人教版（2019）高中生物学必修1练习--第2章　第4节　蛋白质是生命活动的主要承担者（含解析）

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2026人教版高中生物学必修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　蛋白质的功能
1.(2025辽宁辽阳月考)蛋白质是生命活动的主要承担者,具有多种生理功能。下列关于蛋白质的叙述,错误的是(　　)
A.蛋白质具有信息传递的作用
B.蛋白质多样性低于糖类、脂质等化合物
C.细胞核中的遗传信息一般要表达成蛋白质才能起作用
D.蛋白质的功能多种多样与蛋白质结构多样性有关
2.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.调节机体生命活动,如性激素促进生殖器官发育
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　蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3.(2025天津第二南开学校期中)如图为组成人体蛋白质的氨基酸分子的结构通式,下列说法错误的是(　　)
A.在人体中,组成蛋白质的氨基酸有21种
B.④中可能含有氨基或羧基
C.各种氨基酸之间的区别在于④的不同
D.组成生物体蛋白质的氨基酸的相对分子质量可能小于75
4.(2025江西赣州中学月考)硒代半胱氨酸(Sec,分子式为C3H7NO2Se)是半胱氨酸中的S被Se取代形成的,具有一定的催化或抗氧化活性,但也会导致未折叠蛋白反应,因而具有细胞毒性,尤其是对多种癌细胞具有毒性作用。下列说法错误的是(　　)
A.硒代半胱氨酸的R基是—CH2SeH
B.硒代半胱氨酸中有一个氨基和一个羧基
C.硒代半胱氨酸能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应
D.硒代半胱氨酸具有毒性的原因可能是其可以使蛋白质的空间结构发生改变
5.(2025山西大同月考)下列关于氨基酸的叙述中错误的是(　　)
A.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
B.人体每天需要从食物中摄取各种必需氨基酸用于维持机体的正常生命活动
C.非必需氨基酸不是人体生长发育所需的氨基酸
D.蛋白质在胃肠中消化分解成氨基酸后才能被吸收
题组三　蛋白质的结构及其多样性
6.(易错题)(2025广东江门一中阶段检测)常用加热法来检验鉴定尿中是否含蛋白质。下图表示加热前后蛋白质的变化,据此判断下列有关叙述,正确的是(　　)
A.加热使构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂
B.加热使蛋白质彻底水解为一个个氨基酸
C.变性的蛋白质依然可与双缩脲试剂产生紫色反应
D.变性的蛋白质空间结构改变,但功能并未发生改变
7.(2025山东烟台一中月考)血红蛋白(HbA)是一种红色的蛋白质,由1个珠蛋白和4个血红素组成。每个珠蛋白包括4条多肽链,其中α、β链各2条,肽链由α、β珠蛋白基因编码。下图是血红蛋白的四级结构示意图。回答下列问题:
(1)组成HbA的化学元素至少包含　　　　　　　　。
(2)HbA的一级结构指肽链上　　　　　　　　　　。HbA易与氧结合和分离,使HbA执行　　　　　　　　　的功能。
(3)蛋白质表面吸附的水构成“水膜”以保护蛋白质。强酸能破坏蛋白质表面的“水膜”使蛋白质变性,导致其空间结构变得伸展、松散,从而暴露出更多的肽键。为验证盐酸能使蛋白质变性,可选用　　　(填“HbA”或“豆浆”)为材料,并用双缩脲试剂检测,实验组给予强酸处理,预测实验结果是　　　　　　　　　　　　。
题组四　氨基酸脱水缩合过程及有关计算
8.(2025安徽芜湖一中期中)胶原三肽是利用生物工程技术以猪皮、鱼皮为原料制备的胶原蛋白的最小结构单位,其形成过程如图所示。胶原三肽的相对分子质量很小,能够极有效地渗入角质层、真皮层和头发根部细胞内。下列叙述错误的是(　　)
A.胶原三肽中有2个游离的氨基和1个游离的羧基
B.a和b为肽键,形成胶原三肽要产生2个水分子
C.胶原三肽中含有4个O、12个C
D.皮肤表面涂抹的胶原三肽能被直接吸收
