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(共25张PPT)
课时规范练3　蛋白质的结构与功能
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必备知识基础练
1.(2024·广西桂林三模)氨基酸在生物体内有重要的作用。下列有关氨基酸的叙述,错误的是(　　)
A.人体肝脏内某些氨基酸可由糖类转变形成
B.植物体内的色氨酸经过一系列反应可形成生长素
C.基因突变必然导致蛋白质的氨基酸序列改变
D.氨基酸能作为信号分子参与细胞间的信息交流
C
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解析 人体肝脏内的糖类可转变形成某些氨基酸,A项正确;在植物幼嫩的芽、叶和发育中的种子中,色氨酸经过一系列的反应可转变为生长素,B项正确;若基因中某一碱基对发生替换,不一定导致蛋白质的氨基酸序列改变,原因是密码子的简并,C项错误;氨基酸能作为信号分子参与细胞间的信息交流,如谷氨酸、天冬氨酸等氨基酸类的神经递质,D项正确。
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2.(2025·八省联考河南卷)中国的饮食文化源远流长。某传统美食口味独特,配料丰富(有海带、面筋、粉条和香油等)。下列叙述错误的是(　　)
A.海带中的碘元素可用于合成甲状腺激素
B.香油中的不饱和脂肪酸可用于合成磷脂
C.面筋中的蛋白质变性后生物活性丧失但理化性质不变
D.粉条中的淀粉彻底水解后可产生合成糖原的基本单位
C
解析 碘是构成甲状腺激素的元素,海带中的碘元素可用于合成甲状腺激素,A项正确;磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及其衍生物组成,香油中的不饱和脂肪酸可用于合成磷脂分子,B项正确;蛋白质在高温、过酸或过碱等条件下会因空间结构发生改变而变性,变性后的蛋白质生物活性也丧失,从而导致其理化性质发生改变,C项错误;粉条中的淀粉彻底水解后可产生葡萄糖,葡萄糖是合成糖原的基本单位,D项正确。
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3.(2025·八省联考云南卷)当前市场上零食与保健品种类繁多,为维护自身健康,食用前需进行科学判断。下列说法错误的是(　　)
A.夏天饮用冰镇饮料会刺激冷觉感受器,引起皮肤毛细血管收缩,不利于散热
B.运动功能饮料中提供的Na+,可缓解排汗引起的肌肉细胞兴奋性降低
C.食物中的胶原蛋白水解成氨基酸被人体吸收后,不一定用于合成胶原蛋白
D.糖在机体内可转化为氨基酸,食用高糖零食可补充机体必需氨基酸
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解析 喝冰镇饮料引起冷觉感受器兴奋,使皮肤毛细血管收缩,血流量减少,会使散热减少,A项正确;大量排汗会排出过多的无机盐(如Na+),会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,最终引发肌肉酸痛、无力等,运动性功能饮料中提供的Na+被机体吸收后,可缓解这些症状,B项正确;氨基酸是蛋白质合成的原料,食物中的胶原蛋白水解成氨基酸被人体吸收后,可用于合成机体蛋白质,但不一定用于合成胶原蛋白,C项正确;人体细胞自己不能合成,必须从外界环境中获取的氨基酸称为必需氨基酸,故食用高糖零食不能补充机体必需氨基酸,D项错误。
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4.(2024·河北保定二模)蛋白质是生命活动的主要承担者,下列生理活动中没有蛋白质直接参与的是(　　)
A.水分子进入肾小管和集合管的过程
B.组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液
C.血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞
D.LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞
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解析 水分子可通过水通道蛋白进入肾小管和集合管,水通道蛋白是蛋白质,A项不符合题意;组织液中的CO2通过毛细血管壁进入血液的方式为自由扩散,不需要转运蛋白的协助,与蛋白质无关,B项符合题意;血液中的O2通过红细胞运输到组织细胞,需要血红蛋白的参与,与蛋白质有关,C项不符合题意;LDL(低密度脂蛋白)通过胞吞进入细胞与细胞膜表面的蛋白质有关,D项不符合题意。
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5.(2024·四川成都期末)“三千年成都,两千年蜀锦”,蜀锦作为中国四大名锦之一,以其独特的工艺和绚丽的色彩而闻名。蜀锦在织造过程中多使用染色后的熟蚕丝线,蚕丝线的主要成分是蚕丝蛋白。下列叙述正确的是(　　)
A.蚕丝蛋白中的氮元素主要存在于游离的氨基中
B.生蚕丝线煮制为熟蚕丝线后肽键几乎全部破坏
C.蚕丝蛋白基因是由两条脱氧核苷酸链构成的
D.蚕丝蛋白基因中含有腺嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶
C
解析 蚕丝蛋白中的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中,A项错误;生蚕丝线煮制为熟蚕丝线后其空间结构被破坏,但肽键没有被破坏,B项错误;蚕丝蛋白基因是有遗传效应的DNA片段,由两条脱氧核苷酸链构成,C项正确;蚕丝蛋白基因含有腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和鸟嘌呤,D项错误。
