資源簡介

【備考2024】一輪新人教版生物學學案
第一單元　細胞及其分子組成
第3講　蛋白質和核酸
考點1　蛋白質是生命活動的主要承擔者
一、組成蛋白質的氨基酸及其種類
二、蛋白質的結構和功能的多樣性
1．多肽的形成及過程
(1)過程a名稱：脫水縮合；場所：核糖體。
(2)物質b：二肽。多個氨基酸發生a過程形成的產物被稱為多肽。
(3)結構c：肽鍵。
(4)H2O中H原子的來源：H來自相鄰氨基酸的氨基(—NH2)和羧基(—COOH)；O來自羧基(—COOH)。
(5)由n個氨基酸形成的一條肽鏈上至少有1個游離的氨基和1個游離的羧基，分別位于肽鏈的兩端；其余的氨基(或羧基)在R基上。
2．蛋白質結構多樣性與功能多樣性的關系
1．從某些動物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術縫合線。手術后過一段時間，這種縫合線可以被人體組織吸收。為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？(必修1　P28“問題探討”)
提示：縫合線的膠原蛋白能被分解為可被人體吸收的氨基酸。
2．長期以玉米為主食的人容易因賴氨酸缺乏而導致疾病，請分析原因。(必修1　P30“與社會的聯系”)
提示：賴氨酸為必需氨基酸，人體不能合成，只能從食物中攝取才能保證正常生命活動，玉米中不含賴氨酸，因此長期以玉米為主食的人容易因賴氨酸缺乏而患病。
3．吃熟雞蛋、熟肉容易消化，道理是什么？(必修1　P32“與社會的聯系”)
提示：高溫使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
1．具有氨基和羧基的化合物，都是構成人體蛋白質的氨基酸。 (×)
提示：構成人體蛋白質的氨基酸都至少含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。
2．非必需氨基酸不能在人體細胞內合成。 (×)
提示：不能在人體細胞內合成的是必需氨基酸。
3．細胞中氨基酸種類和數量相同的蛋白質是同一種蛋白質。 (×)
提示：氨基酸的排列順序和多肽鏈形成的空間結構不同，蛋白質的結構也不同。
4．血紅蛋白中不同肽鏈之間通過肽鍵連接。 (×)
提示：血紅蛋白的不同肽鏈之間的化學鍵不是肽鍵，而是其他的化學鍵。
5．蛋白質肽鏈的盤曲和折疊被解開時，其特定功能并未發生改變。 (×)
提示：蛋白質的空間結構被破壞，其特定功能會改變。
6．在蛋白酶的作用下，蛋白質水解過程中肽鍵斷裂。 (√)
1．蛋白質變性后還可用雙縮脲試劑檢測嗎？請說明理由。____________________
_____________________________________________________________________。
提示：能，因為蛋白質變性后其特定的空間構象被破壞，但沒有破壞肽鍵
2．胰島素在核糖體上合成后還不具有降低血糖的生物學活性，請從蛋白質的結構方面分析其原因：____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：核糖體上合成的多肽只有經過盤曲折疊形成具有特定空間結構和功能的蛋白質后才能行使正常的生理功能
1．蛋白質的變性和水解辨析
2．常考蛋白質的分布和功能
特別提醒：載體與受體的區別
載體是協助物質運輸的蛋白質，如血紅蛋白是運輸氧的載體，細胞膜上有運輸葡萄糖、Na＋、K＋等的載體蛋白；受體是接受信號分子的蛋白質，如神經遞質受體、激素受體，其主要作用是實現細胞間信息交流。
1．下圖表示多肽鏈加工成胰島素的過程，“信號肽”是引導新合成的肽鏈向分泌通路轉移的短肽鏈，C肽是胰島素原生成胰島素時的等分子離解產物。
(1)核糖體上合成的肽鏈，在加工成胰島素過程中，要切掉兩段肽鏈，切掉兩段肽鏈需要什么酶？
(2)切掉信號肽序列和C肽的場所是什么？
提示：(1)蛋白酶。
(2)切掉信號肽序列和C肽的場所分別是內質網和高爾基體。
2．L 天冬酰胺是人體的非必需氨基酸。研究發現L 天冬酰胺酶能將L 天冬酰胺分解，而淋巴瘤細胞自身不能合成該氨基酸，導致增殖被抑制。研究人員做了如下實驗，根據實驗結果實驗者確定L 天冬酰胺酶是一種理想的抗淋巴瘤藥物，那么實驗者對①②③④的測定結果是什么？
實驗分組 L 天冬酰胺含量
培養液 細胞內
實驗組：培養液＋L 天冬酰胺酶＋淋巴瘤細胞 ① ②
對照組：培養液＋L 天冬酰胺酶＋正常細胞 ③ ④
提示：①②③沒有檢測到L 天冬酰胺，④檢測到了L 天冬酰胺。
考查組成蛋白質的氨基酸和多肽
1．下列有關組成蛋白質的氨基酸的敘述，錯誤的是(　　)
A．酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產生取決于R基的不同
