内容正文:
假期作业四 蛋白质是生命活动的主要承担者
1.酶、激素、抗体和蛋白质的关系
(1)酶不都是蛋白质,少数酶是RNA.
(2)激素不都是蛋白质,如性激素是固醇类物质.
(3)抗体都是蛋白质.
2.氨基酸的结构通式
可把氨基酸想象成一个人,R基是人的脸,
我们分辨一个人时,主要看脸;羧基和氨基
代表两只手;H代表双腿.这样就可形象地
记住氨基酸的结构通式了.
中心碳原子有四个“邻居”,其中三个固定
不变,即 NH2、 COOH、 H,还有一
个是可变的—R.
3.巧用“一、二、三、四、五”法解答蛋白质结构
与功能的多样性问题
一个
结构式
→氨基酸的结构通式
二个
标准
→
组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标
准有两个,一是数量标准,二是位置标准
三个
关系
→
蛋白质分子合成过程的三个数量关系:脱
去的水分子数 = 肽键数 = 氨基酸数-肽
链数
四个
原因
→
蛋白质分子结构多样性的原因主要有四
个:氨基酸的种类不同,氨基酸的数量不
同,氨基酸的排列顺序不同,肽链数目不同
与肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间
结构千差万别
五个
功能
→
是细胞和生物体的组成物质,具有催化作
用、免疫作用、运输作用和调节作用
1.下列关于蛋白质结构的叙述,正确的是( )
A.蛋白质种类繁多的原因之一是氨基酸互
相结合的方式多种多样
B.氨基酸仅通过脱水缩合的方式不能形成
承担特定功能的蛋白质
C.煮熟的牛肉更易消化的原因是高温破坏
了蛋白质的肽键,使其结构更松散
D.过酸或过碱的环境都会使蛋白质的空间
结构发生可逆性的变化
2.紫外线能直接损伤皮肤的表皮层和真皮层,
使其中的胶原蛋白结构被破坏,导致皮肤老
化.口服胶原蛋白经过酶水解形成分子量
较小的胶原蛋白肽(CP)可以改善皮肤的健
康状况.下列叙述错误的是 ( )
A.紫外线和高温可破坏胶原蛋白的肽键
B.CP可与双缩脲试剂发生显色反应
C.胶原蛋白经过酶水解后空间结构改变
D.胶原蛋白与CP的氨基酸种类可能不同
3.如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
B.多肽中B的数目等于C的数目
C.①过程同时生成水
D.蛋白质结构和功能的多样性是生物多样
性的根本原因
8
4.下列有关图中所示多肽的叙述中正确的是
( )
HOOC CH2
CH2 CH
NH2
CO
NH CH
CO NH CH
CH2SH
CO NH CH
COOH
CH3
CH3
A.该多肽含有游离的氨基和羧基各1个
B.该 多 肽 中 含 S 的 氨 基 酸 的 分 子 式
为C3H9O2NS
C.该多肽水解后可产生4种氨基酸
D.该多肽在形成过程中失去了3分子水
5.层黏连蛋白是由一条重链(A链)和两条轻
链(B1 链、B2 链)构成的高分子糖蛋白,其结
构示意图如图所示,若该蛋白由 m 个氨基
酸构成,下列有关说法不正确的是 ( )
A.该层黏连蛋白含有肽键数为m-3
B.组成该蛋白的氨基酸中可能有些必须从
食物中获取
C.层黏连蛋白是由21种氨基酸经脱水缩合
而成的
D.该物质至少含有3个游离的氨基和羧基
6.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
7.如图是免疫球蛋白IgG的结构示意图,其中
“—S—S—”表示二硫键,二硫键是由两个巯基
(—SH)脱去2个氢原子形成的.若该IgG由
m个氨基酸构成,则下列说法正确的是( )
A.组成该分子的氨基酸最多有m 种
B.该分子至少含有2个游离的氨基
C.免疫球蛋白IgG有(m-4)个肽键
D.氨基酸合成该分子后相对分子质量减少
了18(m-4)
8.(不定项)泛素蛋白会与细胞中需降解蛋白
质结合,当降解蛋白质上连接4个以上泛素
蛋白后会被细胞内的蛋白酶体识别并降解
(如图1).蛋清溶菌酶与细胞提取液混合
后会逐渐通过泛素降解途径降解.为探究
蛋清溶菌酶的降解过程,进行以下实验.
