第4課時蛋白質是生命活動的主要承擔者闡明蛋白質通常由21種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結構，細胞的功能主要由蛋白質完成。課標要求考情分析蛋白質的結構和功能2023·湖北·T2

2023·海南·T2

2022·天津·T1

2022·湖南·T12021·遼寧·T1

2021·重慶·T3內容索引考點一蛋白質的結構和功能考點二蛋白質的相關計算課時精練考點一蛋白質的結構和功能1.組成蛋白質的氨基酸C、H、O、N必需氨基酸：8種一個氨基一個羧基同一個碳原子上非必需氨基酸2.蛋白質的結構(1)氨基酸的脫水縮合①圖中產生的H2O中H來源于

；O來源于

。②一條肽鏈含有的游離的氨基(或羧基)至少是

個，位于肽鏈的一端；其余的位于

上。氨基和羧基羧基1R基(或側鏈基團)(2)蛋白質的結構層次3.蛋白質結構和功能的多樣性血紅蛋白酶(1)具有氨基和羧基的化合物，都是構成蛋白質的氨基酸(

)提示構成蛋白質的氨基酸至少都含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，同時具有氨基和羧基的化合物不一定是氨基酸。(2)組成熒光蛋白的各種氨基酸之間的差異主要是其空間結構不同(

)提示

組成熒光蛋白的各種氨基酸之間的差異是其R基不同。××(3)組成蛋白質的氨基酸之間可按照不同的方式脫水縮合(

)×提示組成蛋白質的氨基酸之間脫水縮合的方式相同，都是一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分子水。(4)脫水縮合形成的多肽中含有幾個肽鍵，該多肽就是幾肽(

)×提示脫水縮合形成的蛋白質中含有幾個氨基酸就稱為幾肽。(5)熟雞蛋更容易消化的原因是高溫使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解(

)√(6)蛋白質變性后不可與雙縮脲試劑發生反應(

)×提示

蛋白質變性后仍可與雙縮脲試劑反應，因為蛋白質變性后空間結構改變，并沒有破壞氨基酸之間的肽鍵。(7)蛋白質的營養價值在于必需氨基酸的種類和含量(

)√考向蛋白質的結構和功能1.(2021·重慶，3)某膠原蛋白是一種含18種氨基酸的細胞外蛋白。下列有關敘述正確的是A.食物中的該蛋白可被人體直接吸收B.人體不能合成組成該蛋白的所有氨基酸C.未經折疊的該蛋白具有生物學功能D.該蛋白在內質網內完成加工√12蛋白質需要被蛋白酶分解為氨基酸后才能被人體吸收，A錯誤；人體只能合成部分氨基酸，題目中所描述的含18種氨基酸的細胞外蛋白中，會有人體不能合成的氨基酸，B正確；未經折疊的蛋白質沒有生物活性，也沒有生物學功能，C錯誤；該蛋白需要在內質網和高爾基體上加工后才能分泌到細胞外，D錯誤。122.(2023·湖北，2)球狀蛋白分子空間結構為外圓中空，氨基酸側鏈極性基團分布在分子的外側，而非極性基團分布在內側。蛋白質變性后，會出現生物活性喪失及一系列理化性質的變化。下列敘述錯誤的是A.蛋白質變性可導致部分肽鍵斷裂B.球狀蛋白多數可溶于水，不溶于乙醇C.加熱變性的蛋白質不能恢復原有的結構和性質D.變性后生物活性喪失是因為原有空間結構破壞√12蛋白質的變性作用主要是破壞了蛋白質分子內部的結構，天然蛋白質的空間結構是通過氫鍵等維持的，而蛋白質變性后肽鍵一般不被破壞，A錯誤；球狀蛋白氨基酸側鏈極性基團分布在分子的外側，而非極性基團分布在內側，說明外側主要是極性基團，可溶于水，不易溶于乙醇，B正確；加熱變性的蛋白質空間結構發生改變，導致一系列理化性質改變，生物活性喪失，該空間結構的改變不可逆，不能恢復原有的結構和性質，C、D正確。返回12考點二蛋白質的相關計算1.蛋白質的相對分子質量、氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數和脫去水分子數的關系假設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈，則：肽鏈數目氨基酸數肽鍵數目脫去水分子數氨基數目羧基數目多肽(蛋白質)的相對分子質量1條nn－1n－1至少1個至少1個an－18×(n－1)m條nn－mn－m至少m個至少m個an－18×(n－m)例1如圖為牛胰島素結構圖，該物質中—S—S—是由兩個—SH脫去兩個H形成的。下列說法錯誤的是A.牛胰島素由51個氨基酸構成，其

