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人教(2019)生物必修1（知识点+跟踪检测）
第4讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
【课标导航】
1.1.6　阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成
一、组成蛋白质的氨基酸种类及脱水缩合
1．理解氨基酸的结构通式
2．下图为脑啡肽的结构简式，据图回答
(1)组成氨基酸的元素中一定含有C、H、O、N，若某氨基酸含有S元素，则S存在R基中。
(2)脑啡肽分子是由4种氨基酸形成的，其共有结构是，造成氨基酸种类不同的原因是R基不同。
(3)一个氨基酸的羧基(—COOH)与另一个氨基酸的氨基(—NH2)相连接，脱去一分子水，形成—CO—NH—(肽键)，这种方式称为脱水缩合反应。脑啡肽中含有4个肽键，形成过程中共脱去4分子水，脑啡肽的名称是五肽，合成场所是核糖体。
二、蛋白质的结构多样性和功能多样性
1．据图判断蛋白质结构多样性的原因(“”表示不同的氨基酸)
2．“实例法”助记相应的蛋白质的功能
[基础微点练清]
1．判断正误
(1)蛋白质是生物体内重要的贮能物质(×)
(2)蛋白质的分解都需要核酸的直接参与(×)
(3)高温会破坏蛋白质分子中的肽键(×)
(4)肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程(√)
(5)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(√)
(6)蛋白质彻底水解的产物是氨基酸(√)
[新人教版必修1 P32“概念检测”T1(1)]
(7)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质(√)
(8)氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质(×)
[新人教版必修1 P32“概念检测”T1(2)]
(9)有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能会发生改变(√)
2．下列关于生物体内氨基酸的叙述，错误的是(　　)
A．每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基
B．非必需氨基酸不能在人体中合成
C．人体内的氨基酸可以互相转化
D．不同氨基酸的R基一定不同
解析：选B　非必需氨基酸在人体内合成，必需氨基酸在人体内不能合成。
3．下列关于蛋白质的叙述，错误的是(　　 )
A．氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质
B．蛋白质可被氧化分解释放能量
C．有些蛋白质能够调节机体的生命活动
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
解析：选A　氨基酸种类和数量相同的蛋白质可能氨基酸排列顺序和蛋白质的空间结构不同，不一定是同一种蛋白质，A错误；蛋白质是有机化合物，可以被氧化分解释放能量，B正确；有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素可以调节血糖平衡，C正确；真核细胞具有染色体，染色体由DNA和蛋白质组成，D正确。
4．(新人教版必修1 P32“概念检测”T4)下列物质中，不属于蛋白质的是(　　)
A．胰岛素　　　　　　　　 B．胆固醇
C．胃蛋白酶 D．抗体
解析：选B　胆固醇属于脂质，不属于蛋白质。
5．人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。 PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是(　　)
A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D．PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程
解析：选C　朊粒的化学本质是蛋白质，不能整合到宿主的基因组中，A错误；PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，而肺炎双球菌的增殖方式是分裂增殖，因此两者的增殖方式不相同，B错误；PrPc无致病性，但PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)就具有了致病性，可见蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化，C正确；PrPc转变为PrPsc的过程中仅仅是空间结构发生改变，并没有发生遗传信息的翻译过程，D错误。
6．(新人教版必修1 P32与社会的联系)为什么吃煮熟的鸡蛋、肉类更容易消化？
提示：蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。例如，鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。
一、突破蛋白质的结构和功能
[试考题·查欠缺]
1．(全国卷Ⅱ)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是(　　)
