第一单元　第4课时　蛋白质是生命活动的主要承担者

第4课时蛋白质是生命活动的主要承担者阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。课标要求考情分析蛋白质的结构和功能2023·湖北·T2

2023·海南·T2

2022·天津·T1

2022·湖南·T12021·辽宁·T1

2021·重庆·T3内容索引考点一蛋白质的结构和功能考点二蛋白质的相关计算课时精练考点一蛋白质的结构和功能1.组成蛋白质的氨基酸C、H、O、N一个氨基一个羧基同一个碳原子上非必需氨基酸必需氨基酸：8种2.蛋白质的结构(1)氨基酸的脱水缩合①图中产生的H2O中H来源于

；O来源于

。②一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是

个，位于肽链的一端；其余的位于

上。氨基和羧基羧基1R基(或侧链基团)(2)蛋白质的结构层次3.蛋白质结构和功能的多样性酶血红蛋白(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸(

)提示构成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基

(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，同时具有氨基和羧基的化合物不一定是氨基酸。×(2)组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异主要是其空间结构不同(

)×提示组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异是其R基不同。(3)组成蛋白质的氨基酸之间可按照不同的方式脱水缩合(

)提示组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同，都是一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水。×(4)脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键，该多肽就是几肽(

)×提示脱水缩合形成的蛋白质中含有几个氨基酸就称为几肽。(5)熟鸡蛋更容的原因是高白质分子的空间结构变得伸展、松散，容白酶水解(

)(6)蛋白质变性后不可与双缩脲试剂发生反应(

)提示蛋白质变性后仍可与双缩脲试剂反应，因为蛋白质变性后空间结构改变，并没有破坏氨基酸之间的肽键。×(7)蛋白质的营养价值在于必需氨基酸的种类和含量(

)√√考向蛋白质的结构和功能1.(2022·湖南，1)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高√12蛋白质的氮元素主要存在于“—CO—NH—”中，A错误；胶原蛋白为生物大分子物质，涂抹于皮肤表面不能被直接吸收，B错误；由题干信息可知，胶原蛋白中非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人体需要从食物中获取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，因此并不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。122.(2023·湖北，2)球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，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，不溶于乙醇C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏√12蛋白质的变性作用主要是破坏了蛋白质分子的结构，天然蛋白质的空间结构是通过氢键等维持的，而蛋白质变性后肽键一般不被破坏，A错误；球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧，说明外侧主要是极性基团，可溶于水，不乙醇，B正确；12加热变性的蛋白质空间结构发生改变，导致一系列理化性质改变，生物活性丧失，该空间结构的改变不可逆，不能恢复原有的结构和性质，C、D正确。返回12考点二蛋白质的相关计算1.蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链，则：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多肽(蛋白质)的相对分子质量1条nn－1n－1至少1个至少1个an－18×(n－1)m条nn－mn－m至少m个至少m个an－18×(n－m)例1如图为牛胰岛素结构图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法错误的是A.牛胰岛素由51个氨基酸构成，

其中含有49个肽键B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2

和2个—COOHC.牛胰岛素中至少含有的O原子个数为53个D.从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量为882√每条肽链至少有1个游离的—NH2和1个游离的—COOH，牛胰岛素有2条肽链，至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH，B正确；牛胰岛素中至少含有的O原子个数＝51－2＋4＝53(个)，C正确；从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量＝(51－2)×18＋3×2＝888，D错误。2.蛋白质中游离氨基或羧基的计算可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着—R和—H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如图所示：(1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。(2)游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。(3)环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。例2

某十九肽含4个天门冬氨酸(R基为—CH2—COOH)，分别位于第7、8、14、19位(见图)。肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键。下列有关叙述正确的是A.该十九肽含有的肽键数目为19个B.肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个C.该十九肽至少含有6个游离的羧基D.肽酶E1完全作用后产生的多肽有七肽、六肽、四肽√肽键数＝氨基酸数－肽链数，该十九肽含有肽键数应是18个，A错误；肽酶E2专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，肽酶E2完全作用该多肽链后，共断开4个肽键(分别位于第6和7、7和8、13和14、18和19位氨基酸之间)，其中的第7位和第19位天门冬氨酸会脱离肽链，即此过程增加了4个氧原子(水解消耗的水)，脱落下来的两个天门冬氨酸带走8个氧原子，因此肽酶E2完全作用后产生的多肽中氧原子数目比十九肽少了4个，B正确；由于天门冬氨酸的R基上有—COOH，且氨基酸脱水缩合成一条肽链，所以该十九肽至少含有5个游离的羧基，C错误；肽酶E1专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，肽酶E1作用后产生的多肽是七肽(1～7号氨基酸)、六肽(9～14号氨基酸)和五肽(15～19号氨基酸)，D错误。3.链状多肽中各原子数的计算(1)氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。(2)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。(3)R基中含氮数＝氮原子数－肽键数－肽链数。(4)R基中含氧数＝氧原子数－肽键数－2×肽链数。例3

