高中生物生命活动的主要承担者蛋白质(含答案)

第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质

基础巩固

1．分析一种可溶性的有机小分子样品，发现这种样品中含有C、H、O、N等元素，这种样品很可能是()

A．葡萄糖B．氨基酸

C．脂肪酸D．蛋白质

2．2013·青岛检测关于生物体内氨基酸的叙述正确的是()

A．氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成

B．组成蛋白质的氨基酸共有的结构是

CH2NCOOHH

C．每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素

D．组成人体的氨基酸都能在人体内合成

3．2012·德州模拟蛋白质是生命活动的主要承担者，其功能的发挥并非依靠单个蛋白质独立起作用，蛋白质相互作用才是执行功能的主要途径。这种互作现象说明()

A．蛋白质性质稳定

B．蛋白质空间结构复杂

C．蛋白质具有免疫功能

D．蛋白质具有信息传递功能

4．已知某种氨基酸的R基是—CH2CH2NH2。在一个该氨基酸分子中，含有的C、H、O、N的原子数依次是()

A．4、8、2、2 B．3、10、2、2

C．4、10、2、1 D．4、10、2、2

5．某蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成，下列关于该蛋白质说法正确的是()

A．形成该蛋白质时产生了N个水分子

B．该蛋白质中至少含有N个肽键

C．该蛋白质中至少含有3个游离的羧基

D．合成该蛋白质至少需要20种氨基酸

能力提升

6．甘氨酸(C2H5O2N)和某氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则此氨基酸是() A．CHOOCNH2HCH2CH2COOH

B．CHHOOCCNH2CH2COOH

C．CHCOOHCH3CH2NH2

D．(CH2)3H2NCOOH

7．现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为()

A．798、2和2 B．798、12和10

C．799、1和1 D．799、11和9

8．2013·合肥模拟肉毒杆菌是一种致命病菌，在繁殖过程中分泌毒素。军事上常将这种毒素用于生化武器。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏。该毒素由两个亚单位(每个亚单位为一条链盘曲折叠而成)组成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构简式，据此判断下列说法中不正确的是()

A

B．图中该片段由5种单体组成，有4个肽键

C．一分子肉毒类毒素至少含有1个氨基和1个羧基

D．高温下可使肉毒类毒素失活，主要原因是高温首先破坏蛋白质的空间结构

9．下列有关蛋白质的叙述，正确的是()

A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变

B．细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质

C．由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中至少有n＋m个氧原子

D．细胞膜上的载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质

10．2012·湖州质检某50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K3-1)得到几种不同有机产物，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．氢原子数目增加8个

C．氨基和羧基分别增加4个

D．氧原子数目增加2个

11．蛋白质是生命活动的主要承担者。图K3-2为蛋白质结构与功能的概念图，对图示分析正确的是()

A．a一定不含S元素

B．①过程一定有水生成

C．多肽中b的数目等于c的数目

D．d表示空间结构的多样性

12．如图K3-3是由n个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，其中二硫键“—S—S—”是一种连接蛋白质中两条肽链之间的化学键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。下列正确的是()

图K3-3

A．该蛋白质至少含有n－2个氧原子

B．合成该蛋白质时生成n－2个水分子

C．该蛋白质至少含有n＋2个羧基

D．该蛋白质水解产物增加2n－4个氢原子

13．如图K3-4所示，物质甲是在胰岛B细胞中合成的；物质乙是一种淋巴因子；物质丙由浆细胞合成分泌；物质丁由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列说法正确的是()

图K3-4

A．物质甲、乙、丙、丁的结构多样性只与a有关

B．控制甲、乙、丙、丁合成的物质是核糖核酸

C．物质甲、丁分别为胰岛素、抗利尿激素

D．物质乙、丙均在特异性免疫中发挥作用

14．2012·三明模拟如图K3-5是某化合物结构图解，请据图回答：

(1)Ⅲ和Ⅴ称为________。

(2)决定氨基酸种类的编号是____________。

(3)该化合物是由________个氨基酸，失去________个水分子而形成的，这种反应称为

____________。该化合物的名称是________。

(4)该化合物最左端的肽键水解后生成的氨基酸的结构简式表示为________。

(5)胰岛素是一种由51个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质，则胰岛素至少含有________个氨基和________个羧基。

