资源简介

1.2生物大分子以碳链为骨架
基础巩固
1.蛋白质的元素组成与基本单位
蛋白质主要由______、______、______、______四种元素组成，有的蛋白质还含有 P、S 等元素。蛋白质的基本组成单位是______，组成蛋白质的氨基酸约有______种。每种氨基酸分子至少都含有一个______和一个______，并且都有一个氨基和一个羧基连接在______碳原子上。
2.氨基酸的脱水缩合与蛋白质结构
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，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做______。连接两个氨基酸分子的化学键（—NH—CO—）叫做______。
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫做______，由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做______。肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子含有几条肽链，它们通过一定的化学键互相结合在一起，形成更为复杂的空间结构。
3.蛋白质的功能多样性
蛋白质的功能具有多样性，如血红蛋白能运输______，体现了蛋白质的______功能；绝大多数酶是蛋白质，酶能催化细胞内的化学反应，体现了蛋白质的______功能；胰岛素等蛋白质类激素能调节机体的生命活动，体现了蛋白质的______功能；抗体能与抗原特异性结合，体现了蛋白质的______功能；羽毛、肌肉、头发等中的蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，体现了蛋白质的______功能。
强化提升
1.谷胱甘肽（分子式C10H17O6N3S）是存在于动植物和微生物细胞中的一个重要三肽，它是由谷氨酸（C5H9O4N）、甘氨酸（C2H5O2N）和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子式为（ ）
A.C3H3NS B.C3H5ONS C.C3H7O2NS D.C3H3O2NS
2.两种氨基酸结构式如图，它们在形成二肽时，最可能相互缩合的基团是（ ）
A.①与③ B.②与④或①与⑤
C.②与⑥ D.③与④
3.一个由n条肽链组成的蛋白质分子共m个氨基酸，该蛋白质分子完全水解共需水分子（ ）
A.n 个 B.m 个 C.（m+n）个 D.（m-n）个
4.下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是（ ）
A.蛋白质是生命活动的主要承担者
B.抗体可帮助人体抵御病原体的侵害
C.红细胞中血红蛋白能运输氧
D.一些激素是蛋白质，如胰岛素、性激素等
5.下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是（ ）
A.α－鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键
B.蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的
C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的
D.蛋白质是生物体内重要的贮能物质
6.蜂毒素是由26个氨基酸组成的一条多肽，则蜂毒素分子（ ）
A.至少含有一个游离的氨基和羧基
B.水解后一定能得到20种氨基酸
C.能与双缩脲试剂产生蓝色反应
D.氮元素只能存在于氨基中
7.如图为某多肽的结构式，有关说法正确的是（ ）
A.该化合物是由5个氨基酸脱水缩合而成的
B.形成该化合物的过程中失去6分子水
C.该化合物含有3种氨基酸
D.箭头标识的结构为肽键，共有5个
8.下列关于蛋白质分子结构的叙述，正确的是（ ）
A.氨基酸种类、数目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，蛋白质的空间结构保持不变
9.下列关于氨基酸的说法，正确的是（ ）
A.氨基酸是蛋白质的基本组成单位，仅由氨基和羧基组成
B.组成蛋白质的氨基酸至少含有2个碳原子
C.组成人体蛋白质的氨基酸都能在人体细胞中合成
D.氨基酸中的氨基和羧基都连接在同一个碳原子上
10.科学家在人脑中，找到一种起着镇痛作用的短肽，并得到了该短肽的结构式，据图回答下列问题：
（1）该化合物称为__________肽；通过__________的方式形成这样一个化合物；若21种氨基酸的平均分子量为128，则该化合物的分子量约为__________.
