张静中学高考生物第一单元专项一 19页

张静中学高考生物第一单元专项一 第 4 讲　生命活动的主要承担者——蛋白质 [考纲要求]　蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。 一、氨基酸及其种类 [判一判] 1．在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有 20 种 (　√　) 2．分子式中只要有氨基和羧基，就可以判断其为构成生物体的氨基酸 (　×　) 3．评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量 (　√　) 4．每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上 (　×　) 5．各种氨基酸都共有的结构是 H2NCRHCOOH (　√　) 6．各种氨基酸理化性质不同的原因在于 R 基的不同 (　√　) [巧记]　(1)8 种必需氨基酸：取两(亮、异亮)册(色)书(苏)本(苯丙)携(缬)家(甲)来(赖)。 (2)氨基酸的结构通式：氨基酸中有个碳，伸出四手向外连，下面连着氢原子，上面顶着 R 基团，左手拽的是氨基，右手还把羧基牵。 二、蛋白质的结构及其多样性 1．脱水缩合：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。 2 ． 二 肽 的 形 成 ： H2NCR′HCOOH ＋ H2NCR″HCOOH ― ― →酶 H2NCR′HCONHCR″HCOOH＋H2O 3．多肽：由多个氨基酸分子缩合而成、含有多个肽键的化合物。 4．结构多样性 (1)组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。 (2)组成蛋白质的多肽链形成的空间结构不同。 [解惑]　多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数，即 2 个氨基酸形成二肽，3 个氨基酸 形成三肽。 三、蛋白质的功能 [连一连] [辨析]　酶(a)、激素(b)与蛋白质(c)的关系可用下列图示表示 考点一　分析氨基酸及其种类 观察下面的氨基酸结构图示，回答问题： 1．写出图中结构名称：a.氨基，c.羧基。 2．通过比较图中两种氨基酸，写出氨基酸的结构通式： 3．不同的氨基酸取决于 R 基的不同，图中两种氨基酸的 R 基分别是 b、d(用字母代号表示)。 易错警示　有关氨基酸组成的 2 点说明 (1)同时含有一个或多个氨基和羧基的有机酸都属于氨基酸，种类较多。 (2)组成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基，并非只有一个氨基和一个羧基，R 基中可能含有氨基和羧基。 1．(2012·海南卷，1)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是 (　　) A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸 B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成 C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键 D．不同氨基酸之间的差异是由 R 基引起的 答案　A 解析　甘氨酸的分子量是 75，不是分子量最大的氨基酸。由于缺乏中间产物，有 8 种氨 基酸不能在人体细胞中合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸。氨基酸分子之间通 过脱水缩合形成肽键。R 基的特异性决定氨基酸的特异性。 2．下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述不正确的是 (　　) A．以上这三种氨基酸的 R 基依次分别是—H、—CH3、—CH2OH B．这三种氨基酸理化性质的不同取决于 R 基不同 C．甲是最简单的氨基酸 D．从上式可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸 答案　D 解析　根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可判断：甲、乙、丙三种氨基酸的 R 基分别 是—H、—CH3、—CH2OH，不同氨基酸 R 基的不同决定了其理化性质的不同；组成蛋 白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个 碳原子上。 1．有关氨基酸结构通式的分析 2．组成蛋白质的氨基酸的判断标准 (1)数量标准：至少含有一个—NH2 和一个—COOH。 (2)位置标准：一个—NH2 和一个—COOH 连接在同一个碳原子上。考点二　聚焦蛋白质 的结构层次及其多样性 1．