(不定项)已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成，其中共有氨基6个，甲硫氨酸5个，且在肽链中的位置为3、25、56、78、82，甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。以下叙述错误的是A.合成该多肽的氨基酸一定共有N原子94个B.若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个C.若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别

增加5个D.若去掉该多肽中的甲硫氨酸，生成的若干肽链中的O原子数目减少1个√√甲硫氨酸的位置是3、25、56、78、82，因此水解掉5个甲硫氨酸需要水解掉10个肽键，形成5个甲硫氨酸和6个短肽，因此肽键数目会减少10个，B正确；由于甲硫氨酸的R基中没有氨基和羧基，去掉甲硫氨酸后，形成6个短肽，肽链中的氨基数目是6＋5＝11，增加5个，羧基数至少一个变成至少6个，增加5个，C正确；如果去掉该多肽中的甲硫氨酸，要消耗10分子水，形成6个短肽和5个氨基酸，所以若去掉该多肽中的甲硫氨酸，O原子数目的减少数＝5个甲硫氨酸分子中的氧原子数－断裂5个甲硫氨酸共消耗的水分子数＝5×2－10＝0(个)，D错误。例4

(2024·三校联考)如图表示对某蛋白质分子结构中相关数据的统计结果，据此分析，下列表述不正确的是A.与合成之前的氨基酸分子相比，

该蛋白质少了124个氧原子B.该蛋白质的组成元素一定只有

C、H、O、NC.参与合成该蛋白质的氨基酸共

有羧基141个D.该蛋白质水解为氨基酸时，相对分子质量共增加2232√分析图示可知，该蛋白质的肽链数为2条，所以与合成之前的氨基酸分子相比，该蛋白质形成过程中少了126－2＝124分子水，所以少了124个氧原子，A正确；该蛋白质的组成元素至少有C、H、O、N，可能还有其他元素，B错误；蛋白质中游离羧基数＝肽链数＋R基中含有的羧基数，故构成该蛋白质的氨基酸共有15＋126＝141(个)羧基，C正确；126个氨基酸脱水缩合形成蛋白质时共脱掉124个水分子，所以该蛋白质水解时，需要消耗124分子水，相对分子质量增加124×18＝2232，D正确。1.(必修1P29)请叙述氨基酸的结构特点：__________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(必修1P30)评价食物中蛋白质的营养价值应注重

的含量。3.(必修1P30)蛋白质的空间结构主要由

键和

键形成。4.(必修1P30)脱水缩合是一个氨基酸分子的

和另一个氨基酸分子的

相连接，同时脱去一分子的

的过程。每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团必需氨基酸氢二硫羧基(—COOH)氨基(—NH2)水5.(必修1P32“与社会的联系”)蛋白质变性是指______________________________________________________________________________________________________。蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象6.组成人胰岛素的基本单位的结构通式为_________________，该物质的基本单位具有多样性的原因是

。R基不同7.蛋白质中肽键数和脱去的水分子数相等，都等于

。8.胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是_______________________________________________________________________________________________。9.烤熟的鸭子，其蛋白质一定发生了变性，食物加工过程中蛋白质变性________(填“影响”或“不影响”)蛋白质的营养价值。煮熟的蛋白质_____(填“容易”或“不容易”)消化，原因是____________________________________________________________。返回氨基酸数－肽链数构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、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不影响容易高了蛋白质的空间结构，使肽键暴露，白酶催化水解课时精练一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1.(2021·辽宁，1)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是A.叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质B.胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质C.唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质D.线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质√123456789101112131415叶绿体的类囊体薄膜是进行光合作用的场所，能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，其化学本质是蛋白质，A正确；胰岛B细胞能分泌胰岛素，降低血糖，胰岛素的化学本质是蛋白质，B正确；唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，C正确；葡萄糖分解的场所在细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。1234567891011121314152.组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关生物体内蛋白质的叙述，错误的是A.细胞膜上的某些蛋白质具有物质运输功能B.蛋白质参与人体内环境渗透压的维持C.酒精消毒的原理是使细菌和病毒蛋白质的肽键断裂D.肽链通过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质√酒精消毒的原理是使细菌和病毒的蛋白质空间结构被破坏，但肽键不断裂，C错误。1234567891011121314153.如图是三种组成蛋白质的氨基酸的结构，下列有关叙述不正确的是A.以上三种氨基酸的R基依次是—H、