（2）该化合物中有__________个游离氨基和___________个游离羧基。
（3）该化合物水解后可产生__________种氨基酸，氨基酸种类和理化性质差异是由__________不同导致的。氨基酸的结构通式为___________。
（4）食物中的蛋白质彻底水解为氨基酸后进入人体细胞。作为优质蛋白的鸡蛋、瘦肉经高温加热更容易消化是因为__________。
拓展拔高
1.已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成，其中共有游离氨基6个，甲硫氨酸5个（在肽链中的位置为3、25、56、78、88），甲硫氨酸分子式为C5H11O2NS，以下叙述正确的是（ ）
A.若去掉该多肽中的甲硫氨酸，O原子数目减少1个
B.若去掉多肽中的甲硫氨酸，肽键数目会减少10个
C.合成该多肽的氨基酸共有N原子数目94个
D.若去掉该多肽中的甲硫氨酸，氨基和羧基均分别增加5个
2.如图表示有关蛋白质分子的简要概念图（不考虑二硫键），下列对图示的分析，正确的是（ ）
A.在人体中，组成蛋白质的乙有21种
B.多肽中乙的数目等于丙的数目
C.蛋白质中肽链的盘曲、折叠被解开时，其特定功能并未改变
D.蛋白质功能的多样性导致蛋白质结构的多样性
3.某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其彻底水解后共产生了以下3种氨基酸，相关叙述正确的是（ ）
A.该直链多肽含一个游离氨基和一个游离羧基
B.该多肽没有经过折叠加工，所以不能与双缩脲试剂反应
C.合成1分子该物质将产生6个水分子
D.每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸
4.N个氨基酸组成了M个多肽，其中有Z个是环状肽，据此分析下列表述错误的是（ ）
A.M个多肽一定含有的元素是C、H、O、N，还可能含有S
B.M个多肽至少含有的游离氨基数和游离羧基数均为M－Z
C.将这M个多肽完全水解为氨基酸，至少需要N－M＋Z个水分子
D.这M个多肽至少含有N－M＋Z个氧原子
5.如图是某蛋白质分子结构示意图，图中α链由21个氨基酸组成，β链由19个氨基酸组成，图中“—S—S—”是在蛋白质加工过程中由两个“—SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述错误的是（ ）
A.该蛋白质最多可能含有21种氨基酸
B.该蛋白质分子中至少含有44个氧原子
C.形成该蛋白质分子时，相对分子质量减少了686
D.盐酸会导致该蛋白质的空间结构发生变化
6.如图是由50个氨基酸组成的某蛋白质激素的结构简图，其中二硫键（一S—S—）是2个一SH被氧化形成的。下列叙述正确的是（ ）
A.该激素中的肽键、二硫键的形成都可来自氨基酸的脱水缩合过程
B.该激素的氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢全部来S自氨基
C.每条肽链中游离氨基的数目与参与构成该肽链的氨基酸种类无关
D.这些氨基酸合成该激素后，相对分子质量减少了870
7.如图表示一个由100个氨基酸构成的蛋白质分子，其中第1位、15位、80位为天门冬氨酸，第35位、60位为赖氨酸，第24位、68位、100位为半胱氨酸，下列叙述不正确的是（ ）
A.该蛋白质分子中共含有100个肽键
B.合成该蛋白质时相对分子质量减少1802
C.该蛋白质分子中至少有2个游离的羧基
D.构成该蛋白质的氨基酸中至少含有102个氨基
8.ApoE蛋白是人体载脂蛋白之一，主要参与人体脂蛋白的转化和代谢。ApoE蛋白中共含有299个氨基酸，在人群中有ApoE2、ApoE3和ApoE4等亚型。下列相关叙述正确的是（ ）
A.ApoE2、ApoE3和ApoE4在人体中行使完全相同的功能
B.ApoE蛋白存在不同亚型可能与蛋白质的空间结构有关
C.氨基酸脱水缩合形成ApoE蛋白的过程中生成298个水分子
D.ApoE蛋白中含有的氨基数=299个氨基酸的R基上的氨基数+1
9.如图甲表示某蛋白质的肽链结构示意图，其中数字表示氨基酸序号，虚线表示脱去2个H形成的二硫键，如图乙表示该肽链的部分放大图，请据图回答下列问题：
（1）该蛋白质的肽链是由________个氨基酸脱去________个水分子而成的，这种反应叫________。
（2）蛋白质结构的多样性与________有关。
（3）图乙所示结构中含有的R基是________（填数字）。
（4）从图乙可推知该蛋白质至少含有________个游离的羧基、________个游离的氨基。
