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课时跟踪练(3) 蛋白质和核酸
一、选择题
1.科学家在研究和鉴定一些动物谷胱甘肽过氧化物酶的作用时,发现了人体第21种氨基酸——硒代半胱氨酸,其是蛋白质中硒的主要存在位置。人体内硒含量很少,合成硒代半胱氨酸的原料需要不断从食物中获取。下列有关叙述错误的是 ( )
A.硒元素属于微量元素
B.硒位于硒代半胱氨酸的R基中
C.硒代半胱氨酸是非必需氨基酸
D.人体的蛋白质均含有硒
D 解析:并不是所有的蛋白质都含有硒,D错误。
2.蛋白质的结构多种多样,在细胞中承担的功能也是多种多样的。下列叙述错误的是 ( )
A.蛋白质结构的多样性是遗传多样性的表现形式
B.蛋白质所含的肽链可形成复杂多样的空间结构
C.与氨基酸结合,转运氨基酸至核糖体合成肽链
D.与病原体结合,抑制病原体对人体细胞的黏附
C 解析:蛋白质的多样性取决于DNA的多样性,蛋白质是在DNA的指导下合成的,因此蛋白质结构的多样性是遗传多样性的表现形式,A正确;许多蛋白质分子含有多条肽链,它们通过一定的化学键互相结合在一起,形成复杂的空间结构,B正确;将氨基酸运至核糖体的是tRNA,C错误;抗体的化学本质是蛋白质,能与病原体特异性结合,从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附,D正确。
3.下列有关蛋白质结构和功能的说法,正确的是 ( )
A.鸡蛋煮熟后不会和双缩脲试剂发生紫色反应
B.若蛋白质的空间结构改变,则蛋白质一定会变性失活
C.若某种具有催化作用的物质含有C、H、O、N等元素,则该物质一定是蛋白质
D.蛋白质的功能与氨基酸的种类、数目和排列顺序有密切关系
D 解析:鸡蛋煮熟后蛋白质发生变性,蛋白质变性后空间结构发生改变,而肽键没有断裂,因此仍能与双缩脲试剂发生紫色反应,A错误;蛋白质空间结构改变,不一定会失活,如细胞膜上的某些载体蛋白,在转运物质进出细胞时,需要改变其空间结构,B错误;具有催化作用的还可能是RNA,其同样含有C、H、O、N等元素,C错误;蛋白质的功能与氨基酸的种类、数目和排列顺序以及肽链的空间结构有密切关系,D正确。
4.光敏色素是植物体内由两条肽链组成的一种特殊的蛋白质,其功能可受光照影响。据图推测,光照条件能改变光敏色素 ( )
A.肽链中氨基酸的种类
B.肽链中氨基酸的连接方式
C.肽链中氨基酸的排列顺序
D.肽链的空间结构
D 解析:光敏色素是植物体内由两条肽链组成的一种特殊的蛋白质,由图分析可知,光照条件改变,组成蛋白质的氨基酸的种类、连接方式、排列顺序均未发生改变,肽链的空间结构发生了变化,D正确。
5.(2025·云南丽江模拟)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 ( )
种类
氨基酸
R基上的羧基
游离羧基
游离氨基
数目
126
15
17
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
D 解析:该蛋白质共含有17个游离羧基,其中有15个在R基上,说明该蛋白质含有2条肽链,又因为游离氨基总数是17个,所以R基上的氨基有15个,A、C错误;氨基酸经脱水缩合形成蛋白质时,脱去的水中的氧来自氨基酸中的羧基,所以该蛋白质水解时,水分子中的氧参与形成羧基,B错误;合成一分子该蛋白质时脱去水的分子量为(126-2)×18=2 232,D正确。
6.科研人员研究表明,新型冠状病毒的遗传物质为RNA。下列关于新型冠状病毒的叙述,正确的是 ( )
A.将该病毒的核酸彻底水解后,可得到5种碱基、2种五碳糖、1种磷酸
B.该病毒在宿主细胞的核糖体上合成肽链时,需要RNA聚合酶的催化
C.由于该病毒的核酸为单链结构,所以更容易发生变异
D.可在含有碳源、氮源、水、无机盐等营养全面的培养基上培养新型冠状病毒用于科学研究
