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考点 05 蛋白质的结构和功能
（核心考点讲与练）
一．蛋白质的功能
二．蛋白质的结构
1.氨基酸的结构
(1)氨基酸的种类
组成蛋白质的氨基酸有21种，其中8种是人体细胞不能合成的，称为必需氨基酸，这些氨
基酸必须从外界环境中获取；另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的，称为非必需氨基酸。
巧记 8种必需氨基酸
甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书
(苏氨酸)。
(2)氨基酸的元素组成及结构特点
①组成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸还含有S等元素。
②氨基酸的结构特点
a．每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH)和一个羧基(—COOH)。
2b．每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，该碳原子还连接一
个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。各种氨基酸的区别在于R基的不同。
③氨基酸的结构通式： 。
2．蛋白质的结构层次
氨基酸
↓脱水缩合
二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物
↓
多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构
↓盘曲、折叠(原因：氨基酸之间能形成氢键等)
蛋白质：具有一定的空间结构
3．脱水缩合的过程
(1)过程①名称：脱水缩合。
(2)物质②名称：二肽。
(3)结构③名称：肽键。
4．蛋白质种类多样性的原因在细胞中，组成蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，其排列顺序千变
万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其
多样。
5．蛋白质的变性
(1)概念：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改变和生物活性丧失的现象。
(2)应用：①鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被
蛋白酶水解，因而易于消化。②经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性
可以达到消毒、灭菌的目的。
三.有关蛋白质结构的计算规律
(1)利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律
结合示意图可得出如下规律(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条链状多肽或m条链状多肽时)：
形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 蛋白质相对分子质量
1 n－1 n－1 na－18(n－1)
m n－m n－m na－18(n－m)
①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变化过程，
如肽链上出现一个二硫键(—S—S—，由两个—SH脱H形成)时，要再减去2(两个氢原子)，
若无特殊说明，不考虑二硫键。
②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再
进行相关计算。
③游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：在一个氨基酸中，若不考虑R基，则含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧
原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：
①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。
②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。
③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
④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。
⑤由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算
为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
⑥若已知多肽链的分子式，则此多肽链中：
a．含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1。
b．含2个羧基的氨基酸数＝。
(3)多肽中除去氨基酸的有关计算
①若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，需
水解掉1个肽键。
②每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子
增加1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。
(4)多肽种类的计算题
以21种氨基酸构成四肽的种类为例：
①若每种氨基酸数目不限，可形成四肽的种类有214种。
②若每种氨基酸只有一个，可形成四肽的种类有(21×20×19×18)种。
蛋白质的功能
1．下列生理过程中没有蛋白质直接参与的是( )
A．DNA进行半保留复制B．内环境中O 进入线粒体
2
C．组织细胞识别生长激素
D．人体内血糖平衡的调节
蛋白质的结构
2.如图是蛋白质分子的结构简图，不同图形代表组成蛋白质的单体，下列分析正确的是(
)
A.不同图形代表氨基酸分子，图形之间以氢键相连接
B.蛋白质结构的多样性的根本原因是图形的数量和排列顺序
C.高温、强酸、强碱等均会破坏蛋白质的空间结构和肽键
D.图示的蛋白质分子可能同时具有免疫功能和催化功能
3．细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部
位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或组装，这一类分子本身并不参与最终产物的形