实验组:放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与
细胞提取液混合.
对照组:放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与
不含细胞提取物的缓冲液混合.
9
反应适合的时间后,进行蛋白质电泳,放射性
自显影显示含有放射性同位素的蛋白质条带
如图2所示.下列有关叙述正确的是 ( )
图1
图2
A.需降解蛋白质被蛋白酶体降解过程中需
要水参与
B.需降解蛋白质被降解过程中,蛋白酶体
提供了活化能
C.据 题 可 推 测 蛋 清 溶 菌 酶 的 分 子 量 为
14500道尔顿
D.实验结果支持需降解蛋白质上连接4个
以上泛素蛋白后才能被降解
9.少数蛋白质在合成后会出现自剪接过程(如
图1),一段内含肽被剪切后,两侧肽链连接
起来.
图1 内含肽
(1)经蛋白质自剪接后,形成新的
将两侧肽链连接起来.内含肽中① 、②处
对应的化学基团分别是 .
(2)研究发现多数内含肽中包含核酸内切酶
的序列,为研究这段序列在蛋白质剪接过程
中是否起到作用,科学家设计了 A 、B、C
三种能够在大肠杆菌中合成的蛋白质.
图2
其中 A 蛋白中含有完整的内含肽序列,
B蛋白中核酸内切酶序列被无关序列替代,
C蛋白中 被无
关序列替代,三种蛋白相对分子质量大致
相同.
(3)大肠杆菌中的 H 段所在的蛋白质可以
被分离出来,对分离到的蛋白质分析发现,
从含有 A、B、C蛋白的菌株中分离到肽段种
类和相对分子质量如下表,其中 A、B菌株
不同种类的蛋白质含量无差异:
A B C
106kD,58kD106kD,58kD 106kD
其中,含 A 大肠杆菌获得两种蛋白的原因
是
,
综合分析三组实验结果表明
.
01
(4)重新设计两种蛋白,将内含肽分成Ⅰ1
和Ⅰ2两个独立的肽段分别与 H和 M段连
接(图3),分离含 H 段蛋白质获得69kD、
58kD、37kD三种,科学家推测Ⅰ1和Ⅰ2两
部分可以相互 识别并吸附,请为科学家的
推测提供相关证据,并作简要说明.
图3
(5)请利用本题信息,设计一种能够自发首
尾相连形成环肽 C的蛋白质,模仿图1绘
制示意图表示形成过程.
(2024湖北卷,8)人的前胰岛素原是由
110个氨基酸组成的单链多肽.前胰岛素
原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组
成的活性胰岛素,才具有降血糖的作用.该
实例体现了生物学中“结构与功能相适应”
的观念.下列叙述与上述观念不相符合
的是 ( )
A.热带雨林生态系统中分解者丰富多样,
其物质循环的速率快
B.高温处理后的抗体,失去了与抗原结合
的能力
C.硝化细菌没有中心体,因而不能进行细
胞分裂
D.草履虫具有纤毛结构,有利于其运动
健身迷思
完整的蛋白质是指一个蛋白质包含了
人类必须要从饮食中摄入的全部9种氨基
酸.健康的人使用蛋白粉,存在很多潜在的
风险:重金属超标、糖分超标、消化不良、可
能含有兴奋剂或激素等.推荐膳食目标为
普通人每天0.8克蛋白质/千克体重,经常
运动的人每天1.4~2克蛋白质/千克体重.
过量摄入蛋白质对身体是无益的.蛋
白质摄入过量,肾脏的负担就会加大,长此
以往就会增加得肾结石的风险,造成损伤.
蛋白质摄入过多还可能导致缺水.过量的
蛋氨酸、半胱氨酸和组氨酸等存在潜在毒
性.其实普通人完全可以通过饮食满足蛋
白质的需求,锻炼肌肉的时期稍微注意一下
饮食也完全可以达到身体需求.
补充蛋白粉对大多数人来说并不能提
高吸收的总量,消化吸收蛋白粉最终的净卡
路里量并不一定比食物低.研究表明肌肉
大小、力量增加与蛋白质的摄入总量有关,
而与是否在锻炼前后很短的时间里摄入没
有关系.事实上,与高蛋白食品相比,蛋白
质补充剂的最大优点不是能增加更多的肌
肉,而是方便.