观察下面的二肽形成图示回答问题 (1)过程①名称：脱水缩合，其场所是：核糖体。 (2)物质②名称：二肽。 (3)结构③名称：肽键，其结构简式为：—NH—CO—(或—CO—NH—)。 (4)H2O 中 H 的来源：一个来自氨基，一个来自羧基。 (5)多个氨基酸发生该反应，产物名称为多肽。 2．观察氨基酸、多肽、肽链、肽键和蛋白质的关系图示 (1)多肽与蛋白质的最重要的区别是多肽无空间结构。 (2)如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶，需要参与的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、 线粒体。 3．完善蛋白质的结构多样性和功能多样性图示 易错警示　对蛋白质结构认识的 2 个误区 (1)氨基、羧基和肽键的书写误区 不要将氨基错写为 NH2 或—NH3；不要将羧基误写为 或 COOH；也不要将肽 键误写为 (2)蛋白质变性的误区分析： 高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成 的空间结构。 3．在胰岛 B 细胞中先合成胰岛素原，胰岛素原再通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素(如图 所示)。胰岛素原水解所需的水分子中的氢用于 (　　) A．形成—COOH 和—SH B．形成—NH2 和—COOH C．形成—SH 和—OH D．形成—COOH 和连接碳的—H 答案　B 解析　比较胰岛素原与胰岛素的结构，可见胰岛素原通过蛋白酶的水解作用破坏的是氨 基酸之间的肽键。肽键形成时水分子中的氢来自—NH2 和—COOH，故肽键被破坏时消 耗的水分子中的氢用于形成—NH2 和—COOH。 4．如图所示，物质 A 是在胰岛 B 细胞中合成的，且与血糖调节有关。物质 B 是一种淋巴因 子，可干扰病毒 DNA 在宿主细胞中的复制。物质 C 由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作 用。物质 D 由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法正确的是(　　) A．A、B、C、D 四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长素 B．物质 A、B、C、D 结构多样性的直接原因是 a 的种类、数量和排列顺序不同 C．与 A、B、C、D 四种物质的合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、 线粒体 D．高温和低温均能破坏物质 A 的空间结构，使其调节血糖的能力丧失 答案　C 解析　A、B、C、D 四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长激素，均属于分泌蛋 白，其合成和分泌与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关。物质 A、B、C、D 结构 多样性的直接原因是氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的空间结构的不同。高温 能破坏胰岛素的空间结构，使其功能丧失，低温下胰岛素的空间结构稳定。 新情境信息案例分析 命题探究第 3 题乍一看是一种新情境问题，题目的背景知识并不是同学们所熟悉的，但 切勿慌乱，实际上这类题目往往“起点高、落点低”，有的可直接从题干中寻找答案，有 的则需要把材料中的新内容与已学过的教材知识联系起来，找到与教材的衔接点，即所 谓的“题在书外，理在书中”。该题实质上是考查氨基酸脱水缩合形成肽键时形成的水分 子中氢的来源，再进行知识迁移转换为肽键断裂时消耗的水分子中氢的去向。 拓展理解　二硫键形成过程 蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”) 是由 2 个“—SH”形成的，形成过程中要脱去 2 个氢。故计算蛋白质分子量时除减去 H2O 的分子量外，还应考虑脱去 H 的分子量。上图为胰岛素分子形成 3 个二硫键的情况。 考点三　归纳蛋白质合成过程的有关计算 1． 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： 形成 肽链数 形成 肽键数 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 多肽相对 分子质量 1 n－1 n－1 至少 1 个 至少 1 个 na－18(n－1) m n－m n－m 至少 m 个 至少 m 个 na－18(n－m) 2.假设某多肽中氨基酸数为 n，控制其合成的基因和 mRNA 中至少含有的碱基数为 6n 和 3n。 易错警示　有关蛋白质计算的 5 个易错提示 (1)氨基酸与相应 DNA、RNA 片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、“至少” 时，不应考虑该计算过程中终止密码的碱基数。 (2)计算 O 和 H 的数量变化时，不要漏掉增加 H2O 中的 O、H 数值。 (3)若形成的多肽是环状：氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。 (4)在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时， 要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去 2 个 H。 (5)关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种 类”。 5．某非环状多肽，经测定其分子式是 C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作 为原料合成的。苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H7NO2)、亮氨酸 (C6H13NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)。下列有关该多肽的叙述，不正确的是 (　　) A．该多肽彻底水解后能产生 3 种氨基酸 B．该多肽中氢原子数和氧原子数分别是 32 和 5 C．该多肽有三个肽键，为三肽化合物 D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了 54 答案　C 解析　依据分子式中 N 为 4 个，并分析提供的氨基酸种类，可得出由 4 个氨基酸组成， 为四肽，存在三个肽键，即 C 项是错误的。再分析多肽的形成：在核糖体上，形成过程 中相对分子质量减少了 54；再分析 S 的数目为 2 个，可分析出 4 个氨基酸中有 2 个是半 胱氨酸(C3H7NO2S)，即水解能形成的氨基酸为 3 种，再结合碳原子数目为 21 个，减去 6 个 C 原子(2 个是半胱氨酸)，为 15 个 C 原子，可分析出另外两个氨基酸分别为苯丙氨酸 和亮氨酸，进一步推出该多肽中氢原子数和氧原子数分别是 32 和 5，A、B、D 三项是正 确的。 [互动探究]　该多肽中含有多少个游离氨基和羧基？ 提示　均为 1 个。 6．现有一种“十二肽”，分子式为 CXHYNZOWS(Z>12，W>13)。已知将它彻底水解后只得到 下列氨基酸。 下列叙述中，正确的是 (　　) A．合成该多肽时，至少需 36 个密码子 B．控制合成该多肽相应的基因至少有 36 个碱基 C．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(Z－12)个赖氨酸 D．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(W－13)个天冬氨酸 答案　C 解析　该多肽为十二肽，说明有 12 个氨基酸参与了肽链的合成，根据氨基酸和密码子的 一一对应关系，至少需要 12 个密码子(不考虑终止密码)；控制十二肽合成的直接模板 mRNA 至少有 12×3＝36 个碱基，对应的基因中至少有 12×6＝72 个碱基；由于 5 种氨 基酸中只有赖氨酸的 R 基上有一个氨基，这条肽链中的氮原子数＝肽键数＋1＋赖氨酸 的个数×1，即 Z＝11＋1＋赖氨酸的个数，赖氨酸的个数＝Z－12，所以该“十二肽”彻 底水解后有(Z－12)个赖氨酸；由于 5 种氨基酸中只有天冬氨酸的 R 基上有一个羧基含有 2 个氧原子，这条肽链中的氧原子数＝肽键数＋2＋天冬氨酸的个数×2，即 W＝11＋2＋ 天冬氨酸的个数×2，天冬氨酸的个数＝(W－13)/2，所以该“十二肽”彻底水解后有(W－ 13)/2 个天冬氨酸。 蛋白质合成中的相关计算 1．氨基数＝肽链数＋R 基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数。 2．羧基数＝肽链数＋R 基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。 3．氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R 基上的氮原子数＝各氨基酸中 N 的总数。 4．氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R 基上的氧原子数＝各氨基酸中 O 的总数－脱去水分子 数。 5．氢原子数＝各氨基酸中 H 的总数－2×脱去水分子数。考点四　分析比较蛋白质与核酸之 间的联系 1．区别下表中的蛋白质与核酸 核酸 项目 DNA RNA 蛋白质 元素 C、H、O、N、P C、H、O、N 等 组成 单位 核苷酸 氨基酸 形成 场所 主要在细胞核 中复制产生 主要在细胞核中转录 生成 核糖体 检测 试剂 甲基绿(绿色) 焦宁 (红色) 双缩脲试剂 (紫色反应) 分子 结构 一般为规则的 双螺旋结构 一般为单链结构 氨基酸→多肽→ 蛋白质 结构多样性的 决定因素 核苷酸的种类、数量及排列顺序 氨基酸的种类、数 量、排列顺序及多 肽链空间结构 2. 