（5）该蛋白质的相对分子质量比组成它的氨基酸的相对分子质量之和少________。
10.胰岛素是一种蛋白质分子，含有A、B2条肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过二硫键连接，如图1所示；图2为某多肽结构示意图。据此回答：
（1）胰岛素分子中含有肽键__________个。
（2）从理论上分析，胰岛素分子中至少有__________个—NH2，__________个—COOH。
（3）图2中的多肽由__________个氨基酸失去__________个水分子形成。
（4）图2中组成多肽的氨基酸种类不同，是由__________决定的，其编号是__________。
（5）蛋白质的结构和功能千差万别的原因是______________________________。
（6）假设某蛋白质分子中的一条肽链为178肽，其分子式为CxHyNzOwS（z>178，w>179），并且是由下列五种氨基酸组成的。那么将该178肽彻底水解后将会得到__________个赖氨酸，__________个天冬氨酸（结果可含分子式中的未知数）。
答案及解析
基础巩固
1.C；H；O；N；氨基酸；21；氨基；羧基；同一个
2.脱水缩合；肽键；二肽；多肽
3.氧气；运输；催化；调节；免疫；结构
强化提升
1.答案：C
解析：设半胱氨酸可能的分子简式为CxHyOzNwSa，肽链是由氨基酸脱水缩合形成的，由题意可知，谷胱甘肽含有一个S，而谷氨酸（C5H9O4N）、甘氨酸（C2H5O2N）无S，因此S存在于半胱氨酸中，且a=1，由脱水缩合的反应式C5H9O4N+C2H5O2N+CxHyOzNwS→C10H17O6N3S+2H2O，根据反应前后化学元素守恒可以得出2+5+x=10，x=3；9+5+y=17+2×2，y=7；4+2+z=6+2，z=2；1+1+w=1。所以半胱氨酸的分子式为C3H7O2NS，C正确。
2.答案：B
解析：根据题意和图示分析可知：①④表示连接着中心碳原子的氨基，②⑤表示连接着中心碳原子的羧基，③表示R基上的羧基，⑥表示R基上的氨基，故最可能缩合的基团是②与④或①与⑤。
3.答案：D
解析：本题主要考查蛋白质的结构。一条肽链完全水解需要加入水分子数应比氨基酸数少一个。n条肽链完全水解需要加入的水分子应该比氨基酸数少n个，因此该蛋白质分子完全水解共需m-n个水分子。
4.答案：D
解析：一些激素是蛋白质，如胰岛素、生长激素等，性激素不是蛋白质，D错误。
5.答案：A
解析：A、环状八肽分子中含有的肽键数=氨基酸数=8个，A正确；
B、蛋白质是由1条或1条以上多肽链构成的，B错误；
C、蛋白质变性是由于蛋白质的空间结构发生改变造成的，该过程不涉及肽键的断裂，C错误；
D、蛋白质是生命活动的承担者，生物体内的储能物质有淀粉、糖原和脂肪，D错误。
故选A。
6.答案：A
解析：一条多肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，A项正确；蜂毒素中可能只含有20种氨基酸中的部分氨基酸，B项错误；多肽与双缩脲试剂产生紫色反应，C项错误；氨基酸的R基中可能含有氮元素，D项错误。
7.答案：A
解析：分析题图可知，该多肽为五肽，是由5个氨基酸脱去4个水分子形成的，箭头标识的结构为肽键，共有4个，A正确，B、D错误；氨基酸的不同在于R基的不同，该化合物含有4种氨基酸，C错误。
8.答案：A
解析：氨基酸种类、数目和排列顺序相同，但蛋白质的空间结构可能不同，则其功能也可能不同，A项正确；由于R基中可能含有氨基或羧基，且R基中的氨基和羧基不参与脱水缩合，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项错误；所有氨基酸脱水缩合的方式都是氨基脱去一个氢原子，羧基脱去一个羟基后形成肽键，C项错误；高温会使蛋白质的空间结构发生改变，D项错误。
9.答案：B
解析：氨基酸是组成蛋白质的基本单位，由氨基、羧基、氢原子、R基和一个中心碳原子组成，A错误；组成生物体蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）连接在中心碳原子上，故组成蛋白质的氨基酸至少含有2个碳原子（中心碳原子和羧基中的碳原子），B正确；组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的，只能从外界环境获取，被称为必需氨基酸，C错误；组成蛋白质的氨基酸中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，R基中也可能含有氨基或羧基，故并非所有的氨基和羧基都连接在同一个碳原子上，D错误。
