考點05蛋白質的結構和功能（核心考點講與練）一．蛋白質的功能二．蛋白質的結構1.氨基酸的結構(1)氨基酸的種類組成蛋白質的氨基酸有21種，其中8種是人體細胞不能合成的，稱為必需氨基酸，這些氨基酸必須從外界環境中獲取；另外13種氨基酸是人體細胞能夠合成的，稱為非必需氨基酸。巧記8種必需氨基酸(2)氨基酸的元素組成及結構特點①組成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸還含有S等元素。②氨基酸的結構特點a．每種氨基酸分子至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH)。b．每種氨基酸分子中都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，該碳原子還連接一個氫原子和一個側鏈基團，這個側鏈基團用R表示。各種氨基酸的區別在于R基的不同。③氨基酸的結構通式：。2．蛋白質的結構層次氨基酸↓脫水縮合eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：一個氨基酸分子的羧基與另一個氨,基酸分子的氨基相連接，同時脫去一分,子的水))二肽：由兩個氨基酸縮合而成的化合物↓多肽：由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，通常呈鏈狀結構↓盤曲、折疊(原因：氨基酸之間能形成氫鍵等)蛋白質：具有一定的空間結構3．脫水縮合的過程(1)過程①名稱：脫水縮合。(2)物質②名稱：二肽。(3)結構③名稱：肽鍵。4．蛋白質種類多樣性的原因在細胞中，組成蛋白質的氨基酸數目可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時，其排列順序千變萬5．蛋白質的變性(1)概念：蛋白質變性是指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改變和生物活性喪失的現象。(2)應用：①雞蛋、肉類煮熟后由于高溫使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，易于被蛋白酶水解，因而易于消化。②經過加熱、加酸、加酒精等引起細菌和病毒的蛋白質變性，可以達到消毒、滅菌的目的。三.有關蛋白質結構的計算規律(1)利用蛋白質的結構圖解掌握相應的計算規律結合示意圖可得出如下規律(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條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽時)：形成肽鏈數形成肽鍵數脫去水分子數蛋白質相對分子質量1n－1n－1na－18(n－1)mn－mn－mna－18(n－m)①計算多肽的相對分子質量時，除了考慮水分子的減少外，還要考慮其他化學變化過程，如肽鏈上出現一個二硫鍵(—S—S—，由兩個—SH脫H形成)時，要再減去2(兩個氫原子)，若無特殊說明，不考慮二硫鍵。②若為環狀多肽，則可將相對分子質量計算公式na－18(n－m)中的肽鏈數(m)視為零，再進行相關計算。③游離氨基或羧基數＝肽鏈數＋R基中含有的氨基或羧基數。(2)利用原子守恒法計算肽鏈中的原子數：在一個氨基酸中，若不考慮R基，則含有2個碳原子、2個氧原子、4個氫原子和1個氮原子。在脫水縮合形成多肽時，要失去部分氫、氧原子，但是碳原子、氮原子的數目不會減少。其相關數量關系如下：①碳原子數＝氨基酸的分子數×2＋R基上的碳原子數。②氫原子數＝各氨基酸中氫原子的總數－脫去的水分子數×2。③氧原子數＝各氨基酸中氧原子的總數－脫去的水分子數。④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。⑤由于R基上的碳原子數不好確定，且氫原子數較多，因此以氮原子數或氧原子數的計算為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數最為簡便。