内容正文:
课练03蛋白质
1、 氨基酸的结构及特点
识别以下氨基酸、氨基、羧基通式:
氨基酸分子结构特点:
(1) 数量标准:至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-C00H)
(2)位置标准:总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-C00H)连在同一碳原子上。
2、 氨基酸通过脱水缩合的方式形成的多肽链、蛋白质相关计算
结合上面的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)
规律总结:
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。
3、 蛋白质的结构和功能
4、 蛋白质的变化
1)盐析:蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化,可逆。
2)水解:肽键断裂,蛋白质分解为短肽或氨基酸。
3)变性:氨基酸顺序不变,肽键不变,空间结构改变,功能改变。导致变性的因素:高温、强酸、强碱、重金属离子
必刷15题(12+3)
一、单选题
1.下列关于细胞膜的结构和功能的叙述,错误的是( )
A.磷脂分子构成细胞膜的基本支架
B.细胞膜将细胞与外界环境分隔开
C.细胞膜中的蛋白质分子均与信息传递有关
D.膜中的大多数蛋白质分子可运动
2.结合如图蛋白质加热过程中的变化,据此判断下列有关叙述正确的是( )
A.沸水浴加热后,构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂
B.蛋白质变性后,营养价值变低
C.变性后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应
D.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后,其特定功能并未发生改变
3.胶原蛋白是细胞外基质的主要成分,可被用来制作手术缝合线,在手术过后无需拆线,避免了拆线的痛苦。下面有关胶原蛋白等蛋白质叙述正确的是( )
A.组成胶原蛋白的元素组成主要是C、H、O、N、P,其中N元素主要存在于氨基中
B.组成胶原蛋白的基本单位是氨基酸,氨基酸脱水缩合能形成肽键,肽键不稳定,低温下易断裂
C.手术缝合线之所以不用拆线是因为胶原蛋白能被分解成可以被人体吸收的氨基酸
D.胶原蛋白等蛋白质和多糖、脂肪等都是以碳链为骨架的生物大分子,共同构成细胞生命大厦的基本框架
4.某多肽由20个氨基酸残基构成,其中天冬氨酸残基有4个,分别位于5、6、15、20位(如图所示);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,下列相关叙述不正确的是( )
A.天冬氨酸的R基是-C2H3O2,该20肽的肽键有19个
B.该20肽游离的羧基至少有5个,游离的氨基至少1个
C.用肽酶X水解该多肽,产物中的多肽比原多肽O原子数多3个
D.分别用肽酶X和肽酶Y水解该多肽,产物中得到的氨基酸数目不同
5.细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质,如错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常蛋白等,过程如下图。下列相关叙述正确的( )
A.蛋白酶体有可能水解结构正常的蛋白质 B.抑制细胞呼吸不会影响该降解过程
C.泛素具有催化水解肽键的作用 D.该过程不利于细胞生命活动正常进行
6.如图表示蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程,而磷酸基团的添加或除去(去磷酸化)对许多反应起着生物“开/关”的作用。下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白质的磷酸化和去磷酸化是一个可逆过程
B.蛋白质磷酸化是一个放能过程
C.蛋白质去磷酸化是一个吸能过程
D.蛋白质磷酸化属于“开”,去磷酸化属于“关”
7.哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是( )
A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
8.合理均衡的膳食对维持人体正常生理活动有重要意义。据下表分析,叙述错误的是( )
项目食物(100g)
能量(kJ)
蛋白质(g)
脂肪(g)
糖类(g)
①
880
6.2
1.2
44.2
②
1580
13.2
37.0
2.4
③
700
29.3
3.4
1.2
A.含主要能源物质最多的是②
B.需控制体重的人应减少摄入①和②
C.青少年应均衡摄入①、②和③
D.蛋白质、脂肪和糖类都可供能
9.下列关于元素和化合物的叙述,正确的是( )
A.组成蛋白质的各种元素中,N元素主要存在于R基中
B.原核细胞的拟核中不存在 DNA-蛋白质复合物
C.同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同
D.还原性辅酶Ⅱ(NADPH)的化学本质是蛋白质,能催化C3的还原