10.答案：（1）五肽/多肽；脱水缩合；568
（2）1/一；1/一
（3）4/四；4/四；
（4）加热使蛋白质空间结构变得伸展、松散，易被蛋白酶水解
解析：（1）分析题图，题图该化合物含有4个肽键、5个R基，是由5个氨基酸经脱水缩合反应脱去4个水分子形成的五肽化合物；若21种氨基酸的平均分子量为128，则该化合物的分子量约为128×5-4×18=568。
（2）结合图示可知，该化合物含有1个游离的氨基（-NH2）和1个游离的羧基（-COOH）。
（3）据图可知，图中共有4个肽键，5个氨基酸，图示5个氨基酸的R基中有2个氨基酸相同，均为-H，故该化合物共有4种氨基酸，则水解后可产生4种氨基酸；构成蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，故氨基酸的种类和理化性质差异是由R基不同导致的，其结构通式是。
（4）由于食物中的蛋白质彻底水解为氨基酸后才能被吸收进入人体细胞，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，因此作为优质蛋白的鸡蛋、瘦肉经高温加热更容易消化。
拓展拔高
1.答案：A
解析：A、去掉该多肽链中的甲硫氨酸，需要9分子水，但随甲硫氨酸的离开会减少2×5=10个氧原子，因此O原子数目减少1个，A正确；
B、根据分析可知，若去掉多肽中的甲硫氨酸，肽键数目会减少2×4+1=9个，B错误；
C、该肽链中含有88个氨基酸，R基中的氨基数是5个，该肽链中的N原子数是88+5=93个，C错误；
D、如果去掉5个甲硫氨酸，水解9个肽键，第88位的甲硫氨酸脱落时不会增加其尾端的氨基或羧基，因此形成的化合物增加5个氨基和4个羧基，或者会增加4个氨基和5个羧基，D错误。故选A。
2.答案：A
解析：A、在人体中，组成蛋白质的乙（氨基酸）有21种，A正确；
B、乙和丙分别是氨基酸和肽键，肽键数目=氨基酸数目-肽链条数，因此多肽中氨基酸的数目一般大于肽键的数目，B错误；
C、蛋白质的结构决定功能，蛋白质中肽链的盘曲、折叠被解开时，其空间结构会被改变，特定功能也将改变，C错误；
D、根据结构与功能相适应的原理推测，蛋白质结构的多样性导致蛋白质功能的多样性，D错误。故选A。
3.答案：D
解析：A. 组成该多肽的3种氨基酸分子的R基中均不含氨基，但谷氨酸的R基中含有1个羧基，且该多肽中含有3个谷氨酸，因此该多肽分子中含1个游离的氨基和4个游离的羧基，A错误；
B. 该多肽没有经过折叠加工，但含有肽键，所以能与双缩脲试剂反应，出现紫色，B错误；
C. 该多肽是由6个氨基酸分子脱去5分子水后形成的，C错误；
D. 根据分析可知，该多肽含有3个谷氨酸，所以每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸，D正确。故选：D。
4.答案：D
解析：A、组成该蛋白质的氨基酸中一定含有元素C、H、O、N，可能含有元素S，A正确；
B、由于一条肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，环状肽无游离的氨基和羧基，所以M个肽至少含有的游离氨基数和游离羧基数均为M-Z，B正确；
C、由N个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含M个肽，这多肽中Z条是环状，其他为链状，这个蛋白质分子完全水解共需要N-（M-Z）=N+Z-M个水分子，C正确；
D、每个氨基酸至少含有1个氨基和1个羧基，每个羧基含有2个O原子，因此该肽链中至少含有O原子至少为2N-（N+Z-M）=N+M-Z个O原子，D错误。
5.答案：B
解析：A、构成蛋白质的氨基酸大约有21种，所以该蛋白质最多可能含有21种氨基酸，A正确；
B、由于每条肽链中至少含有一个羧基，该蛋白质中至少含有的O原子数=肽键数+2×肽链数=（19+21-2）+2×2=42个，B错误；
C、形成该蛋白质分子时，相对分子质量减少的量=脱去的水分子数×18+形成二硫键时脱去的H的分子质量=（19+21-2）×18+2=686，C正确；
D、盐酸属于强酸，会导致蛋白质的空间结构发生变化，D正确。故选B。
6.答案：D