B．評價食物中蛋白質成分的營養價值時，人們格外注重必需氨基酸的含量
C．食物中豐富的蛋白質經過消化和吸收直接增加了體內蛋白質的種類
D．并非每種蛋白質水解后均可得到21種氨基酸
C　[氨基酸的結構通式為，它們彼此間的差異主要在于R基的不同，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產生取決于R基的不同，A正確；有8種氨基酸是人體細胞不能合成的，必須從外界環境中直接獲取，如賴氨酸等，這些氨基酸叫作必需氨基酸，因此，在評價各種食品中蛋白質成分的營養價值時，人們格外注重氨基酸尤其是必需氨基酸的含量，B正確；食物中的蛋白質，需要經過消化成氨基酸才能被吸收到身體內，故不能直接增加體內蛋白質的種類，C錯誤；組成蛋白質的氨基酸是21種，但每種蛋白質的氨基酸不一定都是21種，D正確。]
2．(2022·江蘇南通質量檢測)催產素是由下丘腦神經細胞合成的九肽類激素，具有催產及使乳腺排乳的作用。下圖為催產素結構簡式。據此判斷下列有關敘述正確的是(　　)
A．催產素中含有9個肽鍵
B．催產素徹底水解后共得到8種氨基酸
C．催產素徹底水解需要9個水
D．形成催產素的過程中相對分子量減少了144
B　[由圖分析可知催產素環狀結構是由二硫鍵形成的，其為鏈狀九肽，共有8個肽鍵，A錯誤；由圖可知，催產素含有8種氨基酸，因此催產素徹底水解后共得到8種氨基酸，B正確；由于催產素中含有8個肽鍵，因此催產素徹底水解需要8個水，C錯誤；氨基酸脫水縮合形成催產素過程脫去的水分子數目是8個，1個二硫鍵脫去2個H，因此相對分子量減少8×18＋2＝146，D錯誤。]
考查蛋白質的結構和功能
3．(2021·遼寧選擇性考試)蛋白質是生命活動的主要承擔者。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．葉綠體中存在催化ATP合成的蛋白質
B．胰島B細胞能分泌調節血糖的蛋白質
C．唾液腺細胞能分泌水解淀粉的蛋白質
D．線粒體膜上存在運輸葡萄糖的蛋白質
D　[葉綠體類囊體薄膜是進行光合作用的場所，能合成ATP，則存在催化ATP合成的酶，其本質是蛋白質，A正確；胰島B細胞能分泌胰島素，降低血糖，胰島素的化學本質是蛋白質，B正確；唾液腺細胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶屬于分泌蛋白，能水解淀粉，C正確；葡萄糖分解的場所在細胞質基質，線粒體膜上不存在運輸葡萄糖的蛋白質，D錯誤。]
4．(2021·湖南選擇性考試)某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．這些蛋白質磷酸化和去磷酸化過程體現了蛋白質結構與功能相適應的觀點
B．這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失，不影響細胞信號傳遞
C．作為能量“貨幣”的ATP能參與細胞信號傳遞
D．蛋白質磷酸化和去磷酸化反應受溫度的影響
B　[蛋白質在磷酸化和去磷酸化過程中，通過構象改變發揮相應的功能，能夠體現蛋白質結構與功能相適應的觀點，A正確；這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失，會導致這些蛋白質不能發生磷酸化和去磷酸化，不能參與細胞信號傳遞，B錯誤；由題圖可知，在蛋白質磷酸化過程中，ATP為蛋白質提供磷酸基團，參與了細胞信號傳遞，C正確；蛋白質磷酸化和去磷酸化反應均屬于酶促反應，受溫度的影響，D正確。]
考點2　核酸是遺傳信息的攜帶者
一、核酸的結構層次
二、DNA和RNA的組成成分比較
1．相同成分：含氮堿基A、G、C和磷酸。
2．不同成分
三、核酸的功能與分布
1．
2．
四、DNA分子的多樣性和特異性
1．多樣性：組成DNA分子的脫氧核苷酸雖然只有4種，但是如果數量不限，在連成長鏈時，排列順序是極其多樣的，所以DNA分子具有多樣性。
2．特異性：每個DNA分子的4種脫氧核苷酸的比例和排列順序是特定的，其特定的脫氧核苷酸排列順序代表了特定的遺傳信息。
五、生物大分子以碳鏈為骨架
1．生物大分子是由許多基本組成單位連接而成的，這些基本單位稱為單體。每一個單體都以碳鏈為基本骨架。生物大分子由許多單體連接成多聚體。常見的多聚體是多糖、蛋白質和核酸等，相應的單體是葡萄糖、氨基酸和核苷酸等。
2．生命的核心元素是碳。
1．DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息的原因是什么？DNA鑒定技術還可以應用在哪些方面？(必修1　P34“問題探討”)
提示：DNA是遺傳物質，而每個人的遺傳物質與別人不同。研究人類起源、不同類群生物的親緣關系。
