资源简介

(共43张PPT)
第4讲　蛋白质是生命活动的主要承担者
考点一　蛋白质的结构
考点二　蛋白质的功能
从教材走向高考
【课标要求】
阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其空间结构等,细胞的功能主要由蛋白质完成。
考点一　蛋白质的结构
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.蛋白质的基本组
成单位——氨基酸:
2.蛋白质的结构及其多样性:
(1)氨基酸的脱水缩合:
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)：
(3)蛋白质结构多样性的原因：
【多维赋能】
1.氨基酸的结构特点图解分析:
找出氨基酸的不变部分(连接在同一碳原子上的—NH2、—COOH和—H),剩下的部分即为R基。倘若找不到上述“不变部分”,则不属于构成蛋白质的氨基酸。
2.在蛋白质分子中,连接不同氨基酸之间的化学键:
一条肽链中相邻氨基酸通过______连接;不同肽链之间的氨基酸可通过
______________相连接。
3.熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得________
______,容易被蛋白酶水解。
肽键
氢键或二硫键
伸展、
松散
【自测强化】
1.蛋白质变性可导致部分肽键断裂。(2023·湖北卷,2A)( )
分析:蛋白质变性使其特定空间构象被破坏,一般不会导致肽键断裂。
2.帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素。(2023·湖南
卷,1A)( )
分析:帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素。
3.有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料。(2022·湖北
卷,13B)( )
×
×
√
4.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。(2022·湖南卷,1A)( )
分析:胶原蛋白中的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中。
5.奶制品和大豆制品等可补充人体的必需氨基酸。(2025·贵州卷,1B)( )
×
√
【精研强思维】
【思维探究】
胶原蛋白是动物体中的一种结构蛋白。研究人员提取了一种主要含下图中三种氨基酸的胶原蛋白用来制作手术缝合线。
(1)(生命观念)据图中的氨基酸分子式可知,组成这种胶原蛋白的主要化学元素有哪些
提示:C、H、O、N。
(2)(科学思维)这三种氨基酸分子通过脱水缩合反应,形成一条包含“-甘-赖-脯-”序列重复200次的肽链,此肽链所含游离的氨基 (-NH2)个数至少为多少个 该过程中产生几分子水
提示:201;599。
(3)(科学探究)上述三条同样的肽链螺旋缠绕在一起形成三螺旋结构 (图甲所示),称为原胶原蛋白。其中,甘氨酸的R基,具有较强的疏水性,赖氨酸和脯氨酸的 R 基被修饰而具有较强的亲水性。由此推测,机体内原胶原蛋白的结构俯视示意图为图乙中的____(填字母),原胶原蛋白可进一步聚合,形成胶原蛋白。
提示:C。
(4)(生命观念)聚丙烯类是人工合成、化学结构稳定的传统缝合线材料之一,与聚丙烯类相比,胶原蛋白手术缝合线的优点是什么
提示:胶原蛋白被水解为氨基酸,免去拆线。
【思维建构】
利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律
(1)“模型法”记忆多肽形成过程中的数量。
①形成肽链时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。
肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目
1条 m m-1 m-1 至少1个 至少1个
n条 m m-n m-n 至少n个 至少n个
②形成环肽时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。
(2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量。
①无二硫键时:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。
②有二硫键(—S—S—)时:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去2分子氢。
(3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数。
①N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数。
②O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去的水分子数。
(4)妙用“排列组合”求解多肽种类。
①若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类为nm种。
②若有n种氨基酸形成一个n肽,且每种氨基酸只有一个,则形成n肽的种类为n×(n-1)×(n-2)×……×1种。
【精练提素养】
1.(2025·四川卷)真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的主要区别
是(　　)
A.基本组成元素不同 B.单体连接方式不同
C.肽链空间结构不同 D.合成加工场所不同
√
【解析】选C。蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N,真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的基本组成元素相同,A错误;单体连接方式相同,均是氨基酸之间脱水缩合形成肽键连接,B错误;不同的蛋白质功能不同,结构与功能相适应,因此这些蛋白质的肽链盘曲折叠形成的空间结构不同,C正确;真核生物核孔蛋白质均属于胞内蛋白,合成加工场所相同,均在细胞质,D错误。
2. 【不定项】(2026·通辽模拟)如图是5种不同的物质,下列有关叙述正确的是( 　　)
A.5种物质都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
B.5种物质中均含有游离的氨基和羧基,均为构成蛋白质的氨基酸
C.图中所有的氨基酸各1分子合成的一条多肽链中含有3个肽键
D.图中所有氨基酸各1分子合成的一条多肽链中含有1个游离羧基和1个游离氨基
√
√
【解析】选A、C。蛋白质或者多肽可与双缩脲试剂发生紫色反应,①~⑤均不属于蛋白质或多肽,A正确;②的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上,不属于构成蛋白质的氨基酸,B错误;氨基酸的结构特点是至少含有一个氨基和一个羧基,且氨基和羧基连接在同一个碳原子上,题图中只有①③④⑤属于合成蛋白质的氨基酸,合成一条多肽链中含有3个肽键,C正确;⑤的R基中含有羧基,题图中所有氨基酸各1分子合成的一条多肽链中含有2个游离羧基和1个游离氨基,D错误。
【加固训练】
