蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者 (20分鐘70分)一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分)1.(2020·南充高一檢測)羽毛、蛛絲、頭發(fā)的成分主要是蛋白質(zhì),主要體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的什么功能 ()A.調(diào)節(jié) B.構(gòu)成細(xì)胞和生物體C.運(yùn)輸 D.催化【解析】選B。羽毛、蛛絲、頭發(fā)的成分主要是蛋白質(zhì),這體現(xiàn)了蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)這項(xiàng)功能。2.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,它的分子式是 ()A.C5H11O2NSB.C3H7SC.C4H11O2SD.C5H10O2N【解析】選A。氨基酸的分子通式為C2H4O2N—R,氨基酸分子式中各原子數(shù)等于R基上的各原子數(shù)加上結(jié)構(gòu)通式中的相應(yīng)原子數(shù)。3.(2020·朔州高一檢測)如圖是一肽鏈結(jié)構(gòu)示意圖,下列有關(guān)敘述不正確的是()A.該肽鏈由4種氨基酸脫水縮合而成B.圖中含有的R基是②④⑥⑧C.該肽鏈中含有4個(gè)游離的羧基D.該肽鏈中含有2個(gè)游離的氨基【解析】選C。氨基酸種類的不同在于R基的不同,在肽鏈中尋找R基的方法是,找氨基殘基和羧基殘基,它們相連的中心碳原子上除了一個(gè)H之外,剩下的就是R基,所以該肽鏈的R基是②④⑥⑧,且四個(gè)R基各不相同,該肽鏈由4種氨基酸脫水縮合而成,A、B項(xiàng)正確;該肽鏈中含有3個(gè)游離的羧基,分別在⑥⑧⑨,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該肽鏈中含有2個(gè)游離的氨基,分別在①②,D項(xiàng)正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】朊病毒蛋白(PrP)有兩種,一種是PrPc,一種是PrPsc,它們的比較如表:朊病毒蛋白項(xiàng)目PrPcPrPsc空間結(jié)構(gòu)螺旋為主折疊為主溶解度高低致病性不致病致病肽鏈氨基酸排列順序相同因此可以推知這兩種蛋白質(zhì)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的原因是 ()A.溶解度不同B.氨基酸的種類不同C.空間結(jié)構(gòu)不同D.氨基酸的數(shù)量不同【解題指南】蛋白質(zhì)多樣性與組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈盤曲、折疊形成的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同有關(guān),蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定功能多樣性?！窘馕觥窟xC。由表格信息可知,PrPc和PrPsc的氨基酸排列順序相同,因此二者溶解度和致病性不同的原因是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。4.蛋白質(zhì)的合成過程為氨基酸多肽蛋白質(zhì),則①②過程分別形成的結(jié)構(gòu)是()A.肽鍵、氨基酸 B.肽鍵、肽鍵C.肽鍵、特定的空間結(jié)構(gòu) D.空間結(jié)構(gòu)、氨基酸【解析】選C。①過程是氨基酸脫水縮合形成多肽鏈的過程,該過程形成肽鍵。②過程是多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質(zhì)的過程,該過程形成空間結(jié)構(gòu)。5.將蛋白質(zhì)分子完全水解,檢測所有氨基酸分子中的氨基和羧基,兩者的數(shù)量關(guān)系可以是 ()A.相等 B.氨基多于羧基C.氨基少于羧基 D.很難預(yù)測【解析】選D。一個(gè)氨基酸上至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,但R基上也可能存在氨基和羧基,氨基數(shù)可能等于也可能大于或小于羧基數(shù)。6.(2020·梅州高一檢測)古詩云“春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干”。下列關(guān)于組成“蠶絲”的主要成分的敘述,正確的是 ()A.它可與斐林試劑發(fā)生作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng)B.它的形成過程中有水產(chǎn)生C.蠶絲服裝適宜用加蛋白酶的洗衣粉清洗D.它一定含有的化學(xué)元素是C、H、O、N、P、S【解析】選B。蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì),可與雙縮脲試劑發(fā)生作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng),A錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)是由氨基酸脫水縮合形成的,因此形成過程中有水產(chǎn)生,B正確;蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì),不適宜用加蛋白酶的洗衣粉清洗,C錯(cuò)誤;蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì),一定含有的化學(xué)元素是C、H、O、N,不一定含有P、S,D錯(cuò)誤。7.