　　　　发生反应失去一分子水,这个过程称为　　　　　,形成的化合物称为　　　　　。
(3)不同的蛋白质分子结构不同,体现在组成蛋白质的氨基酸的　　　　　　　　　　　不同和蛋白质的　　　　　不同等方面。
(4)血红蛋白分子是由574个氨基酸脱水形成4条肽链后,盘曲、折叠而成的,则在形成过程中生成了　　　　个肽键。
题组四　掌握与蛋白质有关的计算
9.(2022山东滕州期中)如图表示一个由100个氨基酸构成的蛋白质分子,下列叙述正确的是(　　)
A.该分子中含有98个肽键
B.该蛋白质中至少含有4个游离的羧基
C.这100个氨基酸中至少有100个羧基
D.这100个氨基酸中至少有102个氨基
10.(2022福建福州高新一中月考)某蛋白质的相对分子质量为12 392,在合成这个蛋白质分子过程中,脱去的水分子的相对分子质量为1 944,假设氨基酸的平均相对分子质量为128,则该蛋白质分子含有几条肽链　(　　)
A.2条　　B.3条　　C.4条　　D.5条
能力提升练
题组　蛋白质结构和功能的综合
1.(2022湖南娄底一中期中)如图为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
B.多肽中b的数目等于c的数目
C.①过程产生的水分子数目等于c的数目
D.蛋白质功能的多样性导致细胞内蛋白质种类繁多
2.(2022河北唐山十一中月考)大脑细胞中的永久性的不溶性蛋白缠结物能够杀死细胞,导致发生令人虚弱的渐进性神经退行性疾病。下列有关说法正确的是(　　)
A.多种永久性的不溶性蛋白之间的差异只与其基本组成单位氨基酸有关
B.破坏永久性的不溶性蛋白质的空间结构可使其失去生物活性
C.脑细胞中所有的永久性的不溶性蛋白都会对脑细胞造成杀伤
D.永久性的不溶性蛋白可以与双缩脲试剂反应生成砖红色沉淀
3.(2021河南南阳六校联考改编)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(由124个氨基酸残基组成,有4个—S—S—),处理后该酶活性消失,再通过透析的方法去除尿素和巯基乙醇,将该酶转移到生理盐水缓冲液中,经过一段时间,发现该酶活性得以恢复,下列叙述正确的是(　　)
A.巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶后使该酶肽键被破坏
B.非折叠状态的该酶相对分子质量比天然状态增加了8
C.牛胰核糖核酸酶由天然状态成为非折叠状态后,遇双缩脲试剂不显示紫色
D.由氨基酸合成有催化活性的牛胰核糖核酸酶相对分子质量比原来减少2 214
4.(2022黑龙江大庆铁人中学期末)近年来的研究初步表明,β-AP(β-淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征。β-AP是由其前体蛋白APP(一种含695个氨基酸的蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP形成β-AP的过程如图所示(β-分泌酶、γ-分泌酶本质是蛋白质)。根据上述信息,下列说法错误的是(　　)
A.β-AP寡聚合物是由多个β-AP分子脱水缩合形成的
B.β-AP分子中至少含有38个肽键
C.β-AP的作用效果可能是引起大脑功能异常,说明每种蛋白质都在细胞内发挥作用
D.β-分泌酶、γ-分泌酶在此过程中体现了某些蛋白质具有催化作用
5.(多选)肉毒杆菌是一种对人体有致命影响的病原体,在繁殖过程中分泌肉毒毒素(化学成分是蛋白质)。人们食入并吸收这种毒素后,神经系统的功能将遭到破坏。该毒素由两条肽链组成。如图为肉毒毒素的局部结构示意图,据此判断下列说法不正确的是(　　)
A.由图示结构可知,肉毒毒素的单体是氨基酸
B.该局部结构由5种单体组成,含4个肽键
C.一分子肉毒毒素至少含有1个氨基和1个羧基
D.组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N
6.(2022江苏泰州中学月考)经六年零九个月的不懈努力,我国科学家于1965年完成了结晶牛胰岛素的合成,更令人振奋的是,合成的胰岛素具有与天然胰岛素一样的生物活性。中国科学家依靠集体的智慧和力量,摘取了人工合成蛋白质的桂冠。如图为胰岛素原分子加工成为成熟的胰岛素分子示意图,请回答下列问题:
(1)蛋白质的基本单位是　　　　。
(2)胰岛素分子至少含有　　　　个游离的氨基。若21种氨基酸平均相对分子质量为128,则图示胰岛素分子的相对分子质量等于　 。
(3)如图为胰岛素的β链示意图,第8、20、23位氨基酸的R基团都是—H,分析:
①第8、20、23位氨基酸是　　　　(填名称),该种氨基酸可在人体细胞中合成,属于　　　　氨基酸。
②若通过水解除去β链中第8、20、23位氨基酸,则需消耗　　　　分子水,形成的所有短肽比原β链多了　　　　个游离的羧基。
(4)如果要鉴定胰岛素的化学成分,需要进行颜色反应。该鉴定过程所用试剂是　　　　,取2 mL待测样液后,如何加入该试剂　　　　　　　　　　　　(写出加入顺序和含量),生成　　　　色。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B　性激素、胆固醇属于脂质,不属于蛋白质,A、D错误;有些蛋白质具有免疫功能,如抗体可帮助人体抵御抗原的侵害,胃蛋白酶催化蛋白质的水解体现的是催化功能(教材第28页),C错误。
2.C　组成人体蛋白质的氨基酸有21种,R基也有21种,B错误;羧基可以表示为—COOH或,D错误。
3.B　构成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(教材第29页),因此除了①④外,其余都属于构成蛋白质的氨基酸分子,B正确。
方法技巧
组成蛋白质的氨基酸的特点
(1)至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。