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6.(2024·湖北武汉模拟)球状蛋白分子的空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在该分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是(　　)
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B.球状蛋白多数可溶于水,难溶于乙醇
C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.蛋白质变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏
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解析 蛋白质变性不会导致肽键断裂,A项错误;组成球状蛋白分子的氨基酸侧链极性基团分布在该分子的外侧,极性基团可溶于水,故球状蛋白多数可溶于水,非极性基团可溶于乙醇,而非极性基团分布在该分子的内侧,故该蛋白一般难溶于乙醇,B项正确;加热变性的蛋白质空间结构发生改变,该空间结构改变不可逆,不能恢复原有的结构和性质,C项正确;蛋白质变性后其空间结构改变,导致一系列理化性质变化,生物活性丧失,D项正确。
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7.CXCL17是一种主要存在于肺部等黏膜组织中的蛋白质,在肺部发生病毒感染期间,其表达水平会增加。研究发现CXCL17是CXCR4趋化因子受体(存在于机体特定细胞表面的蛋白质)的潜在抑制剂。下列相关叙述正确的是(　　)
A.CXCL17中的氢键可使肽链盘曲、折叠,使CXCL17具有一定的空间结构
B.CXCR4趋化因子受体和CXCL17的功能不同与氨基酸脱水缩合方式有关
C.CXCL17可抑制CXCR4趋化因子受体的活性,说明CXCL17具有催化作用
D.利用3H标记特定氨基酸的氨基或羧基用于研究CXCL17的合成和分泌过程
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解析 CXCL17中的氢键可使肽链盘曲、折叠,使CXCL17具有一定的空间结构,A项正确;CXCR4趋化因子受体和CXCL17的功能不同与氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构有关,不同蛋白质的氨基酸脱水缩合方式相同,B项错误;CXCL17可抑制CXCR4趋化因子受体的活性,说明蛋白质具有信息传递的作用,具有催化作用的是酶,C项错误;用3H标记特定氨基酸的R基可用于研究CXCL17的合成和分泌过程,若标记特定氨基酸的氨基或羧基,在脱水缩合反应过程中,标记元素可能会丢失,D项错误。
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8.(2024·黑龙江大庆模拟)肌红蛋白是由1条肽链和1个血红素辅基构成的结合蛋白质,主要分布于骨骼肌纤维和心肌纤维的肌质中,是肌肉内储存氧气的蛋白质。血红蛋白是红细胞内运输氧气的蛋白质,含有4条肽链,且每条肽链均含1个血红素辅基。下列叙述正确的是(　　)
A.这两种蛋白质合成过程中形成的水分子中的H来自氨基酸的氨基
B.这两种蛋白质均至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基
C.心肌细胞受损时,血浆中肌红蛋白和血红蛋白的数量均会增加
D.血红蛋白和肌红蛋白均能与O2结合,说明二者的活性中心可能具有相似的结构
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解析 氨基酸通过脱水缩合合成这两种蛋白质,合成过程中形成的水分子中的H来自一个氨基酸的羧基和相邻氨基酸的氨基,A项错误;肌红蛋白含有1条肽链,至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基,血红蛋白含有4条肽链,至少含有4个游离的氨基和4个游离的羧基,B项错误;肌红蛋白主要分布于骨骼肌纤维和心肌纤维的肌质中,血红蛋白存在于红细胞内,心肌细胞受损时,血浆中肌红蛋白的数量会增加,血红蛋白的数量不会增加,C项错误;肌红蛋白是肌肉内储存氧气的蛋白质,血红蛋白是红细胞内运输氧气的蛋白质,二者均含有血红素辅基,血红蛋白和肌红蛋白均能与O2结合,说明二者的活性中心可能具有相似的结构,D项正确。
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关键能力提升练
9.(2024·四川凉山三模)SUMO是一种小分子蛋白质,在酶和ATP的参与下,SUMO与靶蛋白上特定氨基酸位点结合发生SUMO化,靶蛋白SUMO化后参与细胞信号传递。下列分析错误的是(　　)
A.靶蛋白的SUMO化体现了蛋白质结构和功能相适应的观点
B.靶蛋白SUMO化位点的氨基酸改变,不影响细胞信号传递
C.推测细胞能去SUMO化从而中断信号传递以维持细胞稳态
D.靶蛋白上发生SUMO化是由ATP水解提供能量的吸能反应
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解析 SUMO与靶蛋白上特定氨基酸位点结合发生SUMO化,进而实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与功能相适应的观点,A项正确;蛋白质的结构决定其功能,靶蛋白SUMO化位点的氨基酸改变,将会使该位点无法SUMO化,进而影响细胞信号的传递,B项错误;分析题干信息,靶蛋白SUMO化后参与细胞信号传递,推测细胞能去SUMO化从而中断信号传递以维持细胞稳态,C项正确;靶蛋白上发生SUMO化需要酶和ATP的参与,ATP水解释放能量,供该吸能反应利用,D项正确。
