高中生物 第2章 細胞份化學組成 第2節(jié) 細胞中的生物大分子（第2課時）蛋白質的結構和功能學業(yè)分層測評 蘇教版必修1

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蛋白質的結構和功能 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．在血紅蛋白的結構中，連接兩個氨基酸分子的化學鍵是 (　　) A．—NH—CO—　　　 B．—NO—CH— C．—NO—CO— D．—NH—CH— 【解析】　肽鍵是由一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基經脫水縮合形成的化學鍵。 【答案】　A 2．有人將氨基酸結構通式和人體結構進行了如下類比，說法錯誤的是 (　　) A．圖中氨基酸結構通式的中心C原子可以類比成人體的軀干部分 B．圖中人有一只左手，一只右手，就如每個氨基酸也僅有一個羧基和一個氨基 C．氨基酸種類的不同取決于R基的不同，就如我們每個人的臉孔各不相同一樣 D．氨基酸脫水縮合形成多肽鏈的過程可以類比成人與人手拉手排成隊的過程 【解析】　每個氨基酸至少含有一個游離的氨基和一個游離的羧基，因此人的一只左手和一只右手只能相當于一個氨基酸分子中與中心C原子直接相連的氨基和羧基。 【答案】　B 3．下列多肽片段充分水解后，產生的氨基酸有(　　) A．2 種　　　B．3 種 C．4 種　　　D．5 種 【解析】　據題圖中氨基酸的 R 基判斷，第 1 個和第 3 個氨基酸屬于同種，第 2 個和第 5 個氨基酸屬于同種，第 4 個與其他均不同，因此該多肽充分水解后應產生 3 種氨基酸。 【答案】　B 4．下列關于組成蛋白質的氨基酸概念的敘述，正確的是(　　) A．氨基酸是蛋白質的組成單位，由氨基和羧基組成 B．每個氨基酸分子都含有一個氨基和一個羧基 C．一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基脫水縮合形成多肽 D．氨基酸是酸堿兩性化合物，分子中至少含有一個氨基和一個羧基，且有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上 【解析】　氨基和羧基只是氨基酸的必要部分，一個完整的氨基酸分子不只含有氨基和羧基，故A項錯誤；因每個氨基酸分子都至少含有一個氨基和一個羧基，所以B項錯誤；一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基脫水縮合形成的是二肽，故C項錯誤。 【答案】　D 5．下圖為一條肽鏈的分子結構簡式，下列有關分析不正確的是(　　) 【導學號：21210006】 A．這條肽鏈中的肽鍵數是2 B．構成該肽鏈的氨基酸數目是2 C．該條肽鏈可稱為多肽 D．在合成該肽鏈時形成2個水分子 【解析】　這一肽鏈是由三個氨基酸經脫水縮合形成的，含有兩個肽鍵，反應時形成2個水分子。 【答案】　B 6．某蛋白質由n條肽鏈組成，氨基酸的平均分子質量為 a，該蛋白質所含的氨基酸有 b/3 個，則該蛋白質的相對分子質量約為(　　) A.ab－6b＋18n B.ab－6b C．(b－a)18 D.ab－(b－n)18 【解析】　該蛋白質的氨基酸數為 b/3 個，肽鏈 n 條，推知脫水數為 b/3 －n，根據蛋白質的相對分子質量＝蛋白質所含氨基酸數氨基酸平均分子質量－脫水數水分子質量，故該蛋白質的相對分子質量為ab/3－18(b/3－n)。 【答案】　D 7．血紅蛋白分子有574個氨基酸，4條肽鏈，在形成此蛋白質分子時，脫下的水分子數和形成的肽鍵數分別是 (　　) A．573和573 B．573和570 C．570和573 D．570和570 【解析】　依據脫下的水分子數＝肽鍵數目＝氨基酸數－肽鏈條數，直接得到答案。 【答案】　D 8．下列有關蛋白質結構、功能多樣性的說法，正確的是(　　) A．蛋白質結構的多樣性與構成蛋白質的氨基酸的種類、數目和空間結構有關 B．已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推斷此物質為蛋白質 C．不同蛋白質分子中組成肽鍵的化學元素無差異性 D．蛋白質空間結構改變，可能會導致蛋白質失去生物活性，但這種改變一般是可逆的 【解析】　蛋白質多樣性與肽鏈的空間結構有關，與氨基酸的空間結構無關，故A錯誤。