完善蛋白质与核酸之间的关系 (1)核酸控制蛋白质的合成 (2)DNA 多样性 ― ― →决定 蛋白质多样性 ― ― →决定 生物多样性 易错警示　细胞多样性与物种特异性辨析 (1)细胞多样性的原因分析：不同生物细胞多样性的根本原因是 DNA 分子的多样性；而 同一生物细胞多样性的根本原因是基因的选择性表达(转录形成的 mRNA 不同)。上述两 种情况下细胞多样性的直接原因均是蛋白质分子的多样性。 (2)物质分子与物种特异性之间的关系辨析：蛋白质、核酸的结构及种类具有物种特异性， 因而可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的 亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定，但生物体内的水、无机盐、糖类、脂 质、氨基酸等则不具有物种特异性。 7．如图表示人体细胞内的几种重要化合物 A、B、C 的化学组成及它们之间的关系。下列相 关说法中，不正确的是 (　　) A．A 和 B 是染色体的主要成分 B．过程 1、2、4 都有水的产生 C．密码子存在于 B 和 C 中 D．过程 3、4 进行的场所和所利用的酶不同 答案　C 解析　从两个方面判断图解中的分子种类：一是分子本身的元素组成；二是分子间的内 在联系。小分子 a 的组成元素是 C、H、O、N，由此可以初步判断其为氨基酸，小分子 b 的组成元素是 C、H、O、N、P，由此可以初步判断其为核苷酸。再根据 A、B、C 三 种大分子物质的相互关系图解，联想到转录和翻译过程，B→C→A 为基因表达过程，C 为 mRNA，这样就可以判断 A 是蛋白质，B 是 DNA。由 a 合成 A 以及由 b 合成 B 的过 程中有水的产生；C→A 是翻译过程，涉及氨基酸的脱水缩合，也有水的产生。B→C 是 转录过程，主要在细胞核中进行，C→A 是翻译过程，在核糖体上进行，转录和翻译所 利用的酶不同。mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做一个密码子，所以 C 项错 误。 8．如图是人体细胞中三种重要的大分子有机物 B、G、E 的元素组成、基本单位及相互关系 图。下列关于此图的叙述，不正确的是 (　　) A．E→G 发生的主要场所是细胞核，G→B 发生的场所是核糖体 B．B 的功能多样性只与 b 的种类、数目和排列顺序有关 C．E 中 e 的排列顺序决定了 B 中 b 的排列顺序 D．元素 X 是 N，元素 Y 是 N 和 P 答案　B 解析　从图中分子之间的关系可知，G 的组成元素是 C、H、O、N、P，它又是生物大 分子，因此可能是某种核酸，E 通过控制 G 合成实现对 B 合成的控制，由此可推断 E 是 DNA，G 是 mRNA，B 是蛋白质。E→G 为转录过程，主要发生在细胞核中，G→B 是翻译过程，发生在核糖体中；B 的功能多样性取决于它结构的多样性，除与氨基酸(b) 的种类、数目和排列顺序有关外，还与蛋白质的空间结构有关；DNA 分子上的脱氧核苷 酸(e)的排列顺序代表遗传信息，它决定着蛋白质上氨基酸的排列顺序；氨基酸一般由 C、H、O、N 4 种元素组成，因此元素 X 为氮元素，脱氧核苷酸由 C、H、O、N、P 组 成，因此元素 Y 是 N 和 P。 解答过程相关试题的技巧案例 解答与此有关的题目时，只要能将物质和过程判断准确，一般不会失分。 序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案 ① 不理解氨基结 构 —NH2 ② 不理解羧基结 构 —COOH ③ 不理解肽键结 构 —CO—NH— ④ 对“种类”和 “数目”辨析 不清 2 ⑤ 不理解多肽的 命名依据 三肽 ⑥ 写错字 脱水缩合 ⑦ 不全面 氨基和羧基 ⑧ 不理解水的参 与 题组一　蛋白质的结构与特点 1．判断正误： (1)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质(2008·天津，1C) (　　) (2)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变(2009·福建，4A)(　　) (3)tRNA、mRNA、rRNA 都参与蛋白质的合成(2008·海南，7C) (　　) (4)磷脂和蛋白质合成时，需要模板(2011·江苏，1A 改编) (　　) (5)具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的(2008·天津，1A) (　　) (6)常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色，是由于蛋白质有肽键(2008·广 东理基，42A 和 2009·江苏，21C) (　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√ 2．