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课时提升作业(三)
生命活动的主要担当者——蛋白质
(45分钟 100分)
一、选择题(包括12个小题，每个小题4分，共48分)
1.如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构式，下列叙述错误的是 ( )
A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B.上述四种氨基酸的R基依次是-H、-CH3、-CH2OH、-CH2-COOH
C.R基中可以有氨基或羧基
D.含有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸
2.(2022·泉州模拟)科学家培育出一种类似于细菌的“人造细胞”。这种简洁的“细胞”并不是真正的生命体，不能分裂和分化，但能连续数日生成蛋白质。下列关于人体蛋白质的叙述中，正确的是 ( )
A.蛋白质是肽链以确定方式形成的具有简洁空间结构的高分子化合物
B.每种蛋白质都由20种氨基酸组成
C.每种蛋白质都含有C、H、O、N、S、P、Fe等元素
D.蛋白质热变性时，肽键被破坏
3.分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位：个)
元素或基团
C
H
O
N
氨基
羧基
多肽E
201
348
62
53
3
2
多肽F
182
294
55
54
6
1
形成这两种多肽的氨基酸的数目最可能是 ( )
选项
A
B
C
D
多肽E
199
340
58
51
多肽F
181
281
53
49
4.(2022·天津模拟)多个氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质时，相对分子质量削减了900，由此可知，此蛋白质分子所含的氨基酸数和肽键数分别是
( )
A.52、52 B.50、50 C.52、50 D.50、49
5.(2022·赣州模拟)某多肽分子式是C21HXOYN4S2(无二硫键)，已知该多肽是由下列氨基酸中的某几种作原料合成的：亮氨酸(C6H13NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)。以下对该多肽的描述不正确的是 ( )
A.有3个肽键
B.水解后得到4种氨基酸
C.含有氧原子和氢原子的数目分别为5和32
D.只有1个羧基
6.图1为某蛋白质结构示意图(图中虚线表示二硫键)，图2为由该蛋白质切下的某一片段，试推断下列有关叙述中不正确的是 ( )
A.图1所示蛋白质含有两条肽链
B.图2中氨基酸种类的不同取决于②④⑥
C.合成图2所示片段的部位是核糖体
D.该蛋白质在形成过程中相对分子质量削减了3 240
7.(2022·福州模拟)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是 ( )
A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B.沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关
D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素
8.(2022·温州模拟)有关下图中蛋白质的叙述，正确的是 ( )
A.含有两条肽链
B.共有126个肽键
C.R基中共含17个氨基
D.形成该蛋白质时共脱掉125个水分子
9.(2022·天津联考)某三十九肽中共有丙氨酸(R基为-CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图)。下列有关该过程的叙述中错误的是
( )
A.肽键数目削减8个 B.C原子削减12个
C.氨基和羧基分别增加3个 D.O原子数目削减1个
10.(2022·三明模拟)下图是有关蛋白质分子的简要概念图，下列对该图的分析正确的是 ( )