含有C、H、O、N等元素的化合物較多，不一定是蛋白質，如氨基酸等，故B錯誤。蛋白質分子中的肽鍵都是—CO—NH—，組成元素都是C、H、O、N四種，無差異性，故C正確。蛋白質的空間結構是決定蛋白質性質的因素之一，過酸、過堿或高溫都會使蛋白質的空間結構發(fā)生改變，這種改變往往是不可逆的，如酶在高溫下失活后即使再降低溫度其活性也不會恢復，故D錯誤。 【答案】　C 9．如圖是某蛋白質分子的結構示意圖，圖中“▲—★—■—●”表示不同種類的氨基酸，圖中 A 鏈由 21 個氨基酸組成，B 鏈由19 個氨基酸組成，圖中“—S—S—”是在蛋白質加工過程中由兩個“—SH”脫下 2 個 H 形成的。下列有關敘述中，錯誤的是(　　) A．蛋白質多樣性的主要原因是氨基酸的種類和排列順序不同 B．該蛋白質分子中至少含有兩個羧基 C．圖中“—S—S—”代表的化學鍵也是肽鍵 D．形成該蛋白質分子時分子質量減少了 686 【解析】　組成蛋白質的基本單位是氨基酸；圖中“—S—S—”代表的化學鍵不是肽鍵，是二硫鍵；在形成該蛋白質分子的過程中脫去38分子的水，同時形成一個二硫鍵失去2個氫，分子質量減少3818＋2＝686；通過分析肽鏈分子的結構，不難發(fā)現(xiàn)每條多肽鏈至少保留一個羧基(—COOH)和一個氨基(—NH2) 【答案】　C 10．分析下列資料并回答問題： 資料 1　下面的圖式中R、R′、R″、R可能是相同或不相同的原子團或側鏈。①②③④分別表示不同的化學鍵。 資料 2　某多肽的化學式為C55H70O19N10，將它徹底水解后得到下列四種氨基酸： 　　　　 甘氨酸(C2H5NO2)　丙氨酸(C3H7NO2) 　 谷氨酸(C5H9NO4)　苯丙氨酸(C9H11NO2) (1)資料 2 中的四種氨基酸的結構通式是____________；丙氨酸的 R 基是________。 (2)資料 1 中的肽鏈水解時，斷裂的化學鍵是________(用數字表示)。 (3)資料 2 中的多肽，在完全水解后得到________個氨基酸。 【解析】　氨基酸分子的結構通式是，不同氨基酸的 R 基不同。多肽鏈在水解時，斷裂的化學鍵是肽鍵(—NH—CO—)。先來看資料 2 中的總化學式，N 原子有 10 個，而這幾種氨基酸的 N 原子都是 1 個，那么徹底水解后共有 10 個氨基酸。 【答案】　(1) 　—CH3 (2)③　(3)10 [能力提升] 11．右圖表示一個由153個氨基酸構成的蛋白質分子，下列敘述正確的是(　　) A．該分子中含有152個肽鍵 B．參與構成該分子的氨基酸中至少有154個氨基和154個羧基 C．該分子空間結構的形成與－S－S－等化學鍵無關 D．該分子徹底水解將產生153種氨基酸 【解析】　由題圖可知，除形成正常肽鍵外，還在R基之間形成了一個肽鍵，故該分子中含有153個肽鍵。該空間結構的形成與二硫鍵有關。組成蛋白質的氨基酸約有20種。由于R基中含有一個－NH2和一個－COOH，故參與構成該分子的氨基酸中至少有154個－NH2和 154 個－COOH。 【答案】　B 12．如圖表示一個由 200 個氨基酸構成的蛋白質分子。下列敘述正確的是(　　) A．該分子中含有 198 個肽鍵 B．這 200 個氨基酸中至少有 200 個氨基 C．合成該蛋白質時相對分子質量減少了 3 582 D．該蛋白質中至少含有 3 個游離的氨基 【解析】　由圖可知，該蛋白質分子由兩條肽鏈組成，兩條肽鏈間還有一個肽鍵，所以該分子含有的肽鍵數為 200－2＋1＝199(個)，A錯誤；由圖可知，第 70 個氨基酸的 R 基中有一個氨基，所以這 200 個氨基酸中至少有 201 個氨基，B錯誤；合成該蛋白質時減少的相對分子質量為 19918＝3 582，C正確；該蛋白質分子有兩條肽鏈，所以至少有兩個游離的氨基，D錯誤。 【答案】　C 13．下圖表示有關蛋白質分子的簡要概念圖，下列對圖示分析正確的是(　　) A．甲中肯定含有S元素 B．多肽中乙的數目等于丙的數目 C．①過程都是經過脫水縮合完成的 D．蛋白質結構和功能的多樣性只是由于氨基酸種類和數目多樣性造成的 【解析】　根據蛋白質的結構層次可知，甲表示構成氨基酸的元素，有C、H、O、N等，可能含有S，但是不一定有S。乙表示氨基酸，丙表示氨基酸分子脫水縮合形成的肽鍵，對于環(huán)狀肽而言，乙的數目等于丙的數目，而對于鏈狀肽，乙的數目—肽鏈數目＝丙的數目。