2024苏教版新教材高中生物必修1同步练习--第一课时 细胞的功能主要由蛋白质完成（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024苏教版新教材高中生物必修1同步练习--第一课时 细胞的功能主要由蛋白质完成（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-03 22:39:54 | ||
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文档简介
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2024苏教版新教材高中生物必修1
第三节 细胞中的蛋白质和核酸
第一课时 细胞的功能主要由蛋白质完成
基础过关练
题组一 氨基酸的结构及其种类
1.(2021江苏徐州期中)下列四种物质中,属于构成蛋白质的氨基酸的是( )
2.已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,那么该氨基酸的R基团是( )
A.-C2H4O2N B.-C3H5O2
C.-C4H6O2 D.-C4H5O2
题组二 蛋白质的结构及功能
3.(2021江苏南京外国语学校月考改编)下列关于蛋白质功能的举例,合理的是( )
A.催化——抗体
B.运输——唾液淀粉酶
C.防御——血红蛋白
D.调控——生长激素
4.(2021江苏江阴四校期中联考)以下四组图分别表示蛋白质结构多样性形成的原因,下面的相关叙述错误的是( )
A.甲图所示肽链中氨基酸的数目不同
B.乙图所示肽链中氨基酸的种类不同
C.丙图所示肽链中氨基酸的排列顺序不同
D.丁图所示肽链以相同方式盘曲、折叠形成不同的空间结构
5.(2021辽宁沈阳郊联体期中联考)某条多肽链由31个基本单位构成,如图为其部分结构示意图,叙述错误的是 ( )
A.该多肽的侧链基团有31种
B.该多肽至少有一个游离氨基
C.该多肽有30个肽键
D.该多肽形成过程中相对分子质量减少了540
6.(2022江苏淮安六校联考)血红蛋白含有两条α肽链、两条β肽链(α肽链和β肽链不同),其空间结构模式图如图甲所示,图乙表示其β肽链一端的部分氨基酸排列顺序,请据图回答下列问题:
甲
乙
(1)写出氨基酸的结构通式: 。
(2)图乙中①的名称是 ,序号①~⑥中,代表R基团的有 (写序号),图乙所示的这段肽链由 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 个游离的羧基,若两条β肽链完全相同,则一个血红蛋白分子至少含有 个游离的羧基。
(4)蛋白质分子结构复杂,加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用,会引起蛋白质的变性及功能丧失,其原因主要是 。
(5)蛋白质结构多样性的原因是
(至少写四点)。
题组三 有关蛋白质的计算
7.(2020江苏镇江一中期中)现有氨基酸800个,其中氨基共有810个,羧基共有808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有的肽键(不考虑R基团间形成的肽键)、游离氨基和游离羧基的数目依次为( )
A.798、2和2 B.798、12和10
C.799、1和1 D.799、11和9
8.(2021江苏常熟中学质量检测)全世界每年有成百上千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大约是( )
A.1 024 B.898 C.880 D.1 008
9.(2021江苏南通如皋中学月考)如图为牛胰岛素结构图,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.牛胰岛素为五十一肽,其中含有50个肽键
B.牛胰岛素中至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基
C.牛胰岛素水解产物含有20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
题组四 检测生物组织中的蛋白质
10.(2021江苏连云港赣榆智贤中学月考)双缩脲试剂(A液:0.1 g/mL的氢氧化钠溶液,B液:0.01 g/mL的硫酸铜溶液)可以用来检测生物组织中是否存在蛋白质。下列操作步骤正确的是( )
A.待测组织样液→加入B液2 mL→注入A液4滴→观察颜色变化
B.待测组织样液→加入A液2 mL→注入B液4滴→观察颜色变化
C.待测组织样液→加入A液和B液的混合液2 mL→隔水加热→观察颜色变化
D.待测组织样液→加入A液2 mL→注入B液4滴→隔水加热→观察颜色变化