9.(2025湖南长沙雅礼中学月考)已知某蛋白质分子由126个氨基酸经脱水缩合而成,统计得知该蛋白质中游离的氨基共有17个,游离的羧基共有17个,其中,R基上的羧基有15个。以下分析错误的是(　　)
A.与合成之前的氨基酸分子相比,该蛋白质少了124个氧原子
B.该蛋白质的R基上含有15个氨基
C.该蛋白质分子的氮元素主要存在于氨基中
D.该蛋白质彻底水解为氨基酸时,相对分子质量共增加2 232
10.(2025湖北武汉二中月考)国际母乳喂养行动联盟(WABA)将每年8月1日至7日确定为“世界母乳喂养周”,以便在世界各地鼓励母乳喂养并改善婴儿健康。母乳含适合婴儿的蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷和维生素等营养成分,婴儿的小肠上皮细胞可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白。含n个肽键的某种免疫球蛋白的结构如图所示,下列有关叙述正确的是(　　)
A.脱水缩合形成一分子该蛋白质时相对分子质量会减少18n
B.该种免疫球蛋白至少有6个氨基酸的R基中含有S
C.若1分子该蛋白质彻底水解,将得到n+1个氨基酸
D.蛋白质结构多样性与氨基酸间的结合方式密切相关
能力提升练
题组一　蛋白质合成与水解的有关计算
1.(2025黑龙江牡丹江月考)如图所示,该蛋白质共由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(2个—SH形成1个—S—S—)相连,假设氨基酸的平均相对分子质量为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.该蛋白质的相对分子质量为67a-1 174
2.(2025湖北武汉六中月考)阿尔茨海默病与β-淀粉样蛋白(β-AP)的沉淀聚集有关。β-AP由APP(一种膜蛋白)水解而来,过程如图所示,其中数字表示氨基酸位点。下列有关叙述正确的是(　　)
A.APP分子形成β-AP分子时需消耗4个水分子
B.APP分子被水解酶切割过程中没有肽键被破坏
C.若将一分子β-AP完全水解成氨基酸,则需要消耗38个水分子
D.促进β-水解酶和γ-水解酶的合成可缓解阿尔茨海默病的症状
3.(2025安徽阜阳一中期中)肽酶X作用于天冬氨酸羧基端的肽键时具有专一性,肽酶Y作用于天冬氨酸氨基端的肽键时具有专一性。经肽酶X、肽酶Y共同处理,1分子多肽Z(氨基酸总数大于3)水解可得到3个天冬氨酸,该水解过程中消耗的水分子不可能有(　　)
A.7个　　　　B.6个　　　　C.5个　　　　D.4个
题组二　影响蛋白质功能的因素
4.(2025福建南平期中)细胞中某些蛋白质分子能识别正在合成的多肽链或部分折叠的多肽,并将这些多肽转运到相应功能发挥的部位,从而帮助多肽的折叠和装配,这些蛋白质分子本身不参与最终产物的形成,被称为分子伴侣。下列有关分子伴侣的叙述,错误的是(　　)
A.分子伴侣结构改变会引起多肽的异常积累
B.分子伴侣能将靶蛋白质运输到特定的部位
C.分子伴侣活性丧失可能会改变细胞的生理功能
D.分子伴侣变性后,其氨基酸序列发生改变
5.(2025湖南师大附中期中)西湖大学柴继杰团队的研究发现,番茄植株中的抗病蛋白(NRC蛋白)即使在无病原体入侵时也维持较高水平,却能避免过度免疫。其原因在于NRC蛋白倾向于形成二聚体或四聚体,并且这些多聚体处于非活性构象。关于NRC蛋白的说法错误的是(　　)
A.NRC蛋白的N主要位于“—CO—NH—”中
B.高温条件易引发植物病害,可能与NRC蛋白构象改变有关
C.NRC蛋白的空间结构取决于组成该蛋白的氨基酸的种类、数目和排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式
D.让NRC蛋白二聚体和四聚体解聚可能减弱番茄对病虫害的抵抗力
6.(2025辽宁锦州期中)泛素是由76个氨基酸组成的蛋白质,含一条多肽链。它可以标记细胞中需要被降解的蛋白质,带泛素标签的底物蛋白被蛋白酶特异性识别后降解。相关叙述错误的是(　　)
A.泛素中含有构成生物体蛋白质的21种氨基酸
B.氨基酸的种类改变可能会影响泛素的空间结构
C.底物蛋白被降解后的产物可能被细胞再利用
D.泛素合成异常的细胞中蛋白质的降解可能受阻
