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【考点3】蛋白质的结构和功能一、选择题1．(2010·淮阴高一检测)2009年10月8日，日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白（GFP)等研究方面作出突出贡献，获得2009年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。依据GFP的特性，你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是（）A．作为标记蛋因，研究基因的表达B．作为标记蛋白，研究细胞的转移C．注入肌肉细胞，繁殖发光小白鼠D．标记噬菌体外壳，示踪DNA路径【解析】选B。研究基因的表达仅标记蛋白质是远远不够的，还需标记DNA和RNA，用元素标记。蛋白质是细胞结构的重要组成成分，作为标记物质的荧光蛋白，可以实现细胞的标记，研究细胞的转移。蛋白质不是遗传物质，自然不可注人肌肉细胞繁殖发光小白鼠，也不可标记噬菌体外壳，示踪DNA路径。2．(2010·汕头高一检测)以色列科学家阿龙·西查诺瓦、阿弗拉姆·赫尔什科和美国科学家伊尔温·罗斯三位科学家因发现“泛素”在蛋白质控制系统方面的重要作用而共同获得2004年诺贝尔化学奖。“泛素”是一种由76个氨基酸组成的一条直链多肽，每合成1个“泛素”分子生成多少个水分子（）。A.76B.75C.74D无法计算【解析】选B。考查氨基酸数目、肽键数目的关系。本题虽然以高科技成果为材料背景，但考查的知识点简单，所以只要平时注意掌握教材基础知识，并适当关注热点，就能轻松解决类似问题。“泛素”是一种由76个氨基酸组成的一条直链多肽，故肽键数目为76－1=75（个），而每形成一个肽键脱去一分子水，所以，每合成1个“泛素”分子生成75个水分子。3．(2010·福州高一检测)某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成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、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次是（）A氨基数肽键数需水数种类B1020304050数目氨基数肽键数需水数种类C1020304050数目氨基数肽键数需水数种类D1020304050数目氨基数肽键数需水数种类1020304050数目【解析】选C。本题实际上是求解1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽中的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数。每个多肽都至少有一个氨基和一个羧基，因此这些多肽的氨基最小值也就是多肽的个数1+2+3+3=9。当然水解一个多肽形成m个氨基酸时也需要m-1(m表示氨基酸数)分子水或m-n(m表示氨基酸数,n表示肽链数)。因此1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽的肽键总数和分解成这些小分子肽所需水分子总数相等，计算如下：1个二肽（1）、2个五肽（2×4=8）、3个六肽（3×5=15）、3个七肽（3×6=18）；总数为1+8+15+18=42（个）。4．(2010·潍坊高一检测)现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050个，则由此合成的4条肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目是（）A.996、1016、1046B.996、4、4C.996、24、54D.996、20、50【解析】选C。在氨基酸分子的脱水缩合过程中，连在同一个C原子上的氨基和羧基，除了两端分别留下一个氨基和羧基外，中间的都成为羧基，而R基上的不变。由题目可知，R上共有20个氨基、50个羧基，再加上4条链上剩下的4个氨基、4个羧基，分别有氨基和羧基24、54个。肽键数＝氨基酸数－肽链数＝1000－4=996个。5．(2010·苏州高一检测)艾滋病研究者发现，1％～2％的HIV感染者并不发病，其原因是他们在感染HIV之前体内存在三种名为“阿尔法——防御素”的小分子蛋白质，以下对“阿尔法——防御素”的推测中不正确的是（）A．