11.(2021江苏常州高级中学期中改编)某玉米新品种籽粒中的蛋白质含量高于普通玉米,请用所学的方法设计实验加以验证。
(1)实验原理: 。
(2)材料用品:新鲜的普通玉米籽粒,新鲜的新品种玉米籽粒,研钵,试管,漏斗,纱布,吸管,清水,双缩脲试剂A液(0.1 g/mL的NaOH溶液),双缩脲试剂B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液),量筒。
(3)方法步骤:
①将两种玉米籽粒分别进行研磨,制备组织样液。
②取A、B两支试管,向A试管中加入新品种玉米组织样液2 mL,B试管中加入 。
③向A、B两支试管中分别加入2 mL ,摇匀,再分别加入4滴 ,摇匀。
④观察 。
(4)预期的结果: 。
能力提升练
题组一 掌握蛋白质的形成过程
1.(2020江苏三校联考)某链状多肽的分子式是C21HxOyN4S2(无二硫键),已知该多肽是由下列氨基酸中的某几种作原料合成的:亮氨酸(C6H13O2N)、天门冬氨酸(C4H7O4N)、苯丙氨酸(C9H11O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。以下对该多肽的描述不正确的是( )
A.有3个肽键
B.水解后得到4种氨基酸
C.含有氧原子和氢原子的数目分别为5和32
D.只有1个游离羧基
2.(2021江苏常州高级中学期中)图甲表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子(数字表示相应位置),二硫键是由两个-SH形成的。图乙表示该蛋白质分子的一条肽链,其中有2个丙氨酸(R为-CH3)。下列相关叙述错误的是( )
甲
乙
A.该蛋白质分子中含有199个肽键
B.该蛋白质分子中至少含有2个-NH2
C.200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了3 582
D.图乙中肽链脱去2个丙氨酸需消耗4个水分子
3.(多选)(2021江苏苏州期末改编)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简式,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个游离氨基和1个游离羧基
D.组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N
4.(多选)(2021江苏扬州高级中学月考)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中肯定含有硫元素
B.①过程有水生成
C.多肽中B的数目等于C的数目
D.蛋白质结构的多样性决定了功能的多样性
题组二 蛋白质结构和功能的综合
5.(2021江苏如皋期末)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,蛋白质分子中邻近的巯基(-SH)氧化形成二硫键(-S-S-)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留(如图)。下列说法错误的是 ( )
A.巯基位于氨基酸的R基上
B.解冻后蛋白质功能可能异常
C.结冰和解冻过程涉及肽键的变化
D.抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力
6.(2021江苏南通质量检测)血红素是人体红细胞中血红蛋白分子的重要组成部分,能使血液呈红色。血红素可以与氧气和一氧化碳等结合,且结合的方式完全一样。如图表示红细胞、血红蛋白和血红素的关系,相关叙述错误的是( )
A.组成红细胞的元素有C、H、O、N、P、Fe等
B.一个血红蛋白分子是由4条多肽链构成的
C.血红素分子与氧气的结合是不可逆的
D.高原居民体内红细胞和血红蛋白较多
7.(2021江苏南通期中)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,以致死亡。该外毒素为环状肽,其结构简式如图所示。
(1)该化合物中含有 个游离氨基, 个游离羧基。
(2)该化合物是由 个氨基酸组成的,区别这些氨基酸的种类是依靠其结构中的 。
(3)组成该化合物的氨基酸有 种,其中有 个氨基酸的R基团相同,这个R基团是 。
(4)该化合物称为 肽化合物,含有 个肽键。
(5)该化合物含有 个氮原子,其中 个位于R基团上。
(6)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 。
答案全解全析
基础过关练
1.A 2.B 3.D 4.D 5.A 7.B 8.C 9.B
10.B