7.(2025河北唐山二中月考)研究人员在实验室中研究蛋白质的折叠时发现,尿素可以使蛋白质去折叠(或变性),成为失去自然构象的松散肽链,当去掉尿素时,蛋白质又可以自发地重新折叠(或复性)成原来的构象,如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.蛋白质盘曲、折叠的过程中可能涉及氢键的形成
B.去除尿素后,变性的蛋白质恢复它们原来的构象,功能也可能随之恢复
C.暴露在高浓度尿素中的蛋白质会发生变性,但不会破坏肽键结构
D.该实例说明不同因素作用下的蛋白质变性都是可逆的
8.(创新题·新情境)(2025山东德州月考)水母发光依靠GFP蛋白,蓝光及紫外线等都能激发GFP蛋白发出绿色荧光。GFP蛋白能在厌氧细胞以外的任何细胞中发出荧光,是一种被广泛应用的活体报告蛋白。GFP蛋白由238个氨基酸组成,其中第65、66、67位分别为丝氨酸、酪氨酸、甘氨酸,其结构如图所示,数字代表氨基酸位点。回答下列问题:
(1)GFP蛋白的N端和C端分别是—NH2和　　　　,第65、66、67位三种氨基酸结构的　　　　不同。GFP蛋白共有　　　　个反向平行的β折叠。高温条件下,GFP蛋白被激发后不能发出绿色荧光,分析其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)科研团队仅将第66位的酪氨酸换成组氨酸后,获得的BFP蛋白能发出蓝色荧光。和GFP蛋白比,BFP蛋白发出蓝色荧光与其特定氨基酸的　　　　　　　　有关。
(3)在GFP蛋白第157位谷氨酰胺和158位赖氨酸之间插入短肽,GFP蛋白仍能发出绿色荧光。插入短肽之前需先断裂两个氨基酸之间的　　　　(填化学键),该过程同时消耗　　　个水分子。
(4)当该蛋白质处于非折叠状态时不发出荧光,说明其功能取决于其　　　　　　　　。该蛋白质用尿素、β巯基乙醇处理后,其空间结构变得伸展、松散,从而暴露更多的肽键。为验证尿素、β巯基乙醇能使蛋白质变性,可选用鸡蛋清稀释液为材料,用尿素、β巯基乙醇处理实验组,对照组不作处理,并用　　　　　　检测,该试剂的使用方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,最终样液的紫色程度较深的是　　　　　　(填“实验组”或“对照组”)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B 2.B 3.D 4.C 5.C 6.C 8.C 9.C
10.B
1.B　从化学角度看,蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子,细胞核中的遗传信息,往往要表达成蛋白质才能起作用,B错误,C正确。
2.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,而胃蛋白酶催化蛋白质水解体现的是催化功能,C错误。
3.D　④为R基,不同氨基酸的R基不同,R基中可能有氨基或羧基,B、C正确;组成生物体蛋白质的氨基酸中,R基的相对分子质量至少为1(—H),此时氨基酸的分子式为C2H5NO2,相对分子质量为75,D错误。
4.C　组成蛋白质的氨基酸:氢原子(—H)、氨基(—NH2)、羧基(—COOH)、R基连接在同一个C上(常考点)。硒代半胱氨酸的结构式如下所示:
硒代半胱氨酸有一个氨基和一个羧基,其R基为—CH2SeH,A、B正确;至少含2个“—CO—NH—”结构的蛋白质(不是氨基酸)才能与双缩脲试剂发生颜色反应,C错误;根据题干信息可知,硒代半胱氨酸会导致未折叠蛋白反应,硒代半胱氨酸有细胞毒性的原因可能是其可以使蛋白质的空间结构发生改变,D正确。
5.C　必需氨基酸(人体细胞不能合成,需从外界环境中获取)和非必需氨基酸(人体细胞可以合成)都是人体生长发育所需的,人体每天需要从食物中摄取各种必需氨基酸用于维持机体的正常生命活动,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,A、B正确,C错误。蛋白质是生物大分子,不能被人体直接吸收,蛋白质在胃肠中消化分解成氨基酸后才能被吸收,D正确。
6.C　由题图可知,加热使蛋白质空间结构变得松散,但肽链并没有断裂,蛋白质没有水解为一个个氨基酸,仍可与双缩脲试剂产生紫色反应,A、B错误,C正确;蛋白质的结构与功能相适应,蛋白质的空间结构被破坏后,其功能也会发生改变,D错误。