A．浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输
D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
解析：选C　浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合；肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程；Fe2＋参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能；细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA。
2．(2021·福州调研)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是(　　)
A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关
D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素
解析：选D　胰岛素基因的两条DNA单链中只有一条为模板链进行转录形成mRNA，再以mRNA为模板翻译形成蛋白质，A、B两条肽链是由一个胰岛素基因的不同区段来编码的，不是两条DNA单链分别编码A、B两条肽链，A错误。沸水浴加热后，构成胰岛素的肽链充分伸展，蛋白质的空间结构改变，但是肽链不断裂，肽链断裂是在蛋白酶和肽酶的作用下完成的，B错误。胰岛素的功能由胰岛素的结构决定，胰岛素的结构由氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构决定，因此胰岛素的功能与氨基酸的序列、空间结构有关，C错误。核糖体合成的多肽链需经内质网、高尔基体的加工、修饰等才能形成胰岛素，在加工、修饰的过程中需要蛋白酶的水解作用，以适当去掉一些氨基酸等，D正确。
3．(全国卷Ⅲ)回答下列与蛋白质相关的问题：
(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是________。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在________这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如________(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是________________________________。
解析：(1)组成蛋白质的基本单位是氨基酸。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在核糖体上形成的。胃蛋白酶是分泌蛋白，逆转录酶和酪氨酸酶都是细胞内的蛋白质。分泌蛋白分泌到细胞外需要经过高尔基体的加工、分类和包装。(2)具有生物活性的蛋白质都有特定的氨基酸序列和空间结构。变性的蛋白质其空间结构被破坏，肽键暴露，暴露的肽键容易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。(3)DNA分子发生突变，导致转录产生的mRNA中的碱基序列发生改变，由于密码子具有简并性，所以可能出现虽然密码子已经改变，但仍对应同一种氨基酸的情况。
答案：(1)氨基酸　核糖体　胃蛋白酶　对蛋白质进行加工、分类和包装　(2)空间　蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解　(3)遗传密码具有简并性
[强知能·补欠缺]
1．关注蛋白质结构和性质的七个易错点
(1)氨基、羧基和肽键的书写误区：不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为COOH，也不要将肽键误写为CO—NH。正确的书写应为—NH2、—COOH、—CO—NH—。
(2)蛋白质变性的误区：高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。
(3)由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质的种类和数量会出现差异。
(4)不同蛋白质的合成场所：真核细胞胞内蛋白在游离的核糖体上合成，分泌蛋白则在附着于内质网上的核糖体中合成。
(5)氨基酸数目≠氨基酸种类：蛋白质分子含有多个氨基酸，构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。
(6)R基中不一定有C原子，如甘氨酸中R基为H原子；S元素一定在R基中。
(7)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，不是蛋白质，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。
2．巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能
3．图解蛋白质脱水缩合的过程
(1)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基和羧基在R基上。
(2)H2O中的H来自—COOH和—NH2，而O只来自—COOH。
(3)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。