1.A 生物体中组成蛋白质的每个氨基酸分子中,至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连接,这个碳原子还分别与一个氢原子、一个侧链基团(R)相连接(教材P22),A符合题意。
2.B 氨基酸的结构通式为,分子组成为C2H4O2NR,已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,所以R基团是-C3H5O2,B正确。
3.D 抗体具有防御功能,A错误;唾液淀粉酶具有催化功能,B错误;血红蛋白能运输氧气,属于蛋白质的运输功能,C错误;生长激素对人体的生长发育起调控作用,D正确。
4.D 由甲图可知,上下两条肽链的氨基酸种类相同,数目不同,体现了蛋白质多样性与氨基酸数目不同有关,A正确;由乙图可知,上下两条肽链的氨基酸数目相同,氨基酸种类不同,体现了蛋白质多样性与氨基酸种类不同有关,B正确;由丙图可知,上下两条肽链的氨基酸的种类、数目相同,排列顺序不同,体现了蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的排列顺序不同有关,C正确;由丁图可知,上下两种蛋白质的肽链盘曲、折叠的方式不同,体现了蛋白质多样性与其空间结构不同有关,D错误。
5.A 组成生物体内蛋白质的氨基酸常见的有20种,该多肽的侧链基团最多有20种,A错误;一条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,此外R基团上也可能有游离的氨基,所以该多肽至少有一个游离氨基,B正确;该多肽链由31个氨基酸构成,共有30个肽键,C正确;氨基酸在脱水缩合形成肽链时,每形成一个肽键的同时脱去一分子水,所以该肽链的形成过程中会脱去30个水分子,根据水的相对分子质量为18,可得该多肽形成过程中相对分子质量减少了18×30=540,D正确。
6.答案 (1) (2)氨基 ②③④⑤ 3 (3)3 8 (4)蛋白质空间结构遭到破坏 (5)氨基酸的种类、数量、排列顺序,肽链的数量和形成的空间结构等不同
解析 (1)氨基酸的结构通式为。(2)图乙中②③④⑤是R基团,其中④⑤相同,故图乙所示的这段肽链由3种氨基酸脱水缩合而成。(3)图乙表示β肽链一端的部分氨基酸排列顺序,所示的该段肽链中的R基团共有2个游离的羧基(分别位于④和⑤),可推知一条β肽链至少含有游离的羧基数=肽链数+R基团中含有的羧基数=1+2=3;若两条β肽链完全相同,则一个血红蛋白分子至少含有游离的羧基数=血红蛋白含有的肽链数+已知的2条β肽链R基团中含有的羧基数=4+2×2=8。(4)蛋白质变性及功能丧失的原因主要是蛋白质空间结构遭到破坏。(5)蛋白质结构多样性的原因是氨基酸的种类、数量、排列顺序,肽链的数量和形成的空间结构等不同。
7.B 肽键数=氨基酸数-肽链数,所以题述蛋白质共有798个肽键。每个氨基酸上除R基团外都有一个氨基和一个羧基,800个氨基酸R基团上共有10个氨基和8个羧基,形成的每条肽链至少有一个游离氨基和一个游离的羧基,所以题述蛋白质含有的游离氨基和羧基的数目分别是12和10。故选B。
8.C 鹅膏蕈碱是一种环状八肽,所以在形成过程中,失去水分子数=肽键数=氨基酸数=8。根据蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量-失去水分子数×水的相对分子质量可知:鹅膏蕈碱的相对分子质量大约是128×8-8×18=880。
特别提醒
在蛋白质分子合成过程中,①失去水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数(对于环状肽来说,肽键数=氨基酸数);②蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数-失去水分子数×水的相对分子质量(18)。
9.B 牛胰岛素有2条肽链,含有51个氨基酸,形成的肽键数=氨基酸数-肽链数=51-2=49,因此,牛胰岛素为五十一肽,其中含有49个肽键,A错误;每条肽链至少有一个游离氨基和一个游离的羧基,牛胰岛素有2条肽链,至少含有2个游离的羧基和2个游离的氨基,B正确;组成蛋白质常见的氨基酸有20种,但不一定每种蛋白质都由20种氨基酸形成,C错误;牛胰岛素形成时,减少的相对分子质量等于脱去的水的相对分子质量和形成“-S-S-”时脱去H的相对原子质量,即18×(51-2)+2×3=888,D错误。
思路点拨
抓准题眼:“-S-S-”是由两个-SH脱去两个H形成的,因此,形成一个“-S-S-”,蛋白质的相对分子质量减少2。
10.B 双缩脲试剂由质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.01 g/mL的硫酸铜溶液组成,用于鉴定蛋白质,使用时要先向待测组织样液中加入氢氧化钠溶液2 mL,摇匀后再加入3~4滴硫酸铜溶液,最后观察颜色的变化。若试管中颜色变成紫色,说明待测组织样液中有蛋白质的存在。