—CH3、—CH2OHB.将这三种氨基酸(足量)置于适宜条

件下，经脱水缩合可形成的链状三

肽化合物最多有27种C.甲是结构最简单的氨基酸D.含一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸√123456789101112131415123456789101112131415根据氨基酸的结构通式可知，含一个氨基和一个羧基的化合物未必是组成蛋白质的氨基酸，还需要氨基和羧基连接在同一个碳原子上，D错误。4.谷胱(分子式C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要的三肽，它是由谷氨酸(C5H9O4N)、(C2H5O2N)和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸可能的分子式是A.C3H3NS B.C3H5NOSC.C3H7O2NS D.C3H3O2NS123456789101112131415√根据题意分析可知，谷胱(分子式C10H17O6N3S)是由谷氨酸(C5H9O4N)、(C2H5O2N)和半胱氨酸脱去2分子水缩合而成的，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。1234567891011121314155.色氨酸可作为评定肉品质量的重要指标，其在驴肉中的含量高于猪肉和牛肉中的，驴肉中鲜味氨基酸谷氨酸和天门冬氨酸的含量也高于牛肉中的，故驴肉不仅营养价值高，味道也更鲜美。选购驴肉时，以“有筋(韧带)有肉，有肥有瘦”为佳品。下列有关叙述正确的是A.色氨酸、谷氨酸和天门冬氨酸都是人体的必需氨基酸B.谷氨酸和天门冬氨酸可使驴肉味更鲜，主要与它们的R基有关C.若筋和肉中的蛋白质的氨基酸的种类和数量相同，则它们一定是同种

蛋白质D.肥肉中的N含量比瘦肉中的高，碳链中C原子数也更多√123456789101112131415谷氨酸和天门冬氨酸是人体的非必需氨基酸，A错误；组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠形成的空间结构的不同均会导致蛋白质结构的多样性，据此可推测，即使组成蛋白质的氨基酸的种类和数量相同，它们也不一定是同一种蛋白质，C错误；肥肉富含脂肪，瘦肉富含蛋白质，瘦肉中的N含量较肥肉的更高，蛋白质是生物大分子，碳链中的碳原子数比脂肪多，D错误。1234567891011121314156.(2023·海南，2)科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述，正确的是A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应D.高变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性√123456789101112131415123456789101112131415该蛋白与天然蜘蛛丝蛋白的基本组成单位都是氨基酸，A错误；该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误；高变该蛋白的空间结构，从而改变其韧性，但不会改变其化学组成，D错误。7.(2024·长沙高三模拟)人的血红蛋白是由一个珠蛋白分子结合4个血红素构成的，珠蛋白分子包括4条链：2条α链，每条链由141个氨基酸构成；2条β链，每条链由146个氨基酸组成。每条链中含有一个血红素，每个血红素中心有一个亚铁离子，每个亚铁离子能携带一个氧分子。但亚铁离子与一氧化碳的亲和力更高，即使在分压很低的情况下，一氧化碳也能取代氧与血红蛋白结合。下列叙述正确的是A.血红蛋白的合成由附着型核糖体完成B.血红蛋白的α链在合成过程中，至少产生141个水分子C.只要环境中存在氧气，血红蛋白就能运输氧D.每个血红蛋白最多携带4个氧分子√123456789101112131415123456789101112131415血红蛋白是胞内蛋白，由游离的核糖体合成，A错误；血红蛋白的α链由141个氨基酸脱水缩合形成，至少产生140个水分子，B错误；由“亚铁离子与一氧化碳的亲和力更高，即使在分压很低的情况下，一氧化碳也能取代氧与血红蛋白结合”可知，即使环境中存在氧气，血红蛋白也可能运输一氧化碳而不运输氧，C错误。8.(2024·扬州高三统考)谷胱(GSH)几乎存在于人体的每一个细胞中，主要起到抗氧化和自由基清除的作用。如图是谷胱结构，下列有关叙述正确的是A.谷胱子中含有4个羧基和3个氨基B.谷胱能在碱性环境下与Cu2＋发生显色反应C.谷胱由三个氨基酸通过脱水缩合形成的三肽D.谷胱其他多肽的主要差别是空间结构不同√123456789101112131415谷胱子中含有2个羧基(－COOH)和1个氨基(－NH2)，A错误；谷胱子含有2个肽键，可以与双缩脲试剂反应，产生紫色反应，故谷胱在碱性环境下与Cu2＋发生显色反应，B错误；谷胱子含有2个肽键，是由3个氨基酸脱水缩合形成的三肽，C正确；谷胱其他多肽的主要差别是氨基酸的数目、种类和排列顺序不同，D错误。1234567891011121314159.硒代半胱氨酸是组成蛋白质的第21种氨基酸，细胞中的硒元素以随机取代蛋白质中硫元素的形式插入蛋白质(如图1)或以硒代半胱氨酸(Sec)的形式在翻译的过程中插入蛋白质中。下列相关分析正确的是A.双缩脲试剂可与硒代半胱氨酸产生紫色反应B.可用3H标记硒代半胱氨酸的羧基追踪其参与合成的蛋白质C.细胞中的Sec可以通过取代Cys中的硫元素来合成，说明Sec是必需氨基酸D.硒元素随机取代蛋白质中的硫元素，会改变蛋白质的空间结构和功能√123456789101112131415氨基酸没有肽键，不与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；用3H标记硒代半胱氨酸的羧基，氨基酸分子的羧基(－COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，会脱去一分子水(羧基中的—OH和氨基中的—H)，放射性存在于水中，B错误；必需氨基酸人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取，Sec可以通过取代Cys中的硫元素来合成，所以Sec是非必需氨基酸，C错误。12345678910111213141510.(2024·德州高三质检)角蛋白是头发的主要成分，由两条肽链组成，含有2个二硫键。如图表示烫发的原理，下列相关说法正确的是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2个游离的氨基