易混易错
蛋白质的变性与水解
7.答案　(1)C、H、O、N、Fe　(2)氨基酸的排列顺序　运输氧气和二氧化碳　(3)豆浆　实验组样液的紫色程度比对照组的深
解析　(2)一级结构是指肽链中氨基酸的排列顺序。HbA易与氧结合和分离,使HbA执行运输氧气和二氧化碳的功能。(3)HbA(血红蛋白)本身是红色的,选用HbA作为实验材料会影响双缩脲试剂的检测结果。豆浆含有丰富的蛋白质,且颜色较浅,适合用来作实验材料。强酸处理→蛋白质变性→蛋白质空间结构变得伸展、松散→暴露出更多的肽键→变性的蛋白质更容易与双缩脲试剂发生反应。据此可预测实验组样液的紫色程度比对照组的深。
8.C　图示三个氨基酸中,赖氨酸的R基上有1个氨基,则胶原三肽中有2个游离的氨基和1个游离的羧基,A正确;3个氨基酸(6个O、13个C)脱去2个水分子(2个O)形成胶原三肽(4个O、13个C),该过程中形成2个连接氨基酸的肽键(a、b),B正确,C错误;根据题干信息可知,胶原三肽的相对分子质量很小,能够极有效地渗入角质层、真皮层和头发根部细胞内,据此推测皮肤表面涂抹的胶原三肽能被直接吸收,D正确。
9.C　已知该蛋白质由126个氨基酸脱水缩合形成,共有17个游离的氨基、17个游离的羧基,其中,R基上的羧基有15个,据此分析如下:
必备知识 选项分析
①游离的羧基总数=肽链数+R基上羧基数; ②游离的氨基总数=肽链数+R基上氨基数 该蛋白质肽链数=17-15=2,R基上氨基数=17-2=15,B正确
①蛋白质形成过程中,每脱去1分子水,失去1个氧原子; ②脱水数=氨基酸数-肽链数 该蛋白质失去氧原子个数=脱水数=126-2=124,A正确
蛋白质形成过程脱去水分子数=蛋白质水解为氨基酸消耗水分子数 该蛋白质彻底水解消耗124个水分子,相对分子质量增加124×18=2 232,D正确
蛋白质中的氮元素主要存在于“—CO—NH—”中,C错误。
10.B　根据题述信息可知,该种免疫球蛋白含4条肽链,共有3个二硫键、n个肽键(该蛋白质形成时脱去n个水分子)。据此分析如下:
必备知识 选项分析
蛋白质形成过程中,脱水形成肽键,脱氢形成二硫键 该蛋白质形成过程中,相对分子质量减少18n+2×3=18n+6,A错误
每个二硫键的形成,需要2个氨基酸的R基参与,每个R基上有1个—SH 该种免疫球蛋白至少有6个氨基酸的R基中含有S,B正确
氨基酸数-肽链数=脱水数=肽键数 若1分子该蛋白质彻底水解,将得到n+4个氨基酸,C错误
组成不同蛋白质的氨基酸之间的结合方式均为脱水缩合,D错误。
能力提升练
1.B 2.C 3.A 4.D 5.D 6.A 7.D
1.B　题述蛋白质分子由2条肽链和1个环状肽组成,1条肽链中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基,环状肽中只有R基可能含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。
序号 氨基酸个数 至少含有氧原子个数 肽键个数
1~18 18 (18-1)(—CO—NH—中的氧原子数)+2(游离羧基中的氧原子数)=19 18-1=17
19~53 35 35(—CO—NH—中的氧原子数) 35
54~67 14 (14-1)(—CO—NH—中的氧原子数)+2(游离羧基中的氧原子数)=15 14-1=13
根据以上分析,题述蛋白质至少含有氧原子19+35+15=69(个),共有肽键17+35+13=65(个),相对分子质量为67a-65×18(脱去H2O的相对分子质量)-2×2(形成二硫键脱去H的相对分子质量)=67a-1 174,B错误,C、D正确。
2.C　APP分子形成β-AP分子需要断开两个肽键,消耗2个水分子,A、B错误;一分子β-AP含有635-596=39(个)氨基酸,将一分子β-AP完全水解成氨基酸,需要消耗39-1=38(个)水分子,C正确;阿尔茨海默病与β-AP的沉淀聚集有关,APP形成β-AP需要β-水解酶和γ-水解酶的作用,抑制β-水解酶和γ-水解酶的合成可对阿尔茨海默病起一定的缓解作用,D错误。
3.A　肽酶X作用于天冬氨酸羧基端的肽键,肽酶Y作用于天冬氨酸氨基端的肽键。1分子多肽Z水解可得到3个天冬氨酸,但不知这3个天冬氨酸的位置,分情况进行讨论。