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10.(2025·广东韶关模拟)科学家利用人工智能系统预测蛋白质的结构,通过统计与物理分析,揭示出随着生物体复杂程度的提高,蛋白质分子在进化中所表现出的趋势。下列关于蛋白质的叙述,错误的是(　　)
A.蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序等有关
B.该系统预测的蛋白质结构中可能包含氢键、二硫键等
C.组成蛋白质的氨基酸之间的脱水缩合方式相同
D.组成蛋白质的氨基酸中有8种是人体细胞能合成的必需氨基酸
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解析 蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序等有关,A项正确。氢键可以在多肽链的折叠过程中形成,其作用是稳定蛋白质的结构;二硫键可以在某些蛋白质中存在,其作用是加强蛋白质结构的稳定性。该系统预测的蛋白质结构中可能包含氢键、二硫键等,B项正确。组成蛋白质的氨基酸之间的脱水缩合方式相同,都是一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱去一分子水形成肽键,C项正确。组成蛋白质的氨基酸中有8种是人体细胞不能合成的必需氨基酸,D项错误。
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11.(2025·黑龙江模拟)头发可以受环境因素影响而发生不同程度的损伤,其中烫发是常见因素之一。头发的主要成分是角蛋白,烫发时先用还原剂破坏肽链之间的二硫键(—S—S—),使之被还原成游离的巯基(—SH),易于变形;再用发夹和发卷将头发塑成一定的形状;最后在氧化剂的作用下在新位置形成二硫键,固定发型。下列叙述错误的是(　　)
A.二硫键是蛋白质空间结构形成和维持的重要化学键
B.烫发过程中,相关蛋白质的空间结构和肽键均会发生变化
C.烫发的实质是破坏原有二硫键,改变巯基间的相对位置再重新形成二硫键
D.细胞中的蛋白质被还原或被氧化均可能影响蛋白质的生物学活性
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解析 氨基酸脱水缩合形成肽链,肽链间通过氢键、二硫键等进一步折叠、盘旋形成更复杂的蛋白质,故二硫键是蛋白质空间结构形成和维持的重要化学键,A项正确;烫发时先用还原剂破坏肽链之间的二硫键(—S—S—),使之被还原成游离的巯基(—SH),再在氧化剂的作用下在新位置形成二硫键,所以角蛋白变性可导致部分有关的化学键包括二硫键等断裂,但肽键不变,B项错误;在烫发过程中,角蛋白的肽链之间的二硫键(—S—S—)先被还原成游离的巯基(—SH),再在氧化剂的作用下在新位置形成二硫键,C项正确;细胞中的蛋白质被还原或被氧化均可能影响其空间结构,进而影响生物学活性,D项正确。
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12.(12分)(2024·陕西安康模拟)研究发现,赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节过程中起着不可替代的作用。普通玉米种子中赖氨酸的含量较低,其原因是赖氨酸合成过程中的关键酶——酶S的活性受赖氨酸含量的影响较大,当赖氨酸达到一定量时就会抑制酶S的活性。请回答下列问题。
(1)在人体中,赖氨酸属于　　　(填“必需”或“非必需”)氨基酸。
(2)人体细胞中含量最多的有机化合物是　　　　　,基因在控制该类物质合成的过程中,消耗的物质有　 (答出三种)等。
必需
蛋白质
核糖核苷酸、氨基酸、ATP
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(3)研究人员从玉米细胞中提取出了酶S,其化学本质是蛋白质。请设计一个简单的实验验证酶S的化学本质,要求写出实验设计思路及实验结果。
实验设计思路:__________________________________________________
　　　　　 　 　　　　 　。
实验结果: 　　　　　 　　 　　　　。
(4)从机体生命活动调节中信号分子的角度分析,赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节过程中起着不可替代的作用,可能是由于赖氨酸是
　　　　 　等的必要组成成分。
将酶S与蒸馏水混合,振荡摇匀,加入双缩脲试剂,观察
是否出现紫色的颜色反应
出现紫色,说明酶S的化学本质是蛋白质
蛋白质类激素和抗体
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解析 (1)在人体中,赖氨酸属于必需氨基酸。
(2)人体细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质,基因控制蛋白质合成的过程中,需要消耗核糖核苷酸、氨基酸和ATP。
(3)酶S的化学本质是蛋白质,使用双缩脲试剂鉴定蛋白质,所以实验设计思路为将酶S与蒸馏水混合,振荡摇匀,加入双缩脲试剂,观察是否出现紫色的颜色反应;若实验结果中出现紫色,说明酶S的化学本质是蛋白质。
(4)从机体生命活动调节中信号分子的角度分析,赖氨酸在人体的生长发育和免疫调节过程中起着不可替代的作用,可能是由于赖氨酸是蛋白质类激素、抗体的必要组成部分。

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