1.(2024·黑吉辽卷)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞中的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是 (　　)
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化
√
【解析】选B。本题考查细胞的分子组成及细胞的结构。核糖体是生产蛋白质的机器,因此钙调蛋白(蛋白质)的合成场所是核糖体,A正确;Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,钙调蛋白(蛋白质)的基本组成单位是氨基酸,B错误;氨基酸之间能够形成氢键等,从而使肽链能够盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C正确;钙调蛋白与Ca2+结合后,会形成新的化学键,可能导致其空间结构发生变化,以便执行某些功能,D正确。
2.(2026·朔州模拟)结合图示分析,下列有关蛋白质的叙述正确的是(　　)
A.此蛋白质共有2条肽链
B.99个氨基酸构成的蛋白质有98个肽键
C.此蛋白质的R基中共含有22个氨基
D.两个氨基酸脱水缩合过程中,失去的H2O中的氢来自氨基
√
【解析】选C。由羧基总数=肽链数+R基上羧基数目可知,肽链数为26-23=3条,此蛋白质含有3条肽链,A错误;该蛋白质由99个氨基酸构成,其含有的肽键数为氨基酸数-肽链数=99-3=96个,B错误;此蛋白质的R基中共含有的氨基数为氨基总数-肽链数=25-3=22个,C正确;两个氨基酸脱水缩合的过程中,失去的H2O中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,D错误。
考点二　蛋白质的功能
【精梳攻教材】
【基础整合】
蛋白质的功能(连一连):
【多维赋能】
常考蛋白质的分布和功能
有些蛋白质同时具有多个功能:
钠钾泵:同时具有______和______功能。
运输
催化
【自测强化】
1.蛋白质具有催化和信息传递等作用。(必修1 P29正文)( )
2.蛋白质发挥作用依赖特定的空间结构。( )
3.胰岛素发生变性时不能调节肝细胞合成并储存肝糖原。( )
4.细胞内的蛋白质种类繁多的原因是蛋白质的功能具有多样性。( )
分析:细胞中蛋白质种类繁多的原因是蛋白质分子的结构极其多样。
√
√
√
×
【精练提素养】
1.某降血压药物说明书上注明:“本品含钙通道阻滞剂,抑制血管平滑肌细胞的跨膜钙离子内流……”细胞膜上的钙通道是蛋白质复合物,该降压药主要影响了蛋白质的(　　)
A.运输功能 B.催化功能
C.贮存功能 D.免疫功能
【解析】选A。分析题意,“本品含钙通道阻滞剂,抑制血管平滑肌细胞的跨膜钙离子内流……”细胞膜上的钙通道是蛋白质复合物,由此可知该降压药主要影响了蛋白质的运输功能,A正确。
√
2. 【不定项】(2026·济宁模拟)铜代谢异常症患者无法吸收或利用铜离子,严重影响正常发育。血浆中的铜95%存在于铜蓝蛋白中,该蛋白会影响铜和铁的代谢,同时还具有抑制膜脂质氧化的作用。下列相关叙述正确的是(　　)
A.人体缺铜可能会导致血红蛋白的合成量减少
B.通过大量摄取含铜量高的食物,可以缓解铜代谢异常症
C.若人体内铜蓝蛋白含量减少,可能会导致细胞膜功能异常
D.铜参与维持铜蓝蛋白的空间结构,去铜后的铜蓝蛋白将失去功能
√
√
√
【解析】选A、C、D。由题意可知,人体缺铜会影响铜蓝蛋白的合成,进而影响铜和铁的代谢,而铁是血红蛋白的组成元素之一,所以缺铜可能会导致血红蛋白的合成量减少,A正确;铜代谢异常症患者无法吸收或利用铜离子,即使通过大量摄取含铜量高的食物也不能缓解铜代谢异常症,B错误;铜蓝蛋白具有抑制膜脂质氧化的作用,若人体内铜蓝蛋白含量减少,可能会导致细胞膜功能异常,C正确;铜是铜蓝蛋白的组成成分,参与维持其空间结构,若去铜则结构被破坏,功能丧失,D正确。
从教材走向高考
【体验高考真题溯源】
1.(2025·新课标全国卷)→(必修1 P32概念检测)蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是(　　)
A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构
B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能
C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性
D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质
【教考融通】本题源于教材中蛋白质结构和功能的叙述,通过分析蛋白质的结构和性质等,考查蛋白质结构和功能的多样性。
√
【解析】选A。二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键,属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂,会破坏蛋白质的空间结构,导致其功能丧失,A错误。蛋白质的功能依赖其特定的空间结构,若空间结构改变(如高温、强酸、强碱导致的变性),其功能通常也会受到影响,B正确。乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键,导致其空间结构改变而变性,C正确。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或合成一种新的蛋白质,因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质,D正确。
【加固训练】
(2023·浙江6月卷)→(必修1 P32“概念检测”T4)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素,其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是(　　)
A.糖类 B.脂质 C.蛋白质 D.核酸
【教考融通】教材考查了几种物质的化学本质,而考题则一步到位直接考查胰岛素的化学本质。
√
【解析】选C。本题考查胰岛素的化学本质。胰岛素是胰岛B细胞合成并分泌的,是唯一一种能降低血糖的激素,其化学本质是蛋白质,而我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同,因此,结晶牛胰岛素的化学本质是蛋白质,C正确。
【深研教材预测高考】
2.(必修1 P32拓展应用T2【改编】)某种脑啡肽具有镇痛作用,可以作为药物来使用,它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。下列说法正确的是(　　)
A.构成一个脑啡肽的氨基酸共有4种,称为四肽
B.形成该脑啡肽的过程脱下了4分子水,相对分
子质量减少了72
C.脑啡肽可通过口服进入人体发挥作用
D.如果图中的氨基酸顺序发生了改变,但种类未改变,它还具有脑啡肽的功能
√
【解析】选B。由题图可知,构成一个脑啡肽的氨基酸数目是5个,称为五肽,共有4种氨基酸参与脑啡肽构成,A错误;该过程是由5个氨基酸脱水缩合形成一条肽链,所以该过程脱下了5-1=4分子水,相对分子质量减少了4×18=72,B正确;由于脑啡肽的化学本质是蛋白质,口服后会被消化酶水解为氨基酸,故脑啡肽不能通过口服进入人体发挥作用,C错误;蛋白质的功能与组成蛋白质的氨基酸的数量、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,所以当题图中氨基酸顺序发生改变时,它不再具有脑啡肽的功能,D错误。第4讲　蛋白质是生命活动的主要承担者