C 解析:新型冠状病毒只含有RNA一种核酸,RNA彻底水解后,可得到4种碱基(A、U、C、G)、1种五碳糖(核糖)、1种磷酸,A错误;RNA聚合酶催化转录过程,不能催化肽链的形成,B错误;由于该病毒的核酸为单链结构,所以更容易发生变异,C正确;病毒没有细胞结构,不能独立生存,必须用宿主细胞培养,D错误。
7.(2025·广西桂林模拟)生物大分子绝不是简单的长长的线状单链,而是经过反复的盘曲、折叠,保持某种特殊的立体形状,这种立体形状称为构象。别构现象是指某些蛋白质表现其功能时,其构象会发生变化,从而改变了整个分子的性质。下列说法错误的是 ( )
A.酶与底物结合催化底物分解,会发生别构现象
B.离子与通道蛋白结合引起通道蛋白构象改变,从而使离子通道开启
C.DNA甲基化能引起DNA构象的改变,从而控制基因的表达
D.DNA粗提取时通过酒精溶解蛋白质,蛋白质没有发生别构现象
B 解析:酶与底物结合,为了适应底物,酶发生别构现象,执行了催化功能,A正确;离子穿过通道蛋白时,未与通道蛋白结合,通道蛋白并未发生构象改变,B错误;DNA甲基化能引起DNA构象的改变,从而控制基因的表达,C正确;DNA粗提取时通过酒精溶解蛋白质,是因蛋白质在酒精中的溶解度大,蛋白质的构象没有发生改变,D正确。
8.寻找被拐卖妇女儿童亲属的主要方法是做遗传信息鉴定,鉴定检测的是 ( )
A.特定基因位点的含氮碱基种类
B.特定基因位点的脱氧核苷酸排列顺序
C.特定基因位点的核苷酸链数量
D.特定基因位点的脱氧核苷酸种类
B 解析:不同基因的脱氧核苷酸排列顺序不同,因此做遗传信息鉴定时,可以鉴定特定基因位点的脱氧核苷酸排列顺序,B正确。
9.生命建立在生物大分子的基础上。下列关于生物大分子结构的说法,错误的是 ( )
A.多糖、核酸等生物大分子是相应单体的多聚体
B.单体的种类不同导致纤维素和淀粉结构不同
C.蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性
D.DNA分子的多样性是生物多样性的物质基础
B 解析:多糖是单糖的多聚体,核酸是核苷酸的多聚体,A正确;纤维素和淀粉的单体都是葡萄糖,单体种类相同,但由于连接方式不同,所以纤维素和淀粉的结构不同,B错误;结构与功能相适应,蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性,C正确;构成DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序千变万化,从而决定了DNA分子的多样性,基因控制生物的性状,基因通常是具有遗传效应的DNA片段,所以DNA分子的多样性是生物多样性的物质基础,D正确。
10.SREBP蛋白裂解激活蛋白(S蛋白)可协助SREBP前体从内质网转运到高尔基体。该前体在高尔基体中经酶切后,产生具有转录调节活性的N端结构域,随后转运到细胞核,激活下游胆固醇合成途径相关基因的表达。白桦酯醇能特异性结合S蛋白并抑制其活化。下列说法错误的是 ( )
A.S蛋白活化后,空间结构发生变化
B.S蛋白可促进胆固醇合成酶在细胞核内的合成
C.白桦酯醇可减少N端结构域的产生,降低血液中胆固醇的含量
D.SREBP前体从内质网转运到高尔基体需要消耗代谢产生的能量
B 解析:蛋白质的功能取决于其空间结构,S蛋白活化后,功能发生改变,则空间结构发生改变,A正确;S蛋白可以促进胆固醇合成酶的合成,但胆固醇合成酶是在细胞质中的核糖体上合成的,B错误;白桦酯醇可以通过抑制S蛋白活性,减少N端结构域的产生,使与胆固醇合成途径相关的基因不能表达,从而降低血液中胆固醇的含量,C正确;SREBP前体从内质网转运到高尔基体通过囊泡运输,该过程消耗能量,D正确。
11.(2025·云南玉溪模拟)下图表示在细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程,其中A、B、C、D表示生物大分子,D是细胞内的储能物质,b、c、d表示组成对应大分子的单体,下列叙述正确的是 ( )
A.A主要分布在细胞核中,组成它的单体是核糖核苷酸
B.B、C具有多样性是因为b、c种类多样
C.c可以起到信息传递的作用,也可以与双缩脲试剂反应显紫色
D.在植物细胞和动物细胞内D可代表不同物质,但d代表同一物质