⑥若已知多肽鏈的分子式，則此多肽鏈中：a．含2個氨基的氨基酸數＝N原子數－肽鍵數－1。b．含2個羧基的氨基酸數＝eq\f(O原子數－肽鍵數－2,2)。(3)多肽中除去氨基酸的有關計算①若除去多肽內部的一個氨基酸，需水解掉兩個肽鍵；若除去多肽一端的一個氨基酸，需水解掉1個肽鍵。②每水解1個肽鍵，則需要1分子水參與，肽鍵數減少1個，生成物與原多肽相比氧原子增加1個，氫原子增加2個，氨基增加1個，羧基增加1個。(4)多肽種類的計算題以21種氨基酸構成四肽的種類為例：①若每種氨基酸數目不限，可形成四肽的種類有214種。②若每種氨基酸只有一個，可形成四肽的種類有(21×20×19×18)種。蛋白質的功能1．下列生理過程中沒有蛋白質直接參與的是()A．DNA進行半保留復制B．內環境中O2進入線粒體C．組織細胞識別生長激素D．人體內血糖平衡的調節蛋白質的結構2.如圖是蛋白質分子的結構簡圖，不同圖形代表組成蛋白質的單體，下列分析正確的是()A.不同圖形代表氨基酸分子，圖形之間以氫鍵相連接B.蛋白質結構的多樣性的根本原因是圖形的數量和排列順序C.高溫、強酸、強堿等均會破壞蛋白質的空間結構和肽鍵D.圖示的蛋白質分子可能同時具有免疫功能和催化功能3．細胞中的某些蛋白質分子可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結合，從而幫助這些多肽轉運、折疊或組裝，這一類分子本身并不參與最終產物的形成，因此稱為分子伴侶。以下相關敘述錯誤的是()A．構成分子伴侶的單體是氨基酸，氨基酸都含有C、H、O、N、S元素B．細胞質基質、內質網可能有分子伴侶的分布C．分子伴侶對靶蛋白沒有高度的專一性D．分子伴侶可能通過改變自身的空間構象來發揮作用蛋白質的相關計算4.經測定，某條肽鏈其分子式是C21HxOyN4S2。已知該肽鏈是由下列氨基酸中的幾種為原料合成的，苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有關該多肽鏈的敘述，錯誤的是()A．該肽鏈是四肽化合物B．水解后能產生3種氨基酸C．氫原子數和氧原子數分別是30和5D．在核糖體上形成時相對分子質量減少了545．某五十肽中有4個丙氨酸(R基為—CH3)，現脫掉其中的丙氨酸(相應位置如圖)得到4條多肽鏈和5個氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態存在)。下列敘述錯誤的是()A．該五十肽水解產物中的多肽鏈比原來增加了8個氧原子B．新生成的4條多肽鏈至少含有4個游離的羧基C．若將新生成的4條多肽鏈重新連成一條長鏈，將脫去3個水分子D．若將得到的5個氨基酸縮合成一條肽鏈，則有5種不同的氨基酸序列1．（2021·海南·高考真題）下列關于纖維素的敘述正確的是（

）A．是植物和藍藻細胞壁的主要成分B．易溶于水，在人體內可被消化C．與淀粉一樣都屬于多糖，二者的基本組成單位不同D．水解的產物與斐林試劑反應產生磚紅色沉淀2．（2021·北京·高考真題）在有或無機械助力兩種情形下，從事家務勞動和日常運動時人體平均能量消耗如圖。對圖中結果敘述錯誤的是（）A．走路上學比手洗衣服在單位時間內耗能更多B．葡萄糖是圖中各種活動的重要能量來源C．爬樓梯時消耗的能量不是全部用于肌肉收縮D．借助機械減少人體能量消耗就能緩解溫室效應3．（2021·全國·高考真題）已知①酶、②抗體、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人體內有重要作用的物質。下列說法正確的是（

）A．①②③都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的B．③④⑤都是生物大分子，都以碳鏈為骨架C．①②⑥都是由含氮的單體連接成的多聚體D．④⑤⑥都是人體細胞內的主要能源物質4．（2021·湖北·高考真題）采摘后的梨常溫下易軟化。果肉中的酚氧化酶與底物接觸發生氧化反應，逐漸褐變。密封條件下4℃冷藏能延長梨的貯藏期。下列敘述錯誤的是（