【课标要求】
阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其空间结构等,细胞的功能主要由蛋白质完成。
考点一　蛋白质的结构
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸:
2.蛋白质的结构及其多样性:
(1)氨基酸的脱水缩合:
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)：
(3)蛋白质结构多样性的原因：
【多维赋能】
1.氨基酸的结构特点图解分析:
找出氨基酸的不变部分(连接在同一碳原子上的—NH2、—COOH和—H),剩下的部分即为R基。倘若找不到上述“不变部分”,则不属于构成蛋白质的氨基酸。
2.在蛋白质分子中,连接不同氨基酸之间的化学键:
一条肽链中相邻氨基酸通过肽键连接;不同肽链之间的氨基酸可通过氢键或二硫键相连接。
3.熟鸡蛋更容易消化的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。
【自测强化】
1.蛋白质变性可导致部分肽键断裂。(2023·湖北卷,2A)(×)
分析:蛋白质变性使其特定空间构象被破坏,一般不会导致肽键断裂。
2.帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素。(2023·湖南卷,1A)(×)
分析:帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数低于C元素。
3.有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料。(2022·湖北卷,13B)(√)
4.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。(2022·湖南卷,1A)(×)
分析:胶原蛋白中的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中。
5.奶制品和大豆制品等可补充人体的必需氨基酸。(2025·贵州卷,1B)(√)
【精研强思维】
【思维探究】
胶原蛋白是动物体中的一种结构蛋白。研究人员提取了一种主要含下图中三种氨基酸的胶原蛋白用来制作手术缝合线。
(1)(生命观念)据图中的氨基酸分子式可知,组成这种胶原蛋白的主要化学元素有哪些
提示:C、H、O、N。
(2)(科学思维)这三种氨基酸分子通过脱水缩合反应,形成一条包含“-甘-赖-脯-”序列重复200次的肽链,此肽链所含游离的氨基 (-NH2)个数至少为多少个 该过程中产生几分子水
提示:201;599。
(3)(科学探究)上述三条同样的肽链螺旋缠绕在一起形成三螺旋结构 (图甲所示),称为原胶原蛋白。其中,甘氨酸的R基,具有较强的疏水性,赖氨酸和脯氨酸的 R 基被修饰而具有较强的亲水性。由此推测,机体内原胶原蛋白的结构俯视示意图为图乙中的____(填字母),原胶原蛋白可进一步聚合,形成胶原蛋白。
提示:C。
(4)(生命观念)聚丙烯类是人工合成、化学结构稳定的传统缝合线材料之一,与聚丙烯类相比,胶原蛋白手术缝合线的优点是什么
提示:胶原蛋白被水解为氨基酸,免去拆线。
【思维建构】
利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律
(1)“模型法”记忆多肽形成过程中的数量。
①形成肽链时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。
肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目
1条 m m-1 m-1 至少1个 至少1个
n条 m m-n m-n 至少n个 至少n个
②形成环肽时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。
(2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量。
①无二硫键时:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。
②有二硫键(—S—S—)时:蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去2分子氢。
(3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数。
①N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数。
②O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去的水分子数。
(4)妙用“排列组合”求解多肽种类。
①若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类为nm种。
②若有n种氨基酸形成一个n肽,且每种氨基酸只有一个,则形成n肽的种类为n×(n-1)×(n-2)×……×1种。
【精练提素养】
1.(2025·四川卷)真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的主要区别是(　　)
A.基本组成元素不同 B.单体连接方式不同
C.肽链空间结构不同 D.合成加工场所不同
【解析】选C。蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N,真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的基本组成元素相同,A错误;单体连接方式相同,均是氨基酸之间脱水缩合形成肽键连接,B错误;不同的蛋白质功能不同,结构与功能相适应,因此这些蛋白质的肽链盘曲折叠形成的空间结构不同,C正确;真核生物核孔蛋白质均属于胞内蛋白,合成加工场所相同,均在细胞质,D错误。
2. 【不定项】(2026·通辽模拟)如图是5种不同的物质,下列有关叙述正确的是(　　)
A.5种物质都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
B.5种物质中均含有游离的氨基和羧基,均为构成蛋白质的氨基酸
C.图中所有的氨基酸各1分子合成的一条多肽链中含有3个肽键
D.图中所有氨基酸各1分子合成的一条多肽链中含有1个游离羧基和1个游离氨基
【解析】选A、C。蛋白质或者多肽可与双缩脲试剂发生紫色反应,①~⑤均不属于蛋白质或多肽,A正确;②的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上,不属于构成蛋白质的氨基酸,B错误;氨基酸的结构特点是至少含有一个氨基和一个羧基,且氨基和羧基连接在同一个碳原子上,题图中只有①③④⑤属于合成蛋白质的氨基酸,合成一条多肽链中含有3个肽键,C正确;⑤的R基中含有羧基,题图中所有氨基酸各1分子合成的一条多肽链中含有2个游离羧基和1个游离氨基,D错误。
【加固训练】
1.(2024·黑吉辽卷)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞中的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是 (　　)