成，因此称为分子伴侣。以下相关叙述错误的是( )
A．构成分子伴侣的单体是氨基酸，氨基酸都含有C、H、O、N、S元素
B．细胞质基质、内质网可能有分子伴侣的分布
C．分子伴侣对靶蛋白没有高度的专一性
D．分子伴侣可能通过改变自身的空间构象来发挥作用
蛋白质的相关计算
4.经测定，某条肽链其分子式是C HONS。已知该肽链是由下列氨基酸中的几种为原料合
21 x y 4 2
成的，苯丙氨酸(CH ON)、天冬氨酸(CHON)、丙氨酸(CHON)、亮氨酸(CH ON)、半胱
9 11 2 4 7 4 3 7 2 6 13 2
氨酸(CHONS)。下列有关该多肽链的叙述，错误的是( )
3 7 2
A．该肽链是四肽化合物
B．水解后能产生3种氨基酸C．氢原子数和氧原子数分别是30和5
D．在核糖体上形成时相对分子质量减少了54
5．某五十肽中有4个丙氨酸(R基为—CH)，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到4条
3
多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态存在)。下列叙述错误的是( )
A．该五十肽水解产物中的多肽链比原来增加了8个氧原子
B．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
C．若将新生成的4条多肽链重新连成一条长链，将脱去3个水分子
D．若将得到的5个氨基酸缩合成一条肽链，则有5种不同的氨基酸序列
1．（2021·海南·高考真题）下列关于纤维素的叙述正确的是（ ）
A．是植物和蓝藻细胞壁的主要成分
B．易溶于水，在人体内可被消化
C．与淀粉一样都属于多糖，二者的基本组成单位不同
D．水解的产物与斐林试剂反应产生砖红色沉淀
2．（2021·北京·高考真题）在有或无机械助力两种情形下，从事家务劳动和日常运动时
人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是（ ）A．走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B．葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C．爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D．借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
3．（2021·全国·高考真题）已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是
人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是（ ）
A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
4．（2021·湖北·高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发
生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（
）
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O 减少，CO 增多，利于保鲜
2 2
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
5．（2021·全国·高考真题）植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有
关植物体内水的叙述，错误的是（ ）A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
1．HSP是机体细胞受高温刺激后合成出的一类热休克蛋白。该蛋白质可发挥如图所示的作
用，以保护机体细胞不受破坏。图示HSP所起的作用是( )
A．促进肽键的形成
B．抑制氨基酸脱水缩合
C．促使肽链形成空间结构
D．维持蛋白质结构的稳定性
2．从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这
种缝合线就可以被人体组织吸收，从而避免拆线的痛苦。下列关于胶原蛋白的说法，错误
的是( )
A．作为缝合线的胶原蛋白之所以被人体吸收是因为已被分解成小分子的氨基酸
B．被分解成的氨基酸种类最多有21种，其中有8种是人体细胞不能合成的
C．分解后的蛋白质与变性后的蛋白质都不可以与双缩脲试剂发生颜色反应
D．在核糖体上合成胶原蛋白时，产生的水分子中的氢来自氨基和羧基
3．肌红蛋白是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质。肌红蛋白是一条由 153个氨基酸残基组成的
肽链，盘绕一个血红素辅基而形成，相对分子质量为16 700。肌红蛋白属于较小分子的球蛋白，广泛分布于心肌和骨骼肌中。下列有关说法正确的是( )
A．氨基酸脱水缩合形成肌红蛋白的过程中形成153个肽键
B．潜水生活的哺乳动物如鲸鱼体内肌红蛋白的含量较低
C．编码肌红蛋白的基因碱基序列发生改变，肌红蛋白的结构不一定改变
D．肌红蛋白和血红蛋白的功能不同仅与二者的氨基酸种类和数目有关
4．普通细胞中含有一种特殊的蛋白质——伴侣蛋白，它帮助蛋白质正确的折叠。当大肠杆
菌编码伴侣蛋白的基因发生突变时，细菌会死亡。科学家将伴侣蛋白加入被人为错误折叠
的苹果酸脱氢酶中，此酶被复原，重新恢复活性。以下相关说法，正确的是( )
A．伴侣蛋白仅存在于原核细胞中，真核细胞内无伴侣蛋白
B．伴侣蛋白的元素组成是C、H、O、N、P
C．因加热导致变性的蛋白质的活性可能被伴侣蛋白恢复
D．细菌伴侣蛋白基因的突变对噬菌体的侵染和增殖无影响
5．绿色荧光蛋白是从发光水母中分离出来的一种结构蛋白，其相关数据如下表所示。若 R
基上的羧基和氨基不会脱水形成肽键，则下列有关叙述正确的是( )
氨基酸数目 126 R基上的羧基数 15
游离羧基的总数 17 游离氨基的总数 17
A.R基上的氨基有17个
B．该蛋白质水解时，水分子中的氧参与形成氨基
C．该蛋白质只含1条肽链
D．合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为2 232
6．蛋白水解酶分内切酶和外切酶2种，外切酶专门作用于肽链末端的肽键，内切酶则作用
于肽链内部特定区域。若某蛋白内切酶作用于苯丙氨酸(CH NO)两侧的肽键，某四十九肽
9 11 2
经该内切酶作用后的情况如下图，下列叙述错误的是( )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数少1个
C．该四十九肽苯丙氨酸存在于第17、31、32号位上