(2012·上海卷，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　肽酶可水解肽链末端的肽键，最终将多肽链分解为氨基酸。 3．(2012·海南卷，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。 题组二　蛋白质的相关计算 4．(2009·上海卷，15)某蛋白质由 m 条肽链、n 个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数 是 (　　) A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m 答案　C 解析　两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，每个肽键中含一个氧原子；n 个氨基酸缩合形 成 m 条肽链，应有肽键 n－m 个，所以肽键中氧原子是 n－m 个，一条肽链中除肽键外还 至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以 m 条肽链中应至少还有 2m 个氧原子， 再加上肽键中的 n－m 个，所以应至少有氧原子的个数为 n－m＋2m＝n＋m。 题组三　与蛋白质有关的实验探究 5．(2010·广东卷，29)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务： (1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶` 液，③双缩脲试剂，④斐林试剂。你选用的试剂应该是________；蛋白质与相应试剂反应 后，显示的颜色应为________。 (2)完善以下实验设计，并回答问题。 探究 A 动物蛋白对小鼠生长的影响 资料：饲料中的蛋白含量一般低于 20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A 动 物蛋白有可能用于饲料生产。 一、研究目的：探究 A 动物蛋白对小鼠生长的影响。 二、饲料 1．基础饲料：基本无蛋白质的饲料； 2．普通饲料(含 12%植物蛋白)：基础饲料＋植物蛋白； 3．实验饲料：基础饲料＋A 动物蛋白。 三、实验分组 实验 组号 小鼠数 量(只) 饲料 饲养时 间(天) 1 10 基础饲料 21 2 10 实验饲料 1(含 6%A 动物蛋白) 21 3 10 实验饲料 2(含 12%A 动物蛋白) 21 4 10 实验饲料 3(含 18%A 动物蛋白) 21 5 10 实验饲料 4(含 24%A 动物蛋白) 21 6 10 Ⅰ Ⅱ 备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。 四、实验方法和检测指标：略 ① 实验组 6 中，Ⅰ应该为____________，原因是_____________；Ⅱ应该为________， ② 原因是________________________________________。 ②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的________和________。 答案　(1)③　紫色　(2)①普通饲料　需要普通饲料作为对照　21　饲养时间相同，实验 结果的比较才有意义　②体重　体长 解析　(1)检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色。(2)①Ⅰ应 为普通饲料，与前面 5 组实验形成对照，可以分析得出含 A 动物蛋白的饲料与含植物蛋 白的普通饲料对小鼠生长影响的差别；Ⅱ应为 21，原因是实验要遵循单一变量原则。② 要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的体重和体长。 【组题说明】 考　点 题　号 错题统计 错因分析 蛋白质的结构与特点 1、2、4、5、9、10 蛋白质的相关计算 6、7、12、13 核酸与蛋白质的关系 3、8、11 与蛋白质有关的实验探 究 14 1.如图是有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是 (　　) A．a 肯定含有 P B．①过程有水生成 C．多肽中 b 的数目等于 c 的数目 D．d 表示氨基酸种类的多样性 答案　B 解析　只有少数氨基酸的组成元素中含有 P。由氨基酸脱水缩合形成多肽的过程肯定有 水生成。氨基酸的数目和肽键的数目不一定相等，直链肽中肽键的数目＝氨基酸的数目 －肽链的数目。d 表示的是蛋白质种类的多样性，而不是氨基酸种类的多样性。 2．下列有关蛋白质的作用，正确的是 (　　) ①催化与调节　②运动　③运输物质　④储存遗传信息　⑤免疫　⑥主要的能源物质　 ⑦信息传递　⑧构成生物体和细胞的主要物质 A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②③⑤⑦⑧ C．