D 解析:由图可知,A是DNA,b是核糖核苷酸,B是RNA,c是氨基酸,C是蛋白质(酶),d是单糖,D是多糖。DNA主要分布在细胞核中,组成它的单体是脱氧核苷酸,A错误。B是RNA,RNA具有多样性是因为核糖核苷酸排列顺序具有多样性,一般都含有4种核糖核苷酸;C是蛋白质,蛋白质具有多样性是因为组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构具有多样性,B错误。氨基酸不能起到信息传递的作用,也不可以与双缩脲试剂反应显紫色,C错误。多糖是细胞内的储能物质,在植物细胞和动物细胞内D代表不同物质,前者是淀粉,后者是糖原,但d代表同一物质(葡萄糖),D正确。
12.(2023·全国乙卷改编)生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成,构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键,以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。
单体
连接键
生物大分子
检测试剂或染色剂
葡萄糖
—
①
—
②
③
蛋白质
④
⑤
—
核酸
—
根据表中信息,下列叙述错误的是 ( )
A.①可以是淀粉或糖原
B.②是氨基酸,③是肽键,⑤是碱基
C.②和⑤都含有C、H、O、N元素
D.④可以是双缩脲试剂
B 解析:葡萄糖是多糖的单体,多糖包括淀粉、糖原和纤维素,故①可以是淀粉或糖原,A正确;蛋白质是由单体②氨基酸通过脱水缩合形成③肽键连接而成的,核酸的单体是核苷酸,故⑤是核苷酸,B错误;②氨基酸的基本元素组成是C、H、O、N,⑤核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P,C正确;检测蛋白质的④可以是双缩脲试剂,D正确。
二、非选择题
13.对蛋白质结构与功能的研究是理解生命活动的基础。回答下列与蛋白质相关的问题。
(1)人体内胰岛素的生物合成需要经历前胰岛素原→胰岛素原→胰岛素的过程,为上述过程提供能量的细胞器是________,核糖体以________为模板合成前胰岛素原,胰岛素通过________方式分泌到胞外。
(2)胰岛素与________试剂发生作用,产生紫色反应。
(3)氨基酸的氨基与DNFB试剂结合后,能产生独特的黄色荧光,胰岛素与DNFB结合后再用盐酸完全水解,发现每个胰岛素分子中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸被DNFB标记了,实验结果说明__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
分别用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶处理胰岛素,产生的多肽种类不同,说明不同蛋白酶的专一性不仅体现在只能催化蛋白质或多肽水解,还体现在能识别____________形成的肽键。
(4)我国科学家率先用人工方法合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素。研究发现:将A、B两条肽链分开,胰岛素失去活性;将分别合成的A、B链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
将牛胰岛素注射进糖尿病患者体内,在初期也能起到降血糖作用,但长期注射会引起人体发生免疫排斥反应,请从氨基酸的角度分析引起免疫排斥的可能原因是_____________
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答案:(1)线粒体 mRNA 胞吐
(2)双缩脲
(3)胰岛素分子由两条肽链组成(两条肽链一端的氨基酸分别是甘氨酸和苯丙氨酸) 不同氨基酸
(4)A、B链结合形成特定的空间结构,胰岛素分子才具有生物活性 牛胰岛素和人胰岛素的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同