一定含有C、H、O、N四种元素B．一定含有20种氨基酸C．高温能够破坏其结构D．人工合成后可以用于防治艾滋病【解析】选B。既然是蛋白质，就必然含有C、H、O、N四种元素，蛋白质都有自己的理化特性，如高温下其空间结构破坏而变性失活，又如加入浓的无机盐溶液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来等等。根据题意，这种“阿尔法——防御素”可以防治艾滋病。自然界构成所有蛋白质的氨基酸种类有20种，但这种小分子蛋白质不一定含有20种氨基酸。6．(2010·荆州高一检测)20种氨基酸平均相对分子质量为128，某蛋白质相对分子质量为10228，在形成该蛋白质分子时脱去水的总量为1548。那么组成该蛋白质的肽链数是（）A.4条B.6条C.8条D.16条【解析】选B。形成蛋白质的时候，脱去的水分子的数量为：1548/18=86；设肽链的数量为x，则有等式128×(86+x)－1548=10228成立，解此等式x＝6。7．(2010·三明高一检测)下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是（）A.A中肯定含有S元素B.①过程发生在核糖体上C.多肽中B的数目等于C的数目D.蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的根本原因【解析】选B。分析题图不难得出A、B、C分别为元素、氨基酸和肽键。构成氨基酸的主要元素有C、H、O、N，有的含有S元素，如甲硫氨酸。图示①过程是氨基酸形成多肽链合成蛋白质的过程，是在核糖体上完成的。氨基酸形成蛋白质是一个通过相邻的氨基酸脱去水、形成肽键的脱水缩合过程，n个氨基酸形成一条多肽链，所含的肽键数目是n-1。不同生物细胞多样性的根本原因是DNA分子的多样性，同种生物不同细胞多样性的根本原因是基因的选择性表达，蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的直接原因。8．(2010·德州高一检测)某蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成，下列关于该蛋白质说法正确的是（）A.形成该蛋白质时产生了N个水分子B.该蛋白质中至少含有N个肽键C.该蛋白质中至少含有3个游离的羧基D.合成该蛋白质至少需要20种氨基酸【解析】选C。形成该蛋白质时，产生水分子数为N-3，含有N-3个肽键。至少含有的游离的羧基数＝肽链条数＝3。9．(2010·东莞高一检测)日本科学家合成的十个氨基酸组成的物质之所以可称为蛋白质，是因为（）A.该物质能和双缩脲发生紫色反应B.该物质中含有肽键C．该物质的组成元素为C、H、O、ND.该物质具有一般蛋白质所具有的立体结构和生化性质【解析】选D。含有肽键不一定是蛋白质，如二肽；含肽键物质可与双缩脲试剂发生显色反应，并非是蛋白质；含C、H、0、N的物质还有核酸；此物质之所以成为蛋白质是因为其具备一般蛋白质的立体结构和生化性质。10．(2010·临沂高一检测)三鹿牌等婴幼儿奶粉中掺入了一种“假蛋白”—三聚氰胺。如图为三聚氰胺分子的结构式。下列有关“假蛋白”的说法正确的是（）A.三聚氰胺可与双缩脲试剂发生紫色反应B.三聚氰胺中氮元素的含量比碳元素的含量还高C．在奶粉中添加三聚氰胺后提高了蛋白质的含量D.三聚氰胺分子中含有三个肽键【解析】选B。三聚氰胺中有三个碳原子和六个氮原子，所以氮元素的含量高于碳元素含量，所以B正确。11．(2010·聊城高一检测)关于动物体内蛋白质合成与去向的叙述，正确的是（）A.所有蛋白质的合成都需要能量B.合成的蛋白质都运到细胞外C．合成的蛋白质都不能进入细胞核内D.合成的蛋白质都用于细胞膜蛋白的更新【解析】选A。本题考查蛋白质的合成及功能。物质合成都需要消耗能量，故A项正确；细胞内合成的胞内蛋白不需要运出细胞，故B项错误；细胞质中合成的DNA解旋酶、RNA聚合酶等在核内发挥作用，此类蛋白质能够通过核孔到达细胞核内，故C项错误；合成的蛋白质种类很多，并不都用于细胞膜蛋白的更新，故D项错误。12．(2010·郑州高一检测)某三十九肽中共有丙氨酸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.O原子数目不变B.肽键数目减少7个C.C原子减少12个D.