①②③⑤⑥⑦ D．②③⑤⑥⑦⑧ 答案　B 解析　蛋白质不能储存遗传信息，也不是主要的能源物质。 3．下列有关蛋白质和核酸的叙述中，正确的是 (　　) A．组成每一种蛋白质的氨基酸均有 20 种，组成核酸的碱基有 4 种 B．蛋白质中的氮元素主要存在于氨基中，核酸中的氮元素主要存在于碱基中 C．蛋白质和 DNA 分子均具有热变性，但蛋白质的热变性是不可逆的 D．蛋白质的合成直接受 DNA 分子控制 答案　C 解析　组成蛋白质的氨基酸约有 20 种，但组成每一种蛋白质的氨基酸不一定有 20 种， 组成核酸的碱基共有 5 种；蛋白质中的氮元素主要存在于肽键中；在加热条件下，蛋白 质和 DNA 分子均会发生变性，即空间结构发生改变，但 DNA 分子具有复性的特点；蛋 白质的合成直接受 mRNA 的控制。 4．下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，不正确的是 (　　) A．各种蛋白质都是通过肽键连接的 B．各种蛋白质的基本组成单位都是氨基酸 C．氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质的功能 D．细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递 答案　C 解析　各种蛋白质都是以氨基酸为基本组成单位，氨基酸之间通过肽键连接。组成蛋白 质的氨基酸种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构决定了蛋白质的功能。不同的蛋 白质承担着不同的生物学功能，如细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递。 5．如图所示为某细胞中一条肽链的结构简式，R1、R2 和 R3 是 3 个不同的化学基团。下列有 关分析不正确的是 (　　) A．该肽链中的肽键数是 2 B．该肽链是由 3 个氨基酸脱去 3 分子水缩合形成的 C．合成该肽链的细胞器是核糖体 D．该化合物能与双缩脲试剂发生紫色反应 答案　B 解析　图中所示的化合物为三肽，含有 2 个肽键，是由 3 个氨基酸脱去 2 分子水缩合形 成的，合成场所在核糖体，A、C 正确，B 错误；含有肽键的化合物均能与双缩脲试剂 发生紫色反应，D 正确。 6．某直链多肽的分子式为 C22H34O13N6，其水解后产生了如下 3 种氨基酸，下列相关叙述正 确的是 (　　) A．合成 1 分子该物质将产生 6 个水分子 B．在细胞中合成该物质时只需要 3 种 tRNA C．该多肽分子含有一个游离氨基和一个游离羧基 D．该多肽分子水解后可以产生 3 个谷氨酸 答案　D 解析　分析结构简式可知，三种氨基酸都只含有一个氨基，因此该多肽含有 6 个氨基酸， 合成 1 分子该物质将产生 5 个水分子；合成此多肽时需要几种 tRNA 是由 mRNA 上有几 种密码子决定的，如果只有 3 种密码子，则只需要 3 种 tRNA，如果有 3 种以上密码子， 则需 3 种以上 tRNA；通过计算可知该多肽由 2 个甘氨酸、1 个丙氨酸和 3 个谷氨酸经脱 水缩合形成，因此含有 4 个游离的羧基和 1 个游离的氨基。 7．如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图 1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大示意图 (图 2)，请据图判断下列叙述中正确的是 (　　) A．图 2 中含有的 R 基是①②④⑥⑧ B．该蛋白质中含有 1 条肽链，124 个肽键 C．图 2 中具有 4 种氨基酸，4 个肽键 D．从图 2 可推知该肽链至少含有 3 个游离的羧基 答案　D 解析　图 2 中①是氨基而不是 R 基，故 A 错误；由图 1 可知，该蛋白质含有 1 条肽链， 124 个氨基酸，123 个肽键，故 B 错误；图 2 中③⑤⑦为 3 个完整的肽键，有 4 个氨基 酸，故 C 错误；图 2 中含有 2 个游离的羧基，在多肽链末端的第 124 个氨基酸上至少还 有 1 个游离的羧基，故 D 正确。 8．下列对蛋白质和核酸的关系的描述中，错误的是 (　　) A．生物体内蛋白质的分子结构最终都是由 DNA 分子决定的 B．基因中的遗传信息通过 mRNA 传递到蛋白质，遗传信息可以通过蛋白质中氨基酸的 排列顺序得到表达 C．蛋白质的空间结构具有多样性，而 DNA 的空间结构没有多样性 D．真核细胞中，DNA 的复制和转录主要在细胞核中完成，而蛋白质的合成均在细胞质 中完成 答案　A 解析　蛋白质的合成是由遗传物质决定的，某些生物的遗传物质不是 DNA，因此，蛋白 质的分子结构不是都由 DNA 分子决定的，故 A 错误；基因在表达的过程中，遗传信息 通过 mRNA 传递到蛋白质，由蛋白质中氨基酸的排列顺序来表达，故 B 正确；DNA 的 空间结构都是规则的双螺旋结构，故 C 正确；真核细胞的 DNA 主要分布在细胞核中， 复制和转录主要在细胞核内进行，蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上完成，故 D 正确。 