A.蛋白质结构多样性取决于B的多样性
B.从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性
C.多肽中B的数目等于C的数目
D.①过程所需模板和运输B的工具的基本组成单位都含有核糖
11.(2022·九江模拟)留美学者章蓓和美国、瑞典、西班牙的科学家们联合发觉了一种功能类似于胰岛素的真菌化合物，这一发觉为治疗糖尿病的争辩“开启了一个全新之门”，它有可能使糖尿病患者将来只通过服药而不必注射胰岛素进行治疗。关于“真菌化合物”的推想，确定错误的一项是 ( )
A.该化合物确定是蛋白质
B.该化合物的化学本质还不确定
C.该化合物具有降低血糖的功能
D.该化合物确定是相对分子质量较小的有机物
12.(力气挑战题)(2022·武威模拟)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.甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则甜味肽是一种二肽
C.某二肽(C8H14N2O5)水解后得到丙氨酸(R基为—CH3)和氨基酸C5H9NO4
D.n个氨基酸共有m个氨基，则这些氨基酸缩合成的一条多肽中氨基数为m-n
二、非选择题(包括2个小题，共52分)
13.(24分)我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽，下面是它的结构简式：
据此图回答下列问题：
(1)脑啡肽的化学本质是一种 ，它的基本组成单位的结构特点是都至少含有 ，并且都有一个氨基和一个羧基连接在_____ 上。
(2)假如脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数目均不变，转变其中的 ，就可以转变其性质。
(3)脑啡肽只有皮下注射才有效，而不能口服，主要缘由是 ________________
_________________________________________________________________ 。
(4)若将脑啡肽完全水解，需要水分子 个，水解后的产物有 种。
14.(28分)(力气挑战题)现有一种“十三肽”，分子式为C54H95N17O20，已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。
(1)该“十三肽”是由 个氨基酸经过 过程在核糖体上合成的。
(2)将该“十三肽”彻底水解后有 个丙氨酸， 个赖氨酸，____ 个天冬氨酸。
(3)与未水解的化合物相比，水解后 元素的数目增加， 元素的数目削减。
答案解析
1.【解析】选D。构成生物体蛋白质的氨基酸结构中至少有一个氨基与一个羧基且连接在同一个碳原子上，而D选项只说明化合物含有氨基和羧基，但它们不愿定连接在同一个碳原子上。
2.【解题指南】解答本题需要明确以下内容：
(1)蛋白质变性时破坏的是其空间结构，并未破坏肽键。
(2)蛋白质的基本元素是C、H、O、N，而S、Fe是某些蛋白质的特征元素。
【解析】选A。蛋白质热变性时，破坏的是蛋白质的空间结构，而不是肽键；组成人体蛋白质的氨基酸约有20种，但并不代表每种蛋白质都由20种氨基酸组成；每种蛋白质都含有C、H、O、N四种元素，一般没有P，很多蛋白质有S(二硫键)，血红蛋白中有Fe；肽链经过盘曲、折叠形成具有确定空间结构的高分子化合物——蛋白质。
3.【解析】选D。依据每个氨基中含有1个N原子、氨基数=肽链数+R基中的氨基数，可以推断出多肽E含有51个氨基酸，多肽F含有49个氨基酸。
4．【解析】选C。设氨基酸数为m，形成2条肽链，所以肽键数为m-2，脱去的水分子数也是m-2。由题目可知，18×(m-2)=900，所以m=52，即此蛋白质分子中，氨基酸数是52，肽键数是50。