11.答案 (1)蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,蛋白质含量越高紫色越深 (3)②普通玉米组织样液2 mL ③双缩脲试剂A液 双缩脲试剂B液 ④颜色变化并比较紫色的深浅 (4)新品种玉米组织样液(A试管)紫色较深
解析 (1)本实验是要检测蛋白质,实验原理为蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,且蛋白质含量越高紫色越深。(3)①由于蛋白质存在于细胞中,所以需要将两种玉米籽粒分别进行研磨,释放出蛋白质,制备组织样液。②取A、B两支试管,向A试管中加入新品种玉米组织样液2 mL,则B试管中应加入普通玉米组织样液2 mL,以形成对照。③向A、B两支试管中分别加入2 mL双缩脲试剂A液(0.1 g/mL的NaOH溶液),摇匀,再分别加入4滴双缩脲试剂B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液),再摇匀。④观察两支试管中溶液的颜色变化并比较紫色的深浅。(4)新品种玉米组织样液蛋白质含量较普通玉米高,因此A试管紫色较深。
能力提升练
1.B 2.C 3.CD 4.BD 5.C 6.C
1.B 题述多肽分子有4个N,且列举的氨基酸中都只含1个N,所以该多肽由4个氨基酸合成;由该多肽分子有2个S可推知该多肽中应包括2个半胱氨酸(C3H7O2NS);由该多肽分子有21个C可知另外2个氨基酸是苯丙氨酸(C9H11O2N)和亮氨酸(C6H13O2N)。该多肽链是由4个氨基酸脱水缩合形成的,因此含有3个肽键,A正确;该多肽链含有4个氨基酸,其中有2个是半胱氨酸,因此含有3种氨基酸,B错误;4个氨基酸脱去3分子水,因此该多肽含有的氧原子数目是2×4-3=5,氢原子数目是7×2+11+13-3×2=32,C正确;该多肽是由2个半胱氨酸(C3H7O2NS)、1个苯丙氨酸(C9H11O2N)和1个亮氨酸(C6H13O2N)形成的一条链状多肽,因此只有1个游离羧基,D正确。
2.C 甲图蛋白质中含有的肽键数为200-2+1=199,A正确;甲图蛋白质由两条肽链组成,因此至少含有2个-NH2,B正确;200个氨基酸形成该蛋白质时经脱水缩合脱去199个水分子,形成一个二硫键脱去2个H,所以合成该蛋白质时相对分子质量减少了199×18+2×1=3 584,C错误;乙图脱去两个丙氨酸需要断开4个肽键,消耗4个水分子,D正确。
3.CD 肉毒毒素的化学本质是蛋白质,其单体是氨基酸,A正确。题图片段含有4个肽键,是由5个氨基酸脱水缩合形成的,图示结构中5个氨基酸的R基团各不相同,因此这5个氨基酸是5种氨基酸,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个游离氨基和2个游离羧基,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。
4.BD 不是所有的蛋白质都含有硫元素,A错误;氨基酸经脱水缩合形成多肽的过程中会有水的生成,B正确;链状多肽中,B的数目不等于C的数目,肽键数=氨基酸数-肽链数,C错误;蛋白质结构多样性决定功能多样性,D正确。
5.C 巯基(-SH)中含有S,由氨基酸的结构通式可知,巯基位于氨基酸的R基上,A正确;蛋白质的结构决定蛋白质的功能,由题干“解冻时,蛋白质氢键断裂”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;结冰会增加蛋白质分子中的二硫键数量,解冻会减少蛋白质分子中的氢键数量,结冰和解冻过程未涉及肽键的变化,C错误;细胞受到冰冻时,蛋白质分子中邻近的巯基(-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,可推知抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力,D正确。
6.C 根据血红素的结构简式和磷脂分子是构成细胞质膜的重要物质可知,组成红细胞的元素有C、H、O、N、P、Fe等,A正确;根据血红蛋白的图解可知,一个血红蛋白分子是由4条多肽链构成的,B正确;血红素分子与氧气的结合是可逆的,C错误;高原地区氧气含量相对较少,该处居民体内红细胞和血红蛋白较多,D正确。
7.答案 (1)0 0 (2)7 R基团 (3)5 3 -CH3 (4)环状七 7 (5)8 1 (6)7 126
解析 (1)分析该化合物的结构简式可知,该化合物中没有游离的氨基和羧基。(2)该化合物为环状肽,含有7个肽键,所以该化合物是由7个氨基酸组成的,区别这些氨基酸的种类是依靠其结构中的R基团。(3)氨基酸的不同是由R基团决定的,该化合物的R基团共有5种,其中重复出现的R基团是-CH3,共有3个氨基酸的R基团相同。(4)该化合物称为环状七肽化合物,含有7个肽键。(5)该化合物含有8个氮原子,其中1个位于R基团上。(6)n个氨基酸脱水缩合形成环状肽,脱去n个水分子,形成n个肽键,所以形成7个肽键需脱去7个水分子,相对分子质量减少了7×18=126。