2．多糖和核酸都是由許多單體組成的多聚體，核酸能攜帶遺傳信息，但多糖不能，原因是什么？(必修1　P38“復習與提高”)
提示：核酸分子中4種脫氧核苷酸(或核糖核苷酸)在數量、排列順序上會千差萬別，從而能夠承擔起攜帶遺傳信息的功能。構成多糖的單體是葡萄糖，無論多少個葡萄糖構成的多糖，它的順序沒有變化。
1．DNA和RNA的堿基組成相同，五碳糖不同。 (×)
提示：RNA中不含有T，DNA中不含有U。
2．細胞中的DNA一定有氫鍵，RNA一定沒有氫鍵。 (×)
提示：tRNA中有氫鍵。
3．同一生物體的不同細胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同。 (√)
4．只有細胞內的核酸是攜帶遺傳信息的物質。 (×)
提示：病毒的核酸也是攜帶遺傳信息的物質。
5．真核生物以DNA為遺傳物質，部分原核生物以RNA為遺傳物質。 (×)
提示：細胞生物的遺傳物質都是DNA。
6．核酸和蛋白質都具有物種的特異性，核苷酸和氨基酸也具有物種特異性。 (×)
提示：核苷酸和氨基酸不具有物種的特異性。
1．核酸的主要功能是__________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有重要作用
2．碳是“生命的核心元素”的原因是__________________________。
提示：生物大分子都以碳鏈為基本骨架
1．核酸與蛋白質的比較
項目 核酸 蛋白質
DNA RNA
元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等
組成單位 脫氧核苷酸(4種) 核糖核苷酸(4種) 氨基酸(21種)
形成場所 主要在細胞核中復制產生 主要在細胞核中轉錄生成 核糖體
分子結構 一般為雙螺旋結構 一般為單鏈結構 氨基酸→多肽→蛋白質
結構多樣性的決定因素 核苷酸的數量及排列順序 氨基酸的種類、數量、排列順序以及多肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別
聯系 核酸控制蛋白質的合成
(1)DNA多樣性、蛋白質多樣性和生物多樣性的關系
①生物多樣性的根本原因是基因(遺傳)的多樣性。
②生物多樣性的直接原因是蛋白質的多樣性。
(2)核DNA、mRNA、蛋白質的“相同”與“不同”
2．有機物初步水解產物、徹底水解產物和代謝終產物
1．蛋白質和核酸是最重要的兩類生命物質，由蛋白質和核酸結合形成的結構有哪些？由蛋白質和核酸結合共同完成的生命活動有哪些？
提示：蛋白質和核酸結合形成的結構：病毒、染色體、核糖體。由蛋白質和核酸結合共同完成的生命活動：DNA復制、RNA復制、轉錄、逆轉錄、翻譯等。
2．研究者先讓一組海蝸牛在接觸幾次電擊后，發現這些海蝸牛能學會利用長時間蜷縮的方式保護自己，而另外一組沒有經過電擊的海蝸牛則沒有類似的防御行為。提取前者腹部神經元的RNA注射到后者頸部，發現原本沒有受過電擊的海蝸牛也“學會”了防御，而再設置對照組則發現沒有此現象。請問對照組的實驗應該怎樣設置？該實驗說明了什么問題？
提示：對照組的實驗應是提取沒有受過電擊的海蝸牛腹部神經元的RNA注射到沒有受過電擊的海蝸牛頸部。本實驗說明了特定的RNA可以使海蝸牛“獲得”記憶。
考查核酸的種類、分布和功能
1．(2022·河南天一大聯考)如圖是構成核酸的兩種核苷酸及它們形成的核苷酸鏈(N表示某種堿基)。下列有關敘述正確的是(　　)
甲　　　　　　　乙　　　　　　 丙
A．動物細胞的核酸中堿基種類有8種
B．若丙中N為T，則丙的基本組成單位是乙
C．若丙中N為U，則不可儲存遺傳信息
D．顫藍細菌的遺傳信息儲存在甲的排列順序中
D　[動物細胞內含有DNA和RNA兩種核酸，DNA和RNA中堿基種類共有5種(A、T、C、G、U)，A錯誤；若丙中N為T，則該鏈屬于DNA鏈，DNA的基本組成單位是甲(脫氧核苷酸)，B錯誤；若丙中N為U，則該鏈屬于RNA鏈，RNA鏈也可儲存遺傳信息，如HIV的遺傳信息儲存于其RNA分子中，C錯誤；顫藍細菌的遺傳物質為DNA，DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序儲存著遺傳信息，D正確。]
2．(2022·廣東惠州檢測)核酸是遺傳信息的攜帶者。下列有關核酸的組成和分布的表述錯誤的是(　　)
A．核酸在生物體的蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用
B．核酸是生物的遺傳物質，僅存在于細胞核中
C．刑偵人員可通過DNA指紋獲取嫌疑人信息的根本原因是遺傳信息儲存在DNA分子中
D．人體細胞中的核酸含有2種五碳糖、5種堿基