(2)有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
(3)这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
4.C　必需氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界吸收的氨基酸;非必需氨基酸既可来自细胞内合成,也可来自食物,A、B错误。对人体来说,鸡蛋中必需氨基酸的种类多于玉米中必需氨基酸的种类,D错误。
5.C　狼捕食兔后,经过消化和吸收,蛋白质水解为氨基酸,进入狼体内,所以狼体内的蛋白质种类不会增加,仍为a种,但狼体内一个细胞中含有的蛋白质种类一定少于狼体内的蛋白质种类;狼体内合成蛋白质的氨基酸有21种,C正确。
6.C　氨基酸脱水缩合形成多肽的方式是相同的,C错误。
7.C　加热会使蛋白质的空间结构发生改变,导致其功能也发生改变,但其肽键没有断裂,仍能与双缩脲试剂作用产生紫色反应;水解后的蛋白质结构和功能发生变化,肽键被破坏,不能与双缩脲试剂反应显现紫色,C正确。
特别提醒
　　蛋白质变性,肽链中的肽键没有被破坏(若有二硫键,二硫键会被破坏),遇双缩脲试剂变紫色。蛋白质被蛋白酶水解后,肽键被水解,遇双缩脲试剂不变紫色。
8.答案　(1)空间结构　(2)羧基(或氨基)　氨基(或羧基)　脱水缩合　二肽　(3)种类、数目和排列顺序　空间结构　(4)570
解析　(3)不同的蛋白质分子结构不同,体现在组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同和蛋白质的空间结构不同等方面。(4)链状多肽中,肽键数=氨基酸数-肽链数,则血红蛋白在形成过程中生成的肽键数为574-4=570。
9.D　该蛋白质有两条肽链并且两条肽链由2个肽键连接,链内肽键98个,链间肽键2个,且至少含有2个游离的羧基,A、B错误;该蛋白质链间有2个肽键,所以这100个氨基酸中至少有102个羧基或氨基,C错误,D正确。
10.C　根据脱去水分子的相对分子质量为1 944可知,脱掉水分子的数为1 944÷18=108;假设该分子含有的肽链数为x,则(x+108)×128-1 944=12 392,解得x=4。
归纳总结
　　蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18-脱去氢的个数(或者二硫键个数×2)。
能力提升练
1.C　a中肯定含有C、H、O、N,可能含有S,A错误;多肽链中b(氨基酸)的数目=c(肽键)的数目+肽链数,B错误;①过程产生的水分子数与c肽键数相等,C正确;蛋白质结构多样性是其种类繁多的原因,D错误。
2.B　蛋白质种类繁多与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲折叠形成的空间结构有关,A错误;“大脑细胞中的永久性的不溶性蛋白缠结物能够杀死细胞”并不是指所有的永久性的不溶性蛋白都对脑细胞有害,C错误。
3.B　去除尿素和巯基乙醇,将该酶移至生理盐水缓冲液中,该酶活性得以恢复,则巯基乙醇和尿素处理没有破坏肽键,A错误;非折叠状态的牛胰核糖核酸酶中4个二硫键被打开,形成8个—SH,B正确;牛胰核糖核酸酶在非折叠状态时,肽键没有被破坏,仍能与双缩脲试剂反应呈紫色,C错误;牛胰核糖核酸酶一共有124个氨基酸,且由一条肽链组成,在形成该酶时会形成124-1=123(个)肽键,4个二硫键,则在该过程中相对分子质量减少:水分子的相对分子质量+脱去的氢=18×123+4×2=2 222,D错误。
4.C　细胞膜上的APP分子被β-分泌酶、γ-分泌酶切割形成β-AP分子,多个β-AP分子脱水缩合形成β-AP寡聚合物。β-AP分子中含有的氨基酸数为635-597+1=39,至少含有38个肽键,B正确;β-AP沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病理特征,可见β-AP的作用效果可能是引起大脑功能异常,但并不能说明每种蛋白质都在细胞内发挥作用,C错误。
5.CD　题图片段含有4个肽键,是由5个氨基酸脱水缩合形成的,且5个氨基酸的R基各不相同,B正确。肉毒毒素是由两条肽链组成的,因此一分子肉毒毒素至少含有2个氨基和2个羧基,C错误。由题干能够判断组成肉毒毒素的元素一定有C、H、O、N,但不能够判断组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N,D错误。
6.答案　(1)氨基酸　(2)2　5 640　(3)甘氨酸　非必需氨基酸　6　3　(4)双缩脲试剂　先加入质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液2 mL,并摇匀;再加入质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴并摇匀　紫
解析　(2)胰岛素分子有两条链,至少含有2个游离的氨基。若氨基酸平均相对分子质量为128,胰岛素分子含51个氨基酸,且含3个二硫键,一个二硫键脱去2分子H,则图示胰岛素分子的相对分子质量=128×51-49×18-2×3=5 640。(3)甘氨酸的R基团是—H,该种氨基酸可在人体细胞中合成,属于非必需氨基酸。若通过水解除去胰岛素β链中第8、20、23位氨基酸,需要断开6个肽键,形成的产物中有3条多肽和1个二肽。(4)胰岛素的化学本质为蛋白质,鉴定蛋白质用双缩脲试剂,使用方法为先加入质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液2 mL,并摇匀;再加入质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴并摇匀,颜色变为紫色。
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