5.【解析】选B。该多肽含有4个N原子，构成它的每种氨基酸只有1个N原子，说明该多肽由4个氨基酸形成，脱水缩合时会形成3个肽键，A正确。该多肽含有2个S原子，构成它的氨基酸中只有半胱氨酸含S，而半胱氨酸只含1个S原子，说明构成多肽的4个氨基酸中有2个半胱氨酸，则该多肽水解后最多得到3种氨基酸，B错误。多肽中有21个C原子，2个半胱氨酸共有6个C原子，说明构成多肽的4个氨基酸为2个半胱氨酸、1个亮氨酸、1个苯丙氨酸，则氧原子数=2×2+2+2-3×1=5；由于没有二硫键，所以氢原子数=7×2+13+11-3×2=32，C正确。该多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的，只能形成1条肽链，构成它的氨基酸的R基中都没有羧基，所以其只有1个羧基。
【易错提示】(1)关注R基中的氨基和羧基，正确区分R基和中心C原子。
(2)把握推断原则：至少有一个氨基和一个羧基且连在同一个C原子上。但留意该原则用于否定推断，即不符合本原则的确定不是组成蛋白质的氨基酸，但符合本原则的，不愿定就是组成蛋白质的氨基酸，如鸟氨酸，是精氨酸的衍生物，就不属于组成蛋白质的氨基酸。
6．【解题指南】解答本题的思路是：
(1)首先结合图1、图2分析出肽链数、R基等。
(2)然后依据它们之间的相互关系进行相应选择。
【解析】选D。由图1可看出，该蛋白质由2条肽链组成，共含182个氨基酸，且有4个二硫键。该蛋白质相对分子质量的削减量是脱去水的相对分子质量和形成二硫键时脱去氢的相对分子质量之和，即180×18+4×2=3 248。
7.【解析】选D。胰岛素基因表达时只以一条链为模板编码氨基酸形成肽链，胰岛素A、B两条肽链的形成是由于蛋白酶对肽链的再加工。沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链空间结构发生转变，可能会充分伸展，但肽键不会打开，因此不会断裂；胰岛素的化学本质为蛋白质，功能取决于空间结构。蛋白质空间结构的多样性与组成它的氨基酸的种类、数目、排列挨次和肽链的盘曲、折叠及其形成的空间结构千差万别有关。胰岛素合成过程中，先在核糖体上合成肽链，然后经内质网、高尔基体的加工、修饰等才能形成胰岛素，这个加工、修饰的过程需要蛋白酶的水解作用，适当去掉一些氨基酸等。
8.【解析】选A。蛋白质中游离的羧基数=肽链条数+R基上羧基数，同理，游离的氨基数=肽链条数+R基上氨基数。结合坐标图可知，该蛋白质含有两条肽链，124个肽键，R基中共含15个氨基，形成该蛋白质过程中共脱掉124个水分子。
【加固训练】某肽链由51个氨基酸组成，假如用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数依次是 ( )
A.9、42 B.2、42 C.2、51 D.9、51
【解析】选A。每条肽链至少含有1个氨基，故氨基总数的最小值=肽链的条数=1+2+3+3=9；肽键总数=1+2×(5-1)+3×(6-1)+3×(7-1)=42，或肽键总数=氨基酸的个数-肽链条数=51-9=42。
9.【解题指南】解答本题需明确：
(1)丙氨酸在该多肽链中的位置。
(2)氨基数目和羧基数目与肽链条数的关系。
(3)多肽链水解时各种原子数目变化的计算方法。
【解析】选A。三十九肽中应有39个氨基酸，38个肽键，由去掉其中的丙氨酸得到的4条多肽链分析可知，丙氨酸在三十九肽中分别位于第8个、18个、27个、39个氨基酸位置，因此形成的4条肽链应有39-4=35个氨基酸，所以肽键为35-4=31个，故肽键数目削减7个，氨基和羧基分别增加3个。又由于去掉丙氨酸形成多肽时，需吸水断开肽键形成游离端，去掉一个丙氨酸，削减3个碳原子，所以共削减12个C原子。又由于去掉中间一个丙氨酸，削减一个氧原子，但吸水又增加一个氧原子，所以8、18、27号位置相当于没有变，在39号氨基酸的位置失去2个氧原子，增加1个氧原子(相当于失去1个氧原子)，因此O原子数目削减1个。
【加固训练】现脱掉某六十肽中的2个丙氨酸(相应位置如下图)，得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态存在。下列有关该过程产生的全部有机物中相关原子、基团或肽键数目的叙述正确的是 ( )
A.肽键数目削减2个
B.氢原子数目增加4个
C.氧原子数目增加2个
D.氨基和羧基分别增加4个
