规范答案 B
同点异构 2012年10月10日，69岁的美国科学家罗伯特·莱夫科维茨和57岁的布莱恩·科比尔卡因进一步揭示了G蛋白偶联受体的内在工作机制，分享了2012年诺贝尔化学奖。G蛋白偶联受体是细胞表面的信号接收器，下列关于G蛋白及G蛋白偶联受体的叙述错误的是( )
A．G蛋白的合成场所为一种无膜结构的细胞器 B．G蛋白分子中氨基数等于羧基数
C．G蛋白偶联受体存在于细胞膜的外侧，与细胞膜的信息传递功能有关 D．G蛋白偶联受体与双缩脲试剂反应呈现紫色 答案 B
解析 蛋白质的合成场所核糖体是一种无膜结构的细胞器，A正确；组成G蛋白的氨基酸的R基中也可能含有氨基或羧基，故G蛋白中的氨基数与羧基数可能相同，也可能不同，B错误；由题干信息“G蛋白偶联受体是细胞表面的信号接收器”可知，G蛋白偶联受体是一种位于细胞膜外侧的糖蛋白，能与双缩脲试剂反应呈现紫色，C、D正确。 考点二 蛋白质的相关计算
题组一 多肽形成过程中的有关数量计算
1．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要的水分子总数依次是( )
答案 C
解析 解答本题的关键是清楚肽键上氨基和羧基的位置，氨基酸数与肽链数的关系以及肽键数与脱水数(或需水数)的关系。在这9个短肽的分子中，每条肽链的一端有一个氨基，另一端有一个羧基，其他氨基(或羧基)应在R基上，所以最少有9个氨基。这些短肽的肽键数等于“氨基酸数－肽链数”，故肽键总数为51－(1＋2＋3＋3)＝42。又因共有9个短肽，水解成这些短肽需要破坏8个肽键，需要8分子水。故选C。
2．如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两个相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为( )
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A．m,18m B．(m－4)，18(m－4)
C．(m－3)，18(m－3)＋4 D．(m－2)，18(m－2)＋4 答案 D
解析 图中有三条肽链，中间一条为环状，故失去水分子数为氨基酸数－肽链数，即(m－2)，由于有2个二硫键，而形成一个二硫键失去2个“H”，故减少的相对分子质量为18(m－2)＋4。
利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律
肽链 数目 1条 n条 氨基酸 数目 m m 肽键 数目 m－1 m－n 脱去水 分子数 m－1 m－n 多肽的相对 分子质量 ma－18(m－1) ma－18(m－n) 氨基 数目 至少 1个 至少 n个 羧基 数目 至少 1个 至少 n个 注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。
特别提醒 (1)有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
(2)若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。 题组二 利用原子守恒法完成蛋白质的计算
3．某蛋白质由m条肽链，n个氨基酸组成。该蛋白质至少含氧原子的个数是( ) A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m 答案 C
解析 每条肽链的C端都保留一个完整的羧基，m条肽链的C端共含有2m个氧原子；另外每个肽键有1个氧原子，一共有(n－m)个肽键，所以共含n－m个氧原子，所以该蛋白质至少含有2m＋(n－m)＝n＋m个氧原子。
4．经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。经分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为( )
半胱氨酸 丙氨酸
赖氨酸 A．p－q B．q－p
C．p－q＋1 D．q－p＋1
苯丙氨酸
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答案 D
解析 根据观察可知，四种氨基酸的R基中都不含O原子，只有赖氨酸的R基中含有1个N原子。O原子数＝各氨基酸中的O原子总数－脱去水分子数，由于R基中都不含O原子，所以O原子数＝氨基酸数＋1，N原子数＝各氨基酸中N原子数＝氨基酸数＋R基中N原子数，故根据O原子数计算出肽链中的氨基酸数为p－1，因此多肽中含有的赖氨酸数＝N原子数－氨基酸数＝q－(p－1)＝q－p＋1。
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，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。
(1)碳原子数＝氨基酸分子数×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＝肽键数＋肽链数＋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为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
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要语强记
1．组成生物体蛋白质的氨基酸分子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。
2．脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。
3．氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键，由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
4．组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是蛋白质结构多样性的直接原因。