(2020·雙鴨山高一檢測)如圖是某蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中α鏈由21個(gè)氨基酸組成,β鏈由19個(gè)氨基酸組成,圖中“-S-S-”是在蛋白質(zhì)加工過程中由兩個(gè)“-SH”脫下2個(gè)H形成的。下列有關(guān)敘述中,錯(cuò)誤的是()A.蛋白質(zhì)多樣性的原因包括氨基酸的排列順序不同B.該蛋白質(zhì)含有40種氨基酸C.該蛋白質(zhì)分子中至少含有42個(gè)O原子D.形成該蛋白質(zhì)分子時(shí)相對分子質(zhì)量減少了686【解析】選B。蛋白質(zhì)多樣性的原因包括氨基酸種類不同、數(shù)量不同、排列順序千變?nèi)f化以及多肽鏈盤曲折疊方式不同等,A項(xiàng)正確;組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類最多21種,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該蛋白質(zhì)中至少含有O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)=38+2×2=42個(gè),C項(xiàng)正確;形成該蛋白質(zhì)分子時(shí)相對分子質(zhì)量減少=失去水的分子質(zhì)量+二硫鍵形成時(shí)失去氫的分子質(zhì)量=18×38+2=686,D項(xiàng)正確。8.(2020·大慶高一檢測)有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的敘述,正確的是()A.蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān),變性后不可以恢復(fù)B.高溫條件下蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散,同時(shí)肽鍵斷裂C.將抗體溶于NaCl溶液中會造成其生物活性的喪失D.鹽析后的蛋白質(zhì)肽鍵被破壞,蛋白質(zhì)的生物活性無法恢復(fù)【解析】選A。蛋白質(zhì)的生物活性與蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān),變性后不可以恢復(fù),高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等均會引起蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆的變性,A項(xiàng)正確;高溫條件下蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散,肽鍵不斷裂,B項(xiàng)錯(cuò)誤;將抗體溶于NaCl溶液中其生物活性不會喪失,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鹽析后的蛋白質(zhì)肽鍵不被破壞,蛋白質(zhì)的生物活性不會喪失,D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題(共2小題,共30分)9.(15分)(2020·黃山高一檢測)某致病細(xì)菌分泌的外毒素,無色,細(xì)針狀結(jié)晶,對小鼠和人體有很強(qiáng)的毒性,可引起流涎、嘔吐、便血、痙攣等,以致死亡。該外毒素為環(huán)狀肽,結(jié)構(gòu)式如圖所示。請據(jù)圖分析并回答問題。(1)該外毒素是在細(xì)胞中由______種氨基酸經(jīng)過______過程而形成的;一分子肉毒類毒素含有______個(gè)氨基。(2)高溫可使肉毒類毒素失活的主要原理是高溫使其______________。(3)現(xiàn)測定某多肽鏈分子式為C21HxOyN4S2(無二硫鍵)。已知該多肽是由下列氨基酸中的幾種做原料合成的:苯丙氨酸(C9H11NO2),天冬氨酸(C4H7NO4),丙氨酸(C3H7NO2),亮氨酸(C6H13NO2),半胱氨酸(C3H7NO2S)。請回答:該多肽分子中的O原子數(shù)是______,共由______個(gè)氨基酸組成,參與該多肽形成的氨基酸的種類與數(shù)目為______。【解析】(1)觀察發(fā)現(xiàn)這7個(gè)氨基酸中有3個(gè)氨基酸的R基團(tuán)都是-CH3,其余4個(gè)氨基酸的R基團(tuán)都不相同,因此,組成該化合物的氨基酸有5種;氨基酸經(jīng)過脫水縮合形成該環(huán)狀肽,有游離的氨基0個(gè)。(2)高溫可以使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變從而使其變性。(3)由題意知,該多肽中的N原子是4個(gè),題干中每種氨基酸都只含有一個(gè)N原子,因此該多肽中含有4個(gè)氨基酸;四種氨基酸中,只有半胱氨酸含有一個(gè)S,而多肽鏈中含有2個(gè)S,因此該多肽鏈中含有2個(gè)半胱氨酸,兩個(gè)半胱氨酸的C是2×3=6,多肽鏈中的C是21,因此另外兩種氨基酸的C原子之和應(yīng)該是15,即為苯丙氨酸和亮氨酸;2個(gè)半胱氨酸、1個(gè)苯丙氨酸、1個(gè)亮氨酸的H原子之和是38、O原子之和是8,四個(gè)氨基酸形成肽鏈時(shí)脫去了3分子水,因此該多肽分子中的H原子數(shù)是38-3×2=32,O原子數(shù)是8-3=5。答案:(1)5脫水縮合0(2)空間結(jié)構(gòu)遭到破壞(3)542個(gè)半胱氨酸、1個(gè)苯丙氨酸、1個(gè)亮氨酸10.(15分)以下幾種符號代表不同種類的氨基酸,請回答下列問題。(1)寫出它們的結(jié)構(gòu)通式:____________,它們的結(jié)構(gòu)差別在于____________的不同。(2)7種氨基酸可通過____________的方式形成一條肽鏈。此過程可形成______個(gè)肽鍵,得到______個(gè)水分子,相對分子質(zhì)量減少了______。