11
假期作业四
技能提升台 素能提升
1.B [蛋白质种类多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序
和蛋白质的空间结构有关,不同氨基酸互相结合的方式
是相同的,A错误;氨基酸通过脱水缩合的方式形成多肽
链,但要形成具有特定空间结构和生物活性的蛋白质,还
需要进一步的加工.这些加工过程主要在内质网和高尔
基体中进行,涉及蛋白质的折叠、修饰和组装,以确保蛋
白质能够承担其在细胞中的特定功能,B正确;煮熟的牛
肉由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容
易被蛋白酶水解,因此更容易消化,但肽键未被破坏,C
错误;过酸或过碱的环境都会使蛋白质的空间结构发生
不可逆性的变化,使其变性失活,D错误.]
2.A [紫外线和高温可破坏胶原蛋白的空间结构,没有破
坏肽键,A错误;CP含有肽键,可与双缩脲试剂发生显色
反应,B正确;胶原蛋白经过酶水解后肽键断裂,空间结构
改变,C正确;胶原蛋白经过酶水解形成分子量较小的胶
原蛋白肽,CP只包含胶原蛋白的部分肽链,则胶原蛋白
与 CP的氨基酸种类可能不同,D正确.]
3.C [据图分析,A是组成蛋白质的基本元素,为 C、H、O、
N等;B是氨基酸,是蛋白质的基本单位;C是肽键.S是
蛋白质的特征元素,但不是所有的蛋白质都含有S,A 错
误;链状肽链中,多肽中 B(氨基酸)的数目不等于 C(肽
键)的数目,肽键数=氨基酸数-肽链数,B错误;①为氨
基酸脱水缩合过程,氨基酸经脱水缩合形成多肽的过程
中会有水的生成,C正确;生物多样性的直接原因是蛋白
质结构和功能的多样性,遗传物质的多样性是生物多样
性的根本原因,D错误.]
4.D [分析题图可知,该多肽含有1个游离的氨基,与最左
侧氨基酸的 C原子相连;有2个游离的羧基,1个羧基与
最右侧氨基酸的 C 原子相连,1 个羧基位于最左侧氨基
酸的R基中,A 错误;由图可知,含S的氨基酸的 R基为
—CH2SH,结合氨基酸的结构通式可知,含S的氨基酸的分
子式为 C3H7O2NS,B错误;氨基酸的种类由 R 基决定.由
题图可知,氨基酸的 R 基分别是—CH2—CH2—COOH、
—CH3、—CH2SH、—CH3,有3种,因此该多肽水解后可
产生3种氨基酸,C错误;由题图可知,该多肽含有 3 个
肽键,肽键数=脱去的水分子数,因此该多肽在形成过程
中失去了3分子水,D 正确.]
5.C [该层黏连蛋白含有肽键数=脱去水分子数=氨基酸
数目-肽链数=m-3,A正确;组成蛋白质的氨基酸分为
必需氨基酸和非必需氨基酸,必需氨基酸是人体不能合
成,必须从外界环境中获取的,故组成该蛋白的氨基酸中
可能有些必须从食物中获取,B正确;组成蛋白质的氨基
酸有21种,但层黏连蛋白不一定是由21种氨基酸经脱水
缩合而成的,C错误;一条肽链至少含有1个游离的氨基和
羧基,该物质含有3条肽链,故至少含有3个游离的氨基和
羧基,D正确.]
6.C [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;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;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;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.]
7.C [组成人体蛋白质的氨基酸最多有21种,若m≤21,
则组成IgG的氨基酸最多有m 种;若m>21,则组成IgG
的氨基酸最多有21种,A 错误;一条肽链至少有一个游
离的氨基,IgG含有4条肽链,所以至少含有4个游离的
氨基,B错误;免疫球蛋白IgG 中的肽键数=氨基酸数-
肽链数=m-4,C正确;m 个氨基酸经脱水缩合形成IgG
时脱水数=氨基酸数-肽链数=m-4,且IgG 中含有3
个二硫键,所以氨基酸合成该分子后相对分子质量减少
量=脱水数×水的相对分子质量+二硫键数×2=(m-
4)×18+3×2=18(m-4)+6,D错误.]