[练题点·全过关]
1.如图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是(　　)
A．结构④在所有生物体内均有20种
B．氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自②和③
C．结构④中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合
D．生物体内n个氨基酸形成一条多肽链脱去n个水
解析：选C　氨基酸的种类由R基决定，R基约有20种，所以氨基酸的种类约有20种，但并不是所有的生物体内均有20种，A错误；氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自①和③，B错误；n个氨基酸形成一条多肽链脱去(n－1)个水，D错误。
2．下列关于人体氨基酸的叙述，正确的是(　　)
A．氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位
B．不同氨基酸的R基一定不同
C．酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因
D．非必需氨基酸的合成与基因的功能无关
解析：选B　氨基酸是胰岛素等蛋白质或多肽类激素分子的基本单位；氨基酸的种类取决于R基的种类；人患白化病的根本原因是体内控制酪氨酸酶的基因异常，不能把酪氨酸转变为黑色素；非必需氨基酸在体内的合成需要酶的催化，这些酶的化学本质是蛋白质，而基因能控制蛋白质的合成。
3．下面关于蛋白质分子结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．氨基酸种类、数量和排列顺序相同的蛋白质功能可能不同
B．由n条肽链组成的蛋白质，含有氨基和羧基各n个
C．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同方式脱水缩合
D．高温会使蛋白质变性，因此煮熟的食物不易被人体消化
解析：选A　氨基酸种类、数量和排列顺序相同，但肽链的空间结构不同，则功能也不同，A正确。由于R基中可能含有氨基或羧基，且不参与脱水缩合，因此蛋白质中氨基数或羧基数＝n(肽链数)＋R基中的氨基或羧基数，B错误。所有氨基酸脱水缩合的方式都是氨基脱去氢原子，羧基脱去羟基，故方式相同，C错误。高温使蛋白质的空间结构发生改变，蛋白质变性后易于被消化，D错误。
4．(2021·龙岩模拟)有科学家发现了一种名为“Notch”的蛋白质，它能快速修复受损的脑细胞。下列有关该蛋白质的说法，错误的是(　　)
A．指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T、U
B．合成蛋白质时的脱水等过程是在核糖体中完成的
C．细胞的生长、增殖、衰老、凋亡等生命历程都与蛋白质密切相关
D．构成该蛋白质的氨基酸的R基可能有多种
解析：选A　指导蛋白质合成的基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中含有的碱基有C、G、A、T，A错误；合成蛋白质的翻译过程会发生氨基酸的脱水缩合，其场所是核糖体，B正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞的生长、增殖、衰老、凋亡等生命历程都与蛋白质密切相关，C正确；在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，这些氨基酸的区别在于R基不同，因此构成该蛋白质的氨基酸的R基可能有多种，D正确。
二、氨基酸的脱水缩合及相关计算
1．有关蛋白质结构的计算规律
(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽：
形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 蛋白质相对分子质量
1 n－1 n－1 na－18(n－1)
m n－m n－m na－18(n－m)
[特别提醒]
①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。
(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：
①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。
②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。
③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
⑤由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
2．基因表达过程中的相关数量关系
基因表达中，DNA控制mRNA的合成，mRNA指导蛋白质的合成。DNA中碱基排列顺序转录为mRNA中碱基排列顺序，进而翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序。其数量关系图解如下：
DNA(基因) mRNA蛋白质
　 碱基数　∶ 碱基数 ∶氨基酸数
　　 　6 ∶　 3 ∶ 　1
由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成n个氨基酸形成的多肽至少需要mRNA上的3n个碱基和DNA(基因)上的6n个碱基。
[针对训练]