解析：二硫键是两个一SH被氧化形成的，不来自氨基酸脱水缩合过程，A错误；氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢来自氨基和羧基，B错误；有些氨基酸的R基中含有游离的氨基或游离的羧基，因此每条肽链中游离氨基的数目与参与构成该肽链的氨基酸种类有关，C错误；50个氨基酸脱水缩合形成两条肽链，两条肽链中含有三个二硫键，因此这些氨基酸合成该激素后，相对分子质量减少了18×（502）+6=870，D正确。
7.答案：C
解析：A、该蛋白质分子含有100个氨基酸，两条肽链，并且两条肽链间由两个肽键连接，肽键数为：100-2+2=100个，A正确；
B、由A选项可知：肽键数为100个，则100个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质时脱去的水分子数为100个，两条肽链间有一个二硫键，脱去氢原子数为2，所以合成该蛋白质时相对分子质量减少18×100+2=1802，B正确；
C、该蛋白质第1位、15位、80位为天门冬氨酸，每个天门冬氨酸R基含有一个羧基，15位、80位天门冬氨酸R基上的羧基分别和第60位、35位赖氨酸R基上的氨基脱水生成肽键，所以R基上游离的羧基数为1，而在两条肽链中，每条肽链上至少含有一个游离的羧基，所以该蛋白质分子中至少含有1+2=3个游离的羧基，C错误；
D、该蛋白质分子的两条肽链间的肽键（2个）是由氨基酸的R基上的氨基和羧基形成的，所以构成该蛋白质分子的100个氨基酸中至少具有的氨基数：100+2=102个，D正确。
故选C。
8.答案：B
解析：蛋白质分子的种类与组成它的氨基酸种类、数目、排列顺序以及蛋白质的空间结构有关，结构决定功能，ApoE2、ApoE3和ApoE4在人体中行使的功能不一定完全相同，A错误；根据结构与功能相适应的原理可推测，ApoE蛋白存在不同亚型可能与蛋白质的空间结构有关，B正确；由丁组成ApoE蛋白的肽链条数未知，故氨基酸脱水缩合形成ApoE蛋白的过程中生成的水分子数无法确定，C错误；ApoE蛋白中含有的氨基数目=299个氨基酸R基上的氨基数+肽链条数，D错误。
9.答案：（1）124；123；脱水缩合
（2）氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构
（3）②④⑥⑧
（4）3；2
（5）2220
解析：（1）由图甲可知，该蛋白质的肽链是由124个氨基酸脱水缩合而成的，脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数= 124-1=123个。
（2）蛋白质结构的多样性与氨基酸的种类、数目排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关。
（3）根据氨基酸的结构通式可知，图乙所示结构中含有的R基是②④⑥⑧。
（4）图乙片段R基中含有1个氨基和2个羧基，另外，肽链的两端含有1个氨基和1个羧基，所以该蛋白质至少含有3个游离的羧基、2个游离的氨基。
（5）氨基酸形成肽链，再由肽链形成蛋白质时脱去123个水分子，其相对分子质量减少123×18=2214，二硫键形成时，其相对分子质量减少2×3=6，所以该蛋白质的相对分子质量比组成它的氨基酸的相对分子质量之和少2214+6=2220。
10.答案：（1）49
（2）2；2
（3）4；3
（4）R基；②④⑧⑨
（5）氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
（6）z-178；（w-179）/2
解析：（1）胰岛素分子是由51个氨基酸脱水缩合形成的含有2条多肽链的蛋白质，因此胰岛素分子中含有肽键51-2=49（个）。
（2）每条多肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，胰岛素分子含有2条多肽链，因此从理论上分析，胰岛素分子至少有2个—NH2，2个—COOH。
（3）图2含有3个肽键，故该多肽由4个氨基酸失去3分子水形成。
（4）图2组成多肽的氨基酸种类不同是由R基决定的，其编号是②④⑧⑨。
（5）蛋白质的结构和功能千差万别的原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
（6）分析图中5种氨基酸的结构可知，只有赖氨酸含有2个氨基，只有天冬氨酸含有2个羧基，该178肽水解，产生的含2个氨基的赖氨酸数=该178肽中N的数目-肽键数-1=z-178；产生的含2个羧基的天冬氨酸数=（该178肽中O的数目-肽键数-2）/2=（w-179）/2。

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