下列几种情况中,“”代表天冬氨酸,“”代表其他氨基酸。
情况一:3个天冬氨酸均位于肽链内部,且互不相连,此时断裂肽键最多,消耗水分子最多,为6个。
情况二:3个天冬氨酸均位于肽链内部,其中2个天冬氨酸相连,此时消耗5个水分子。
情况三:3个天冬氨酸均位于肽链内部且相连,此时消耗4个水分子。
情况四:3个天冬氨酸相连,位于肽链的一端,此时断裂肽键最少,消耗水分子最少,为3个。
情况五:3个天冬氨酸中,部分位于肽链的一端,另一部分位于肽链内部,其中2个天冬氨酸相连,此时消耗4个水分子。
或
4.D　
信息提取或必备知识 选项分析
题干信息:分子伴侣识别正在合成的多肽链或部分折叠的多肽,并将这些多肽转运到相应功能发挥的部位,从而帮助多肽的折叠和装配 物质的结构与其功能相适应:分子伴侣结构改变→分子伴侣丧失识别、转运等功能→多肽异常积累,A、B正确
分子伴侣活性丧失→分子伴侣识别、转运的多肽不能形成蛋白质 分子伴侣活性丧失→细胞中不能形成相应蛋白质→细胞的生理功能可能会改变,C正确
蛋白质变性→蛋白质空间结构改变,一般不涉及肽键的断裂 分子伴侣变性后,其氨基酸序列不会发生改变,D错误
5.D　氨基酸中的氨基参与形成“—CO—NH—”,NRC蛋白的N主要位于“—CO—NH—”中,A正确;高温条件可能导致NRC蛋白构象改变而失去抗病活性,引发植物病害,B正确;NRC蛋白倾向于形成二聚体或四聚体,并且这些多聚体处于非活性构象,据此推测,让NRC蛋白二聚体和四聚体解聚可能增强番茄对病虫害的抵抗力,D错误。
6.A　
信息提取或必备知识 选项分析
人体中,组成蛋白质的氨基酸共有21种 泛素是由76个氨基酸组成的蛋白质,但不一定含有21种氨基酸,A错误
肽链中的氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等,使肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子 氨基酸的种类改变可能会影响泛素的空间结构,B正确
底物蛋白被降解后的产物是氨基酸 氨基酸可能被细胞再利用,C正确
泛素可以标记细胞中需要被降解的蛋白质,带泛素标签的底物蛋白被蛋白酶特异性识别后降解 泛素合成异常→细胞中需降解的蛋白质的标记存在异常,可能不被蛋白酶特异性识别→细胞中蛋白质的降解可能受阻,D正确
7.D　蛋白质盘曲、折叠形成复杂空间结构的过程中可能涉及氢键等的形成,A正确;结构与功能相适应,图示过程说明高浓度尿素可以使蛋白质变性,去除尿素后蛋白质的结构恢复,则蛋白质的功能也可能随之恢复,B正确;暴露在高浓度尿素中的蛋白质变性只是空间结构发生改变,肽键并未断裂,C正确;该实例说明在高浓度的尿素中变性的蛋白质,在去除尿素后能恢复原来的结构,但并不能说明其他条件引起的蛋白质变性也是如此,实际上,蛋白质变性一般是不可逆的(易错点),D错误。
8.答案　(1)—COOH　R基　11　高温使GTP蛋白的空间结构发生改变(或高温使GTP蛋白变性)　(2)种类、排列顺序　(3)肽键　1　(4)特定的空间结构　双缩脲试剂　先加入1 mL的0.1 g/mL的NaOH溶液(双缩脲试剂A液),摇匀,再加入4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液(双缩脲试剂B液),摇匀　实验组
解析　(1)“”表示β折叠,根据题图可知,GFP蛋白共有11个反向平行的β折叠。高温使GTP蛋白的空间结构发生改变(或变性),GFP蛋白被激发后不能发出绿色荧光。(2)仅将第66位的酪氨酸换成组氨酸→蛋白质中氨基酸的种类、排列顺序发生了改变→蛋白质功能发生改变,获得BFP蛋白(能发出蓝色荧光)。
(4)根据题干信息分析实验设计:
实验 目的 验证尿素、β巯基乙醇能使蛋白质变性(暴露更多的肽键)
实验 材料 鸡蛋清稀释液(含蛋白质)
自变量 是否用尿素、β巯基乙醇处理
因变量 蛋白质暴露肽键的多少
检测 方法 加入双缩脲试剂(先加入1 mL双缩脲试剂A液摇匀,创造碱性环境,再加入4滴双缩脲试剂B液,摇匀)
实验 结果 尿素、β巯基乙醇处理蛋白质会使其暴露更多的肽键→双缩脲试剂更易与该蛋白质反应形成紫色络合物→实验组颜色更深
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