生物化學(xué)章節(jié)練習(xí)題及詳解前言蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了功能的多樣性。本章作為生物化學(xué)的基石，不僅要求我們掌握氨基酸的基本結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、肽鍵的形成、蛋白質(zhì)各級結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與維系鍵，更要深刻理解結(jié)構(gòu)與功能之間的內(nèi)在聯(lián)系。以下練習(xí)題旨在幫助你檢驗學(xué)習(xí)效果，鞏固重點(diǎn)難點(diǎn)，提升綜合運(yùn)用知識的能力。---章節(jié)練習(xí)題一、選擇題(請選出最符合題目要求的一項)1.關(guān)于氨基酸的敘述，下列哪項是正確的？A.所有氨基酸都含有不對稱碳原子B.生物體內(nèi)的氨基酸均為L-構(gòu)型（甘氨酸除外）C.組成蛋白質(zhì)的氨基酸在280nm處都有特征吸收峰D.氨基酸在等電點(diǎn)時，溶解度最大2.維系蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是：A.氫鍵B.肽鍵C.疏水鍵D.離子鍵3.蛋白質(zhì)α-螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)不包括：A.右手螺旋B.每圈包含3.6個氨基酸殘基C.螺距為0.54nmD.主要靠二硫鍵維系穩(wěn)定4.下列哪種因素通常不會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性？A.高溫B.極端pH值C.低鹽濃度D.尿素5.關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的描述，錯誤的是：A.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的改變可能導(dǎo)致功能異常，如鐮刀型貧血癥B.蛋白質(zhì)的功能依賴于其特定的空間結(jié)構(gòu)C.具有相似功能的蛋白質(zhì)，其氨基酸序列一定完全相同D.某些蛋白質(zhì)變性后，其原有功能可能喪失6.蛋白質(zhì)膠體溶液穩(wěn)定的主要因素是：A.蛋白質(zhì)表面的水化膜和表面電荷B.蛋白質(zhì)分子的顆粒大小C.蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)D.蛋白質(zhì)分子的布朗運(yùn)動7.在寡聚蛋白質(zhì)中，亞基間的結(jié)合力主要是：A.肽鍵B.二硫鍵C.氫鍵和離子鍵D.疏水鍵和范德華力8.測定蛋白質(zhì)分子量最常用的方法是：A.紫外吸收法B.凱氏定氮法C.凝膠過濾層析法D.雙縮脲法二、簡答題1.簡述蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要類型及其結(jié)構(gòu)特征。2.什么是蛋白質(zhì)的變性作用？變性后蛋白質(zhì)的性質(zhì)會發(fā)生哪些改變？請舉例說明蛋白質(zhì)變性在醫(yī)學(xué)或日常生活中的應(yīng)用。3.舉例說明蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。---參考答案及詳解一、選擇題1.答案：B詳解：甘氨酸的α-碳原子連接兩個氫原子，因此不含不對稱碳原子（手性碳），A項錯誤。生物體內(nèi)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸除甘氨酸外，均為L-α-氨基酸，B項正確。只有含有共軛雙鍵的氨基酸（主要是色氨酸和酪氨酸）在280nm處有特征吸收峰，并非所有氨基酸，C項錯誤。氨基酸在等電點(diǎn)時，凈電荷為零，分子間的靜電斥力最小，溶解度通常最小，D項錯誤。2.答案：B詳解：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中氨基酸的排列順序，維系其穩(wěn)定的主要化學(xué)鍵是肽鍵。氫鍵主要維系二級結(jié)構(gòu)；疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范德華力等共同維系三級結(jié)構(gòu)及四級結(jié)構(gòu)中亞基間的相互作用。3.答案：D詳解：α-螺旋是蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要類型之一，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括：右手螺旋，每圈含3.6個氨基酸殘基，螺距為0.54nm，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。