8.ACD [蛋白质的降解需要破坏肽键,肽键的断裂需要水
的参与,A正确;蛋白酶体在降解蛋白质过程中降低了化
学反应的活化能,并不提供能量,B错误;对照组中加入的
是放射性同位素标记的蛋清溶菌酶与不含细胞提取物的
缓冲液混合,结合电泳结果可推测,蛋清溶菌酶的分子量
是14500道尔顿,C正确;若“支持”需降解蛋白质上连接
4个以上泛素蛋白后才能被降解,则电泳结果的分子量会
出现5种,依次为14500+8500=23000、23000+8500
=31500、31500+8500=40000、40000+8500=48
500,而该数据与图示的结果相同,因而该结果支持上述
结论,D正确.]
9.解析:脱水缩合指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.连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—
CO—)叫肽键.
(1)由图1可知,经蛋白质自剪接后,形成新的肽键将两
侧肽链连接起来.内含肽中① 、②处对应的化学基团分
别是氨基(或—NH2)和羧基(或—COOH).
(2)由图2可知,A 蛋白中含有完整的内含肽序列,B 蛋
白中核酸内切酶序列被无关序列替代,C 蛋白中内含肽
序列完全被无关序列替代,三种蛋白相对分子质量大致
相同.
(3)由图2可知,A 蛋白含有 H 段、Ⅰ段和 M 段的相对
分子质量为106kD ,结合表可知,H 段所在的蛋白质可
以被分离出来,含 A 大肠杆菌获得106kD 和58kD 两种
44
蛋白,原因是一部分蛋白质发生内含肽剪接形成58kD 蛋
白,一部分内含肽包含核酸内切酶的序列在蛋白质剪接
过程中不起作用保持 106kD,综合分析三组实验结果表
明核酸内切酶序列不影响内含肽剪接.
(4)重新设计两种蛋白,将内含肽分成Ⅰ1和Ⅰ2两个独
立的肽段分别与 H 和 M 段连接(图3),分离含 H 段蛋白
质获得69kD 、58kD 、37kD 三种,推测原因可能是出现
58kD肽段,说明Ⅰ1和Ⅰ2相互识别并吸附,然后发生蛋
白质自剪接,形成了58kD的肽段.
(5)形成过程如图:
所用字母与题中保持一致.
答案:(1)肽键 氨基(或—NH2)和羧基(或—COOH)
(2)内含肽序列完全
(3)一部分蛋白质发生内含肽剪接形成 58kD蛋白,一部
分内含肽没有发生内含肽剪接保持106kD 核酸内切酶
序列不影响内含肽剪接
(4)出现58kD肽段,说明Ⅰ1和Ⅰ2相互识别并吸附,然
后发生蛋白质自剪接,形成了58kD的肽段
(5)
高考冲浪
C [生态系统的结构包括组成成分和营养结构,其中分
解者属于组成成分,其以动植物残体、排泄物中的有机物
质为生命活动能源,并把复杂的有机物逐步分解为简单
的无机物,所以其重要功能是维持生态系统物质循环的
正常进行,以保证生态系统结构和功能的稳定,因此热带
雨林生态系统中分解者丰富多样,该生态系统物质循环
速率会加快,A不符合题意;抗体的本质是免疫球蛋白,
会与抗原结合形成沉淀,被吞噬细胞消化分解,高温会破
坏抗体(免疫球蛋白)的空间结构,使抗体失去生物活性
(即生物学功能),所以无法与抗原结合,B不符合题意;硝
化细菌是原核生物,只含核糖体这一种细胞器,其分裂
时,DNA分子附着在细胞膜上并复制为二,然后随着细
胞膜的延长,复制而成的两个 DNA 分子彼此分开;同时
细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长,形成隔膜,将细胞
质分成两半,形成两个子细胞,该过程即二分裂,依赖于
细胞膜和细胞壁,C 符合题意;草履虫的纤毛会辅助运
动,草履虫靠纤毛的摆动在水中旋转前进,还可帮助口沟
摄食,D不符合题意.]