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化
【解析】选B。本题考查细胞的分子组成及细胞的结构。核糖体是生产蛋白质的机器,因此钙调蛋白(蛋白质)的合成场所是核糖体,A正确;Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,钙调蛋白(蛋白质)的基本组成单位是氨基酸,B错误;氨基酸之间能够形成氢键等,从而使肽链能够盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C正确;钙调蛋白与Ca2+结合后,会形成新的化学键,可能导致其空间结构发生变化,以便执行某些功能,D正确。
2.(2026·朔州模拟)结合图示分析,下列有关蛋白质的叙述正确的是(　　)
A.此蛋白质共有2条肽链
B.99个氨基酸构成的蛋白质有98个肽键
C.此蛋白质的R基中共含有22个氨基
D.两个氨基酸脱水缩合过程中,失去的H2O中的氢来自氨基
【解析】选C。由羧基总数=肽链数+R基上羧基数目可知,肽链数为26-23=3条,此蛋白质含有3条肽链,A错误;该蛋白质由99个氨基酸构成,其含有的肽键数为氨基酸数-肽链数=99-3=96个,B错误;此蛋白质的R基中共含有的氨基数为氨基总数-肽链数=25-3=22个,C正确;两个氨基酸脱水缩合的过程中,失去的H2O中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,D错误。
考点二　蛋白质的功能
【精梳攻教材】
【基础整合】
蛋白质的功能(连一连):
【多维赋能】
常考蛋白质的分布和功能
有些蛋白质同时具有多个功能:
钠钾泵:同时具有运输和催化功能。
【自测强化】
1.蛋白质具有催化和信息传递等作用。(必修1 P29正文)(√)
2.蛋白质发挥作用依赖特定的空间结构。(√)
3.胰岛素发生变性时不能调节肝细胞合成并储存肝糖原。(√)
4.细胞内的蛋白质种类繁多的原因是蛋白质的功能具有多样性。(×)
分析:细胞中蛋白质种类繁多的原因是蛋白质分子的结构极其多样。
【精练提素养】
1.某降血压药物说明书上注明:“本品含钙通道阻滞剂,抑制血管平滑肌细胞的跨膜钙离子内流……”细胞膜上的钙通道是蛋白质复合物,该降压药主要影响了蛋白质的(　　)
A.运输功能 B.催化功能
C.贮存功能 D.免疫功能
【解析】选A。分析题意,“本品含钙通道阻滞剂,抑制血管平滑肌细胞的跨膜钙离子内流……”细胞膜上的钙通道是蛋白质复合物,由此可知该降压药主要影响了蛋白质的运输功能,A正确。
2. 【不定项】(2026·济宁模拟)铜代谢异常症患者无法吸收或利用铜离子,严重影响正常发育。血浆中的铜95%存在于铜蓝蛋白中,该蛋白会影响铜和铁的代谢,同时还具有抑制膜脂质氧化的作用。下列相关叙述正确的是(　　)
A.人体缺铜可能会导致血红蛋白的合成量减少
B.通过大量摄取含铜量高的食物,可以缓解铜代谢异常症
C.若人体内铜蓝蛋白含量减少,可能会导致细胞膜功能异常
D.铜参与维持铜蓝蛋白的空间结构,去铜后的铜蓝蛋白将失去功能
【解析】选A、C、D。由题意可知,人体缺铜会影响铜蓝蛋白的合成,进而影响铜和铁的代谢,而铁是血红蛋白的组成元素之一,所以缺铜可能会导致血红蛋白的合成量减少,A正确;铜代谢异常症患者无法吸收或利用铜离子,即使通过大量摄取含铜量高的食物也不能缓解铜代谢异常症,B错误;铜蓝蛋白具有抑制膜脂质氧化的作用,若人体内铜蓝蛋白含量减少,可能会导致细胞膜功能异常,C正确;铜是铜蓝蛋白的组成成分,参与维持其空间结构,若去铜则结构被破坏,功能丧失,D正确。
【体验高考真题溯源】
1.(2025·新课标全国卷)→(必修1 P32概念检测)蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是(　　)
A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构
B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能
C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性
D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质
【教考融通】本题源于教材中蛋白质结构和功能的叙述,通过分析蛋白质的结构和性质等,考查蛋白质结构和功能的多样性。
【解析】选A。二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键,属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂,会破坏蛋白质的空间结构,导致其功能丧失,A错误。蛋白质的功能依赖其特定的空间结构,若空间结构改变(如高温、强酸、强碱导致的变性),其功能通常也会受到影响,B正确。乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键,导致其空间结构改变而变性,C正确。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或合成一种新的蛋白质,因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质,D正确。
【加固训练】
(2023·浙江6月卷)→(必修1 P32“概念检测”T4)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素,其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是(　　)
A.糖类 B.脂质 C.蛋白质 D.核酸
【教考融通】教材考查了几种物质的化学本质,而考题则一步到位直接考查胰岛素的化学本质。
【解析】选C。本题考查胰岛素的化学本质。胰岛素是胰岛B细胞合成并分泌的,是唯一一种能降低血糖的激素,其化学本质是蛋白质,而我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同,因此,结晶牛胰岛素的化学本质是蛋白质,C正确。
【深研教材预测高考】
2.(必修1 P32拓展应用T2【改编】)某种脑啡肽具有镇痛作用,可以作为药物来使用,它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。下列说法正确的是(　　)
A.构成一个脑啡肽的氨基酸共有4种,称为四肽
B.形成该脑啡肽的过程脱下了4分子水,相对分子质量减少了72
C.脑啡肽可通过口服进入人体发挥作用
D.如果图中的氨基酸顺序发生了改变,但种类未改变,它还具有脑啡肽的功能
【解析】选B。由题图可知,构成一个脑啡肽的氨基酸数目是5个,称为五肽,共有4种氨基酸参与脑啡肽构成,A错误;该过程是由5个氨基酸脱水缩合形成一条肽链,所以该过程脱下了5-1=4分子水,相对分子质量减少了4×18=72,B正确;由于脑啡肽的化学本质是蛋白质,口服后会被消化酶水解为氨基酸,故脑啡肽不能通过口服进入人体发挥作用,C错误;蛋白质的功能与组成蛋白质的氨基酸的数量、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,所以当题图中氨基酸顺序发生改变时,它不再具有脑啡肽的功能,D错误。(共31张PPT)
核心素养测评　
第一单元　第4讲　蛋白质是生命活动的主要承担者
(20分钟　36分)
【基础过关练】