15．2013·梅州检测某学校生物兴趣小组拟对添加皮革蛋白粉饲料对动物生长发育的影响作用进行探究实验。你若是该小组成员，请完善下列实验过程：

(1)实验材料和用具：大鼠若干只，普通饲料，添加皮革蛋白粉的饲料，其他所需条件均满足。

(2)实验目的：探究皮革蛋白粉饲料对动物生长发育是否有影响。

(3)实验步骤：

①选____________________________的大鼠若干，随机均分为甲、乙两组，分别饲养。

②甲组鼠每天都饲喂适量普通饲料，乙组饲喂________________________________。

③在相同且适宜的条件下饲养相同一段时间。

④检查大鼠的生长状况，统计各组大鼠体重和发育情况。

(4)请你预测该同学实验的实验结果并作出相应的合理分析。(至少写出三种情况)

①________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

挑战自我

16．某一食品重4 150 g，其中含10%的蛋白质，该蛋白质在消化液的作用下完全水解得到氨基酸505 g。经分析，此蛋白质分子式为C14H27O5N5S2，且仅由三种氨基酸组成。请据下列选项回答问题：

A．CNH2HHCOOH B．CNH2(CH2)4NH2HCOOH

C．CNH2CH2SHHCOOH D．CH2NH2CH2OH

E．CHNH2CH3CHCOOH

(1)组成该蛋白质的三种氨基酸最可能是________。(只填字母)

(2)作为该蛋白质合成的直接模板——mRNA上至少需要________个密码子(不考虑起始密码子和终止密码子)，合成这些蛋白质时共脱去了________mol的水。

(3)该蛋白质若在细胞内与某些RNA有相同功能时，它们在生物学上的共同命名是________。

(4)此食品不仅含有蛋白质，还有淀粉和脂肪，这三者共有的元素为__________。它们被人体摄入后，在细胞内代谢终产物中相同的物质是__________。

1．B[解析] 葡萄糖、氨基酸、脂肪酸属小分子有机物，蛋白质为大分子有机物，而葡萄糖和脂肪酸只含有C、H、O，故选B。

2．B[解析] 氨基酸的结构通式为CH2NHRCOOH，不同的氨基酸R基不同，因此共有的结构为CH2NHCOOH；甲硫氨酸中含有C、H、O、N、S五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成。

3．D[解析] 本题主要体现的是蛋白质之间的相互作用，需要进行信息的传递，和蛋白质的稳定性、多样性、免疫功能等无关。

4．D[解析] 根据氨基酸的结构通式可知，氨基酸共有部分可表示为—C2H4O2N，因此该氨基酸分子中C、H、O、N的原子数依次是4、10、2、2。

5．C[解析] 该蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成，即可知形成的肽键数为N－3个，失去了N－3个水分子，因此A、B项不正确。D项中构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，不是指合成该蛋白质一定需要有20种氨基酸参与。只有C项是正确的，蛋白质至少含有的羧基数等于肽链数。

6．A[解析] 两分子氨基酸脱水缩合时脱去一分子的H2O，则形成的二肽中的各原子数为两个氨基酸的原子数之和，只是H或O的总数要减去脱掉的水中的H或O的数目。甘氨酸(C2H5O2N)和某氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则此氨基酸中的C原子数为：7－2＝5；H原子

数为：12＋2－5＝9；O原子数为：5＋1－2＝4；N原子数为：2－1＝1，所以符合要求的选项是A。

7．B[解析] 肽键数＝氨基酸数－肽链数，即800－2＝798；氨基数＝氨基总数－肽键数，即810－798＝12；羧基数＝羧基总数－肽键数，即为808－798＝10。

8．C[解析] 由结构图可知，肉毒类毒素由氨基酸组成，其化学本质是蛋白质，A项说法正确；图中该片段由5个氨基酸(5种单体——R基各不相同)组成，有4个肽键，B项说法正确；一

分子肉毒类毒素由两个亚单位组成，至少含有2个氨基和2个羧基，C项说法错误；高温破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质发生变性，D项说法正确。

9．C[解析] 由n个氨基酸形成m条肽链，肽键数为n－m，每个肽键中有一个氧原子；每条肽链中至少有一个游离的羧基，每个羧基中含两个氧原子，故该蛋白质至少含有的氧原子个数为n －m＋2m＝n＋m。