B　[核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用，A正確；核酸是生物的遺傳物質，主要存在于細胞核中，B錯誤；DNA能攜帶遺傳信息，可通過DNA指紋獲取嫌疑人信息，C正確；人體細胞中的核酸包括DNA和RNA，共含有2種五碳糖、5種堿基，D正確。]
核酸和蛋白質的綜合考查
3．(2021·江蘇選擇性考試)核酸和蛋白質都是重要的生物大分子，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．組成元素都有C、H、O、N
B．細胞內合成新的分子時都需要模板
C．在細胞質和細胞核中都有分布
D．高溫變性后降溫都能緩慢復性
D　[核酸的組成元素為C、H、O、N、P，蛋白質的組成元素為C、H、O、N等，故組成元素都有C、H、O、N，A正確；核酸和蛋白質的合成都需要模板，合成DNA以DNA分子的兩條鏈為模板，合成RNA以DNA的一條鏈為模板，合成蛋白質以mRNA為模板，B正確；核酸和蛋白質在細胞質和細胞核中都有分布，DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中，C正確；DNA經高溫變性后降溫能緩慢復性，蛋白質經高溫變性后，降溫不能復性，D錯誤。]
4．(2022·山東濰坊聯考)下列關于蛋白質和核酸的敘述，不正確的是(　　)
A．生物體內酶的合成都需要核酸和蛋白質參與
B．蛋白質和核酸的合成均需要對方參與
C．蛋白質和核酸徹底水解得到的都是各自的單體
D．核酸的多樣性決定了蛋白質的多樣性
C　[多數酶是蛋白質，少數酶是RNA，蛋白質和RNA的合成都需要核酸和蛋白質(酶)的參與，A項正確；蛋白質的合成需要DNA和RNA的參與，DNA或RNA的合成需要蛋白質(酶)的參與，B項正確；蛋白質徹底水解得到的是其單體——氨基酸，核酸徹底水解得到的是五碳糖、堿基和磷酸，不是它的單體，C項錯誤；蛋白質是核酸控制合成的，因此核酸的多樣性決定了蛋白質的多樣性，D項正確。]
綜合考查生物大分子
5．(2021·河北選擇性考試模擬)生物大分子之間的相互結合在生物體的生命活動中發揮重要作用。下列敘述正確的是(　　)
A．蛋白質與DNA結合后都能調控基因表達
B．RNA聚合酶與起始密碼子結合啟動轉錄的起始
C．RNA與蛋白質的結合在細胞生物中普遍存在
D．DNA與RNA的結合可發生在HIV中
C　[DNA和DNA水解酶結合后無法調控基因表達，A錯誤；RNA聚合酶是結合在啟動子上的，從轉錄復合體組裝開始轉錄，B錯誤；RNA主要分為mRNA、tRNA和rRNA，rRNA與蛋白質組成核糖體，在翻譯過程中mRNA、tRNA都至少與核糖體結合，所以RNA與蛋白質的結合在細胞生物中普遍存在，C正確；HIV是艾滋病病毒，病毒沒有細胞結構，是異養生物，病毒只有寄生在其他生物的活細胞中利用宿主細胞內的代謝系統和營養物質才能進行生命活動，所以DNA與RNA的結合發生在宿主細胞中，D錯誤。故選C。]
6．(2022·福建廈門質檢)如圖表示在細胞內發生的一系列生物大分子的合成過程，其中A、B、C、D表示生物大分子，D是細胞內的儲能物質，b、c、d表示組成對應大分子的單體，下列敘述正確的是(　　)
A．A主要分布在細胞核中，組成它的單體是核糖核苷酸
B．B、C具有多樣性是因為b、c種類多樣
C．c可以起到信息傳遞的作用，也可以與雙縮脲試劑反應顯紫色
D．在植物細胞和動物細胞內D可代表不同物質，但d代表同一物質
D　[A是DNA，主要分布在細胞核中，組成它的單體是脫氧核苷酸，A錯誤；B是RNA，RNA具
有多樣性是因為核糖核苷酸排列順序具有多樣性，C是蛋白質，蛋白質具有多樣性是因為組成蛋白質的氨基酸種類、數目、排列順序和蛋白質空間結構具有多樣性，B錯誤；c是氨基酸，不能起到信息傳遞的作用，也不可以與雙縮脲試劑反應顯紫色，C錯誤；D是細胞內的儲能物質，在植物細胞內和在動物細胞內D代表不同物質，前者是淀粉，后者是糖原，但d代表同一物質葡萄糖，D正確。]
　常見的核酸—蛋白質復合體
1．核心概念
(1)(必修1 P30)脫水縮合是一個氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一個氨基酸分子的氨基(—NH2)相連接，同時脫去一分子水的過程。
(2)(必修1 P30)連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫作肽鍵；由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物叫作二肽。
(3)(必修1 P32)蛋白質變性是指蛋白質在某些物理和化學因素作用下其特定的空間構象被破壞，從而導致其理化性質的改變和生物活性喪失的現象。
2．結論語句