1.(2分)谷胱甘肽(分子式为C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的
一种重要的三肽,它由谷氨酸(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是 (　　)
A.C3H3NS B.C3H5NOS
C.C3H7O2NS D.C3H3O2NS
√
【解析】选C。根据题意分析可知,谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸脱去2分子水缩合形成的,根据反应前后化学元素守恒可以得出半胱氨酸可能的分子式为C3H7O2NS,故C符合题意。
2.(2分)乳铁蛋白是一种分泌型糖蛋白,其能携带Fe3+共同进入细胞。该实例
体现的蛋白质的功能主要是 (　　)
A.构成细胞结构的重要成分
B.参与物质运输
C.调节机体的生命活动
D.参与信息传递
【解析】选B。根据题意信息可知,乳铁蛋白是一种分泌型糖蛋白,其能携带
Fe3+共同进入细胞,起到了参与物质运输的作用,B正确。
√
3.(2分)(2023·江苏卷)细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电
子传递,在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的
是 (　　)
A.仅由C、H、O、N四种元素组成
B.是一种能催化ATP合成的蛋白质
C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体
D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
√
【解析】选D。细胞色素c的组成元素有C、H、O、N、Fe和S,A错误;细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,但催化ATP合成的蛋白质是ATP合成酶,B错误;细胞色素c是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体,C错误;不同物种间细胞色素c的氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据,相似度越高,说明生物的亲缘关系越近,D正确。
4.(2分)科研人员给小鼠饲喂13C标记的葡萄糖或者果糖,一段时间后检测部
分氨基酸分子中13C的相对含量,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.结果表明天冬氨酸和丝氨酸是小鼠的必需氨基酸
B.天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸的差别在于R基团
C.单糖转变为氨基酸的过程中会添加含N的基团
D.相比于葡萄糖,果糖转变为氨基酸的速度更快
√
【解析】选A。由题图知,天冬氨酸和丝氨酸可由果糖转化而来,故属于非必需氨基酸,A错误;不同氨基酸的差别在R基团上,B正确;葡萄糖、果糖由元素C、H、O组成,氨基酸由元素C、H、O、N等组成,单糖转变为氨基酸需添加含N的基团,C正确;柱形图中,相同时间内,由果糖转化的氨基酸较多,故果糖转变为氨基酸的速度更快,D正确。
5.(2分)蛋白酶体是一种大分子复合体,其作用是降解细胞内异常的蛋白质。
泛素(Ub)是一种小分子蛋白质,介导了蛋白酶体降解蛋白质的过程。据下图
分析,下列说法不正确的是 (　　)
A.该过程中可能发生了泛素的磷酸化
B.蛋白质被降解前,需要多次泛素化标记
C.蛋白酶体降解蛋白质的过程,不会破坏氢键
D.内质网中错误折叠的蛋白质可能需由蛋白酶体降解
√
【解析】选C。
A(√) ATP释放的Pi可能结合到泛素上,使泛素磷酸化
B(√) 异常蛋白质逐步结合了4个泛素,说明需要多次泛素化标记
C(×) 去折叠会破坏氢键
D(√) 蛋白酶体的作用就是降解细胞内异常的蛋白质
6.(2分)角蛋白是头发的主要成分,由2条肽链组成,含有2个二硫键。如图表
示烫发的原理。相关说法正确的是 (　　)
A.烫发过程中角蛋白的空间结构发生了改变,
氨基酸排列顺序也发生了改变
B.角蛋白中至少含有两个游离的氨基和两个
游离的羧基
C.氨基酸脱水缩合形成肽链的过程中,水中的H来自羧基
D.角蛋白二硫键的形成与肽键的形成场所相同
√
【解析】选B。烫发过程中角蛋白的肽键没有断裂,但发生了二硫键的断裂和重组,从而改变了角蛋白的空间结构,但氨基酸的排列顺序没有改变,A错误;角蛋白由两条肽链构成,故至少含有两个游离的氨基和羧基,B正确;氨基酸脱水缩合形成肽链的过程中,水中的H来自氨基和羧基,C错误;肽键的形成发生在核糖体中,二硫键的形成是加工的结果,两者场所不同,D错误。
7.(2分)(2025·渭南模拟)载脂蛋白A-1(apoA-1)是一种主要在肝脏合成,具有运
载脂类物质功能的血浆蛋白。其含量下降会导致胆固醇在血管中堆积,形成
动脉粥样硬化。下列有关叙述正确的是(　　)
A.apoA-1的功能主要取决于其复杂的空间结构
B.氨基酸脱水缩合形成肽键时,脱去的水中的H仅来自氨基
C.高温能使apoA-1的肽键断裂,空间结构发生改变而变性失活
D.apoA-1与胆固醇结合后,催化其水解,避免在血管中堆积
√
【解析】选A。据题干信息可知apoA-1是一种血浆蛋白,蛋白质的功能由其空间结构决定,A正确;氨基酸脱水缩合形成肽键时,脱去的水中的H来自羧基和氨基,B错误;高温能使蛋白质分子的空间结构发生改变,从而变得伸展、松散,而高温下蛋白质中的肽键稳定、没有断裂,C错误;apoA-1基本功能是运载脂类物质,不具有催化功能,D错误。
8.(2分)我国科研人员以人天然的结构蛋白为模型,利用合成生物学和化学组
装调控,合成了一种在极端低温和高温下,都具有较强稳定性的新型蛋白纤
维。该类蛋白纤维对肌肉动态修复和疲劳调节具有潜在的应用价值。下列
对蛋白纤维的分析,正确的是 (　　)
A.组成新型蛋白纤维的基本单位是氨基酸和葡萄糖
B.在低温和高温下,天然结构蛋白均易变性
C.新型蛋白纤维具有较强稳定性可能与其盘曲、折叠的方式有关
D.新型蛋白纤维盘曲、折叠时主要通过肽键相连
√
【解析】选C。组成蛋白质的基本单位是氨基酸,葡萄糖是单糖,属于糖类的基本单位。新型蛋白纤维属于蛋白质,其基本单位只能是氨基酸,A错误。高温会破坏蛋白质的空间结构导致变性,但低温一般不会使蛋白质变性,故天然结构蛋白在低温下不易变性,B错误。蛋白质的稳定性与其空间结构(如特定的盘曲、折叠方式)密切相关,新型蛋白纤维在极端温度下稳定性强,可能是因为其空间结构更稳固,C正确。蛋白质的盘曲、折叠形成的空间结构主要依赖二硫键等维持,而肽键通常是连接氨基酸之间的化学键,D错误。
9.(2分)(2026·佳木斯模拟)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
√
【解析】选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,A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都一样,B错误;CXCL17可抑制CXCR4趋化因子受体的激活,说明蛋白质具有信息传递的作用,具有催化作用的是酶,C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,标记羧基,在脱水缩合反应过程中,标记元素可能会丢失,D错误。
【思维进阶练】