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第三节 细胞中的蛋白质和核酸
第一课时 细胞的功能主要由蛋白质完成
基础过关练
题组一 氨基酸的结构及其种类
1.(2021江苏徐州期中)下列四种物质中,属于构成蛋白质的氨基酸的是( )
2.已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,那么该氨基酸的R基团是( )
A.-C2H4O2N B.-C3H5O2
C.-C4H6O2 D.-C4H5O2
题组二 蛋白质的结构及功能
3.(2021江苏南京外国语学校月考改编)下列关于蛋白质功能的举例,合理的是( )
A.催化——抗体
B.运输——唾液淀粉酶
C.防御——血红蛋白
D.调控——生长激素
4.(2021江苏江阴四校期中联考)以下四组图分别表示蛋白质结构多样性形成的原因,下面的相关叙述错误的是( )
A.甲图所示肽链中氨基酸的数目不同
B.乙图所示肽链中氨基酸的种类不同
C.丙图所示肽链中氨基酸的排列顺序不同
D.丁图所示肽链以相同方式盘曲、折叠形成不同的空间结构
5.(2021辽宁沈阳郊联体期中联考)某条多肽链由31个基本单位构成,如图为其部分结构示意图,叙述错误的是 ( )
A.该多肽的侧链基团有31种
B.该多肽至少有一个游离氨基
C.该多肽有30个肽键
D.该多肽形成过程中相对分子质量减少了540
6.(2022江苏淮安六校联考)血红蛋白含有两条α肽链、两条β肽链(α肽链和β肽链不同),其空间结构模式图如图甲所示,图乙表示其β肽链一端的部分氨基酸排列顺序,请据图回答下列问题:
甲
乙
(1)写出氨基酸的结构通式: 。
(2)图乙中①的名称是 ,序号①~⑥中,代表R基团的有 (写序号),图乙所示的这段肽链由 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 个游离的羧基,若两条β肽链完全相同,则一个血红蛋白分子至少含有 个游离的羧基。
(4)蛋白质分子结构复杂,加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用,会引起蛋白质的变性及功能丧失,其原因主要是 。
(5)蛋白质结构多样性的原因是
(至少写四点)。
题组三 有关蛋白质的计算
7.(2020江苏镇江一中期中)现有氨基酸800个,其中氨基共有810个,羧基共有808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有的肽键(不考虑R基团间形成的肽键)、游离氨基和游离羧基的数目依次为( )
A.798、2和2 B.798、12和10
C.799、1和1 D.799、11和9
8.(2021江苏常熟中学质量检测)全世界每年有成百上千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大约是( )
A.1 024 B.898 C.880 D.1 008
9.(2021江苏南通如皋中学月考)如图为牛胰岛素结构图,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.牛胰岛素为五十一肽,其中含有50个肽键
B.牛胰岛素中至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基
C.牛胰岛素水解产物含有20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
题组四 检测生物组织中的蛋白质
10.(2021江苏连云港赣榆智贤中学月考)双缩脲试剂(A液:0.1 g/mL的氢氧化钠溶液,B液:0.01 g/mL的硫酸铜溶液)可以用来检测生物组织中是否存在蛋白质。下列操作步骤正确的是( )
A.待测组织样液→加入B液2 mL→注入A液4滴→观察颜色变化
B.待测组织样液→加入A液2 mL→注入B液4滴→观察颜色变化
C.待测组织样液→加入A液和B液的混合液2 mL→隔水加热→观察颜色变化
D.待测组织样液→加入A液2 mL→注入B液4滴→隔水加热→观察颜色变化
11.(2021江苏常州高级中学期中改编)某玉米新品种籽粒中的蛋白质含量高于普通玉米,请用所学的方法设计实验加以验证。
(1)实验原理: 。
(2)材料用品:新鲜的普通玉米籽粒,新鲜的新品种玉米籽粒,研钵,试管,漏斗,纱布,吸管,清水,双缩脲试剂A液(0.1 g/mL的NaOH溶液),双缩脲试剂B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液),量筒。