D．若用蛋白外切酶处理该多肽，最终会得到49个氨基酸
7．某多肽有20个氨基酸，其中含天冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位(见下图)；
肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键。下
列相关叙述正确的是( )
A．该20肽含有肽键至少有22个
B．该20肽游离的氨基和羧基各为1个和8个
C．肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个
D．肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比20肽多了4个
8．有一条由14个氨基酸组成，分子式为CHONS(Z>14，W>15)的多肽，经过水解后的产
X Y W Z
物中有3种氨基酸：半胱氨酸(CHONS)、丙氨酸(CHON)、天冬氨酸(CHON)。水解产物
3 7 2 3 7 2 4 7 4
中天冬氨酸的数目是( )
A．(Y＋14)个 B．(Z＋14)个
C．(W－15)个 D．(W－15)/2个
9．下图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含 271个氨基酸，图中每条虚线表示
由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S)。下列相关叙述不正确的是(
)
A．组成该分子的氨基酸最多有21种
B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4 824
C．该分子至少含有3个游离的氨基D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应
10．细胞受到冰冻时，蛋白质分子互相靠近，当接近到一定程度时，蛋白质分子中相邻近
的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时，蛋白质氢键断裂，二硫键仍保留，如
下图所示。下列叙述正确的是( )
A．结冰和解冻两个过程均涉及肽键的变化
B．结冰导致蛋白质功能异常，解冻恢复其正常功能
C．抗冻植物有较强的抗巯基氧化的能力
D．分泌蛋白的空间结构在高尔基体上形成
11．乙酰基六肽为人体内源性生物活性物质，是一种具有穿透细胞膜能力的小分子链状六
肽，由于能够阻断神经肌肉间的信息传导，避免肌肉过度收缩，减少了动态纹的发生，还
能有效重组胶原蛋白，增加弹力蛋白活性，多用于化妆品内作为抗皱成分。下列相关叙述
正确的是( )
A．乙酰基六肽可与甲、乙液等量配制的双缩脲试剂呈紫色反应
B．乙酰基六肽进入细胞充分体现了细胞膜的功能特点
C．氨基酸的种类和数量就决定了该小分子多肽的功能
D．该多肽由6个氨基酸通过6个肽键相连
12．FtsZ蛋白是一种广泛存在于细菌细胞质中的骨架蛋白，与哺乳动物细胞中的微管蛋白
类似。在细菌二分裂过程中，FtsZ蛋白先招募其他15种分裂蛋白形成分裂蛋白复合物，
再促进细菌完成二分裂。下列说法不正确的是( )
A．FtsZ蛋白与其他15种分裂蛋白的单体都以碳链为骨架
B．细菌没有内质网和高尔基体，因此FtsZ蛋白的功能由氨基酸的种类、数目和排列顺序
三方面决定
C．FtsZ蛋白在细菌中广泛存在，因此可作为抗菌药物研发的新靶标
D．研发针对细菌的FtsZ蛋白抑制剂时，应考虑其对动物微管蛋白的抑制作用
13．血红蛋白(HbA)由1个珠蛋白和4个血红素组成。每个珠蛋白包括 4条多肽链，其中
α、β链各2条，肽链由α、β珠蛋白基因编码。下图是血红蛋白的四级结构示意图。回
答下列问题：(1)组成HbA的化学元素至少包含________________________________________。
(2)HbA的一级结构指肽链上_______________________________________________
的排列顺序，该排列顺序根本上是由__________________________决定的。HbA易与氧结
合和分离，使HbA执行____________________________________________________的功能。
(3)当低海拔地区生活的人进入高原后，机体通过增加促红细胞生成素(EPO)刺激骨髓生成
较多的红细胞。EPO调节生理代谢的意义是___________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，从而
使人能够适应高原环境。
(4)蛋白质表面吸附的水构成“水膜”以保护蛋白质。强酸能破坏蛋白质表面的“水膜”使
蛋白质变性，导致其空间结构都变得伸展、松散，从而暴露出更多的肽键。为验证盐酸能
使蛋白质变性，可选用______________(填“HbA”或“豆浆”)为材料，并用双缩脲试剂检
测，实验组给予_______________________________________________________________
处理，预测实验结果是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．赖氨酸是人体所需的8种必需氨基酸之一(目前认为人体所含氨基酸为21种)，它在生
物机体的代谢中起着重要的作用，赖氨酸缺乏会引起蛋白质功能障碍，影响生长发育，导
致生长障碍，体重增加缓慢等。因植物性蛋白中普遍缺乏赖氨酸，故营养学家称之为“第
一必需氨基酸”。请回答下列与氨基酸、蛋白质相关的问题：
(1)赖氨酸的分子式为CH ON ，其R基中O原子数为______，氨基酸在________(结构)中
6 14 2 2
通过____________方式合成多肽链，进而形成各种蛋白质。
(2)某兴趣小组欲探究赖氨酸是否也是家兔的必需氨基酸，进行了相关实验。其实验情况用
下表显示：
组别 甲组 乙组项目
幼年家兔 10只 10只
一定量的添加了21种氨基酸的食
饲料 ？
物
每天10：00、16：00各一
饲喂时间 每天10：00、16：00各一次
次
饲喂周期 3周 3周
结果检测
实验中所选幼年家兔应满足的条件是______________________________________________
_____________________________________________________________(答出2点)。
乙组所喂饲料为________________________________________________________。
实验中的甲组为____________组，乙组为____________组。结果检测可通过测量甲、乙两
组家兔的______________，经数据对比分析后，一定程度上可反映赖氨酸对家兔生长的必
需性。