10.(3分) 【不定项】下列关于氨基酸和蛋白质的叙述,错误的是 (　　)
A.酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异是由R基的不同引起的
B.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,则它的分子式是C5H11O2NS
C.n个氨基酸共有m个氨基(m>n),则这些氨基酸缩合成的一条肽链中的氨基
数为m-n
D.甜味肽的分子式为C13H16O5N2,则甜味肽一定是一种三肽
√
√
【解析】选C、D。组成蛋白质的氨基酸不同是由氨基酸的R基不同决定的,因此酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异由R基不同引起,A正确;氨基酸的分子通式可以简写为C2H4O2NR,甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3,则它的分子式是C5H11O2NS,B正确;由氨基酸脱水缩合形成的多肽链中,一条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基,因此n个氨基酸共有m个氨基,说明各氨基酸的R基中有(m-n)个氨基,则这些氨基酸脱水缩合成的一条肽链中的氨基数为(m-n+1)个氨基,C错误;氨基酸至少含有一个氨基,即每个氨基只有一个N原子,由甜味肽名称和其分子式中含有2个N原子,可以确定该甜味肽是二肽,D错误。
【知识纵横】氨基酸的功能
(1)某些氨基酸可作为神经递质(谷氨酸、甘氨酸)。
(2)氨基酸氧化分解供能(特殊情况下作为能源物质)。
(3)酪氨酸→黑色素(衰老细胞、酪氨酸酶活性下降,黑色素减少)。
(4)色氨酸→吲哚乙酸(IAA)。
11.(3分) 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)若蛋白酶1作用于苯丙氨酸
(C9H11NO2)两侧的肽键,蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)氨基端的肽键,某
四十九肽经酶1和酶2作用后的情况如图,下列说法错误的是 (　　)
A.多肽中除了肽键没有其他化学键
B.短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个
C.苯丙氨酸的R基为—C7H7,赖氨酸的R基为—C4H10
D.该四十九肽含有第22、49号位两个赖氨酸
√
√
√
【解析】选A、C、D。肽键是多肽的主要的连接方式,该多肽中还可能含有氢键,A错误;蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)两侧的肽键,可知第17、31、32位的氨基酸是苯丙氨酸,共水解5个肽键,需要5个H2O参与反应(加入5个O),最终脱去3个苯丙氨酸(减去6个O),短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个,B正确;根据氨基酸结构通式(C2H4O2NR),苯丙氨酸的R基为—C7H7,赖氨酸的R基为—C4H10N,C错误;蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14O2N2)氨基端的肽键,该四十九肽含有第22、23、49号位3个赖氨酸,D错误。
12.(12分)图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图,图乙表示一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(注:图中数字表示氨基酸序号;—S—S—是由2个—SH脱去2个H形成的)。据图回答下列问题:
(1)(3分)图甲中A为_________________等元素,在人体内可以合成的B属于
_________________,写出其结构简式______________。
【解析】(1)A为组成蛋白质的元素,包括C、H、O、N等元素;B为氨基酸,在
人体内可以合成的B属于非必需氨基酸。氨基酸的结构简式为
　C、H、O、N　
　非必需氨基酸　
(2)(2分)图乙中的胰岛素的两条肽链是在核糖体上通过氨基酸的_______
_______作用形成的,而二硫键则是经过后续的加工形成的。每条肽链中氨
基酸通过图甲中的______________连接。
【解析】(2)胰岛素的两条肽链是在核糖体上通过氨基酸的脱水缩合作用
形成的,而二硫键则是经过后续的加工形成的。每条肽链中氨基酸是通过
图甲中的C所示的肽键连接。
　脱水
缩合　
　C(或肽键)　
(3)(2分)图乙中这51个氨基酸形成胰岛素后,相对分子质量比原来51个氨基
酸的总相对分子质量减少了________。
【解析】(3)依题意和图示分析可知,图乙中这51个氨基酸形成的胰岛素分
子含有2条肽链、3个二硫键(—S—S—)。在氨基酸形成该胰岛素后,减少的
相对分子质量等于脱去的水分子的相对分子质量的总和与形成3个二硫键
时脱去的6个氢原子的相对分子质量的总和,而脱去的水分子数等于肽键数,
因此总相对分子质量减少了18×(51-2)+1×6=888。
　888　
(4)(2分)胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是_____________
________________________________________________________________
_____________________。
【解析】(4)胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是:构成蛋白质
的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的
空间结构千差万别。
　构成蛋白质
的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成
的空间结构千差万别　
(5)(3分)胰岛素具有降低血糖的作用,生活中糖尿病患者只能通过注射的方
式使用胰岛素来降低血糖,简述其主要原理是________________________
________________________________________。
【解析】(5)胰岛素为蛋白质,若口服会被消化道中的消化酶分解,从而失去
疗效,因此生活中糖尿病人只能通过注射的方式使用胰岛素来降低血糖。
　胰岛素为蛋白质,若口服
会被消化道中的消化酶分解,从而失去疗效　
【加固训练】
(2026·长沙模拟)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,正确的是(　　)
A.该多肽水解后产生的氨基酸分别苯丙氨酸、丙氨酸和半胱氨酸
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5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74
√