中含有49個肽鍵B.牛胰島素中至少含有2個—NH2和

2個—COOHC.牛胰島素中至少含有的O原子個數為53個D.從氨基酸形成牛胰島素時，減少的相對分子質量為882√每條肽鏈至少有1個游離的—NH2和1個游離的—COOH，牛胰島素有2條肽鏈，至少含有2個游離的—NH2和2個游離的—COOH，B正確；牛胰島素中至少含有的O原子個數＝51－2＋4＝53(個)，C正確；從氨基酸形成牛胰島素時，減少的相對分子質量＝(51－2)×18＋3×2＝888，D錯誤。2.蛋白質中游離氨基或羧基的計算可將肽鏈看作“C”與“—CO—NH—”交替連接構成的基本骨架，在“C”上連接著—R和—H，在肽鏈的兩端分別是游離的“—NH2”和“—COOH”，如圖所示：(1)至少含有的游離氨基或羧基數＝肽鏈數。(2)游離氨基或羧基數＝肽鏈數＋R基中含有的氨基或羧基數。(3)環狀多肽中游離氨基或羧基數取決于構成環狀多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基數。例2

某十九肽含4個天門冬氨酸(R基為—CH2—COOH)，分別位于第7、8、14、19位(見圖)。肽酶E1專門作用于天門冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶E2專門作用于天門冬氨酸氨基端的肽鍵。下列有關敘述正確的是A.該十九肽含有的肽鍵數目為19個B.肽酶E2完全作用后產生的多肽中氧原子數目比十九肽少了4個C.該十九肽至少含有6個游離的羧基D.肽酶E1完全作用后產生的多肽有七肽、六肽、四肽√肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈數，該十九肽含有肽鍵數應是18個，A錯誤；肽酶E2專門作用于天門冬氨酸氨基端的肽鍵，肽酶E2完全作用該多肽鏈后，共斷開4個肽鍵(分別位于第6和7、7和8、13和14、18和19位氨基酸之間)，其中的第7位和第19位天門冬氨酸會脫離肽鏈，即此過程增加了4個氧原子(水解消耗的水)，脫落下來的兩個天門冬氨酸帶走8個氧原子，因此肽酶E2完全作用后產生的多肽中氧原子數目比十九肽少了4個，B正確；由于天門冬氨酸的R基上有—COOH，且氨基酸脫水縮合成一條肽鏈，所以該十九肽至少含有5個游離的羧基，C錯誤；肽酶E1專門作用于天門冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶E1作用后產生的多肽是七肽(1～7號氨基酸)、六肽(9～14號氨基酸)和五肽(15～19號氨基酸)，D錯誤。3.鏈狀多肽中各原子數的計算(1)氧原子數＝肽鍵數＋2×肽鏈數＋R基上的氧原子數＝各氨基酸中氧原子的總數－脫去的水分子數。(2)氮原子數＝肽鏈數＋肽鍵數＋R基上的氮原子數＝各氨基酸中氮原子的總數。(3)R基中含氮數＝氮原子數－肽鍵數－肽鏈數。(4)R基中含氧數＝氧原子數－肽鍵數－2×肽鏈數。例3

已知某條肽鏈由88個氨基酸縮合而成，其中共有氨基6個，甲硫氨酸5個，且在肽鏈中的位置為3、25、56、78、82，甲硫氨酸的分子式為C5H11O2NS。以下敘述錯誤的是①合成該多肽的氨基酸一定共有N原子94個②若去掉該多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽鏈中的肽鍵數目會減少10個③若去掉該多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽鏈中的氨基和羧基均分別增加5個④若去掉該多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽鏈中的O原子數目減少1個A.①④

B.②③

C.①③

D.③④√甲硫氨酸的位置是3、25、56、78、82，因此水解掉5個甲硫氨酸需要水解掉10個肽鍵，形成5個甲硫氨酸和6個短肽，因此肽鍵數目會減少10個，②正確；由于甲硫氨酸的R基中沒有氨基和羧基，去掉甲硫氨酸后，形成6個短肽，肽鏈中的氨基數目是6＋5＝11，增加5個，羧基數至少一個變成至少6個，增加5個，③正確；如果去掉該多肽中的甲硫氨酸，要消耗10分子水，形成6個短肽和5個氨基酸，所以若去掉該多肽中的甲硫氨酸，O原子數目的減少數＝5個甲硫氨酸分子中的氧原子數－斷裂5個甲硫氨酸共消耗的水分子數＝5×2－10＝0(個)，④錯誤。例4