）A．常溫下鮮梨含水量大，環境溫度較高，呼吸代謝旺盛，不耐貯藏B．密封條件下，梨呼吸作用導致O2減少，CO2增多，利于保鮮C．冷藏時，梨細胞的自由水增多，導致各種代謝活動減緩D．低溫抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐變減緩5．（2021·全國·高考真題）植物在生長發育過程中，需要不斷從環境中吸收水。下列有關植物體內水的敘述，錯誤的是（

）A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿態B．結合水是植物細胞結構的重要組成成分C．細胞的有氧呼吸過程不消耗水但能產生水D．自由水和結合水比值的改變會影響細胞的代謝活動1．HSP是機體細胞受高溫刺激后合成出的一類熱休克蛋白。該蛋白質可發揮如圖所示的作用，以保護機體細胞不受破壞。圖示HSP所起的作用是()A．促進肽鍵的形成B．抑制氨基酸脫水縮合C．促使肽鏈形成空間結構D．維持蛋白質結構的穩定性2．從某些動物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術縫合線。手術后過一段時間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。下列關于膠原蛋白的說法，錯誤的是()A．作為縫合線的膠原蛋白之所以被人體吸收是因為已被分解成小分子的氨基酸B．被分解成的氨基酸種類最多有21種，其中有8種是人體細胞不能合成的C．分解后的蛋白質與變性后的蛋白質都不可以與雙縮脲試劑發生顏色反應D．在核糖體上合成膠原蛋白時，產生的水分子中的氫來自氨基和羧基3．肌紅蛋白是哺乳動物肌肉中儲氧的蛋白質。肌紅蛋白是一條由153個氨基酸殘基組成的肽鏈，盤繞一個血紅素輔基而形成，相對分子質量為16700。肌紅蛋白屬于較小分子的球蛋白，廣泛分布于心肌和骨骼肌中。下列有關說法正確的是()A．氨基酸脫水縮合形成肌紅蛋白的過程中形成153個肽鍵B．潛水生活的哺乳動物如鯨魚體內肌紅蛋白的含量較低C．編碼肌紅蛋白的基因堿基序列發生改變，肌紅蛋白的結構不一定改變D．肌紅蛋白和血紅蛋白的功能不同僅與二者的氨基酸種類和數目有關4．普通細胞中含有一種特殊的蛋白質——伴侶蛋白，它幫助蛋白質正確的折疊。當大腸桿菌編碼伴侶蛋白的基因發生突變時，細菌會死亡。科學家將伴侶蛋白加入被人為錯誤折疊的蘋果酸脫氫酶中，此酶被復原，重新恢復活性。以下相關說法，正確的是()A．伴侶蛋白僅存在于原核細胞中，真核細胞內無伴侶蛋白B．伴侶蛋白的元素組成是C、H、O、N、PC．因加熱導致變性的蛋白質的活性可能被伴侶蛋白恢復D．細菌伴侶蛋白基因的突變對噬菌體的侵染和增殖無影響5．綠色熒光蛋白是從發光水母中分離出來的一種結構蛋白，其相關數據如下表所示。若R基上的羧基和氨基不會脫水形成肽鍵，則下列有關敘述正確的是()氨基酸數目126R基上的羧基數15游離羧基的總數17游離氨基的總數17A.R基上的氨基有17個B．該蛋白質水解時，水分子中的氧參與形成氨基C．該蛋白質只含1條肽鏈D．合成一分子該蛋白質時脫去水的分子量為22326．蛋白水解酶分內切酶和外切酶2種，外切酶專門作用于肽鏈末端的肽鍵，內切酶則作用于肽鏈內部特定區域。若某蛋白內切酶作用于苯丙氨酸(C9H11NO2)兩側的肽鍵，某四十九肽經該內切酶作用后的情況如下圖，下列敘述錯誤的是()A．形成短肽A、B、C共消耗2分子水B．短肽A、B、C比四十九肽的氧原子數少1個C．該四十九肽苯丙氨酸存在于第17、31、32號位上D．若用蛋白外切酶處理該多肽，最終會得到49個氨基酸7．某多肽有20個氨基酸，其中含天冬氨酸4個，分別位于第5、6、15、20位(見下圖)；肽酶X專門作用于天冬氨酸羧基端的肽鍵，肽酶Y專門作用于天冬氨酸氨基端的肽鍵。下列相關敘述正確的是()A．該20肽含有肽鍵至少有22個B．該20肽游離的氨基和羧基各為1個和8個C．肽酶X完全作用后產生的多肽共含有氨基酸19個D．