(1)(必修1 P29)組成蛋白質的氨基酸的共同特點是每種氨基酸分子都至少含有一個氨基和一個羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。
(2)(必修1 P30)由多個氨基酸縮合而成的，含有多個肽鍵的化合物，叫作多肽。多肽通常呈鏈狀結構，叫作肽鏈。由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結構的蛋白質分子。
(3)(必修1 P31)在細胞內，組成一種蛋白質的氨基酸數目可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時，不同種類氨基酸的排列順序千變萬化，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別，是蛋白質結構具有多樣性的直接原因。　(4)(必修1 P35)脫氧核苷酸的排列順序儲存著生物的遺傳信息，DNA分子是儲存、傳遞遺傳信息的生物大分子；部分病毒的遺傳信息儲存在RNA中。
(5)(必修1 P35)核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。
1．(2022·湖南選擇性考試)膠原蛋白是細胞外基質的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列敘述正確的是(　　)
A．膠原蛋白的氮元素主要存在于氨基中
B．皮膚表面涂抹的膠原蛋白可被直接吸收
C．膠原蛋白的形成與內質網和高爾基體有關
D．膠原蛋白比蛋清蛋白的營養價值高
C　[蛋白質的氮元素主要存在于“—NH—CO—”中，A錯誤；膠原蛋白為生物大分子物質，涂抹于皮膚表面不能被直接吸收，B錯誤；內質網是蛋白質的合成、加工場所和運輸通道，高爾基體主要是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝，膠原蛋白的形成與核糖體、內質網、高爾基體有關，C正確；由題可知，膠原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人體需要從食物中獲取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，因此并不能說明膠原蛋白比蛋清蛋白的營養價值高，D錯誤。]
2．(2022·湖南選擇性考試)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外，加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
天然狀態　　部分解折疊　　完全解折疊
A．堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活
B．加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的
C．添加酶穩定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果
D．添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環境污染
B　[由題“部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活”可知，堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活，A正確；由圖可知，加熱導致堿性蛋白酶由天然狀態變為部分解折疊，部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復到天然狀態，因此加熱導致堿性蛋白酶構象的改變是可逆的，B錯誤；堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，而且加熱也能使堿性蛋白酶失活，會降低堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果，添加酶穩定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果，C正確；加酶洗衣粉可以降低表面活性劑的數量，減少洗滌劑使用量，使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發展，減少對環境的污染，D正確。]
3．(2021·遼寧選擇性考試)科研人員發現，運動能促進骨骼肌細胞合成FDC5蛋白，該蛋白經蛋白酶切割，產生的有活性的片段被稱為鳶尾素。鳶尾素作用于白色脂肪細胞，使細胞中線粒體增多，能量代謝加快。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．脂肪細胞中的脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染色