(2024·徐州高三校聯考)如圖表示對某蛋白質分子結構中相關數據的統計結果，據此分析，下列表述不正確的是A.與合成之前的氨基酸分子相比，該蛋

白質少了124個氧原子B.該蛋白質的組成元素一定只有C、H、

O、NC.參與合成該蛋白質的氨基酸共有羧基141個D.該蛋白質水解為氨基酸時，相對分子質量共增加2232√分析圖示可知，該蛋白質的肽鏈數為2條，所以與合成之前的氨基酸分子相比，該蛋白質形成過程中少了126－2＝124分子水，所以少了124個氧原子，A正確；該蛋白質的組成元素至少有C、H、O、N，可能還有其他元素，B錯誤；蛋白質中游離羧基數＝肽鏈數＋R基中含有的羧基數，故構成該蛋白質的氨基酸共有15＋126＝141(個)羧基，C正確；126個氨基酸脫水縮合形成蛋白質時共脫掉124個水分子，所以該蛋白質水解時，需要消耗124分子水，相對分子質量增加124×18＝2232，D正確。1.(必修1P29)請敘述氨基酸的結構特點：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(必修1P30)評價食物中蛋白質的營養價值應注重

的含量。3.(必修1P30)蛋白質的空間結構主要由

鍵和

鍵形成。

每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫原子和一個側鏈基團必需氨基酸氫二硫4.(必修1P30)脫水縮合是一個氨基酸分子的

和另一個氨基酸分子的

相連接，同時脫去一分子的

的過程。5.(必修1P32“與社會的聯系”)蛋白質變性是指___________________________________________________________________________________________________________。羧基(—COOH)氨基(—NH2)水

蛋白質在某些物理和化學因素作用下其特定的空間構象被破壞，從而導致其理化性質的改變和生物活性喪失的現象6.組成人胰島素的基本單位的結構通式為

，該物質的基本單位具有多樣性的原因是

。7.蛋白質中肽鍵數和脫去的水分子數相等，都等于

。8.胰島素分子與其他蛋白質結構不同的直接原因是____________________________________________________________________________________________________。R基不同氨基酸數－肽鏈數

構成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列順序不同，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別9.烤熟的鴨子，其蛋白質一定發生了變性，食物加工過程中蛋白質變性________(填“影響”或“不影響”)蛋白質的營養價值。煮熟的蛋白質______(填“容易”或“不容易”)消化，原因是_____________________________________________________________。返回不影響容易間結構，使肽鍵暴露，易被蛋白酶催化水解高溫改變了蛋白質的空課時精練1.(2021·遼寧，1)蛋白質是生命活動的主要承擔者。下列有關敘述錯誤的是A.葉綠體中存在催化ATP合成的蛋白質B.胰島B細胞能分泌調節血糖的蛋白質C.唾液腺細胞能分泌水解淀粉的蛋白質D.線粒體膜上存在運輸葡萄糖的蛋白質√1234567891011121314葉綠體的類囊體薄膜是進行光合作用的場所，能合成ATP，則存在催化ATP合成的酶，其化學本質是蛋白質，A正確；胰島B細胞能分泌胰島素，降低血糖，胰島素的化學本質是蛋白質，B正確；唾液腺細胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶屬于分泌蛋白，能水解淀粉，C正確；葡萄糖分解的場所在細胞質基質，線粒體膜上不存在運輸葡萄糖的蛋白質，D錯誤。12345678910111213142.組成細胞的有機物中含量最多的是蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者。下列有關生物體內蛋白質的敘述，錯誤的是A.細胞膜上的某些蛋白質具有物質運輸功能B.蛋白質參與人體內環境滲透壓的維持C.酒精消毒的原理是使細菌和病毒蛋白質的肽鍵斷裂D.肽鏈通過盤曲、折疊形成具有一定空間結構的蛋白質√12345678910111213141234567891011121314酒精消毒的原理是使細菌和病毒的蛋白質空間結構被破壞，但肽鍵不斷裂，C錯誤。3.如圖是三種組成蛋白質的氨基酸的結構，下列有關敘述不正確的是A.右圖三種氨基酸的R基依次是—H、—CH3、