肽酶Y完全作用后產生的多肽中氧原子數目比20肽多了4個8．有一條由14個氨基酸組成，分子式為CXHYOWNZS(Z>14，W>15)的多肽，經過水解后的產物中有3種氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)。水解產物中天冬氨酸的數目是()A．(Y＋14)個 B．(Z＋14)個C．(W－15)個 D．(W－15)/2個9．下圖表示一個由三條多肽鏈形成的蛋白質分子，共含271個氨基酸，圖中每條虛線表示由兩個R基中的巰基(—SH)脫氫形成一個二硫鍵(—S—S)。下列相關敘述不正確的是()A．組成該分子的氨基酸最多有21種B．氨基酸合成該分子后相對分子質量減少了4824C．該分子至少含有3個游離的氨基D．該物質遇到雙縮脲試劑會發生紫色反應10．細胞受到冰凍時，蛋白質分子互相靠近，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，如下圖所示。下列敘述正確的是()A．結冰和解凍兩個過程均涉及肽鍵的變化B．結冰導致蛋白質功能異常，解凍恢復其正常功能C．抗凍植物有較強的抗巰基氧化的能力D．分泌蛋白的空間結構在高爾基體上形成11．乙酰基六肽為人體內源性生物活性物質，是一種具有穿透細胞膜能力的小分子鏈狀六肽，由于能夠阻斷神經肌肉間的信息傳導，避免肌肉過度收縮，減少了動態紋的發生，還能有效重組膠原蛋白，增加彈力蛋白活性，多用于化妝品內作為抗皺成分。下列相關敘述正確的是()A．乙酰基六肽可與甲、乙液等量配制的雙縮脲試劑呈紫色反應B．乙酰基六肽進入細胞充分體現了細胞膜的功能特點C．氨基酸的種類和數量就決定了該小分子多肽的功能D．該多肽由6個氨基酸通過6個肽鍵相連12．FtsZ蛋白是一種廣泛存在于細菌細胞質中的骨架蛋白，與哺乳動物細胞中的微管蛋白類似。在細菌二分裂過程中，FtsZ蛋白先招募其他15種分裂蛋白形成分裂蛋白復合物，再促進細菌完成二分裂。下列說法不正確的是()A．FtsZ蛋白與其他15種分裂蛋白的單體都以碳鏈為骨架B．細菌沒有內質網和高爾基體，因此FtsZ蛋白的功能由氨基酸的種類、數目和排列順序三方面決定C．FtsZ蛋白在細菌中廣泛存在，因此可作為抗菌藥物研發的新靶標D．研發針對細菌的FtsZ蛋白抑制劑時，應考慮其對動物微管蛋白的抑制作用13．血紅蛋白(HbA)由1個珠蛋白和4個血紅素組成。每個珠蛋白包括4條多肽鏈，其中α、β鏈各2條，肽鏈由α、β珠蛋白基因編碼。下圖是血紅蛋白的四級結構示意圖。回答下列問題：(1)組成HbA的化學元素至少包含________________________________________。(2)HbA的一級結構指肽鏈上_______________________________________________的排列順序，該排列順序根本上是由__________________________決定的。HbA易與氧結合和分離，使HbA執行____________________________________________________的功能。(3)當低海拔地區生活的人進入高原后，機體通過增加促紅細胞生成素(EPO)刺激骨髓生成較多的紅細胞。EPO調節生理代謝的意義是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，從而使人能夠適應高原環境。(4)蛋白質表面吸附的水構成“水膜”以保護蛋白質。強酸能破壞蛋白質表面的“水膜”使蛋白質變性，導致其空間結構都變得伸展、松散，從而暴露出更多的肽鍵。為驗證鹽酸能使蛋白質變性，可選用______________(填“HbA”或“豆漿”)為材料，并用雙縮脲試劑檢測，實驗組給予_______________________________________________________________處理，預測實驗結果是_____________________________________________________________________