B．鳶尾素在體內的運輸離不開內環境
C．蛋白酶催化了鳶尾素中肽鍵的形成
D．更多的線粒體利于脂肪等有機物的消耗
C　[脂肪可被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色，A正確；有活性的片段鳶尾素通過體液運輸作用于脂肪細胞，促進脂肪細胞的能量代謝，B正確；蛋白酶切割FDC5蛋白形成有活性的鳶尾素片段，蛋白酶催化肽鍵的斷裂，C錯誤；線粒體是有氧呼吸的主要場所，脂肪細胞線粒體增多，有利于脂肪細胞消耗更多的脂肪，D正確。]
4．(2021·全國甲卷)已知①酶、②抗體、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸，都是人體內有重要作用的物質。下列說法正確的是(　　)
A．①②③都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳鏈為骨架
C．①②⑥都是由含氮的單體連接成的多聚體
D．④⑤⑥都是人體細胞內的主要能源物質
C　[①酶的化學本質是蛋白質或RNA，②抗體的化學本質是蛋白質，③激素的化學本質是多肽及蛋白質、氨基酸類衍生物和固醇等，只有多肽及蛋白質是由氨基酸通過肽鍵連接而成的，RNA、固醇類激素等不是通過肽鍵連接而成的，A錯誤；③激素中氨基酸類衍生物和固醇等不屬于生物大分子，④糖原屬于生物大分子，⑤脂肪的相對分子質量較小，不屬于生物大分子，B錯誤；①酶的化學本質是蛋白質或RNA，其基本單位是氨基酸或核苷酸，都含氮元素，②抗體屬于蛋白質，其基本單位是氨基酸，含氮元素，⑥核酸包括DNA和RNA，其基本單位是核苷酸，含氮元素，C正確；④糖原屬于多糖，糖類是生物體主要的能源物質，⑤脂肪是細胞內良好的儲能物質，不是主要能源物質，⑥核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，不是能源物質，D錯誤。]
5．(2020·江蘇高考)下列關于細胞中生物大分子的敘述，錯誤的是(　　)
A．碳鏈是各種生物大分子的結構基礎
B．糖類、脂質、蛋白質和核酸等有機物都是生物大分子
C．細胞利用種類較少的小分子脫水縮合成種類繁多的生物大分子
D．細胞中生物大分子的合成需要酶來催化
B　[生物大分子都以碳鏈為基本骨架，A正確；多糖、蛋白質和核酸等有機物都是生物大分子，單糖、二糖以及脂質等不屬于生物大分子，B錯誤；種類繁多的生物大分子是以小分子為基本組成單位通過脫水縮合而成的，C正確；細胞中生物大分子的合成需要酶來催化，D正確。]
6．(2020·北京等級考)蛋白質和DNA是兩類重要的生物大分子，下列對兩者共性的概括不正確的是(　　)
A．組成元素含有C、H、O、N
B．由相應的基本結構單位構成
C．具有相同的空間結構
D．體內合成時需要模板、能量和酶
C　[蛋白質的基本組成元素是C、H、O、N，DNA的基本組成元素是C、H、O、N、P，故兩者組成元素都含有C、H、O、N，A正確；蛋白質的基本組成單位是氨基酸，DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，兩者都由相應的基本結構單位構成，B正確；蛋白質具有多種多樣的空間結構，DNA具有相同的空間結構，C錯誤；蛋白質和DNA在體內合成時都需要模板、能量和酶，D正確。]
課時分層作業(三)　蛋白質和核酸
1．(2022·山西長治檢測)如圖表示新冠病毒兩種重要化合物的化學組成關系。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．a的種類為4種，b的種類約有21種
B．大分子A能與雙縮脲試劑發生紫色反應
C．大分子B中含有堿基U，不含堿基T
D．大分子B中儲存著新冠病毒的遺傳信息
A　[a是氨基酸，種類約為21種，b是核糖核苷酸，種類有4種，A錯誤；大分子A是蛋白質，能與雙縮脲試劑發生紫色反應，B正確；大分子B是RNA，含有堿基U，不含堿基T，C正確；大分子B是RNA，儲存著新冠病毒的遺傳信息，D正確。]
2．(2022·北京石景山期末)人體消化道中含有多種蛋白酶和肽酶，下圖表示這些酶的作用位點。下列敘述不正確的是(　　)
注：R1～R4代表幾種特殊類型氨基酸的R基。
A．圖示體現消化酶具有專一性
B．圖中消化酶的作用位點均為肽鍵
C．圖中消化酶發揮作用時需消耗水
D．圖中消化酶均可在小腸內發揮作用
D　[圖示中不同消化酶均作用特定的氨基酸之間的肽鍵，體現消化酶具有專一性，A正確；圖中不同消化酶的作用位點均為氨基酸與氨基酸之間脫水縮合形成的肽鍵，B正確；圖中消化酶發揮作用時是水解反應，需消耗水，C正確；圖中胃蛋白酶不可在小腸內發揮作用，因為小腸中pH過高，會使其變性失活，D錯誤。]