10.科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕,使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白,该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述,正确的是( )
A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同
B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成
C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
D.高温可改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性
11.有一条多肽链由14个氨基酸组成,分子式为CaHbOxNyS(y>14),这条多肽链经过水解后的产物中有4种氨基酸:半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)。水解产物中赖氨酸的数目是( )
A.(x+13)/2个 B.(y-72)/7个
C.(a+13)/2个 D.(b-72)/7个
12.科学家用离心技术分离得到了有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测正确的是( )
A.微粒体中的膜是高尔基体膜结构的一部分
B.细胞中每个基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
C.SP合成缺陷的浆细胞中,抗体会在内质网腔中聚集
D.内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
二、非选择题
13.组成细胞的化学元素可以组成多种不同的化合物,这些化合物在生命活动中发挥着各自的重要作用。请据图回答下列相关问题:
(1)①a→A过程发生的是 反应;a结构通式是 。②小分子c的名称为 ,C1在真核细胞中分布的主要场所为 。
(2)人的血红蛋白是由574个氨基酸脱水缩合形成的,含有两条α肽链及两条β肽链(α肽链和β肽链不同)。下图表示β肽链一端的部分氨基酸排列顺序,由图可知一分子血红蛋白中至少含有 个羧基。构成血红蛋白的特有元素Fe属于 (填“大量元素”或“微量元素”)。在该血红蛋白彻底水解的过程中,需要 个水分子。
(3)民间有“吃什么补什么”的说法,如吃胶原蛋白含量高的猪蹄可增加关节处胶原蛋白的含量,此说法是否科学并陈述理由 。
14.早餐是一日三餐中最重要的一餐,一份常见的中式早餐配餐如下:肉饺子、杂粮粥、多种蔬菜、豆浆、煮鸣蛋、请回答下列问题;
(1)该早餐中富含有 K、Ca、Zn, P、Mg、Fe等必需元素, 其中属于微量元素的是
(2)肉类较多的饺子适合用来煮食,尽量少用油煎、炸等烹调方法,避免额外增加脂肪摄入,某同学将肥肉制成临时装片,滴加 染液,并用 溶液洗去浮色,最后在显微镜下观察,会看到脂肪细胞中被染成 色的脂肪颗粒。
(3)有些大人选择牛奶,面包等作为简易早餐,评价牛奶营养价值高低的主要标准是看其中必需氨基酸的种类和含量,赖氨酸是人体必需氨基酸,缺乏则会影响人体内蛋白质的合成,出现营养不良的症状,某生物兴趣小组利用下列材料和用具就“赖氨酸是不是小白鼠的必需氨基酸呢?”进行了探究,请补充并完善他们的实验原理和实验方案
材料和用具:20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠、分装在不同试剂瓶中的21种氨基酸、不含蛋白和氨基酸的食物、秤、天平等。
实验原理:必需氨基酸是动物体内 ,当动物缺乏必需氨基酸时,就会影响体内蛋白质的合成,出现营养不良,体重增加缓慢等病况。
实验方案:
①配食,取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入含量和比例适中的21种氨基酸,配制成食物A(对照组), 配制成食物B。
②分组:将20只白鼠平均分成甲,乙两组,分别称量其体重。
③问喂:甲组每天饲喂适量的食物A,乙组每天饲喂与甲组食物A等量的食物B,两组小白鼠其他饲养条件相同。
④观测: 。
实验结果预测及结论: 。
15.蛋白质是生命活动的主要承担者和性状的体现者,请回答下列问题:
(1)组成生物体的蛋白质种类多,功能有差异。许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为 ;一些激素的化学成分是蛋白质,能够调节机体的生命活动,说明有些蛋白质起 作用。
(2)双缩脲试剂是检测蛋白质的常用试剂。若以蛋白质为底物验证酶的专一性, (填“能”或“不能”)用双缩脲试剂检测底物是否被分解,原因是 。
(3)蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀),随着硫酸铵浓度增加,混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。如表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。
蛋白质混合液中的硫酸铵浓度(%)
15~20
23~30
25~35
38~40
析出的蛋白质
甲蛋白
乙蛋白
丙蛋白
丁蛋白