【解析】选D。该六十肽按图中位置脱掉两个丙氨酸后得到的产物为1个九肽、1个二十九肽、1个二十肽和2个丙氨酸。削减的肽键数=(60-1)-(9-1)-(29-1)-(20-1)=4个，每削减1个肽键就增加1个氨基和1个羧基，即增加氨基和羧基各4个。形成1个氨基需要1个氢原子、形成1个羧基需要1个氢原子和1个氧原子，形成4个氨基和4个羧基需要8个氢原子和4个氧原子。
10.【解析】选D。由图分析可知，A为构成蛋白质的基本元素，B为氨基酸。蛋白质结构多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列挨次及蛋白质的空间结构有关。组成蛋白质的氨基酸约20种，无多样性。从根本上说，生物的多样性取决于遗传信息的多样性。对于直链多肽来说，肽键数=氨基酸数-肽链数；对于环状多肽而言，氨基酸数等于肽键数。①过程为翻译过程，所需的模板为mRNA，运输B的工具为tRNA，二者的基本组成单位均为核糖核苷酸，均含有核糖。
【延长探究】题图中A是组成蛋白质的基本元素(C、H、O、N)：
(1)假如由A构成的蛋白质具有运输氧气的功能，还需要什么特殊元素？为什么？
提示：Fe元素。能够运输氧气的蛋白质是血红蛋白，其组成元素为C、H、O、N、Fe。
(2)假如由A构成的蛋白质具有降血糖的作用，还需要什么特殊元素？为什么？
提示：S元素。体内唯一降低血糖的蛋白质是胰岛素，其组成元素为C、H、O、N、S。
11.【解析】选A。解题时可由选项进行逆推，假如该化合物是蛋白质，则可推出其不能口服，假如口服，蛋白质就会被消化液中的蛋白酶消化分解而失去作用。
12．【解析】选D。A正确，氨基酸理化性质的不同是由R基的不同引起的；B正确，一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，甜味肽分子C13H16O5N2含有两个N原子，所以它只能是一种二肽；C正确，二肽C8H14N2O5水解后总的C原子数目有8个，总的H原子数目有16个，总的O原子数目有6个，总的N原子数目有2个，水解后得到丙氨酸分子式是C3H7O2N，依据原子守恒，另外一个氨基酸的化学式就是C5H9NO4；D错误，n个氨基酸缩合成的一条多肽形成n-1个肽键，那么就有n-1个氨基被破坏了，剩余的氨基数量就是m-(n-1)=m-n+1个。
【方法技巧】推导氨基酸分子式的两种方法
(1)依据已知R基的氨基酸，推导其分子式：
如丙氨酸(R基为—CH3)→→C3H7O2N。
(2)依据缩合反应过程推导分子式：
如C3H7O2N+X→C8H14N2O5+H2O
依据原子守恒的原理，写出X的分子式为C5H9NO4。
13.【解析】(1)从图中分析知，脑啡肽由5个氨基酸组成，故其化学本质为五肽。构成多肽的基本单位是氨基酸。(2)多肽的结构与构成多肽的氨基酸的种类、数目、排列挨次有关。(3)消化道中的肽酶能将多肽分解为氨基酸。(4)由图可知，脑啡肽分子结构中包含4个肽键(-CO-NH-)，故水解时需要4分子水，水解得到的5个氨基酸中有两个是相同的(H2N-CH2-COOH)，故水解后的产物有4种。
答案：(1)五肽 一个氨基和一个羧基
同一个碳原子
(2)氨基酸的排列挨次
(3)假如口服此药物，在消化道内药物会被消化液分解，失去药效
(4)4 4
14.【解析】(1)“十三肽”是由13个氨基酸脱水缩合生成的。
(2)“十三肽”的C、N数目为全部氨基酸中的C、N数之和。设水解后有x个丙氨酸，y个赖氨酸，z个天冬氨酸，依题意有：
x+y+z=13(按氨基酸数建立等式)3x+6y+4z=54(按C原子数建立等式)x+2y+z=17(按N原子数建立等式)
解方程组得x=6，y=4，z=3。
(3)水解时肽键打开，水分子中的-OH和肽键中的-CO-相连，水分子中的-H和肽键中的-NH-相连。因此和未水解的多肽相比，水解后H和O两种元素的数量增加了，其他元素的数目都不变。
答案：(1)13 脱水缩合
(2)6 4 3
(3)H和O 无
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