(3)如果上述肽鏈原長度不變,改變其中____________,就可改變該肽鏈的性質(zhì)。(4)若兩個(gè)蛋白質(zhì)分子均由兩條(2)中的肽鏈構(gòu)成,那么兩個(gè)蛋白質(zhì)分子的功能是否一定相同?為什么?。【解析】(1)構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸約有21種,它們有共同的結(jié)構(gòu)通式,其中R基的不同是決定氨基酸種類的唯一因素。(2)氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鏈,相鄰兩氨基酸脫水縮合后通過肽鍵相連接并失去一個(gè)水分子,因此減少的相對分子質(zhì)量為失去的水分子的相對分子質(zhì)量之和。(3)肽鏈中氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序都會影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。(4)肽鏈中氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序盡管相同,但蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不一定相同,所以其功能也不一定相同。答案:(1)R基(2)脫水縮合66108(3)氨基酸的排列順序(4)不一定相同。因?yàn)橄嗤膬蓷l肽鏈經(jīng)盤曲折疊可形成空間結(jié)構(gòu)不同的兩個(gè)蛋白質(zhì)分子 (10分鐘30分)1.(6分)(多選)科學(xué)家使用巰基乙醇和尿素處理牛胰核糖核酸酶(牛細(xì)胞中的一種蛋白質(zhì)),可以將該酶去折疊轉(zhuǎn)變成無任何活性的無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)。若通過透析的方法除去導(dǎo)致酶去折疊的尿素和巰基乙醇,再將沒有活性的酶轉(zhuǎn)移到生理緩沖溶液中,經(jīng)過一段時(shí)間以后,發(fā)現(xiàn)核糖核酸酶活性得以恢復(fù)。下列敘述正確的是 ()A.胰核糖核酸酶空間結(jié)構(gòu)的形成與肽鏈的盤曲、折疊方式等有關(guān)B.這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明環(huán)境因素能影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)而影響其功能C.巰基乙醇和尿素處理均破壞了胰核糖核酸酶中的肽鍵導(dǎo)致變性D.胰核糖核酸酶和胰蛋白酶的單體中至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基【解析】選A、B、D。胰核糖核酸酶是蛋白質(zhì),其空間結(jié)構(gòu)的形成與肽鏈的盤曲、折疊方式等有關(guān),A項(xiàng)正確。該實(shí)驗(yàn)說明環(huán)境因素能影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)而影響其功能,B項(xiàng)正確;據(jù)題意,巰基乙醇和尿素處理破壞了胰核糖核酸酶的空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致變性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;胰核糖核酸酶和胰蛋白酶的單體都是氨基酸,所以至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,D項(xiàng)正確。2.(6分)(多選)某三十九肽中共有丙氨酸4個(gè),現(xiàn)去掉其中的丙氨酸得到4條長短不等的多肽(如圖),與原三十九肽對比,下列有關(guān)該過程的敘述中,不正確的是 ()A.肽鍵數(shù)目減少8個(gè)B.C原子減少12個(gè)C.氨基和羧基分別增加3個(gè)D.O原子數(shù)目增加1個(gè)【解析】選A、D。去掉第8位、第18位、第27位的丙氨酸時(shí),都要斷開兩個(gè)肽鍵,而去掉第39位丙氨酸,要斷開1個(gè)肽鍵,因此肽鍵數(shù)目共減少7個(gè),A項(xiàng)錯(cuò)誤;該過程中去掉4個(gè)丙氨酸,每個(gè)丙氨酸有3個(gè)C原子,因此C原子數(shù)目減少4×3=12個(gè),B項(xiàng)正確;居于肽鏈中間的丙氨酸去掉后,分別增加了3個(gè)羧基和3個(gè)氨基,39號丙氨酸去掉后不影響氨基和羧基的數(shù)量,故氨基和羧基分別增加3個(gè),C項(xiàng)正確;每斷開一個(gè)肽鍵,需要一分子水,增加一個(gè)O原子,但每去掉一個(gè)丙氨酸會減少2個(gè)氧原子,因此該過程中,O原子減少2×4-7=1個(gè),D項(xiàng)錯(cuò)誤?！緦?shí)驗(yàn)·探究】3.(18分)已知蛋白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。食物中的蛋白質(zhì)可以被消化道中的蛋白酶水解為氨基酸。請從下列材料中選擇合適材料(其他材料任選)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證蛋白酶可以催化蛋白質(zhì)的水解。材料:蛋清溶液、奶糖塊、雙縮脲試劑、蛋白酶溶液、清水實(shí)驗(yàn)原理:略實(shí)驗(yàn)步驟:(1)將______的蛋白酶溶液和清水分別放入兩個(gè)燒杯中,編號為______。(2)將______的奶糖塊分別放入兩個(gè)燒杯中。(3)放置一段時(shí)間后,觀察奶糖塊的______。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:A燒杯中的奶糖塊體積明顯______B燒杯中的奶糖塊體積,說明蛋白酶可以催化蛋白質(zhì)的水