请补充完善从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路:向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液,使其浓度达到 ,分离析出物与溶液,保留 ;取保留部分,再加入硫酸铵溶液,使硫酸铵在溶液中的浓度达到 ,分离析出物与溶液,保留 即获得丁蛋白。
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课练03蛋白质
1、 氨基酸的结构及特点
识别以下氨基酸、氨基、羧基通式:
氨基酸分子结构特点:
(1) 数量标准:至少含一个氨基(-NH2)和一个羧基(-C00H)
(2)位置标准:总有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-C00H)连在同一碳原子上。
2、 氨基酸通过脱水缩合的方式形成的多肽链、蛋白质相关计算
结合上面的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)
规律总结:
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。
3、 蛋白质的结构和功能
4、 蛋白质的变化
1)盐析:蛋白质在盐溶液中溶解度降低析出溶解度的变化,可逆。
2)水解:肽键断裂,蛋白质分解为短肽或氨基酸。
3)变性:氨基酸顺序不变,肽键不变,空间结构改变,功能改变。导致变性的因素:高温、强酸、强碱、重金属离子
必刷15题(12+3)
一、单选题
1.下列关于细胞膜的结构和功能的叙述,错误的是( )
A.磷脂分子构成细胞膜的基本支架
B.细胞膜将细胞与外界环境分隔开
C.细胞膜中的蛋白质分子均与信息传递有关
D.膜中的大多数蛋白质分子可运动
【答案】C
【分析】细胞膜的功能:将细胞与外界环境分隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
蛋白质是构成细胞膜的主要物质,且细胞膜外侧的糖被也是蛋白质,其主要的功能为识别。细胞膜具有流动性,是因为大多数蛋白质和磷脂分子是运动的。一些小分子物质通过细胞膜的方式是协助扩散或主动运输,需要载体蛋白,蛋白质的作用很多,又被称为生命活动的承担者。
【详解】A、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层形成的,A正确;
B、细胞膜的其中一个功能就是将细胞与外界环境分隔开,B正确;
C、细胞膜中含有多种蛋白质分子,有的蛋白质可以进行信息传递,有的蛋白质有识别、运输、催化以及稳定细胞膜结构的作用,C错误;
D、细胞膜具有一定的流动性,是因为大多数蛋白质和全部磷脂分子是可以运动的,D正确。
故选C。
2.结合如图蛋白质加热过程中的变化,据此判断下列有关叙述正确的是( )
A.沸水浴加热后,构成蛋白质的肽链充分伸展并断裂
B.蛋白质变性后,营养价值变低
C.变性后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应
D.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后,其特定功能并未发生改变
【答案】C
【分析】分析题图可知,该蛋白质经加热变性后,肽链伸展,但肽键并未断裂,由于该蛋白质的空间结构发生改变,其特定功能丧失。
【详解】A、蛋白质经加热变性后,肽链充分伸展,但不断裂,A错误;
B、蛋白质的营养价值主要在于其含有的氨基酸的种类,蛋白质变性后,氨基酸种类没有发生改变,故营养价值没有变低,B错误;
C、变性后的蛋白质其肽键并未断裂,因此仍能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;
D、结构决定功能,蛋白质特定的空间结构决定其特定的功能,蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后,其功能丧失或改变,D错误。
故选C。
3.胶原蛋白是细胞外基质的主要成分,可被用来制作手术缝合线,在手术过后无需拆线,避免了拆线的痛苦。下面有关胶原蛋白等蛋白质叙述正确的是( )
A.组成胶原蛋白的元素组成主要是C、H、O、N、P,其中N元素主要存在于氨基中
B.组成胶原蛋白的基本单位是氨基酸,氨基酸脱水缩合能形成肽键,肽键不稳定,低温下易断裂
C.手术缝合线之所以不用拆线是因为胶原蛋白能被分解成可以被人体吸收的氨基酸
D.胶原蛋白等蛋白质和多糖、脂肪等都是以碳链为骨架的生物大分子,共同构成细胞生命大厦的基本框架
【答案】C
【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都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,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
【详解】A、组成胶原蛋白的元素组成主要是C、H、O、N,其中N元素主要存在于-CO-NH-中,A错误;
B、组成胶原蛋白的基本单位是氨基酸,氨基酸脱水缩合能形成肽键,低温不会导致肽键断裂,B错误;
C、胶原蛋白为生物大分子物质,不能被人体组织直接吸收,手术缝合线之所以不用拆线是因为胶原蛋白能被分解成可以被人体吸收的氨基酸,C正确;
D、脂肪不属于生物大分子,D错误。
故选C。