题点(一)　利用“结构与功能观”分析蛋白质的结构
1．(2018·江苏高考)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用，加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是(　　)
A．两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B．氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C．肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D．两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
解析：选D　分析题中激素的结构简式可知，激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的，故为六肽环；氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基；肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸R基上的氨基数目有关；分析题中激素的结构简式可知，两种激素间有2个氨基酸种类不同，故这两种激素生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的。
2．胰腺合成的胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶，该激活过程如图所示(图中数字表示氨基酸位置)，下列分析错误的是(　　)
A．胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了6个肽键
B．环状结构形成的原因仅与二硫键直接相关
C．肠激酶与限制酶具有相似的作用特性
D．激活过程可避免胰蛋白酶破坏自身细胞
解析：选B　根据分析可知，胰蛋白酶和胰蛋白酶原含有的肽键数分别为222个、228个，所以胰蛋白酶比胰蛋白酶原少的肽键数为228－222＝6(个)，A正确；该蛋白质的环状结构的形成与肽键和二硫键都有关，B错误；肠激酶与限制酶具有相似的作用特性，都具有特定的识别序列和切割位点，C正确；胰蛋白酶原在胰腺分泌出来时没有活性，到了小肠后才有活性，所以题图中胰蛋白酶的激活过程可避免胰蛋白酶破坏自身细胞(胰腺中的蛋白质)，D正确。
题点(二)　利用“质量守恒”计算蛋白质(多肽)相对分子质量
3．(2021·南平质检)如图所示，该蛋白质分子共由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(两个—SH形成—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
解析：选B　环状肽可能没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；该蛋白质分子至少含有O原子的数量为(18－1＋2)＋(14－1＋2)＋35＝69(个)，B错误；该蛋白质共有肽键(32－2)＋35＝65(个)，C正确；一个蛋白质分子由两条多肽链(32个氨基酸)和一个环状肽(35个氨基酸)组成，且它们之间由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，则该蛋白质的相对分子质量为(32＋35)×a－[65×18＋2×2]＝67a－1 174，D正确。
4．已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近(　　)
A．11 046　　　　　　　　　 B．11 060
C．12 800 D．12 280
解析：选A　蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－失去的水分子数×水的相对分子质量＝(97＋3)×128－97×18＝11 054。由于在肽链形成空间结构时，生成了4个二硫键，失去2×4＝8个H，所以蛋白质的相对分子质量＝11 054－8＝11 046。
题点(三)　利用“原子守恒”计算蛋白质(多肽)中的原子数
5．如图为由30个氨基酸组成的多肽链，经加工，第1位甲硫氨酸被切除，第16与17位氨基酸之间的肽键被切断并生成两条多肽链，两条多肽链通过二硫键相连。有关此过程的说法，错误的是(　　)
A．加工过程中，氧原子数目增加1个
B．经加工，比原多肽链增加了1个氨基和1个羧基
C．此加工过程是在内质网中进行的
D．此多肽链的合成过程生成了29个水分子，加工过程消耗了2个水分子
解析：选A　加工过程中减少了1个肽键(含1个氧)，另1个肽键(含1个氧)被水解，生成1个羧基(含2个氧)和1个氨基，所以氧原子数没变；内质网对形成的多肽链进行初步加工；此多肽链的合成过程生成了29个肽键，形成29个水分子，加工过程水解了2个肽键，消耗了2个水分子。
6．经测定，某多肽链的分子式是C21HxOyN4S2，其中含有一个二硫键(—S—S—)。已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列关于该多肽的叙述，错误的是(　　)
A．该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和天冬氨酸
B．该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5