(3)方法步骤:
①将两种玉米籽粒分别进行研磨,制备组织样液。
②取A、B两支试管,向A试管中加入新品种玉米组织样液2 mL,B试管中加入 。
③向A、B两支试管中分别加入2 mL ,摇匀,再分别加入4滴 ,摇匀。
④观察 。
(4)预期的结果: 。
能力提升练
题组一 掌握蛋白质的形成过程
1.(2020江苏三校联考)某链状多肽的分子式是C21HxOyN4S2(无二硫键),已知该多肽是由下列氨基酸中的某几种作原料合成的:亮氨酸(C6H13O2N)、天门冬氨酸(C4H7O4N)、苯丙氨酸(C9H11O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。以下对该多肽的描述不正确的是( )
A.有3个肽键
B.水解后得到4种氨基酸
C.含有氧原子和氢原子的数目分别为5和32
D.只有1个游离羧基
2.(2021江苏常州高级中学期中)图甲表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子(数字表示相应位置),二硫键是由两个-SH形成的。图乙表示该蛋白质分子的一条肽链,其中有2个丙氨酸(R为-CH3)。下列相关叙述错误的是( )
甲
乙
A.该蛋白质分子中含有199个肽键
B.该蛋白质分子中至少含有2个-NH2
C.200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了3 582
D.图乙中肽链脱去2个丙氨酸需消耗4个水分子
3.(多选)(2021江苏苏州期末改编)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简式,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个游离氨基和1个游离羧基
D.组成肉毒毒素的元素一定只有C、H、O、N
4.(多选)(2021江苏扬州高级中学月考)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中肯定含有硫元素
B.①过程有水生成
C.多肽中B的数目等于C的数目
D.蛋白质结构的多样性决定了功能的多样性
题组二 蛋白质结构和功能的综合
5.(2021江苏如皋期末)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,蛋白质分子中邻近的巯基(-SH)氧化形成二硫键(-S-S-)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留(如图)。下列说法错误的是 ( )
A.巯基位于氨基酸的R基上
B.解冻后蛋白质功能可能异常
C.结冰和解冻过程涉及肽键的变化
D.抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力
6.(2021江苏南通质量检测)血红素是人体红细胞中血红蛋白分子的重要组成部分,能使血液呈红色。血红素可以与氧气和一氧化碳等结合,且结合的方式完全一样。如图表示红细胞、血红蛋白和血红素的关系,相关叙述错误的是( )
A.组成红细胞的元素有C、H、O、N、P、Fe等
B.一个血红蛋白分子是由4条多肽链构成的
C.血红素分子与氧气的结合是不可逆的
D.高原居民体内红细胞和血红蛋白较多
7.(2021江苏南通期中)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,以致死亡。该外毒素为环状肽,其结构简式如图所示。
(1)该化合物中含有 个游离氨基, 个游离羧基。
(2)该化合物是由 个氨基酸组成的,区别这些氨基酸的种类是依靠其结构中的 。
(3)组成该化合物的氨基酸有 种,其中有 个氨基酸的R基团相同,这个R基团是 。
(4)该化合物称为 肽化合物,含有 个肽键。
(5)该化合物含有 个氮原子,其中 个位于R基团上。
(6)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 。
答案全解全析
基础过关练
1.A 2.B 3.D 4.D 5.A 7.B 8.C 9.B
10.B
1.A 生物体中组成蛋白质的每个氨基酸分子中,至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连接,这个碳原子还分别与一个氢原子、一个侧链基团(R)相连接(教材P22),A符合题意。
2.B 氨基酸的结构通式为,分子组成为C2H4O2NR,已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,所以R基团是-C3H5O2,B正确。