維系α-螺旋穩(wěn)定的主要化學(xué)鍵是鏈內(nèi)氫鍵，即每個肽鍵的亞氨基氫與第四個肽鍵的羰基氧形成氫鍵。二硫鍵主要參與維系蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)或亞基間的連接（四級結(jié)構(gòu)）。4.答案：C詳解：蛋白質(zhì)變性是指在某些物理或化學(xué)因素作用下，蛋白質(zhì)特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物學(xué)活性喪失的現(xiàn)象。常見的變性因素包括高溫、極端pH、有機(jī)溶劑、尿素、重金屬離子等。低鹽濃度通常不會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，反而在鹽析過程中，高鹽濃度才會使蛋白質(zhì)沉淀（可逆沉淀，非變性）。5.答案：C詳解：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是其空間結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)。一級結(jié)構(gòu)改變，如鐮刀型貧血癥患者血紅蛋白β鏈第六位谷氨酸被纈氨酸取代，可導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變，功能異常，A項正確。蛋白質(zhì)的功能與其特定的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)決定功能，B項正確。具有相似功能的蛋白質(zhì)可能具有相似的結(jié)構(gòu)域或活性中心，但其氨基酸序列不一定完全相同，可能存在種屬差異或同工酶等情況，C項錯誤。變性會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其原有生物學(xué)功能喪失，D項正確。6.答案：A詳解：蛋白質(zhì)是大分子膠體，其溶液穩(wěn)定的主要因素有兩個：一是蛋白質(zhì)分子表面帶有親水基團(tuán)（如-COOH、-NH2、-OH等），能與水分子結(jié)合形成水化膜，隔絕蛋白質(zhì)分子；二是蛋白質(zhì)分子表面帶有同種電荷（在一定pH溶液中），同種電荷相互排斥，阻止蛋白質(zhì)分子聚集沉淀。7.答案：D詳解：寡聚蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指各亞基之間的空間排布及相互作用。維系亞基間結(jié)合力的主要化學(xué)鍵包括疏水鍵、氫鍵、離子鍵和范德華力，其中疏水鍵是最主要的作用力。肽鍵是一級結(jié)構(gòu)的維系鍵；二硫鍵可存在于三級結(jié)構(gòu)中或連接不同亞基（如胰島素的A鏈和B鏈）。8.答案：C詳解：凝膠過濾層析（分子篩層析）是根據(jù)蛋白質(zhì)分子大小分離蛋白質(zhì)的方法，也可用于測定蛋白質(zhì)的分子量。其原理是小分子蛋白質(zhì)能進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部，流經(jīng)路徑長，洗脫慢；大分子蛋白質(zhì)不能進(jìn)入凝膠顆粒，流經(jīng)路徑短，洗脫快。通過與已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)蛋白洗脫體積對比，可測定未知蛋白的分子量。紫外吸收法主要用于蛋白質(zhì)定量（利用色氨酸、酪氨酸的280nm吸收）；凱氏定氮法通過測定氮含量來推算蛋白質(zhì)含量；雙縮脲法是蛋白質(zhì)定量的常用方法之一。二、簡答題1.答案要點(diǎn)：蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈主鏈原子的局部空間排布，不涉及側(cè)鏈的構(gòu)象。其主要類型及特征如下：*α-螺旋：多肽鏈主鏈圍繞中心軸形成右手螺旋；每圈含3.6個氨基酸殘基，螺距0.54nm；每個肽鍵的亞氨基氫與第四個肽鍵的羰基氧形成鏈內(nèi)氫鍵，氫鍵方向與螺旋長軸基本平行，是維系α-螺旋穩(wěn)定的主要作用力；氨基酸側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。*β-折疊：多肽鏈充分伸展，各肽鍵平面折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)；兩條或多條肽鏈（或一條肽鏈內(nèi)的不同肽段）平行排列，通過鏈間氫鍵（羰基氧與亞氨基氫）連接成片層結(jié)構(gòu)；根據(jù)肽鏈走向，可分為平行式（N端同向）和反平行式（N端反向），反平行式更穩(wěn)定；氨基酸側(cè)鏈交替位于片層的上下方。