9．下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是 (　　) A．酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异是由 R 基的不同引起的 B．甜味肽的分子式为 C13H16O5N2，则该甜味肽是一种二肽 C．某二肽的化学式是 C8H14N2O5，水解后得到丙氨酸(R 基为—CH3)和另一种氨基酸 X， 则 X 的化学式应该是 C5H9NO4 D．n 个氨基酸共有 m(m>n)个氨基，则由这些氨基酸缩合成的一个多肽中氨基的数目为 m－n 答案　D 解析　由氨基酸的结构通式可知，不同氨基酸之间只有 R 基不同，故氨基酸是否溶于水 等性质由 R 基决定，A 正确；最小的肽是二肽，由于每种氨基酸中至少含有 1 个 N，那 么二肽分子中应至少含有 2 个 N，因甜味肽分子式中只有 2 个 N，故该甜味肽一定为二 肽，B 正确；氨基酸分子式可写成 C2H4O2N—R，将—R 换成—CH3，即为丙氨酸，形成 二肽时要脱去 1 分子 H2O，再根据化学反应前后原子守恒可推出氨基酸 X 的分子式，C 正确；n 个氨基酸含有 m 个氨基，说明 n 个氨基酸的所有 R 基因共有(m－n)个氨基，又 因每条肽链中至少含有 1 个氨基(位于肽链一端)，故该多肽链中氨基的数目为(m－n＋1)， 但如果形成的是环肽，则多肽中氨基的数目(m－n)，D 错误。 10．层粘连蛋白分子是由一条重链(A 链)和两条轻链(B1、B2 链)构成的高分子糖蛋白。作为细 胞的结构成分，它含有多个结合位点，对细胞间粘连及细胞的分化等都有作用。层粘连 蛋白分子结构示意图如图，若该蛋白分子由 m 个氨基酸构成，下列相关说法不正确的是 (　　) A．该蛋白分子含有的肽键数为 m－3 B．该蛋白分子在细胞识别中具有重要作用 C．癌细胞膜相对正常细胞膜而言表面的层粘连蛋白分子少 D．该物质的合成只需核糖体即可完成 答案　D 解析　该蛋白分子是由 3 条肽链组成，因此含有(m－3)个肽键；层粘连蛋白是一种糖蛋 白，具有多个结合位点，在细胞识别中具有重要作用；癌细胞易扩散，而层粘连蛋白对 细胞间粘连起作用，故癌细胞膜上的层粘连蛋白会比较少；该蛋白的合成除了需要核糖 体外，至少还需要线粒体提供能量。 11．如图表示细胞内某些有机物的元素组成、单体及功能关系，其中 A、B 代表某些元素， X、Y、Z、P 代表单体，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表由单体形成的多聚体，下列相关叙述错误 的是 (　　) A．A 和 B 所代表的元素中存在相同的种类，如 N B．P 在生物体内约有 20 种，可以用双缩脲试剂鉴定 C．Ⅰ可以代表糖类，也可以代表脂肪 D．Y 物质中的单糖是脱氧核糖，Ⅳ的多样性由Ⅱ决定 答案　B 解析　图中 A 代表的元素是 N、P，B 代表的元素是 N，因此，A、B 中都含有 N；图中 P 为氨基酸，氨基酸不能用双缩脲试剂鉴定；糖类和脂肪都只含 C、H、O 三种元素且都 是能源物质；图中Ⅳ为蛋白质，Ⅱ为 DNA，Y 是脱氧核苷酸，Y 中含有脱氧核糖，Ⅳ(蛋 白质)的多样性是由Ⅱ(DNA)的多样性决定的。 12．某致病细菌分泌的外毒素，无色，细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流 涎、呕吐、便血、痉挛等症状，以致死亡。该外毒素为环状肽，其结构简式如图所示： 请据图分析回答： (1)该化合物中含有游离的__________个氨基，__________个羧基。 (2)该化合物是由________个氨基酸组成的，区别这些氨基酸的种类依靠的是其结构中的 __________。 (3)组成该化合物的氨基酸有________种，其中有________个氨基酸的 R 基相同，这个 R 基是________________。 (4)该化合物为____________肽化合物，含有________个肽键。 (5) 填 写 虚 线 框 内 结 构 的 名 称 ： A.____________________ ， B.________________________。 答案　(1)0　0　(2)7　R 基　(3)5　3　—CH3　(4)环状七　7　(5)肽键　R 基 解析　据图分析，该外毒素为环状七肽，具有 7 个肽键，由 5 种不同的氨基酸组成，其 中有 1 种氨基酸出现 3 次，其 R 基为—CH3，区别氨基酸的种类依靠的是其结构中的 R 基。该化合物没有游离的氨基和羧基。虚线框内结构 A、B 的名称依次是肽键和 R 基。 13．已知 20 种氨基酸的平均相对分子质量为 128。