4.某多肽由20个氨基酸残基构成,其中天冬氨酸残基有4个,分别位于5、6、15、20位(如图所示);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,下列相关叙述不正确的是( )
A.天冬氨酸的R基是-C2H3O2,该20肽的肽键有19个
B.该20肽游离的羧基至少有5个,游离的氨基至少1个
C.用肽酶X水解该多肽,产物中的多肽比原多肽O原子数多3个
D.分别用肽酶X和肽酶Y水解该多肽,产物中得到的氨基酸数目不同
【答案】C
【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸,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;氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链,氨基酸脱水缩合反应时形成的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。
【详解】A、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,据图可知,天冬氨酸的R基是-C2H3O2,该20肽含有肽键数=氨基酸数-肽链数=20-1=19个,A正确;
B、由题图可知,每个天冬氨酸的R基中含1个游离的羧基,其他氨基酸的R基中也可能含有游离的氨基或羧基,题干信息,20肽含有4个天冬氨酸残基;因此该20肽至少含有游离的氨基=肽链数=1个,至少含有游离的羧基=肽链数+4个天冬氨酸的R基中的羧基=1+4=5个,B正确;
C、肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键,天冬氨酸的位置如题图所示,则水解后的产物有5肽(1-5号氨基酸)、1个天冬氨酸、9肽(7-15号氨基酸)、5肽(16-20号氨基酸),破坏的肽键为3,加入的水分子为3,则20肽+3H2O→5肽+9肽+5肽+1个天冬氨酸(R基含有2个氧原子),此产物中的多肽(5肽+9肽+5肽)中的氧比原多肽的氧相比:3-4=-1,少一个氧原子,C错误;
D、根据C项分析可知,肽酶X水解产物有5肽(1-5号氨基酸)、1个天冬氨酸(6号氨基酸)、9肽(7-15号氨基酸)、5肽(16-20号氨基酸);肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键,若用肽酶Y,则水解得到5号的氨基酸和20号位的氨基酸(全部产物为:4肽、9肽、5肽、2个天冬氨酸),可见分别用肽酶X和肽酶Y水解该多肽,产物中得到的氨基酸数目不同,D正确。
故选C。
5.细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质,如错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常蛋白等,过程如下图。下列相关叙述正确的( )
A.蛋白酶体有可能水解结构正常的蛋白质 B.抑制细胞呼吸不会影响该降解过程
C.泛素具有催化水解肽键的作用 D.该过程不利于细胞生命活动正常进行
【答案】A
【分析】分析题图可知,蛋白底物和泛素在酶的作用下结合,结合体被蛋白酶体识别,然后在ATP作用下,最终被分解为肽段。
【详解】A、据信息可知,细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质,如不再需要的结构正常蛋白,A正确;
B、该降解过程需要ATP供能,抑制细胞呼吸会影响该降解过程,B错误;
C、分析图示过程,泛素标记蛋白质便于蛋白酶体识别,蛋白酶体具有催化水解肽键的作用,C错误;
D、该过程降解的蛋白质是错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常蛋白等,有利于细胞生命活动正常进行,D错误。
故选A。
6.如图表示蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程,而磷酸基团的添加或除去(去磷酸化)对许多反应起着生物“开/关”的作用。下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白质的磷酸化和去磷酸化是一个可逆过程
B.蛋白质磷酸化是一个放能过程
C.蛋白质去磷酸化是一个吸能过程
D.蛋白质磷酸化属于“开”,去磷酸化属于“关”
【答案】D
【分析】细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的,有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP合成相联系,释放的能量储存在ATP中。
【详解】A、由题图分析可知:蛋白质的磷酸化和去磷酸化的过程中所需的酶不同,因此不是一个可逆过程,A错误;
B、由题图分析可知:蛋白质磷酸化过程中伴随ATP的水解,因此是一个吸能过程,B错误;
C、由题图分析可知:蛋白质去磷酸化过程属于水解,生成无活性蛋白和Pi往往伴随着能量的释放,因此是一个放能过程,C错误;
D、蛋白质磷酸化以后具有活性,能参与生化反应属于“开”,去磷酸化成为无活性蛋白,不能催化生化反应,属于“关”,D正确。
故选D。
7.哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是( )