C．该多肽形成过程中至少需要3种tRNA
D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了56
解析：选A　该多肽链的分子式是C21HxOyN4S2，含有2个硫，所以水解产物中有2个半胱氨酸。根据C原子守恒和N原子的数目，可知该多肽由三种氨基酸组成，半胱氨酸含有3个C，所以另两个氨基酸共含有15个C，可知为苯丙氨酸和亮氨酸。该多肽水解后产生的氨基酸分别是2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和1个亮氨酸；该多肽形成过程中脱去3分子水和形成二硫键脱去2个氢，所以多肽中O原子数为8－3＝5，H原子数为38－6－2＝30；该多肽由3种氨基酸组成，形成过程中至少需要3种tRNA；该多肽形成时脱去3分子水和2个氢，相对分子质量减少18×3＋2＝56。
题点(四)　巧用“比例关系”解答氨基酸数与相应DNA、RNA中的碱基数问题
7．组成某多肽的氨基酸的平均相对分子质量为120，该多肽由2条链组成，相对分子质量为12 276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子中的最少脱氧核苷酸数目依次为(　　)
A．144,864　　　　　　　　　 B．144,432
C．120,720 D．120,360
解析：选C　在多肽合成时，氨基酸数－肽链条数＝肽键数＝脱去的水分子数。氨基酸数×120－(氨基酸数－肽链数)×18＝12 276，代入后可求得氨基酸数＝120；在DNA指导蛋白质合成时，DNA分子中脱氧核苷酸数目∶氨基酸数(最多)＝6∶1(最多)，所以DNA分子中脱氧核苷酸数目至少为120×6＝720。
8．某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为(　　)
A．2/3ab－6b＋18n B．1/3ab－6b
C．(1/3b－a)×18 D．1/3ab－(1/3b－n)×18
解析：选D　控制某蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质由b/3个氨基酸脱水缩合而成；氨基酸平均相对分子质量为a，则组成该蛋白质的氨基酸的总相对分子质量为1/3ab；由于氨基酸经脱水缩合形成n条肽链，进而组成该蛋白质共脱去水分子数为(b/3－n)，相对分子质量减少(1/3b－n)×18。即该蛋白质的相对分子质量为1/3ab－(1/3b－n)×18。
社会责任——从生命的物质观关注蛋白质的应用
蛋白质是生命活动的承担者，通过改造、修饰蛋白质结构，使其能够用于疾病治疗和科学研究。高考常以此为信息设置命题角度，引导学生关注人类健康，提升社会责任。归纳自然界中涉及的蛋白质类物质，有助于解答有关蛋白质应用类情境试题。
1．酶和激素
除少数的酶是RNA外，绝大多数的酶是蛋白质。部分激素，如胰岛素、生长激素，其成分也是蛋白质。
2．抗毒素、干扰素、凝集素
三者的成分都是蛋白质。抗毒素一般指用外毒素给动物注射后，在其血清中产生的能特异性中和外毒素毒性的成分；干扰素指由多种细胞产生的具有广泛的抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的可溶性糖蛋白，正常情况下组织或血清中不含干扰素，只有在某些特定因素的作用下，才能使细胞产生干扰素；凝集素：指用细菌给动物注射后，在其血清中产生的能使细胞发生特异性凝集的成分。
3．抗体、抗原
抗体指机体受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白，主要分布于血清中，也分布于组织液等细胞外液中；抗原指引起机体产生抗体的物质，某些抗原成分是蛋白质，如红细胞携带的凝集原、决定病毒抗原特异性的衣壳等。
4．载体、受体、糖被
载体位于细胞膜上，在物质运输过程中起作用，其成分为蛋白质；突触后膜上存在着一些特殊蛋白质为神经递质的受体，能与一定的递质发生特异性的结合，从而改变突触后膜对离子的通透性，激起突触后膜神经元产生神经冲动或发生抑制；糖被位于细胞膜的外表面，由蛋白质和多糖组成，有保护、润滑、识别等作用。
5．血红蛋白、肌红蛋白
血红蛋白是存在于红细胞中的含Fe2＋的蛋白质，其特性是在氧浓度高的地方与氧结合，在氧浓度低的地方与氧分离。肌红蛋白存在于肌细胞中，可以为肌细胞储存氧气。
6．血浆中的纤维蛋白原和凝血酶原
均为蛋白质。在凝血酶原激活物的作用下，凝血酶原转变成凝血酶，在凝血酶的作用下纤维蛋白原转变成不溶性纤维蛋白，起到止血和凝血作用。
7．朊病毒
近年来发现的，其成分为蛋白质，可导致疯牛病。
8．单细胞蛋白
指通过发酵获得的大量微生物菌体。可用作饲料、食品添加剂、蛋白食品等。
9．动物细胞间质
主要含有胶原蛋白等成分，在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶处理才能获得单个细胞。
[素养训练]
1．蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质，下列关于蛋白质的叙述错误的是(　　)
A．α 鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有八个肽键
B．细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与
C．呼吸酶是一类物质氧化酶的总称，可催化多糖、二糖和单糖的氧化分解
D．兴奋在神经纤维上的传导和神经元间的传递过程均与细胞膜上的蛋白质有关