—CH2OHB.將這三種氨基酸(足量)置于適宜條件下，

經脫水縮合可形成的鏈狀三肽化合物最多

有27種C.甲是結構最簡單的氨基酸D.含一個氨基和一個羧基的化合物就是組成蛋白質的氨基酸√1234567891011121314151234567891011121314根據氨基酸的結構通式可知，含一個氨基和一個羧基的化合物未必是組成蛋白質的氨基酸，還需要氨基和羧基連接在同一個碳原子上，D錯誤。4.谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是存在于動植物和微生物細胞中的一種重要的三肽，它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸縮合而成的，則半胱氨酸可能的分子式是A.C3H3NS B.C3H5NOSC.C3H7O2NS D.C3H3O2NS1234567891011121314√根據題意分析可知，谷胱甘肽(分子式C10H17O6N3S)是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸脫去2分子水縮合而成的，根據反應前后化學元素守恒可以得出半胱氨酸可能的分子式為C3H7O2NS。12345678910111213145.(2024·湖北沙市中學高三質檢)色氨酸是一種必需氨基酸，可由動物腸道微生物產生。當色氨酸進入大腦時會轉化為血清素，血清素是產生飽腹感的一種重要信號分子，最終會轉化為褪黑素使人感覺困倦。下列敘述正確的是A.色氨酸中至少含四種大量元素，在人體內可由其他氨基酸轉化而來B.如果食物中色氨酸的含量較高，則產生飽腹感時需攝入的食物更多C.血液中色氨酸含量較多的動物腸道中，產生色氨酸的微生物可能更多D.人在吃飽之后容易產生困倦的直接原因是血液中色氨酸含量增加√1234567891011121314根據氨基酸的結構通式可知，色氨酸中一定含有C、H、O、N四種大量元素，但色氨酸是必需氨基酸，不能在人體內合成，A錯誤；

如果食物中色氨酸的含量較高，色氨酸進入大腦時會轉化為血清素，機體產生飽腹感，食物攝取量減少，B錯誤；由題意可知，人在吃飽之后容易產生困倦的直接原因是血液中褪黑素的含量增加，D錯誤。