A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
【答案】D
【详解】【分析】据图分析,催产素和加压素都是由9个氨基酸组成的多肽,且都含有一个由6个氨基酸组成的环状结构,两种物质的不同点在于环状和链状结构中各有一个氨基酸的种类不同。
【详解】根据以上分析可知,两种激素都是由六环肽和三肽侧链构成的多肽化合物,A错误;氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自于一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,B错误;肽链中游离的氨基酸数目与参与构成肽链的氨基酸的种类有关,C错误;根据以上分析可知,两种激素在两个氨基酸种类上不同,进而导致两者的功能不同,D正确。
【点睛】解答本题的关键是掌握氨基酸的结构通式以及分子结构多样性的原因,并根据图像分析判断两种化合物在结构上的差异,进而判断两者功能差异的原因。
8.合理均衡的膳食对维持人体正常生理活动有重要意义。据下表分析,叙述错误的是( )
项目食物(100g)
能量(kJ)
蛋白质(g)
脂肪(g)
糖类(g)
①
880
6.2
1.2
44.2
②
1580
13.2
37.0
2.4
③
700
29.3
3.4
1.2
A.含主要能源物质最多的是②
B.需控制体重的人应减少摄入①和②
C.青少年应均衡摄入①、②和③
D.蛋白质、脂肪和糖类都可供能
【答案】A
【分析】1、蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质的结构多样,在细胞中承担的功能也多样:①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分,如肌肉蛋白;②有的蛋白质具有催化功能,如大多数酶的本质是蛋白质;③有的蛋白质具有运输功能,如载体蛋白和血红蛋白;④有的蛋白质具有信息传递,能够调节机体的生命活动,如胰岛素;⑤有的蛋白质具有免疫功能,如抗体。
2、糖类分为单糖、二糖和多糖,葡萄糖、核糖、脱氧核糖等不能水解的糖称为单糖,由2个单糖脱水缩合形成的糖称为二糖,多糖有淀粉、纤维素和糖原,糖原是动物细胞的储能物质,淀粉是植物细胞的储能物质,纤维素是植物细胞壁的成分。
3、脂肪是最常见的脂质,是细胞内良好的储能物质,还是一种良好的绝热体,起保温作用,分布在内脏周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。
【详解】A、人体主要能源物质是糖类,表中主要能源物质最多的是①,A错误;
B、食物①和②中分别富含糖类和脂肪,所以需控制体重的人应减少摄入①和②,B正确;
C、食物①、②和③中分别富含糖类、脂肪和蛋白质,所以青少年应均衡摄入①、②和③有利于身体的发育,C正确;
D、蛋白质、脂肪和糖类都属于储存能量的有机物,因而都可供能,D正确。
故选A。
9.下列关于元素和化合物的叙述,正确的是( )
A.组成蛋白质的各种元素中,N元素主要存在于R基中
B.原核细胞的拟核中不存在 DNA-蛋白质复合物
C.同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同
D.还原性辅酶Ⅱ(NADPH)的化学本质是蛋白质,能催化C3的还原
【答案】C
【分析】1、蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,可能含有S;原核生物没有成形的细胞核,遗传物质DNA位于拟核。
2、酶的化学本质是蛋白质或RNA,其催化作用,具有专一性和高效性。
3、还原性辅酶Ⅱ(NADPH)通常作为脱氢酶的辅酶,在多种酶促反应中可以作为供氢体。
【详解】A、组成蛋白质的元素主要是C、H、O、N,可能含有S;N元素主要存在于肽键相关的基团中,R基可能含有N元素,A错误;
B、原核细胞的拟核中存在DNA-蛋白质复合物,如原核细胞DNA复制时,DNA聚合酶与DNA结合形成了DNA-蛋白质复合物,B错误;
C、骨髓造血干细胞具有分裂能力,进行有丝分裂过程中时核DNA加倍,而浆细胞没有分裂能力,可见同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同,C正确;
D、还原性辅酶Ⅱ(NADPH)的化学本质不是蛋白质,在C3还原中作为还原剂,而不具有催化作用,D错误。
故选C。
10.科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕,使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白,该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述,正确的是( )
A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同
B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成
C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
D.高温可改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性