①表示氨基酸分子脫水縮合形成多肽的過程。生物體中組成蛋白質的氨基酸種類約有 20 種，但由于氨基酸的數目成百上千，排列順序千變萬化，多肽鏈的空間結構千差萬別，導致蛋白質的結構和功能多種多樣。 【答案】　C 14．如圖表示人體內幾種化學元素和化合物的相互關系，其中 a 表示有機小分子物質，A 表示有機高分子物質。請據圖分析回答： (1)圖中的 X 代表什么元素？________。 (2)a 的結構通式為________，由a→A 的過程中，有下列數量關系：失去的水分子數＝______分子數－________數目。 (3)A 可分為 A1……A4，其原因從 a 分析是： ①__________________________________________________； ②__________________________________________________； ③____________________________________________________； 從 A 分析是因為__________________________________。 (4)A1 是________，它是一類________催化劑；A2 是________；A3 是________，含有的特殊元素是________，存在于________中。 【解析】　據A1～A4的功能判斷 A 為蛋白質，其基本組成元素有 C、H、O、N，故 X 是 N 。氨基酸是構成蛋白質的基本單位，其結構通式為。脫水縮合反應中脫下的水分子數＝氨基酸數－肽鏈數。蛋白質功能多樣性是由結構多樣性決定的，從 a 分析是因為種類不同、數目不同、排列順序不同，從 A 分析是多肽鏈在數目和空間結構上不同造成的。具有催化作用的是酶；具有免疫作用的是抗體；能運輸 O2 的是血紅蛋白，含 Fe 元素。 【答案】　(1)N　(2) 　氨基酸　肽鏈　(3)種類不同　數目不同　排列順序不同　多肽鏈在數目和空間結構上不同　(4)酶　生物　抗體　血紅蛋白　Fe　紅細胞 15．腦啡肽的合成采用的是蛋白質工程技術，這是生物技術在分子水平上的又一突破。如圖為腦啡肽的結構簡式，請回答下列問題： (1)該化合物有________個氨基和________個羧基。 (2)該化合物是由________個氨基酸失去________分子水而形成的，這種方式叫做________，該化合物叫________肽。在形成時，相對分子質量減少了________。 (3)該化合物水解后可產生________種氨基酸，造成氨基酸種類不同的原因是________。 (4)現(xiàn)有質量濃度為 0.1 g/mL 的NaOH 溶液、雞蛋、人的口腔唾液(酶)、質量濃度為 0.01 g/mL 的CuSO4 溶液、水、小燒杯、玻璃棒、試管、滴管和滴瓶。請設計實驗證明“腦啡肽是多肽”。 ①實驗原理：在堿性溶液中，多肽與 CuSO4反應產生紫色物質。 ②方法步驟：__________________________________________ _____________________________________________________。 ③預期結果：_______________________________________。 ④實驗結論：________________________________________。 【解析】　該多肽含有 4 個肽鍵，是由5個氨基酸脫水縮合而成的，在形成多肽時，共脫去 4 個水分子，相對分子質量減少了418＝72。該多肽中有一個氨基和一個羧基；從結構上可以看出，左起第二個氨基酸的 R 基和第三個氨基酸的 R 基相同，應為同一種氨基酸，因此腦啡肽水解后產生 4 種氨基酸。腦啡肽是多肽，在堿性溶液中，多肽與 CuSO4 反應產生紫色物質。在設計過程中還應注意空白對照。 【答案】　(1)1　1　(2)5　4　脫水縮合　五　72　(3)4　R 基不同　(4)②取2支試管分別編號 A、B，在 A 中加入2 mL腦啡肽液，在 B 中加入 2 mL 清水；在 2 支試管中各加入2 mL 0.1 g/mL NaOH 溶液，振蕩；在 2 支試管中各加入 4 滴0.01 g/mL的CuSO4，振蕩?、跘 試管中出現(xiàn)紫色，B 試管中不出現(xiàn)紫色　④腦啡肽是一種多肽