3．(2022·廣東韶關檢測)有氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質合成谷氨酸。谷氨酸經過人們的進一步加工成為谷氨酸鈉——味精。下列敘述正確的是(　　)
A．葡萄糖能轉化成谷氨酸，組成它們的化學元素相同
B．葡萄糖和谷氨酸都是以碳原子構成的碳鏈為基本骨架
C．谷氨酸棒狀桿菌能在線粒體中將葡萄糖氧化分解供能
D．味精是從天然微生物中直接提取的無害食品添加劑
B　[葡萄糖的元素組成是C、H、O，谷氨酸的元素組成是C、H、O、N，組成元素并不相同，A錯誤；葡萄糖是多糖的單體，氨基酸(谷氨酸)是蛋白質的單體，每個單體以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架，B正確；線粒體中沒有分解葡萄糖的酶，不能分解葡萄糖，谷氨酸棒狀桿菌是原核生物，沒有線粒體，C錯誤；據題意可知，味精是谷氨酸經過人們的進一步加工成為谷氨酸鈉，不是直接提取的，D錯誤。]
4．(2022·河北九師聯盟)下列有關真核細胞中核酸和蛋白質的敘述，正確的是(　　)
A．唾液腺細胞分泌的唾液淀粉酶通過胞吐進入內環境
B．活細胞不能被臺盼藍染色，說明細胞膜的結構完整
C．細胞核內的DNA和RNA被徹底水解可得到6種產物
D．細胞核內核酸的合成過程需要蛋白質參與，不消耗ATP
B　[唾液腺細胞分泌的唾液淀粉酶進入口腔中，沒有進入內環境中，A錯誤；細胞膜具有控制物質進出的功能，細胞膜結構完整時，活細胞不能被臺盼藍染液染色，B正確；DNA和RNA徹底水解得到的產物有8種，分別是2種五碳糖、1種磷酸和5種堿基，C錯誤；核內核酸的合成過程需要酶的催化，而酶的成分主要是蛋白質，因此核內核酸的合成需要蛋白質參與且消耗ATP，D錯誤。]
5．(2022·廣東廣州模擬)組成細胞的元素和化合物是細胞結構的物質基礎，體現了生命觀念中的物質觀、結構與功能觀。下列關于細胞中的元素與化合物的敘述，正確的是(　　)
A．葉肉細胞吸收的氮元素可用于合成葉綠素、ATP和酶
B．蛋白質與核酸的多樣性與二者空間結構的多樣性有關
C．在細胞中能運輸氨基酸的物質都是蛋白質
D．脂肪是儲能物質，也是構成動物細胞膜的重要成分
A　[酶的化學本質是蛋白質或RNA，葉綠素、ATP和酶中都含有氮元素，即葉肉細胞吸收的氮元素可用于合成葉綠素、ATP和酶，A正確；蛋白質與核酸均以碳鏈為骨架，均具有多樣性，前者與其空間結構的多樣性有關，后者與其空間結構無關，核酸包括DNA和RNA，其結構都是特定的，核酸的多樣性與核苷酸的排列順序有關，B錯誤；在細胞中能運輸氨基酸的物質不一定都是蛋白質，如在翻譯過程中，運輸氨基酸的載體是tRNA，C錯誤；脂肪是儲能物質，但不是構成動物細胞膜的重要成分，脂質中的磷脂和膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分，D錯誤。]
6．(2023·武漢重點中學聯考)20世紀60年代，有人提出：在生命起源之初，地球上可能存在一個RNA世界。在原始生命中，RNA既承擔著遺傳信息載體的功能，又具有催化化學反應的作用。請回答以下問題：
(1)RNA可以作為遺傳物質，其具有的相應特點是________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(至少寫出兩點)。
(2)科學家在原生動物四膜蟲等生物中發現了核酶(具有催化活性的RNA)。
①核酶的基本單位是________。
②作為酶，核酶也具有專一性。酶的專一性是指_________________。
③有一種名為L19RNA的核酶，其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸鏈，其作用底物是富含嘧啶的核苷酸鏈，由此推測其專一性是通過__________________來實現的。研究發現，L19RNA可以催化某些RNA的切割和連接，其切割和連接這些底物時與________鍵的破壞與形成有關。
[解析]　(1)RNA中的核糖核苷酸的排列順序可以代表遺傳信息，可以控制蛋白質的合成，RNA也可以復制，因此RNA可以作為遺傳物質。
(2)①核酶是具有催化活性的RNA，因此其基本單位是核糖核苷酸。②酶的特點之一是具有專一性，酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或一類化學反應。③L19RNA核酶的活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸鏈，其作用底物是富含嘧啶的核苷酸鏈，嘌呤和嘧啶間可以通過堿基互補配對形成氫鍵來實現其專一性，RNA的核糖核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連接，因此L19RNA可以催化某些RNA的切割和連接，其切割和連接這些底物時與磷酸二酯鍵的破壞與形成有關。