氨基和羧基分别增加3个【解析】选A。因为每个肽键处失去1个丙氨酸分子时要减少1个O原子，但是同时形成的羧基会增加1个O原子，所以O原子在肽键断裂处不会减少。然而，那个不参与形成肽键的丙氨酸，在除去时，必然会带走1个羧基上的O原子，所以O原子数目共减少1个，A错。形成4条链中间需要去掉3个丙氨酸，断开6个肽键；形成的肽链中没有39号氨基酸，说明39号氨基酸也为丙氨酸，因为这个氨基酸在肽链的末端，去掉只需要断开1个肽键；所以共断掉7个肽键,B对。整个过程共脱下4个丙氨酸（含3个C原子）,C原子数减少3×4=12个，C对。一条肽链变成四条肽链，氨基和羧基数分别增加3个，D对。13．(2010·南京高一检测)分析一条多肽链得到以下结果（单位：个）。元素或基团CHON—NH2—COOH多肽链202348625332推算这条多肽链中氨基酸的数目及这些氨基酸中的羧基、氨基数目依次是（）A.10154102B.625355C.535453D.515253【解析】选D。从表中数据可知该多肽链含有3个游离的氨基，其中有两个应该在R基团上，那么有51个N原子是构成氨基酸的氨基中的N原子，因此可推知该多肽由51个氨基酸构成；这51个氨基酸中共有53个氨基。从表中所给的数据还可看出该多肽链含有2个游离的羧基，其中有1个应该在R基团上，所以这51个氨基酸中共有52个羧基。14．(2010·湛江高一检测)下面是某蛋白质的肽链结构示意图（图1中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图（图2），请据图判断下列叙述中正确的是()A.若图1的肽链全水解成氨基酸，要123个水分子B.该蛋白质中含有1条肽链和124个肽键C.从图2可推知图1的肽链含有2个游离的羧基D.图2中含有的R基是①②④⑥⑧【解析】选A。由题图1知，该蛋白质是由124个氨基酸形成的1条肽链，应有123个肽键，全水解成氨基酸，要123个水分子，故A正确，B错误。由题图2的⑥⑧可推知该蛋白质至少含有3个游离羧基，C错误。R基是氨基酸之间的区别，图2中含有的R基是②④⑥⑧，R基决定氨基酸的种类，①为与羧基共同连接在同一碳原子上的氨基，D错误。15．(2010·广州高一检测)一般情况下，素食者往往需要摄人较多种类和数量的蛋白质，对其描述不正确的是（）A.植物蛋白中必需氨基酸的比例与动物蛋白的比例不大相同B.植物蛋白要比动物蛋白更难消化吸收C.某些植物蛋白提供给人的必需氨基酸的种类要少于动物蛋白D.以玉米为主食的人要从其他食物中补充赖氨酸【解析】选B。玉米等谷类蛋白质中缺少赖氨酸，而动物蛋白中必需氨基酸的种类比较齐全。植物蛋白除必需氨基酸种类与动物蛋白有区别外，其他都相同，不存在难以消化吸收的问题。二、非选择题16．(2010·淄博高一检测)下图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系，其中a、b表示有机小分子物质，A、B、X代表有机高分子物质，虚线表示遗传信息的流动方向。请据图分析回答：(1)b在生物体内约有_________________种。(2)B可分为B1、B2、B3等，其原因是：从b分析是由于_________________；从A分析是因为_________________。B2在催化生物体内的生化反应时所具有的特性是_________________和_________________。(3）请写出B的另外一种功能_______________。(4)B3是由574个氨基酸，4条肽链组成的，在形成1分子B3的过程中，共脱去___个水分子。【解析】由图知，A、X、B为DNA、mRNA和蛋白质，a、b为脱氧核苷酸和氨基酸。(1)自然界的氨基酸有很多，但能构成蛋白质的氨基酸有20种。(2)蛋白质的不同是由于氨基酸的种类、数量和排列次序的不同和空间结构的不同，其根本原因是DNA分子具有多样性。酶具有催化作用，其特性是高效性和专一性。(3)蛋白质除具有运输、催化和免疫外，还有调节、构成细胞结构等功能。(4)在氨基酸分子的脱水缩合过程中，失水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数。若一个由四条肽链组成的蛋白质由574个氨基酸组成，则失去的分子数是574－4=570。答案：(1)20(2)氨基酸的种类、数量和排列顺序的不同DNA分子具有多样性（不同的基因控制合成的蛋白质不同）高效性专一性（3)