12345678910111213146.(2023·海南，2)科學家將編碼天然蜘蛛絲蛋白的基因導入家蠶，使其表達出一種特殊的復合纖維蛋白，該復合纖維蛋白的韌性優于天然蠶絲蛋白。下列有關該復合纖維蛋白的敘述，正確的是A.該蛋白的基本組成單位與天然蜘蛛絲蛋白的不同B.該蛋白的肽鏈由氨基酸通過肽鍵連接而成C.該蛋白徹底水解的產物可與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應D.高溫可改變該蛋白的化學組成，從而改變其韌性1234567891011121314√該蛋白與天然蜘蛛絲蛋白的基本組成單位都是氨基酸，A錯誤；該蛋白徹底水解的產物為氨基酸，不能與雙縮脲試劑發生作用產生紫色反應，C錯誤；高溫可改變該蛋白的空間結構，從而改變其韌性，但不會改變其化學組成，D錯誤。12345678910111213147.(2024·蘇州高三校聯考)動物血液的顏色由血色蛋白所含的金屬元素決定。含銅的血色蛋白呈藍色或青色，含釩的血色蛋白呈綠色，含鐵的血色蛋白呈紅色。下列相關敘述錯誤的是A.氨基酸脫水縮合形成血色蛋白的一級結構B.無機鹽能與血色蛋白結合，并影響它們的性質C.不同的血色蛋白都能運輸氧，所以其結構都相同D.血紅蛋白中的Fe2＋氧化為Fe3＋后，會失去運輸氧的功能√1234567891011121314不同的血色蛋白都能運輸氧，但由于血色蛋白可與不同的金屬元素結合，故不同血色蛋白的結構不同，C錯誤。12345678910111213148.(2024·宜昌高三模擬)某種腦啡肽是人工合成的具有鎮痛功能的藥物，如圖為該化合物的結構式，下列各項分析合理的是A.該腦啡肽是人體細胞都能合成的蛋白質B.該腦啡肽含有5個氨基和1個羧基C.參與該腦啡肽組成的基本單位有4種D.該腦啡肽含有4個肽鍵，是四肽化合物√12345678910111213141234567891011121314由題意可知，該腦啡肽是人工合成的蛋白質，A錯誤；分析題圖可知，該化合物有一個氨基，有一個羧基，B錯誤；組成蛋白質的氨基酸中，R基不同，氨基酸不同，分析題圖可知，該化合物中共有4種R基，即參與該腦啡肽組成的基本單位有4種，C正確；分析題圖可知，該化合物由5個氨基酸脫水縮合而成，所以是五肽化合物，有5－1＝4(個)肽鍵，D錯誤。9.(2023·長沙高三模擬)硒代半胱氨酸是組成蛋白質的第21種氨基酸，細胞中的硒元素以隨機取代蛋白質中硫元素的形式插入蛋白質(如圖1)或以硒代半胱氨酸(Sec)的形式在翻譯的過程中插入蛋白質中。下列相關分析正確的是1234567891011121314A.雙縮脲試劑可與硒代半胱氨酸產生紫色反應B.可用3H標記硒代半胱氨酸的羧基追蹤其參與合成的蛋白質C.細胞中的Sec可以通過取代Cys中的硫元素來合成，說明Sec是必需氨基酸D.硒元素隨機取代蛋白質中的硫元素，會改變蛋白質的空間結構和功能√1234567891011121314氨基酸沒有肽鍵，不與雙縮脲試劑發生紫色反應，A錯誤；用3H標記硒代半胱氨酸的羧基，氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(—NH2)相連接，會脫去一分子水(羧基中的—OH和氨基中的—H)，放射性存在于水中，B錯誤；必需氨基酸人體細胞不能合成，必須從外界環境中獲取，Sec可以通過取代Cys中的硫元素來合成，所以Sec是非必需氨基酸，C錯誤。123456789101112131410.(2024·福建寧德第一中學高三期中)細胞受到冰凍時，蛋白質分子相互靠近，當接近到一定程度時，蛋白質分子中相鄰近的巰基(—SH)氧化形成二硫鍵(—S—S—)。解凍時，蛋白質氫鍵斷裂，二硫鍵仍保留(如圖所示)。下列說法不正確的是A.巰基位于氨基酸的R基上B.解凍后蛋白質功能可能異常C.結冰和解凍過程涉及肽鍵的變化D.抗凍植物有較強的抗巰基氧化能力√1234567891011121314巰基(—SH)中含有S，由氨基酸的結構通式可知，巰基位于氨基酸的R基上，A正確；蛋白質的結構決定蛋白質的功能，由題干信息“解凍時，蛋白質氫鍵斷裂”可知，解凍后的蛋白質結構會發生變化，其功能也可能發生異常，B正確；1234567891011121314由題干信息可知，結冰時會增加蛋白質分子中的二硫鍵，解凍時空間結構改變，結冰和解凍過程未涉及肽鍵的變化，C錯誤；細胞受到冰凍時，蛋白質分子中相鄰近的巰基(—SH)會被氧化形成二硫鍵(—S—S—)，抗凍植物能夠適應較冷的環境，根據形態結構和功能相適應的觀點，可推知抗凍植物有較強的抗巰基氧化能力，D正確。123456789101112131411.(2024·南通高三海門中學校考)科學家發現，一種被稱為泛素的多肽在某些蛋白質的降解過程中起重要作用。泛素激活酶(E1)將泛素激活，然后由E1將泛素交給泛素結合酶(E2)，最后在泛素連接酶(E3)的指引下將泛素轉移到靶蛋白上，這一過程不斷重復，靶蛋白就被綁上一批泛素分子。被泛素標記的靶蛋白很快被送往細胞內一種被稱為蛋白酶體的結構中進行降解。下列相關判斷不正確的是A.泛素能催化某些蛋白質水解B.蛋白酶體降解靶蛋白的過程需要消耗水分子C.細胞內E1、E2、E3功能不同的直接原因是它

們的分子結構不同D.若靶蛋白含有M個氨基酸、N條肽鏈，則此蛋白質至少含有氧原子數(N＋M)個√1234567891011121314泛素在蛋白質降解過程中起標簽作用，不能催化蛋白質水解，A錯誤；蛋白酶體降解靶蛋白的過程是蛋白質的水解過程，需要消耗水，B正確；E1、E2、E3三種酶功能不同，蛋白質的結構不同，C正確；若靶蛋白含有M個氨基酸、N條肽鏈，至少含有M－N個肽鍵，每個肽鍵有1個O，每條多肽鏈至少有一個游離的羧基，每個羧基有2個O，因此氧原子數目＝(M－N)＋2×N＝M＋N，則此蛋白質至少含有氧原子數(N＋M)個，D正確。123456789101112131412.肌紅蛋白(Mb)是哺乳動物肌肉中儲氧的蛋白質，含有C、H、O、N、Fe五種元素，由一條肽鏈和一個血紅素輔基構成。Mb中的極性側鏈基團幾乎全部分布在分子的表面，而非極性的側鏈基團則被埋在分子內部。含有Fe2＋的血紅素輔基位于Mb表面內陷的疏水洞穴中，避免了Fe2＋被氧化。下列說法錯誤的是A.Mb表面極性側鏈基團可以與水分子結合，故Mb可溶于水B.Mb中的疏水洞穴保證了血紅素的儲氧能力