*β-轉(zhuǎn)角：通常由4個連續(xù)的氨基酸殘基組成，第一個殘基的羰基氧與第四個殘基的亞氨基氫形成氫鍵，使肽鏈發(fā)生180°的回折；多位于球狀蛋白質(zhì)分子表面，是蛋白質(zhì)構(gòu)象轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵部位。*無規(guī)卷曲：指沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)，具有高度的柔性，在蛋白質(zhì)分子中發(fā)揮重要作用，如允許結(jié)構(gòu)域之間的相對運(yùn)動，或作為活性位點(diǎn)的一部分。2.答案要點(diǎn)：*蛋白質(zhì)變性作用：指在某些物理因素（如高溫、高壓、紫外線、超聲波等）或化學(xué)因素（如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、尿素、乙醇等）的作用下，蛋白質(zhì)特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)（如溶解度降低、黏度增加、結(jié)晶能力消失等）改變和生物學(xué)活性（如酶的催化活性、激素的生理作用等）喪失的現(xiàn)象。變性的本質(zhì)是破壞了維系空間構(gòu)象的次級鍵，而肽鍵并未斷裂，一級結(jié)構(gòu)保持不變。*變性后性質(zhì)改變：溶解度降低；黏度增加；結(jié)晶能力消失；生物學(xué)活性喪失；易被蛋白酶水解。*應(yīng)用舉例：*醫(yī)學(xué)上：高溫滅菌（如手術(shù)器械消毒），利用高溫使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性而達(dá)到殺菌目的；乙醇消毒，75%乙醇能迅速進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，使蛋白質(zhì)變性。*日常生活中：煮雞蛋，加熱使蛋清蛋白變性凝固；用甲醛（福爾馬林）浸泡標(biāo)本，使蛋白質(zhì)變性，防止腐敗并能長期保存。3.答案要點(diǎn)：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能，一級結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)，空間結(jié)構(gòu)是功能的直接體現(xiàn)。*一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)，其空間結(jié)構(gòu)和功能也相似。若一級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，可能導(dǎo)致空間結(jié)構(gòu)和功能異常。*舉例：鐮刀型貧血癥。正常成人血紅蛋白（HbA）β鏈的第六位氨基酸是谷氨酸，而鐮刀型貧血癥患者的血紅蛋白（HbS）β鏈的第六位谷氨酸被纈氨酸取代。這一細(xì)微的一級結(jié)構(gòu)改變，使得在缺氧時HbS分子間相互作用，聚集成纖維狀沉淀，導(dǎo)致紅細(xì)胞變形為鐮刀狀，易破裂溶血，引起貧血。*空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：蛋白質(zhì)只有具備特定的空間結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮其生物學(xué)功能。空間結(jié)構(gòu)破壞（變性），則功能喪失；空間結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化也與功能密切相關(guān)。*舉例1（結(jié)構(gòu)與活性）：酶的活性中心是其催化功能所必需的特定空間結(jié)構(gòu)區(qū)域。若活性中心的構(gòu)象被破壞（如變性），酶則失去催化活性。*舉例2（構(gòu)象變化與功能調(diào)節(jié)）：血紅蛋白（Hb）的別構(gòu)效應(yīng)。Hb由四個亞基組成（α2β2），每個亞基能結(jié)合一個O2。當(dāng)?shù)谝粋€O2與Hb結(jié)合后，Hb的構(gòu)象發(fā)生改變，使后續(xù)O2與Hb的結(jié)合能力增強(qiáng)（正協(xié)同效應(yīng)），從而高效地完成運(yùn)輸O2的功能。這種通過構(gòu)象變化實現(xiàn)功能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象在蛋白質(zhì)中普遍存在。*舉例3（蛋白質(zhì)的激活）：許多酶原（如胃蛋白酶原）需要通過特定的水解作用切除部分肽段，才能形成具