解析：选C　环状八肽分子中含有的肽键数＝氨基酸数＝8个，A正确；细胞内蛋白质发生水解时，需要蛋白酶的催化，蛋白酶的化学本质也是蛋白质，B正确；呼吸酶是一类物质氧化酶的总称，但一般只能催化单糖的氧化分解，C错误；兴奋在神经纤维上的传导和在神经元间的传递过程均与细胞膜上的蛋白质有关，传导过程中与细胞膜上的载体蛋白有关，传递过程中与突触后膜上的受体有关，D正确。
2．近年来的研究初步表明，β AP(β 淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病因。β AP是由其前体蛋白APP(一种含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP形成β AP的过程如图所示。根据上述信息所做的推论错误的是(　　)
A．用双缩脲试剂检测β AP，有紫色反应
B．β AP的效果可能是引起大脑功能异常
C．一个β AP分子中至少含有39个肽键
D．β 分泌酶很可能是突变基因表达的产物
解析：选C　根据题意，β AP(β 淀粉样蛋白)的化学本质是蛋白质，用双缩脲试剂检测呈紫色。“β AP(β 淀粉样蛋白)沉积是Alzheimer型老年痴呆的主要病因”，故β AP的作用效果可能是引起大脑功能异常。据图分析，β AP分子中的氨基酸个数＝695－596－(695－635)＝39，则肽键数＝氨基酸数－肽链数＝38(个)。β AP是在β 分泌酶和γ 分泌酶的作用下将APP分解形成的，这可能是正常机体发生了基因突变，突变基因表达的β 分泌酶和γ 分泌酶促进了β AP的形成。
3．(2021·重庆模拟)艾滋病(HIV)研究者发现一怪现象，有1%～2%HIV感染者不会患病。旅美中国学者张林琦博士为这一现象找到了初步的答案：这些感染者在感染HIV前体内存在3种名为“阿尔法—防御素”的小分子蛋白质，这可能是少数HIV感染者长期健康存活而不发病的原因。下列对“阿尔法—防御素”的认识不一定成立的是(　　)
A．它们是在核糖体上合成的
B．这3种“阿尔法—防御素”的小分子蛋白质最多含有20种氨基酸
C．硫是构成“阿尔法—防御素”的特征元素
D．可以人工合成“阿尔法—防御素”，并用于艾滋病的治疗
解析：选C　“阿尔法—防御素”是小分子蛋白质，在核糖体上合成，A正确；构成蛋白质的氨基酸最多有20种，B正确；“阿尔法—防御素”不一定含有硫，C错误；“阿尔法—防御素”是少数HIV感染者体内产生的小分子蛋白质，能使感染者长期健康存活而不发病，D正确。
一、选择题
1．(2021·重庆模拟)番茄叶一旦被昆虫咬伤后，会释放出系统素(一种由18个氨基酸组成的多肽链)与受体结合，激活蛋白酶抑制剂基因，抑制害虫和病原微生物的蛋白酶活性，限制植物蛋白的降解，从而阻止害虫的取食和病原菌繁殖。下列关于系统素的叙述，正确的是(　　)
A．内含18个肽键的系统素是一种信号分子
B．系统素能与双缩脲试剂发生作用，产生砖红色沉淀
C．系统素是在植物细胞核糖体上合成的
D．系统素能抑制植物体内与蛋白酶有关基因的表达
解析：选C　系统素由18个氨基酸组成，肽键数＝氨基酸数－肽链条数＝18－1＝17，A错误；系统素含有肽键，能与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，B错误；系统素是番茄叶被昆虫咬伤后，释放出来的一种多肽，所以是在植物细胞核糖体上合成的，C正确；系统素与受体结合，激活蛋白酶抑制剂基因，但不能抑制植物体内与蛋白酶有关基因的表达，不能发挥信号传递的作用， D错误。
2．关于蛋白质的叙述，错误的是(　　)
A．rRNA能参与蛋白质的生物合成
B．DNA和蛋白质是染色体的组成成分
C．人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质
D．核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用
解析：选D　rRNA是核糖体的组成成分，核糖体是蛋白质合成的场所；DNA和蛋白质是染色体的组成成分；人体血浆中含有浆细胞分泌的抗体，抗体属于蛋白质；核糖体上合成的蛋白质可通过核孔进入细胞核，在细胞核中发挥作用。
3．科学家发现SFRP5是脂肪细胞分泌的一种蛋白质类激素，经证实它与糖尿病、肥胖有关。下列叙述正确的是(　　)
A．SFRP5在内质网内形成成熟的空间结构
B．SFRP5的合成和运输所需要的能量均来自线粒体
C．SFRP5可对胰岛细胞的生理活动起调节和催化作用
D．SFRP5靶细胞受体的化学本质最可能是糖蛋白
解析：选D　依题意可知，SFRP5属于分泌蛋白，SFRP5需经内质网的初步加工和高尔基体的进一步修饰加工，才能形成成熟的空间结构，A错误；SFRP5的合成和运输所需要的能量主要来自线粒体，B错误；SFRP5是一种蛋白质类激素，可对胰岛细胞的生理活动起调节作用，但没有催化作用，C错误；SFRP5靶细胞受体能够识别SFRP5，其化学本质最可能是糖蛋白，D正确。
4．在某只鸟的一窝灰壳蛋中发现了一枚绿壳蛋，有人说这是另一种鸟的蛋。若要探究这种说法是否成立，下列做法中，不可能提供有效信息的是(　　)
A．观察该鸟是否将该绿壳蛋啄毁或抛掉
B．待该绿壳蛋孵出小鸟后观察其形态特征
C．将该绿壳蛋与已有的鸟蛋标本进行比对
D．以绿壳蛋蛋清与该鸟血浆蛋白为材料做亲子鉴定
解析：选D　鸟将该绿壳蛋啄毁或抛掉，属于鸟类的母性的本能行为；不同动物的形态特征不同；同一种鸟的蛋清蛋白与血浆蛋白也不相同。
5．蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。下列说法正确的是(　　)