【答案】B
【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构通式是 ,即每种氨基酸分子至少都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,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
【详解】A、该蛋白的基本组成单位是氨基酸,与天然蜘蛛丝蛋白的基本单位相同,A错误;
B、氨基酸是组成蛋白质的基本单位,该蛋白的肽链由氨基酸经过脱水缩合反应通过肽键连接而成,B正确;
C、该蛋白彻底水解的产物为氨基酸,不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应,C错误;
D、高温可改变该蛋白的空间结构,从而改变其韧性,但不会改变其化学组成,D错误。
故选B。
11.有一条多肽链由14个氨基酸组成,分子式为CaHbOxNyS(y>14),这条多肽链经过水解后的产物中有4种氨基酸:半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)。水解产物中赖氨酸的数目是( )
A.(x+13)/2个 B.(y-72)/7个
C.(a+13)/2个 D.(b-72)/7个
【答案】D
【分析】1、组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基酸和一个羧基连接在同一个碳原子上;
2、氨基酸脱水缩合反应是一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基反应产生1分子水的过程,m个氨基酸形成一条肽链,肽链中O原子数目=所有氨基酸中氧原子数目之和-脱去的水分子中的氧原子数,肽链中H原子数目=所有氨基酸中H原子数目之和-脱去的水分子中的H原子数,肽链中N原子数目=所有氨基酸中N原子数目之和。
【详解】由题意可知,有一条多肽链由14个氨基酸组成,则脱水缩合过程中脱去14-1=13个水分子。赖氨酸与其他几种氨基酸的不同在于含有14个H原子,2个N原子,其他几种氨基酸含有7个H原子,1个N原子,可根据H原子数目或N原子数目列方程求出赖氨酸数目。设该化合物有m个赖氨酸,其他氨基酸数为14-m个,多肽化合物中有b个H,脱水缩合过程中脱去13个水分子即26个H原子,故根据H原子数目可以列出方程:7(14-m)+14m-13×2=b,解方程可得:m=(b-72)/7个。根据N原子数目列出方程:2m+(14-m)=y,解方程可得m=y-14。无法根据C原子、O原子数目求出赖氨酸数目,ABC错误,D正确。
故选D。
12.科学家用离心技术分离得到了有核糖体结合的微粒体,即膜结合核糖体,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现,SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提,经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP,此时的蛋白质一般无活性。下列相关推测正确的是( )
A.微粒体中的膜是高尔基体膜结构的一部分
B.细胞中每个基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
C.SP合成缺陷的浆细胞中,抗体会在内质网腔中聚集
D.内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
【答案】D
【分析】分泌蛋白先在游离的核糖体合成,形成一段多肽链后,信号识别颗粒(SRP)识别信号,再与内质网上信号识别受体DP结合,将核糖体-新生肽引导至内质网,SRP脱离,信号引导肽链进入内质网,形成折叠的蛋白质,随后,核糖体脱落。
【详解】A、分析题意,微粒体上有核糖体结合,其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP),且两者结合能引导多肽链进入内质网,据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分,A错误;
B、基因是有遗传效应的核酸片段,信号肽(SP)是由控制“信号肽”(SP)合成的脱氧核苷酸序列合成的,所以分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列,细胞中每个基因不一定都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列,如配子或减数第二次分裂的细胞等,B错误;
C、SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工,SP合成缺陷的细胞中,不会合成SP,因此不会进入内质网中,C错误;
D、经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含“信号肽”,说明在内质网腔内“信号肽”被切除,进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物(酶),D正确。
故选D。
二、非选择题
13.组成细胞的化学元素可以组成多种不同的化合物,这些化合物在生命活动中发挥着各自的重要作用。请据图回答下列相关问题:
(1)①a→A过程发生的是 反应;a结构通式是 。②小分子c的名称为 ,C1在真核细胞中分布的主要场所为 。
(2)人的血红蛋白是由574个氨基酸脱水缩合形成的,含有两条α肽链及两条β肽链(α肽链和β肽链不同)。下图表示β肽链一端的部分氨基酸排列顺序,由图可知一分子血红蛋白中至少含有 个羧基。构成血红蛋白的特有元素Fe属于 (填“大量元素”或“微量元素”)。在该血红蛋白彻底水解的过程中,需要 个水分子。
(3)民间有“吃什么补什么”的说法,如吃胶原蛋白含量高的猪蹄可增加关节处胶原蛋白的含量,此说法是否科学并陈述理由 。
【答案】(1) 脱水缩合 核苷酸 细胞核
(2) 8 微量元素 570
(3)此说法不科学,食物中的蛋白质是大分子有机物,它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质(氨基酸)才能被人体吸收,这些小分子(氨基酸)都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能(开放性题。或有一定的科学性,组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质,可能含有合成胶原蛋白的一些必需氨基酸,这些必需氨基酸进入人体后,更有利于人体胶原蛋白的合成,合理即可)
【分析】题图分析,图中A1-A5的功能,可推知:它们是酶、抗体、血红蛋白、肌动蛋白、胰岛素,进一步推知:A是由C、H、O、N组成的蛋白质、a是氨基酸;根据C1-C2的分布特征,可推知:C1是DNA、C2是RNA,进一步可推知,C是由C、H、O、N、P组成的核酸,c是核苷酸。
【详解】(1)
分析图示可知:A为蛋白质,小分子a为其基本单位氨基酸,氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,最终形成蛋白质,氨基酸指既含有一个碱性氨基又含有一个酸性羧基的有机化合物,它的一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上,氨基酸的结构通式为:,蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应,可以据此检测蛋白质,根据C1-C2的分布特征及功能,可推知:C1是DNA、C2是RNA,进一步可推知,C是由C、H、O、N、P组成的核酸,c是其基本单位核苷酸,在真核细胞中,DNA主要存在于细胞核中,线粒体和叶绿体也有少量DNA。
(2)图示片段的R基上含有2个羧基,血红蛋白含有两条α肽链及两条β肽链,故由图可知一分子血红蛋白中至少含有2×2+4=8个羧基,构成血红蛋白的特有元素Fe属微量元素。人的血红蛋白是由574个氨基酸脱水缩合形成的,含有两条α肽链及两条β肽链,形成的肽键数=氨基酸数一肽链数=574-4=570,所以在血红蛋白彻底水解的过程中,需要570个水分子。
(3)此说法不科学,食物中的蛋白质是大分子有机物,它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质(氨基酸)才能被人体吸收,这些小分子(氨基酸)都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。
14.早餐是一日三餐中最重要的一餐,一份常见的中式早餐配餐如下:肉饺子、杂粮粥、多种蔬菜、豆浆、煮鸣蛋、请回答下列问题;
(1)该早餐中富含有 K、Ca、Zn, P、Mg、Fe等必需元素, 其中属于微量元素的是
(2)肉类较多的饺子适合用来煮食,尽量少用油煎、炸等烹调方法,避免额外增加脂肪摄入,某同学将肥肉制成临时装片,滴加 染液,并用 溶液洗去浮色,最后在显微镜下观察,会看到脂肪细胞中被染成 色的脂肪颗粒。
(3)有些大人选择牛奶,面包等作为简易早餐,评价牛奶营养价值高低的主要标准是看其中必需氨基酸的种类和含量,赖氨酸是人体必需氨基酸,缺乏则会影响人体内蛋白质的合成,出现营养不良的症状,某生物兴趣小组利用下列材料和用具就“赖氨酸是不是小白鼠的必需氨基酸呢?”进行了探究,请补充并完善他们的实验原理和实验方案
材料和用具:20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠、分装在不同试剂瓶中的21种氨基酸、不含蛋白和氨基酸的食物、秤、天平等。
实验原理:必需氨基酸是动物体内 ,当动物缺乏必需氨基酸时,就会影响体内蛋白质的合成,出现营养不良,体重增加缓慢等病况。
实验方案:
①配食,取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入含量和比例适中的21种氨基酸,配制成食物A(对照组), 配制成食物B。
②分组:将20只白鼠平均分成甲,乙两组,分别称量其体重。
③问喂:甲组每天饲喂适量的食物A,乙组每天饲喂与甲组食物A等量的食物B,两组小白鼠其他饲养条件相同。
④观测: 。
实验结果预测及结论: 。
【答案】(1)Zn、Fe
(2) 苏丹Ⅲ 体积分数为50%的酒精 橘黄色