3.D 抗体具有防御功能,A错误;唾液淀粉酶具有催化功能,B错误;血红蛋白能运输氧气,属于蛋白质的运输功能,C错误;生长激素对人体的生长发育起调控作用,D正确。
4.D 由甲图可知,上下两条肽链的氨基酸种类相同,数目不同,体现了蛋白质多样性与氨基酸数目不同有关,A正确;由乙图可知,上下两条肽链的氨基酸数目相同,氨基酸种类不同,体现了蛋白质多样性与氨基酸种类不同有关,B正确;由丙图可知,上下两条肽链的氨基酸的种类、数目相同,排列顺序不同,体现了蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的排列顺序不同有关,C正确;由丁图可知,上下两种蛋白质的肽链盘曲、折叠的方式不同,体现了蛋白质多样性与其空间结构不同有关,D错误。
5.A 组成生物体内蛋白质的氨基酸常见的有20种,该多肽的侧链基团最多有20种,A错误;一条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,此外R基团上也可能有游离的氨基,所以该多肽至少有一个游离氨基,B正确;该多肽链由31个氨基酸构成,共有30个肽键,C正确;氨基酸在脱水缩合形成肽链时,每形成一个肽键的同时脱去一分子水,所以该肽链的形成过程中会脱去30个水分子,根据水的相对分子质量为18,可得该多肽形成过程中相对分子质量减少了18×30=540,D正确。
6.答案 (1) (2)氨基 ②③④⑤ 3 (3)3 8 (4)蛋白质空间结构遭到破坏 (5)氨基酸的种类、数量、排列顺序,肽链的数量和形成的空间结构等不同
解析 (1)氨基酸的结构通式为。(2)图乙中②③④⑤是R基团,其中④⑤相同,故图乙所示的这段肽链由3种氨基酸脱水缩合而成。(3)图乙表示β肽链一端的部分氨基酸排列顺序,所示的该段肽链中的R基团共有2个游离的羧基(分别位于④和⑤),可推知一条β肽链至少含有游离的羧基数=肽链数+R基团中含有的羧基数=1+2=3;若两条β肽链完全相同,则一个血红蛋白分子至少含有游离的羧基数=血红蛋白含有的肽链数+已知的2条β肽链R基团中含有的羧基数=4+2×2=8。(4)蛋白质变性及功能丧失的原因主要是蛋白质空间结构遭到破坏。(5)蛋白质结构多样性的原因是氨基酸的种类、数量、排列顺序,肽链的数量和形成的空间结构等不同。
7.B 肽键数=氨基酸数-肽链数,所以题述蛋白质共有798个肽键。每个氨基酸上除R基团外都有一个氨基和一个羧基,800个氨基酸R基团上共有10个氨基和8个羧基,形成的每条肽链至少有一个游离氨基和一个游离的羧基,所以题述蛋白质含有的游离氨基和羧基的数目分别是12和10。故选B。
8.C 鹅膏蕈碱是一种环状八肽,所以在形成过程中,失去水分子数=肽键数=氨基酸数=8。根据蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量-失去水分子数×水的相对分子质量可知:鹅膏蕈碱的相对分子质量大约是128×8-8×18=880。
特别提醒
在蛋白质分子合成过程中,①失去水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数(对于环状肽来说,肽键数=氨基酸数);②蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数-失去水分子数×水的相对分子质量(18)。
9.B 牛胰岛素有2条肽链,含有51个氨基酸,形成的肽键数=氨基酸数-肽链数=51-2=49,因此,牛胰岛素为五十一肽,其中含有49个肽键,A错误;每条肽链至少有一个游离氨基和一个游离的羧基,牛胰岛素有2条肽链,至少含有2个游离的羧基和2个游离的氨基,B正确;组成蛋白质常见的氨基酸有20种,但不一定每种蛋白质都由20种氨基酸形成,C错误;牛胰岛素形成时,减少的相对分子质量等于脱去的水的相对分子质量和形成“-S-S-”时脱去H的相对原子质量,即18×(51-2)+2×3=888,D错误。
思路点拨
抓准题眼:“-S-S-”是由两个-SH脱去两个H形成的,因此,形成一个“-S-S-”,蛋白质的相对分子质量减少2。
10.B 双缩脲试剂由质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.01 g/mL的硫酸铜溶液组成,用于鉴定蛋白质,使用时要先向待测组织样液中加入氢氧化钠溶液2 mL,摇匀后再加入3~4滴硫酸铜溶液,最后观察颜色的变化。若试管中颜色变成紫色,说明待测组织样液中有蛋白质的存在。
11.答案 (1)蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,蛋白质含量越高紫色越深 (3)②普通玉米组织样液2 mL ③双缩脲试剂A液 双缩脲试剂B液 ④颜色变化并比较紫色的深浅 (4)新品种玉米组织样液(A试管)紫色较深