【解析】选B。多肽链分子式是C21HxOyN4S2,含有一个二硫键(—S—S—),所以水解产物中有2个半胱氨酸,题中每个氨基酸中都只有1个N,所以该多肽是由4个氨基酸组成。根据C原子守恒,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,A错误;由A项分析可知,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,4个氨基酸共含有8个氧原子,共含有7×2+11+13=38个氢原子,该多肽形成过程脱去3分子水,形成1个二硫键,所以多肽中氧原子为8-3=5,多肽中氢原子为38-6-2=30,B正确;该多肽中由3种氨基酸组成,形成过程至少需要3种tRNA,C错误;该多肽在核糖体上形成,形成时脱去3分子水和2个氢,减少18×3+2=56,D错误。核心素养测评　
第一单元　第4讲　蛋白质是生命活动的主要承担者
(20分钟　36分)
【基础过关练】
1.(2分)谷胱甘肽(分子式为C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽,它由谷氨酸(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是 (　　)
A.C3H3NS B.C3H5NOS
C.C3H7O2NS D.C3H3O2NS
【解析】选C。根据题意分析可知,谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸脱去2分子水缩合形成的,根据反应前后化学元素守恒可以得出半胱氨酸可能的分子式为C3H7O2NS,故C符合题意。
2.(2分)乳铁蛋白是一种分泌型糖蛋白,其能携带Fe3+共同进入细胞。该实例体现的蛋白质的功能主要是 (　　)
A.构成细胞结构的重要成分
B.参与物质运输
C.调节机体的生命活动
D.参与信息传递
【解析】选B。根据题意信息可知,乳铁蛋白是一种分泌型糖蛋白,其能携带Fe3+共同进入细胞,起到了参与物质运输的作用,B正确。
3.(2分)(2023·江苏卷)细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的是 (　　)
A.仅由C、H、O、N四种元素组成
B.是一种能催化ATP合成的蛋白质
C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体
D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
【解析】选D。细胞色素c的组成元素有C、H、O、N、Fe和S,A错误;细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,但催化ATP合成的蛋白质是ATP合成酶,B错误;细胞色素c是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体,C错误;不同物种间细胞色素c的氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据,相似度越高,说明生物的亲缘关系越近,D正确。
4.(2分)科研人员给小鼠饲喂13C标记的葡萄糖或者果糖,一段时间后检测部分氨基酸分子中13C的相对含量,结果如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A.结果表明天冬氨酸和丝氨酸是小鼠的必需氨基酸
B.天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸的差别在于R基团
C.单糖转变为氨基酸的过程中会添加含N的基团
D.相比于葡萄糖,果糖转变为氨基酸的速度更快
【解析】选A。由题图知,天冬氨酸和丝氨酸可由果糖转化而来,故属于非必需氨基酸,A错误;不同氨基酸的差别在R基团上,B正确;葡萄糖、果糖由元素C、H、O组成,氨基酸由元素C、H、O、N等组成,单糖转变为氨基酸需添加含N的基团,C正确;柱形图中,相同时间内,由果糖转化的氨基酸较多,故果糖转变为氨基酸的速度更快,D正确。
5.(2分)蛋白酶体是一种大分子复合体,其作用是降解细胞内异常的蛋白质。泛素(Ub)是一种小分子蛋白质,介导了蛋白酶体降解蛋白质的过程。据下图分析,下列说法不正确的是 (　　)
A.该过程中可能发生了泛素的磷酸化
B.蛋白质被降解前,需要多次泛素化标记
C.蛋白酶体降解蛋白质的过程,不会破坏氢键
D.内质网中错误折叠的蛋白质可能需由蛋白酶体降解
【解析】选C。
A(√) ATP释放的Pi可能结合到泛素上,使泛素磷酸化
B(√) 异常蛋白质逐步结合了4个泛素,说明需要多次泛素化标记
C(×) 去折叠会破坏氢键
D(√) 蛋白酶体的作用就是降解细胞内异常的蛋白质
6.(2分)角蛋白是头发的主要成分,由2条肽链组成,含有2个二硫键。如图表示烫发的原理。相关说法正确的是 (　　)
A.烫发过程中角蛋白的空间结构发生了改变,氨基酸排列顺序也发生了改变
B.角蛋白中至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基
C.氨基酸脱水缩合形成肽链的过程中,水中的H来自羧基
D.角蛋白二硫键的形成与肽键的形成场所相同
【解析】选B。烫发过程中角蛋白的肽键没有断裂,但发生了二硫键的断裂和重组,从而改变了角蛋白的空间结构,但氨基酸的排列顺序没有改变,A错误;角蛋白由两条肽链构成,故至少含有两个游离的氨基和羧基,B正确;氨基酸脱水缩合形成肽链的过程中,水中的H来自氨基和羧基,C错误;肽键的形成发生在核糖体中,二硫键的形成是加工的结果,两者场所不同,D错误。
7.(2分)(2025·渭南模拟)载脂蛋白A-1(apoA-1)是一种主要在肝脏合成,具有运载脂类物质功能的血浆蛋白。其含量下降会导致胆固醇在血管中堆积,形成动脉粥样硬化。下列有关叙述正确的是(　　)
A.apoA-1的功能主要取决于其复杂的空间结构
B.氨基酸脱水缩合形成肽键时,脱去的水中的H仅来自氨基
C.高温能使apoA-1的肽键断裂,空间结构发生改变而变性失活
D.apoA-1与胆固醇结合后,催化其水解,避免在血管中堆积
【解析】选A。据题干信息可知apoA-1是一种血浆蛋白,蛋白质的功能由其空间结构决定,A正确;氨基酸脱水缩合形成肽键时,脱去的水中的H来自羧基和氨基,B错误;高温能使蛋白质分子的空间结构发生改变,从而变得伸展、松散,而高温下蛋白质中的肽键稳定、没有断裂,C错误;apoA-1基本功能是运载脂类物质,不具有催化功能,D错误。
8.(2分)我国科研人员以人天然的结构蛋白为模型,利用合成生物学和化学组装调控,合成了一种在极端低温和高温下,都具有较强稳定性的新型蛋白纤维。该类蛋白纤维对肌肉动态修复和疲劳调节具有潜在的应用价值。下列对蛋白纤维的分析,正确的是 (　　)
A.组成新型蛋白纤维的基本单位是氨基酸和葡萄糖
B.在低温和高温下,天然结构蛋白均易变性
C.新型蛋白纤维具有较强稳定性可能与其盘曲、折叠的方式有关
D.新型蛋白纤维盘曲、折叠时主要通过肽键相连
【解析】选C。组成蛋白质的基本单位是氨基酸,葡萄糖是单糖,属于糖类的基本单位。新型蛋白纤维属于蛋白质,其基本单位只能是氨基酸,A错误。高温会破坏蛋白质的空间结构导致变性,但低温一般不会使蛋白质变性,故天然结构蛋白在低温下不易变性,B错误。蛋白质的稳定性与其空间结构(如特定的盘曲、折叠方式)密切相关,新型蛋白纤维在极端温度下稳定性强,可能是因为其空间结构更稳固,C正确。蛋白质的盘曲、折叠形成的空间结构主要依赖二硫键等维持,而肽键通常是连接氨基酸之间的化学键,D错误。
9.(2分)(2026·佳木斯模拟)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