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5．蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，具有催化、运输、免疫、信息传递等许多功能。一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。 探究高考 明确考向 1．(2012·上海，6)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致( ) A．蛋白质分解为多肽链 B．多肽链分解为若干短肽 C．多肽链分解为氨基酸
D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物 答案 C
解析 根据题干信息可知，某种肽酶使末端的肽键水解，这样会得到一个氨基酸和一条肽链，这时多肽链又出现新的末端肽键，继续水解，直到多肽全部水解为氨基酸。 2．(2012·海南，2)下列关于蛋白质的叙述，错误的是( ) A．有些蛋白质是染色体的组成成分 B．酶在催化反应前后，其分子结构不变 C．食盐作用下析出的蛋白质发生了变性 D．蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应 答案 C
解析 染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA；酶是生物催化剂，反应前后其分子结构不变；蛋白质遇高温、重金属盐变性，盐析出的蛋白质没有变性；双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合物。 3. (2013·上海，16)某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个—SH，在肽链形成空间结构(如图)时，生成4个二硫键(—S—S—)，若氨基酸平均分子量为125，则该蛋白质的分子量约为( )
A．13 278 B．13 286 C．13 294 D．15 500 答案 A
解析 由题干信息可知，该蛋白质形成过程中，脱去123个水分子和8个氢原子(每形成1个二硫键，脱掉2个氢原子)，则该蛋白质的相对分子质量为125×124－123×18－8×1＝13 278。 4．(2013·江苏卷，20)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是( ) A．不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同 B．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能
C．组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合 D．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合 答案 D
解析 各种酶的结构不同，但其功能都是具有催化作用，B正确；任意两个氨基酸之间的脱水缩合方式是相同的，都是氨基中的氢与羧基中的羟基结合成水，D错误。 5．(2011·北京，4)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
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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 答案 D
解析 胰岛素分子是由A、B两条肽链组成的，本质是蛋白质，由基因决定。一个基因中的两条DNA单链中只有一条是编码链，编码出两条肽链，A项错误；加热导致蛋白质变性，而蛋白质变性是空间构象的改变，即高温使蛋白质分子从原来有序的、卷曲的紧密结构变为无序的、松散的伸展状结构，肽链不一定会充分伸展，但一定不会断裂，B项错误；蛋白质的功能既与氨基酸的序列有关，也与空间结构有关，C项错误；多肽链在核糖体上合成后，需要在内质网上进行加工，要通过蛋白酶处理，打开肽键，切掉部分肽段，然后进入高尔基体中进行加工，D项正确。 练出高分
1．有关蛋白质中肽键的叙述，错误的是( ) A．核糖体是合成肽键的场所
B．蛋白质中N元素主要存在于肽键中 C．肽键的结构式可表示为NH—CO
D．双缩脲试剂可与肽键作用生成紫色物质 答案 C
解析 肽键的结构式正确的写法为“—NH—CO—”。
2．亮氨酸的R基为—C4H9，缬氨酸的R基为—C3H7，它们缩合形成的二肽分子中，C、H原子个数的比为( ) A．11∶24 B．9∶18 C．11∶22 D．10∶22 答案 C
解析 氨基酸通式可以用C2H4O2N—R表示，而脱水缩合过程中，失去了一分子的水，所以C原子的个数是11，H原子的个数是22，所以C项正确。 3．下列过程中，涉及肽键数量变化的是( ) A．洋葱根尖细胞染色体的复制 B．用纤维素酶处理植物细胞 C．小肠上皮细胞吸收氨基酸
D．蛋清中加入NaCl使蛋白质析出 答案 A
解析 洋葱根尖细胞有丝分裂间期染色体复制，包括组成染色体的DNA分子的复制和有关蛋白质的生物合成；纤维素酶在催化反应前后没有发生化学本质的变化。 4．当改变条件后，蛋白质生理活性不受影响的是( ) A．胰岛素与靶细胞上受体结合后
B．将唾液淀粉酶置于0 ℃下进行保存
C．血红蛋白氨基酸序列中第6位谷氨酸被缬氨酸替换 D．将进入肠腔中的胃蛋白酶再移入胃内 答案 D
解析 胰岛素与靶细胞上的受体结合后即被灭活，A错误；唾液淀粉酶在0 ℃条件下活性受到明显限制，B错误；血红蛋白氨基酸序列第6位谷氨酸被缬氨酸替换后，氨基酸序列发生变化，生理活性很可能改变，C错误。
5．下列多肽片段充分水解后，产生的氨基酸有( )
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高考生物一轮总复习 第3讲 生命活动的主要承担者蛋白