解析:(1)细胞内为各项生命活动提供能量的细胞器是线粒体;核糖体以mRNA为模板合成前胰岛素原;胰岛素(分泌蛋白)通过胞吐方式分泌到胞外。(2)胰岛素(化学本质是蛋白质)与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。(3)每个胰岛素分子中只有一个甘氨酸和一个苯丙氨酸被DNFB标记了,说明胰岛素分子由两条肽链组成(两条肽链一端的氨基酸分别是甘氨酸和苯丙氨酸)。用不同蛋白酶处理胰岛素得到的多肽种类不同,说明不同蛋白酶的专一性不仅体现在只能催化蛋白质或多肽水解,还体现在能识别不同氨基酸形成的肽键。(4)将分别合成的A、B链在适宜条件下混合,能形成具有活性的胰岛素,这说明A、B链结合形成特定的空间结构,胰岛素分子才具有生物活性。长期注射牛胰岛素会引起人体发生免疫排斥反应,从氨基酸的角度分析,引起免疫排斥的可能原因是牛胰岛素和人胰岛素的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。
14.高赖氨酸血症是由于AASS基因突变引起的氨基酸代谢紊乱疾病,会导致患者生长发育迟缓,科研人员对其发病机理进行了相关研究。
(1)据图1分析,谷氨酸是人体必需氨基酸还是非必需氨基酸?请作出判断,并说明理由:________________________________________________________________________
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(2)AASS基因表达的AASS蛋白包括LKR和SDH两个功能区,请据图推测LKR区的作用:________________________________________________________________________
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(3)为研究高赖氨酸血症发病机理,科研人员进行了实验研究。显微观察显示,患病小鼠会出现线粒体异常增大现象,实验测定了SDH异常小鼠相关生化指标,结果如图2和图3所示。结合显微观察,依据实验结果推测高赖氨酸血症发病机理:____________________
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(4)综合赖氨酸代谢途径和上述研究,若最终研究结果与上述推测一致,请你为高赖氨酸血症提供两种治疗思路:__________________________________________________________
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答案:(1)谷氨酸是非必需氨基酸,因为人体细胞能够利用已有物质进行合成
(2)催化赖氨酸与α酮戊二酸形成酵母氨酸
(3)SDH异常导致线粒体内酵母氨酸积累,使线粒体异常增大,导致线粒体功能受损,耗氧量下降,从而出现代谢紊乱
(4)将正常的AASS基因导入患者线粒体;减少赖氨酸的摄取;特异性抑制线粒体上运输赖氨酸的载体的功能;抑制LKR活性
解析:(1)据图1分析,谷氨酸能在人体内利用酵母氨酸合成,故为非必需氨基酸。(2)据图1分析,AASS基因表达的AASS蛋白包括LKR和SDH两个催化功能区,其中LKR催化赖氨酸与α酮戊二酸形成酵母氨酸,该产物在SDH催化下被分解为谷氨酸和α氨基己二酸半醛。(3)结合图示信息及实验结果分析,推测高赖氨酸血症发病机理是SDH异常导致线粒体内酵母氨酸积累,使线粒体异常增大,导致线粒体功能受损,耗氧量下降,从而出现代谢紊乱。(4)可通过将正常的AASS基因导入患者线粒体;减少赖氨酸的摄取;特异性抑制线粒体上运输赖氨酸的载体的功能;抑制LKR活性等方法治疗高赖氨酸血症。
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