A．肽酶P可以催化⑤处的化学键断裂
B．该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个
C．如图所示肽链一定由5种氨基酸脱水缩合而成
D．在肽酶P的作用下，经过脱水缩合可以形成两条多肽链
解析：选A　根据题干信息判断，带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键易被肽酶P断裂，故可知肽酶P可以催化⑤处的化学键断裂，A正确；据题目信息无法判断R基上是否含有氨基和羧基，故不能计算出该肽链中含有的游离的氨基数和羧基数，B错误；因不知道R基的类型，所以图中所示肽链不一定由5种氨基酸脱水缩合而成，C错误；在肽酶P的作用下，经过水解可以形成一条三肽和一条二肽，D错误。
6．在下列物质中，有的属于构成生物体蛋白质的氨基酸，有的不是。若将其中构成生物体蛋白质的氨基酸缩合成多肽，则其中含有的氨基、羧基和肽键的数目依次为(　　)
A．2、2、2　　　　　　　　　 B．1、3、2
C．4、3、3 D．3、4、2
解析：选B　只有氨基和羧基连接在同一碳原子上的氨基酸才能构成生物体的蛋白质，①③⑤是构成生物体蛋白质的氨基酸，其余不是。①③⑤各只有一个氨基，①有一个羧基、③⑤各有两个羧基，这3个氨基酸共有氨基3个，羧基5个，它们经脱水缩合形成多肽(不考虑成环)，脱去2分子水，形成两个肽键，剩余3个游离羧基和1个游离氨基。
7．(2021·漳州模拟)用高浓度的尿素溶液处理从细胞中分离纯化的蛋白质，可使其失去天然构象变为松散肽链(称为“变性”)；除去尿素后，蛋白质又可以恢复原来的空间结构(称为“复性”)，且蛋白质分子越小复性效果越好。下列相关叙述正确的是(　　)
A．尿素与蛋白酶的作用效果相似
B．氨基酸的种类和数量会影响蛋白质的空间结构
C．过氧化氢酶经高浓度尿素溶液处理后活性不变
D．变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生紫色反应
解析：选B　蛋白酶能水解蛋白质中的部分肽键，将蛋白质水解成小分子多肽，尿素只是改变蛋白质的空间结构，不会使蛋白质的肽键水解，与蛋白酶的作用效果不同，A错误；由题意可知，除去尿素后，蛋白质分子越小复性效果越好，这说明氨基酸的种类和数目可以影响蛋白质分子的空间结构而影响复性效果，B正确；由题意可知，蛋白质在尿素中的空间结构改变，因此过氧化氢酶经高浓度尿素溶液处理后活性改变，C错误；双缩脲试剂能检测蛋白质中的肽键结构，变性后的蛋白质肽键未被破坏，能与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。
8．下列有关图中蛋白质的叙述，正确的是(　　)
A．此蛋白质的R基中共含有22个氨基
B．共有95个肽键
C．此蛋白质共有2条肽链
D．99个氨基酸形成此蛋白质时，相对分子质量共减少1 764
解析：选A　非R基中游离的羧基数目＝羧基总数－R基中羧基数＝26－23＝3，则此蛋白质有3条肽链，非R基中游离的氨基数与游离的羧基数相等，也为3个，氨基总数是25个，所以R基含有25－3＝22(个)氨基，A正确，C错误；99个氨基酸组成3条肽链应有96个肽键，B错误；形成蛋白质时共脱掉96个水分子，相对分子质量共减少96×18＝1 728，D错误。
9．下图表示生物体内发生的某一化学反应，下列有关该反应叙述错误的是(　　)
A．该反应为脱水缩合反应 B．反应发生的场所是核糖体
C．反应速率与温度有关 D．需要水解酶的催化
解析：选D　图示为两个氨基酸脱水缩合形成二肽的过程；二肽的合成场所是核糖体；该反应需要酶催化，酶活性受温度影响；二肽的形成不需要水解酶催化。
10．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，蛋白质分子中相邻近的巯基(—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(如图所示)。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
解析：选C　由题干信息可知，结冰与二硫键(—S—S—)的形成有关，解冻与氢键断裂有关，都不涉及肽键的变化。
11．(2020·榆林模拟)研究人员发现人体内有一种促进脂肪细胞生成的分泌蛋白——抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)，可通过采集静脉血检测其含量。该发现将为治疗肥胖症开辟新途径。下列叙述错误的是(　　)
A．TRACP遇双缩脲试剂呈现紫色
B．应在低温下保存TRACP
C．在核糖体上合成的TRACP即具有生物活性
D．理论上可通过抑制TRACP的功能来治疗肥胖症
解析：选C　TRACP的本质是蛋白质，遇双缩脲试剂发生紫色反应，A正确；酶在最适温度环境中活性最高，但在低温环境中更易保存，维持活性，B正确；TRACP为分泌蛋白，在核糖体上合成的肽链需经内质网和高尔基体的加工后才具有生物活性，C错误；TRACP促进脂肪细胞生成，理论上可通过抑制TRACP功能来治疗肥胖症，D正确。
12．根据某化合物分子的结构简式判断下列说法错误的是(　　)
A．该化合物的具体名称是五肽
B．该化合物彻底水解产物的相对分子质量之和比该化合物的相对分子质量多了90
C．该化合物彻底水解的产物有4种
D．该化合物形成的同时还生成了水，水中的氧来自羧基