和2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√123456789101112131415123456789101112131415烫发过程中角蛋白的空间结构发生了改变，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2个游离的氨基和2个游离的羧基，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，而二硫键的形成使得肽链具备空间结构，发生在内质网中，D错误。11.蛋白质合成后，它的第一个氨基酸会被氨基肽酶水解除去，然后由氨酰－tRNA蛋白转移酶把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，若该信号氨基酸为丝氨酸等必需氨基酸之一时，该蛋白质可长时间发挥作用；若为其他氨基酸，则该蛋白质不久后会被多个泛素(一种由76个氨基酸组成的单链球蛋白)结合，进入蛋白酶体被降解，如图所示。下列说法错误的是A.可通过改变信号氨基酸的种类来延长

蛋白质的寿命B.多肽链与信号氨基酸脱水缩合发生在

肽链的羧基和氨基酸的氨基之间C.蛋白酶体有识别泛素和降解蛋白质的功能D.蛋白质泛素化降解过程属于吸能反应，而消化道内蛋白质水解过程不消耗ATP√123456789101112131415由题干信息可知，可通过改变信号氨基酸的种类来延长蛋白质的寿命，A正确；由题意可知，氨酰－tRNA蛋白转移酶可把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，因此多肽链与信号氨基酸脱水缩合发生在肽链的氨基和氨基酸的羧基之间，B错误；蛋白质被多个泛素结合后，会进入蛋白酶体被降解，因此蛋白酶体有识别泛素和降解蛋白质的功能，C正确。12345678910111213141512.(2024·白城高三期中)某直链多肽含4个缬氨酸(C5H11NO2)，蛋白酶1作用于缬氨酸氨基端的肽键，蛋白酶2作用于缬氨酸羧基端的肽键。该多肽分别经酶1和酶2作用后的情况如图所示。下列相关叙述正确的是A.缬氨酸的R基可表示为—CH(CH3)2，该多肽的肽键有19个B.该多肽中缬氨酸的位置分别是第7、8、14、19位C.该多肽链至少含有1个游离的—COOH和5个游离的—NH2D.酶1完全作用后形成的肽链中氧原子数目比原多肽的多了4个√123456789101112131415缬氨酸(C5H11NO2)的R基为—C3H7，可表示为—CH(CH3)2，由题图可知，该多肽有19个氨基酸，该多肽的肽键有19－1＝18(个)，A错误；根据图示信息，蛋白酶1作用于缬氨酸(第7、8、14、19位氨基酸)氨基端的肽键后，形成了三个短肽A、B、C，说明该多肽中缬氨酸的位置分别是第7、8、14、19位，B正确；123456789101112131415不考虑肽链的氨基酸R基上的基团，该肽链至少含1个游离的—COOH和1个游离的—NH2，C错误；酶1共断开4个肽键(分别位于第6和7、7和8、13和14、18和19位氨基酸之间)，其中的第7位和第19位缬氨酸会脱离肽链，即此过程增加了4个氧原子(水解消耗的水)，脱落下来的2个缬氨酸带走4个氧原子，因此酶1完全作用后形成的肽链中氧原子数目和原多肽的相同，D错误。123456789101112131415二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。13.肌红蛋白(Mb)是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质，含有C、H、O、N、Fe五种元素，由一条肽链和一个血红素辅基构成。Mb中的极性侧链基团几乎全部分布在分子的表面，而非极性的侧链基团则被埋在分子。含有Fe2＋的血红素辅基位于Mb表面内陷的疏水洞穴中，避免了Fe2＋被氧化。下列说法正确的是A.Mb表面极性侧链基团可以与水分子结合，故Mb可溶于水B.Mb中的疏水洞穴保证