【解析】选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,A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都一样,B错误;CXCL17可抑制CXCR4趋化因子受体的激活,说明蛋白质具有信息传递的作用,具有催化作用的是酶,C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,标记羧基,在脱水缩合反应过程中,标记元素可能会丢失,D错误。
【思维进阶练】
10.(3分) 【不定项】下列关于氨基酸和蛋白质的叙述,错误的是 (　　)
A.酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异是由R基的不同引起的
B.甲硫氨酸的R基是—CH2—CH2—S—CH3,则它的分子式是C5H11O2NS
C.n个氨基酸共有m个氨基(m>n),则这些氨基酸缩合成的一条肽链中的氨基数为m-n
D.甜味肽的分子式为C13H16O5N2,则甜味肽一定是一种三肽
【解析】选C、D。组成蛋白质的氨基酸不同是由氨基酸的R基不同决定的,因此酪氨酸几乎不溶于水,而精氨酸易溶于水,这种差异由R基不同引起,A正确;氨基酸的分子通式可以简写为C2H4O2NR,甲硫氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3,则它的分子式是C5H11O2NS,B正确;由氨基酸脱水缩合形成的多肽链中,一条多肽链至少含有一个氨基和一个羧基,因此n个氨基酸共有m个氨基,说明各氨基酸的R基中有(m-n)个氨基,则这些氨基酸脱水缩合成的一条肽链中的氨基数为(m-n+1)个氨基,C错误;氨基酸至少含有一个氨基,即每个氨基只有一个N原子,由甜味肽名称和其分子式中含有2个N原子,可以确定该甜味肽是二肽,D错误。
【知识纵横】氨基酸的功能
(1)某些氨基酸可作为神经递质(谷氨酸、甘氨酸)。
(2)氨基酸氧化分解供能(特殊情况下作为能源物质)。
(3)酪氨酸→黑色素(衰老细胞、酪氨酸酶活性下降,黑色素减少)。
(4)色氨酸→吲哚乙酸(IAA)。
11.(3分) 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)若蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)两侧的肽键,蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14N2O2)氨基端的肽键,某四十九肽经酶1和酶2作用后的情况如图,下列说法错误的是 (　　)
A.多肽中除了肽键没有其他化学键
B.短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个
C.苯丙氨酸的R基为—C7H7,赖氨酸的R基为—C4H10
D.该四十九肽含有第22、49号位两个赖氨酸
【解析】选A、C、D。肽键是多肽的主要的连接方式,该多肽中还可能含有氢键,A错误;蛋白酶1作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)两侧的肽键,可知第17、31、32位的氨基酸是苯丙氨酸,共水解5个肽键,需要5个H2O参与反应(加入5个O),最终脱去3个苯丙氨酸(减去6个O),短肽A、B、C比四十九肽的氧原子数少1个,B正确;根据氨基酸结构通式(C2H4O2NR),苯丙氨酸的R基为—C7H7,赖氨酸的R基为—C4H10N,C错误;蛋白酶2作用于赖氨酸(C6H14O2N2)氨基端的肽键,该四十九肽含有第22、23、49号位3个赖氨酸,D错误。
12.(12分)图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图,图乙表示一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(注:图中数字表示氨基酸序号;—S—S—是由2个—SH脱去2个H形成的)。据图回答下列问题:
(1)(3分)图甲中A为　C、H、O、N　等元素,在人体内可以合成的B属于　非必需氨基酸　,写出其结构简式　　。
【解析】(1)A为组成蛋白质的元素,包括C、H、O、N等元素;B为氨基酸,在人体内可以合成的B属于非必需氨基酸。氨基酸的结构简式为
(2)(2分)图乙中的胰岛素的两条肽链是在核糖体上通过氨基酸的　脱水缩合　作用形成的,而二硫键则是经过后续的加工形成的。每条肽链中氨基酸通过图甲中的　C(或肽键)　连接。
【解析】(2)胰岛素的两条肽链是在核糖体上通过氨基酸的脱水缩合作用形成的,而二硫键则是经过后续的加工形成的。每条肽链中氨基酸是通过图甲中的C所示的肽键连接。
(3)(2分)图乙中这51个氨基酸形成胰岛素后,相对分子质量比原来51个氨基酸的总相对分子质量减少了　888　。
【解析】(3)依题意和图示分析可知,图乙中这51个氨基酸形成的胰岛素分子含有2条肽链、3个二硫键(—S—S—)。在氨基酸形成该胰岛素后,减少的相对分子质量等于脱去的水分子的相对分子质量的总和与形成3个二硫键时脱去的6个氢原子的相对分子质量的总和,而脱去的水分子数等于肽键数,因此总相对分子质量减少了18×(51-2)+1×6=888。
(4)(2分)胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是　构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别　。
【解析】(4)胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是:构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
(5)(3分)胰岛素具有降低血糖的作用,生活中糖尿病患者只能通过注射的方式使用胰岛素来降低血糖,简述其主要原理是　胰岛素为蛋白质,若口服会被消化道中的消化酶分解,从而失去疗效　。
【解析】(5)胰岛素为蛋白质,若口服会被消化道中的消化酶分解,从而失去疗效,因此生活中糖尿病人只能通过注射的方式使用胰岛素来降低血糖。
【加固训练】
(2026·长沙模拟)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,正确的是(　　)
A.该多肽水解后产生的氨基酸分别苯丙氨酸、丙氨酸和半胱氨酸
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5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74
【解析】选B。多肽链分子式是C21HxOyN4S2,含有一个二硫键(—S—S—),所以水解产物中有2个半胱氨酸,题中每个氨基酸中都只有1个N,所以该多肽是由4个氨基酸组成。根据C原子守恒,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,A错误;由A项分析可知,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,4个氨基酸共含有8个氧原子,共含有7×2+11+13=38个氢原子,该多肽形成过程脱去3分子水,形成1个二硫键,所以多肽中氧原子为8-3=5,多肽中氢原子为38-6-2=30,B正确;该多肽中由3种氨基酸组成,形成过程至少需要3种tRNA,C错误;该多肽在核糖体上形成,形成时脱去3分子水和2个氢,减少18×3+2=56,D错误。

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