解析 (1)本实验是要检测蛋白质,实验原理为蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,且蛋白质含量越高紫色越深。(3)①由于蛋白质存在于细胞中,所以需要将两种玉米籽粒分别进行研磨,释放出蛋白质,制备组织样液。②取A、B两支试管,向A试管中加入新品种玉米组织样液2 mL,则B试管中应加入普通玉米组织样液2 mL,以形成对照。③向A、B两支试管中分别加入2 mL双缩脲试剂A液(0.1 g/mL的NaOH溶液),摇匀,再分别加入4滴双缩脲试剂B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液),再摇匀。④观察两支试管中溶液的颜色变化并比较紫色的深浅。(4)新品种玉米组织样液蛋白质含量较普通玉米高,因此A试管紫色较深。
能力提升练
1.B 2.C 3.CD 4.BD 5.C 6.C
1.B 题述多肽分子有4个N,且列举的氨基酸中都只含1个N,所以该多肽由4个氨基酸合成;由该多肽分子有2个S可推知该多肽中应包括2个半胱氨酸(C3H7O2NS);由该多肽分子有21个C可知另外2个氨基酸是苯丙氨酸(C9H11O2N)和亮氨酸(C6H13O2N)。该多肽链是由4个氨基酸脱水缩合形成的,因此含有3个肽键,A正确;该多肽链含有4个氨基酸,其中有2个是半胱氨酸,因此含有3种氨基酸,B错误;4个氨基酸脱去3分子水,因此该多肽含有的氧原子数目是2×4-3=5,氢原子数目是7×2+11+13-3×2=32,C正确;该多肽是由2个半胱氨酸(C3H7O2NS)、1个苯丙氨酸(C9H11O2N)和1个亮氨酸(C6H13O2N)形成的一条链状多肽,因此只有1个游离羧基,D正确。
2.C 甲图蛋白质中含有的肽键数为200-2+1=199,A正确;甲图蛋白质由两条肽链组成,因此至少含有2个-NH2,B正确;200个氨基酸形成该蛋白质时经脱水缩合脱去199个水分子,形成一个二硫键脱去2个H,所以合成该蛋白质时相对分子质量减少了199×18+2×1=3 584,C错误;乙图脱去两个丙氨酸需要断开4个肽键,消耗4个水分子,D正确。
3.CD 肉毒毒素的化学本质是蛋白质,其单体是氨基酸,A正确。题图片段含有4个肽键,是由5个氨基酸脱水缩合形成的,图示结构中5个氨基酸的R基团各不相同,因此这5个氨基酸是5种氨基酸,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个游离氨基和2个游离羧基,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。
4.BD 不是所有的蛋白质都含有硫元素,A错误;氨基酸经脱水缩合形成多肽的过程中会有水的生成,B正确;链状多肽中,B的数目不等于C的数目,肽键数=氨基酸数-肽链数,C错误;蛋白质结构多样性决定功能多样性,D正确。
5.C 巯基(-SH)中含有S,由氨基酸的结构通式可知,巯基位于氨基酸的R基上,A正确;蛋白质的结构决定蛋白质的功能,由题干“解冻时,蛋白质氢键断裂”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;结冰会增加蛋白质分子中的二硫键数量,解冻会减少蛋白质分子中的氢键数量,结冰和解冻过程未涉及肽键的变化,C错误;细胞受到冰冻时,蛋白质分子中邻近的巯基(-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,可推知抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力,D正确。
6.C 根据血红素的结构简式和磷脂分子是构成细胞质膜的重要物质可知,组成红细胞的元素有C、H、O、N、P、Fe等,A正确;根据血红蛋白的图解可知,一个血红蛋白分子是由4条多肽链构成的,B正确;血红素分子与氧气的结合是可逆的,C错误;高原地区氧气含量相对较少,该处居民体内红细胞和血红蛋白较多,D正确。
7.答案 (1)0 0 (2)7 R基团 (3)5 3 -CH3 (4)环状七 7 (5)8 1 (6)7 126
解析 (1)分析该化合物的结构简式可知,该化合物中没有游离的氨基和羧基。(2)该化合物为环状肽,含有7个肽键,所以该化合物是由7个氨基酸组成的,区别这些氨基酸的种类是依靠其结构中的R基团。(3)氨基酸的不同是由R基团决定的,该化合物的R基团共有5种,其中重复出现的R基团是-CH3,共有3个氨基酸的R基团相同。(4)该化合物称为环状七肽化合物,含有7个肽键。(5)该化合物含有8个氮原子,其中1个位于R基团上。(6)n个氨基酸脱水缩合形成环状肽,脱去n个水分子,形成n个肽键,所以形成7个肽键需脱去7个水分子,相对分子质量减少了7×18=126。
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