解析：选B　据该化合物分子结构简式分析，该化合物含有4个肽键，是由5个氨基酸组成的五肽，A正确；该化合物形成过程中，每形成1个肽键就脱去1分子水，因此该化合物形成过程中共脱去4分子水，该化合物彻底水解产物的相对分子质量之和比该化合物的相对分子质量多了4×18＝72，B错误；图示5个氨基酸中有2个氨基酸的R基是—CH3，因此该化合物彻底水解的产物为4种氨基酸，C正确；相邻2个氨基酸经脱水缩合形成二肽，脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去1分子水，因此脱去的水分子中的氧来自羧基，D正确。
13.如图所示，一个蛋白质分子由两条多肽链(52个氨基酸)和一个环状肽(20个氨基酸)组成，它们之间由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，则下列叙述错误的是(　　)
A．该蛋白质的相对分子质量为72a－1 264
B．该蛋白质共有肽键70个
C．该蛋白质至少含有两个氨基和两个羧基
D．该蛋白质分子至少含有N原子和O原子的数量为72和75
解析：选D　该蛋白质合成时，共形成52－2＋20＝70个肽键，失去70个水分子，形成两个二硫键共失去4个氢原子，该蛋白质的相对分子质量为72a－18×70－4＝72a－1 264；一条肽链(非环状)至少含有1个氨基和1个羧基，该蛋白质至少含有两个氨基和两个羧基；该蛋白质分子至少含有N原子和O原子的数量为72和74。
二、非选择题
14．(2021·成都模拟)蛋白质在人体生命活动中承担着多种重要功能。请围绕蛋白质相关知识完成下表。
物质名称 (1)________ 载体蛋白 唾液淀粉酶
基本单位 (2)________
生理功能 构成细胞和生物体结构 (3)________ 催化
功能举例 肌肉、头发等结构的成分主要是蛋白质 参与协助扩散和(4)______________ 显著降低淀粉水解反应的(5)_______
解析：(1)结构蛋白的功能是构成细胞和生物体的结构，常见实例是肌肉、头发等结构的成分主要是蛋白质。(2)结构蛋白、载体蛋白和唾液淀粉酶的化学本质都是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸。(3)结构蛋白是细胞和生物体的结构物质，功能蛋白如载体蛋白体现出蛋白质具有协助物质运输的功能，酶具有催化功能。(4)协助扩散和主动运输都需要载体蛋白的协助。(5)酶作为催化剂，其作用机理是显著降低化学反应的活化能，进而提高酶促反应的速率。
答案：(1)结构蛋白　(2)氨基酸　(3)协助物质运输
(4)主动运输　(5)活化能
15．牛奶中的某种β 酪蛋白存在A1、A2两种不同类型，二者氨基酸序列上的差异及消化产物如图所示。研究发现，BCM 7会引起部分饮用者出现腹泻等肠胃不适反应。标注“A2奶”的乳品在国内外市场受到越来越多消费者的青睐。回答下列问题：
(1)图中A1、A2两种类型的β 酪蛋白氨基酸序列的差异是由________直接决定的，造成这种差异的根本原因可能是________________________________。
(2)“A2奶”在国内外市场受到越来越多消费者的青睐的原因是________________________________________________________________________。
(3)结合题图分析，你认为消化A1型和A2型β 酪蛋白的酶是否相同？为什么？________________________________________________________________________。
解析：(1)分析题图可发现A1型和A2型两种β 酪蛋白的氨基酸序列只有一个位置上的氨基酸种类有差异，而组氨酸与脯氨酸的不同直接由密码子决定，由此推测这种差异的根本原因可能是基因突变。(2)据图可知“A2奶”的消化产物没有BCM 7，饮用“A2奶”不会引起部分饮用者出现腹泻等肠胃不适反应，对所有人群均适用，因此受到越来越多消费者的青睐。(3)根据题图推测，消化A1型和A2型β 酪蛋白的酶不同，因此酶具有专一性。
答案：(1)密码子　基因突变　(2)“A2奶”的消化产物没有BCM 7，不会引起部分饮用者出现腹泻等肠胃不适反应　(3)不相同，因为酶具有专一性
16．盐藻是一种单细胞真核藻类，其鞭毛是由微管蛋白聚合而成的。为研究泛素和蛋白酶体是否参与盐藻鞭毛的解聚过程，科研人员进行了相关研究。
(1)借助荧光显微镜，观察到盐藻鞭毛上存在泛素，它是由76个______组成的多肽，可与微管蛋白形成泛素化蛋白。
(2)科研人员检测了不同处理下盐藻鞭毛中泛素化蛋白的含量，其电泳结果如图1。
(对照组：正常生长状态的盐藻细胞；组装组：鞭毛组装状态的盐藻细胞；解聚组：鞭毛解聚状态的盐藻细胞)
据图1分析，与对照组相比，鞭毛解聚组细胞内泛素化蛋白含量________，由此推测，泛素参与了________过程。
(3)进一步用带有荧光的物质检测盐藻蛋白酶体的活性，结果如图2。据图分析，鞭毛解聚组蛋白酶体的活性________对照组。
(4)综合图1和图2说明__________________________________________________。
(5)图3为泛素(Ub)作用机理示意图
据图3分析，在多种酶的________作用及ATP供能条件下，微管蛋白的________断裂，导致鞭毛解聚。
(6)人体组织细胞中存在多种蛋白质降解途径，请你再举一例：______________。
答案：(1)氨基酸　(2)增加　鞭毛解聚　(3)高于
(4)泛素和蛋白酶体均参与盐藻鞭毛的解聚过程
(5)催化　肽键　(6)溶酶体途径

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