(3) 不能合成的,只能从食物中获得的氨基酸 另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入除赖氨酸以外的20种氨基酸,其含量和比例与食物A中相同 观察甲、乙两组大鼠的营养状况并分别测量体重,计算体重增加量 若两组小白鼠营养状况和体重基本相同,则赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸;若乙组小白鼠营养不良,体重增加缓慢,甲组小白鼠正常,则赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸
【分析】验证赖氨酸是否是小白鼠的必需氨基酸,可用含赖氨酸的食物和不含赖氨酸的食物分别喂养甲、乙两组小白鼠,一段时间后,若两组小白鼠营养状况和体重基本相同,说明赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸,若食物中缺少赖氨酸的小白鼠出现营养不良、体重减轻等症状而另一组正常,说明赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸。
【详解】(1)该早餐中富含有K、Ca、Zn、P、Mg、Fe等人体必需元素,属于微量元素的是Zn、Fe。
(2)肥肉中含有脂肪较多,检验脂肪滴用苏丹Ⅲ染液,并用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色,最后在显微镜下观察,会看到脂肪细胞中被染成橘黄色的脂肪颗粒。
(3)本实验的目的是探究赖氨酸是不是小白鼠的必需氨基酸,自变量是是否含有赖氨酸,因变量是小白鼠生长情况。实验原理为必需氨基酸是动物体不能合成,只能从食物中获得的氨基酸。当动物缺乏必需氨基酸时,就会影响体内蛋白质的合成。出现营养不良,体重增加缓慢或减轻。①根据实验的自变量,甲组作为对照,乙组另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入除赖氨酸以外的20种氨基酸,其含量和比例与食物A中的相同。④分别测量甲、乙两组小白鼠的体重,并计算体重增加量。实验结果预测及结论:若两组小白鼠营养状况和体重基本相同,则赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸;若乙组小白鼠营养不良、体重增加缓慢,甲组小白鼠正常,则赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸。
15.蛋白质是生命活动的主要承担者和性状的体现者,请回答下列问题:
(1)组成生物体的蛋白质种类多,功能有差异。许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为 ;一些激素的化学成分是蛋白质,能够调节机体的生命活动,说明有些蛋白质起 作用。
(2)双缩脲试剂是检测蛋白质的常用试剂。若以蛋白质为底物验证酶的专一性, (填“能”或“不能”)用双缩脲试剂检测底物是否被分解,原因是 。
(3)蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀),随着硫酸铵浓度增加,混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。如表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。
蛋白质混合液中的硫酸铵浓度(%)
15~20
23~30
25~35
38~40
析出的蛋白质
甲蛋白
乙蛋白
丙蛋白
丁蛋白
请补充完善从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路:向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液,使其浓度达到 ,分离析出物与溶液,保留 ;取保留部分,再加入硫酸铵溶液,使硫酸铵在溶液中的浓度达到 ,分离析出物与溶液,保留 即获得丁蛋白。
【答案】(1) 结构蛋白 信息传递
(2) 不能 蛋白酶的本质是蛋白质,也可与双缩脲试剂发生紫色反应(或蛋白质的水解产物也可与双缩脲试剂发生紫色反应)
(3) 35%(或35%≤硫酸铵浓度<38%范围内的其它浓度) 溶液 40%(或40%以上) 析出物
【分析】蛋白质的功能包括运输、催化、调节、免疫以及组成生物体的结构,它是生命活动的主要承担者。
【详解】(1)构成细胞和生物体结构的蛋白质为结构蛋白;激素能够传递信息,调节生命活动,所以一些激素的化学成分是蛋白质,说明有些蛋白质起信息传递的作用。
(2)分解蛋白质的酶本质也是蛋白质,也能与双缩脲试剂反应出现紫色,而酶在反应前后结构不变,溶液中始终存在该酶,所以若以蛋白质为底物验证酶的专一性,不能用双缩脲试剂检测底物是否被分解。
(3)由表中信息可以看出,在硫酸铵浓度为38~40%时丁蛋白会析出,可以先用较低浓度的硫酸铵浓度分别将甲、乙、丙蛋白析出,然后在将硫酸铵浓度设为38~40%,将丁蛋白析出。所以若要从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路为:向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液,使其浓度达到35%(或35%≤硫酸铵浓度<38%范围内的其它浓度),分离析出物与溶液,保留溶液;取保留溶液,再加入硫酸铵溶液,使硫酸铵在溶液中的浓度达到40%(或40%以上),分离析出物与溶液,析出物即为丁蛋白。
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