假期作业五
技能提升台 素能提升
1.C [图中 D是 DNA,E是 RNA,C1、C2是核苷酸.物质
D是 DNA,DNA 分子复制、转录时均需要 DNA 分子解
旋,均会改变其双螺旋结构,但不失去其功能,A 错误;人
体细胞内的物质 C1是脱氧核糖核苷酸,彻底水解可得到
4种碱基,一种五碳糖,磷酸,6种小分子 B,B错误;小分
子B合成单体 C1和 C2的过程中需要 ATP为其提供能
量,C正确;化学元素 A指的是构成核酸的元素:C、H、O、
N、P,不含有微量元素,D错误.]
2.D [同位素标记法中,若换用3H 标记上述两种核苷酸,
仍能通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性判断出病毒B
的遗传物质是 DNA 还是 RNA,能实现实验目的,A 错
误;酶解法中,向丙、丁两组分别加入 DNA 酶和 RNA 酶
应用了减法原理,而不是加法原理,B错误;若甲组产生的
子代病毒无放射性而乙组有,说明子代病毒中含有32P标
记的尿嘧啶,说明该病毒的遗传物质是 RNA,C错误;若
丙组能产生子代病毒 B而丁组不能产生,说明 RNA 被
RNA酶水解后病毒无法增殖产生子代,所以该病毒的遗
传物质是 RNA,D正确.]
3.C [核苷酸是组成核酸的基本单位,含有 C、H、O、N、P,
A正确;HIV只含有 RNA 一种核酸,彻底水解有6种产
物,其中有4种含氮碱基(A、G、C、U),还有磷酸和核糖,
B正确;核苷酸之间相互连接的化学键是磷酸二酯键,C
错误;细胞生物均以 DNA作为遗传物质,D正确.]
4.D [由图可知,图甲中的五碳糖为核糖,因此图甲中所示
物质是核糖核苷酸,A错误;
图乙中核苷酸链中含有碱基T,因此通常由图乙中2条图
示的核苷酸链构成一个 DNA分子,它主要分布在细胞核
中,B错误;图乙中化合物的基本组成单位可用图中字母
b(脱氧核苷酸)表示,各基本单位之间是通过磷酸二酯键
连接起来的,C错误;在玉米的叶肉细胞中同时含有 DNA
和 RNA,因此 A、C、G 能参与构成三种脱氧核苷酸,A、
G、C、U 能参与构成四种核糖核苷酸,则由 A、C、G、U4
种碱基参与构成的核苷酸共有7种,D正确.]
5.C [构成 DNA 的脱氧核糖核苷酸有4种,A 错误;与
RNA相比,DNA中特有的碱基是胸腺嘧啶,B错误;据图
分析,怀疑对象最可能是1号,其与从受害者体内分离的
精液样品基本吻合,C正确;每个特定的 DNA 分子中具
有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传
信息,所以每个特定的 DNA分子中都储存着特定的遗传
信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了 DNA 分子的特
异性.DNA指纹技术依据的原理是 DNA 分子的特异
性,D错误.]
6.A [d表示核苷酸,n为含氮碱基,f表示五碳糖,m 表示
磷酸.人体中c有21种,c为氨基酸,C为蛋白质,X为 N
元素,甘油、脂肪酸和磷酸等可以组成的化合物是磷脂,
包含C、H、O、N、P等元素,A 正确;C 为蛋白质,蛋白质
中可能存在S、Fe等元素,无 Mg元素,D可能为胆固醇,
胆固醇和性激素都属于固醇,B错误;a、b是 DNA、RNA
的单体(核苷酸),不是生物体内遗传信息的携带者,C是
蛋白质,是生命活动的主要承担者,C错误;酵母细胞中同
时存在 DNA 和 RNA,二者单体d的f和n都有不同之
处,D错误.]
7.ABC [分析图示可知,甲为 DNA 片段,乙为氨基酸结
构,丙为核糖核苷酸,丁为二糖.图丙为核苷酸,其元素
组成与图甲(DNA片段)相同,均为C、H、O、N、P,图甲中
碱基排列顺序表示遗传信息,A 正确;人体中由氨基酸
(乙)组成的大分子化合物(蛋白质)的功能多样性与其结
构多样性相适应,B正确;由图可知,组成丙化合物的单糖
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