10．D[解析] 破坏丙氨酸两侧的肽键，才能使一个丙氨酸脱落。脱掉2个丙氨酸肽键数目减少4个，氨基和羧基分别增加4个，氧原子数目增加4个，氢原子数目增加8个。

11．B[解析] 蛋白质共有的元素是：C、H、O、N，有的含有S、P等，如T2噬菌体的蛋白质就含有S，A错误；①过程为氨基酸的脱水缩合过程，发生于核糖体中，一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基相连接生成水，B正确；c代表肽键，多肽中的氨基酸数等于肽键数＋1，C错误；分子结构的多样性决定d蛋白质功能的多样性，D错误。

12．B[解析] 图中所示的蛋白质由三条多肽链组成，其中包括一条环状肽。由结构分析可知，该蛋白质含有n－2个肽键，故合成该蛋白质时生成n－2个水分子，B项正确。每条肽链(除

环状肽外)至少含有1个羧基，故该蛋白质至少含有2个羧基，C项错误。每个肽键中含1个氧原子，每个羧基含有2个氧原子，故该蛋白质至少含有n－2＋2×2＝n＋2个氧原子，A项错误。该蛋白质水解时需加入n－2分子水，破坏二硫键需要4个氢，故该蛋白质水解产物增加2×(n－2)＋4＝2n个氢原子，D项错误。

13．D[解析] 甲(胰岛素)、乙(淋巴因子)、丙(抗体)、丁(生长激素)的化学本质都是蛋白质，蛋白质的结构多样性与氨基酸的数目、种类、排列顺序，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关。控制甲、乙、丙、丁合成的物质是脱氧核糖核酸。淋巴因子和抗体均在特异性免疫中发挥作用。

14．(1)肽键(2)Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ(3)32脱水缩合三肽

(4)CH2NCH3HCOOH(5)2 2

[解析] 由于化合物中含有Ⅲ、Ⅴ两个肽键，因此该化合物为三肽，缩合时共失去两分子水；R基的不同决定了氨基酸的不同，图中Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ为R基；最左端氨基酸的R基为—CH3；由于每

条肽链中一端总有一个氨基而另一端总有一个羧基不参与缩合，因此，每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基。

15．(3)实验步骤：①身体健康、发育正常、体重相同②等量的添加皮革蛋白粉的饲料

(4)①甲、乙两组大鼠体重基本相等，发育状况相同，说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育没有影响

②若甲组大鼠体重大于乙组大鼠体重，且甲组大鼠的生长发育状况比乙组大鼠发育状况好，说明添加皮革蛋白粉饲料对动物生长发育有抑制作用

③若甲组大鼠体重小于乙组大鼠体重，且甲组大鼠的生长发育状况比乙组大鼠发育状况差，说明添加皮革蛋白粉饲料对动物生长发育有促进作用

[解析] 本实验的自变量是皮革蛋白粉的有无，因变量是大鼠的生长状况，以大鼠体重和发育情况为观测指标。设计实验时要遵循单一变量原则和对照原则。探究性实验结论不唯一，要逐一分析。

16．(1)A、B、C(2)45(3)酶

(4)C、H、O CO2和H2O

[解析] 根据构成蛋白质的氨基酸的结构特点，至少有一个氨基和一个羧基连在同一个C原子上，排除D项和E项。比较A、B、C后可看出，C项含有一个S，B项含有两个N，A项含有一个N，由C14H27O5N5S2知，该蛋白质必含2个C项(氨基酸脱水过程中，没有硫的损失)。设A项为x个，B项为y个，据含N量有下列方程：x＋2y＝5－2，据含C量有下列方程：2x＋6y＋3×2＝14，解此方程组得：x＝1，y＝1，所以该蛋白质由1＋1＋2＝4个氨基酸组成。mRNA上3个碱基构成1个密码子，1个密码子决定1个氨基酸，所以至少需要4个密码子。4 150 g的食物中有蛋白质415 g，水解后形成氨基酸505 g，反过来看也就是氨基酸形成蛋白质时失水505 g－415 g＝90 g，也就是90/18＝5 mol水。除了蛋白质外，某些RNA也具有酶的功能。由于蛋白质主要是由C、H、O、N四种化学元素组成，脂肪和淀粉的共有元素是C、H、O，所以三者共有的化学元素为C、H、O。故最终都能形成CO2和H2O。