图 1 为某蛋白质的肽链结构示意图(其中 数字为氨基酸序号)，图 2 为部分肽链放大示意图，请据图回答下列问题： (1)该化合物由氨基酸脱去____________个水分子形成，这种结合方式叫做____________， 图 1 所示的蛋白质的相对分子质量为____________。如果核苷酸的平均相对分子质量为 400，则指导该蛋白质产生的基因的相对分子质量最小为____________。 (2)图 2 中有________种 R 基，肽键是________(填序号)；该肽链至少有________个游离 的羧基。 (3)假设有一个十肽，分子式为 CxHyOzNmSn，组成该肽的氨基酸只有图 2 中的几种，则 含有①的氨基酸有____________个。 答案　(1)123　脱水缩合　13 652　284 244　(2)3　②④⑥　3　(3)m－10 解析　氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质。该蛋白质由一条多肽链构成，其相对分子质量 ＝氨基酸的总分子质量－脱去的水的总分子质量－形成二硫键脱去的氢的分子质量＝ 124×128－(124－1)×18－2×3＝13 652。在不考虑终止密码的条件下，基因中的碱基数∶ 氨基酸数＝6∶1，而基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，则指导该蛋白质产生的基因的 相对分子质量＝124×6×400－(124×6－2)×18＝284 244。图 2 中有 4 个 R 基，3 种 R 基，肽键为②④⑥。图 2 中的 R 基含有 2 个羧基，而构成该蛋白质的多肽链的首或尾含 有 1 个游离的羧基，故该蛋白质至少含有 3 个游离的羧基。构成该十肽的氨基酸的 R 基 中只有结构①含有 1 个 N，其他氨基酸的 R 基中均不含 N，那么 m－10 个 N 均在①结 构中，所以含有①的氨基酸有 m－10 个。 14．洗衣粉是人们日常生活中的必备品，各种含酶制剂的洗衣粉因洗涤效果好而备受青睐。 下面是两生物兴趣小组的同学针对含酶制剂的洗衣粉所做的实验，请你分析回答相关问 题： (1)甲组同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如表所示的实验，他们做该实验的目 的是探究__________________________________________________________________。 该实验还应控制的无关变量有_________________________________________________ __________________。该实验中__________________________分别构成两组对照实验。 组别 布料大小 污染物 水温 A(蛋白酶洗衣粉) 5×5 cm 蛋白质 40 ℃ B(脂肪酶洗衣粉) 5×5 cm 蛋白质 40 ℃ C(蛋白酶洗衣粉) 5×5 cm 淀粉 40 ℃ (2)乙组同学为了探究蛋白酶洗衣粉中的蛋白酶的化学本质是蛋白质，用以下所给的条件 进行了探究，请你帮助他们完成下列实验。 实验原理：蛋白质能与双缩脲试剂发生作用，呈现紫色反应。 实验材料：质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液(双缩脲试剂 A 液)、质量浓度为 0.01 g/mL 的 CuSO4 溶液(双缩脲试剂 B 液)、蛋白酶洗衣粉、普通洗衣粉、滴管、试管、蒸馏水等。 实验步骤： ①取两支试管编号 1、2； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ④观察两支试管中的颜色变化。 可能的现象及结论：_________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)酶的专一性　洗衣粉的用量、污染物的含量、水质、pH 等　A 与 B、A 与 C　(2) 实验步骤：②向 1 号试管中加入 2 mL 蛋白酶洗衣粉溶液，向 2 号试管中加入 2 mL 普通 洗衣粉溶液　③然后，向两支试管中各加入 1 mL 质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液， 振荡摇匀；再向两支试管中分别加入 3～4 滴质量浓度为 0.01 g/mL 的 CuSO4 溶液，振荡 摇匀　可能的现象及结论：1 号试管中出现紫色，2 号试管中未出现紫色，说明该蛋白酶 洗衣粉中的蛋白酶的化学本质是蛋白质；1、2 号试管中均未出现紫色，说明该蛋白酶洗 衣粉中的蛋白酶的化学本质不是蛋白质 解析　(1)该实验的自变量是洗衣粉所含有的酶与污染物成分之间的对应关系，因此可用 来探究酶的专一性。洗衣粉的用量、污染物的含量、水质及 pH 等都是无关变量。(2)本 实验的目的是探究蛋白酶是否为蛋白质，加酶洗衣粉和普通洗衣粉的差异在于有没有蛋 白酶，所以用双缩脲试剂对两种洗衣粉进行检测，如果含加酶洗衣粉的试管中出现紫色， 而含普通洗衣粉的试管中未出现紫色，则说明蛋白酶为蛋白质，反之则不是。