[答案]　(1)可以復制；核糖核苷酸的排列順序可以儲存遺傳信息；可以指導蛋白質合成，能產生變異
(2)核糖核苷酸　每一種酶只能催化一種或一類化學反應　核酶與底物間通過堿基互補配對形成氫鍵　磷酸二酯
7．(2022·華南師大附中月考)抗體酶是具有催化能力的免疫球蛋白，又稱為催化性抗體。如圖所示，某些抗體酶可以特異性地識別癌細胞表面的特殊抗原，并催化無活性藥物前體的轉化反應，可用于靶向治療癌癥。則下列敘述正確的是(　　)
A．抗體酶在核糖體上合成，經內質網和高爾基體加工后才能發揮作用
B．溫度過高或過低均會使抗體酶變性失活
C．將抗體酶和雙縮脲試劑混合，需要水浴加熱后才出現紫色反應
D．抗體酶的專一性僅體現在抗體結構域與抗原的結合
A　[抗體酶屬于分泌蛋白，在核糖體上合成后需要經過內質網和高爾基體加工后才能發揮作用，A正確；低溫會抑制酶的活性，但不會使酶變性失活，B錯誤；抗體酶的化學本質是蛋白質，蛋白質與雙縮脲試劑反應呈紫色，該過程不需要水浴加熱，C錯誤；抗體酶具有專一性，既體現在抗體結構域與抗原的結合，又體現在底物結合的部位，D錯誤。]
8．(2022·廣東佛山質檢)在真核細胞的細胞質基質中，有一種識別并降解錯誤折疊或不穩定蛋白質的機制，即泛素—蛋白酶體途徑，其中泛素為一種小分子球蛋白，蛋白酶體則是一種具有多種蛋白酶活性的大分子復合體，具體過程如圖所示。下列分析錯誤的是(　　)
A．該途徑中泛素識別并標記靶蛋白，蛋白酶體降解靶蛋白
B．酶1、酶2、酶3參與泛素分子活化和轉移過程
C．該過程需要依賴線粒體、內質網和高爾基體的密切配合
D．泛素以及靶蛋白降解的產物可被細胞重復利用
C　[根據圖示可知，泛素對靶蛋白進行識別，若靶蛋白錯誤折疊或不穩定則會被泛素標記，然后被蛋白酶體降解，A正確；根據圖示可知，泛素識別胞質靶蛋白是否錯誤折疊或不穩定，并轉移到胞質靶蛋白上，需要酶1、酶2、酶3的參與，B正確；根據圖示可知，泛素—蛋白酶體途徑需要ATP和酶的作用，且酶在細胞內起作用，推測需要線粒體、核糖體，不需要對分泌蛋白進行加工和轉運的內質網和高爾基體的配合，C錯誤；根據題干信息，“泛素為一種小分子球蛋白”，靶蛋白也是蛋白質，而“蛋白酶體則是一種具有多種蛋白酶活性的大分子復合體”，推測泛素和靶蛋白被分解成了氨基酸，這是細胞合成蛋白質的單體，可被細胞重復利用，D正確。]
9．(2022·山東濟南一模)蛋白質合成后，它的第一個氨基酸會被氨基肽酶水解除去，然后由氨酰—tRNA蛋白轉移酶把一個信號氨基酸加到多肽鏈的氨基端，若該信號氨基酸為絲氨酸、蘇氨酸等八種氨基酸之一時，該蛋白質可長時間發揮作用；若是其他氨基酸，不久后會被多個泛素(一種小分子蛋白)結合，進而進入呈筒狀的蛋白酶復合體中被水解。下列說法錯誤的是(　　)
A．信號氨基酸可決定蛋白質的壽命，可改變信號氨基酸的種類進而延長蛋白質的壽命
B．泛素可能起到了對待水解蛋白的標記作用，有利于其進入蛋白酶復合體
C．筒狀蛋白酶復合體中的水解產物可被細胞重新利用
D．多肽鏈與氨基酸脫水縮合只發生在肽鏈的羧基和氨基酸的氨基之間
D　[由題意可知，信號氨基酸的種類可決定蛋白質發揮作用的長短，改變信號氨基酸的種類可以延長蛋白質的壽命，A正確；若信號氨基酸為其他氨基酸，不久后會被多個泛素結合，進而進入蛋白酶復合體中被水解，故泛素可能起到了標記作用，有利于其進入蛋白酶復合體，B正確；筒狀蛋白酶復合體中的水解產物是氨基酸，可被細胞重新利用，C正確；由題意可知，氨酰—tRNA蛋白轉移酶可把一個信號氨基酸加到多肽鏈的氨基端，這時多肽鏈與氨基酸脫水縮合發生在肽鏈的氨基和氨基酸的羧基之間，D錯誤。]
10．(2022·遼寧名校聯考)火鍋是不可多得的美味，而在眾多的火鍋菜品中，蝦丸更是深受人們的喜愛。蝦丸是將精選的蝦肉研碎成糜(蝦糜)團成丸狀，新鮮的蝦糜不宜常溫放置太久。長期存儲時，常采用低溫保存，冷凍太久會影響蝦丸的口感。回答下列問題：
(1)蝦糜中的蛋白質是________通過脫水縮合方式形成的。蝦丸經過加熱后，蛋白質的空間結構發生改變，稱為________。這時的蛋白質更容易消化，原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)低溫儲存能延長蝦糜制品的保存時間。因為低溫能夠抑制________的活性，降低________(填“微生物”或“蝦糜細胞”)的細胞呼吸。
(3)長時間冷凍會影響魚糜制品的凝膠強度，導致口感變差。科研人員將添加了不同濃度海藻糖的魚糜放在－18 ℃下冷凍，檢測其凝膠強度的變化。結果如圖所示：
由實驗結果可知，隨著冷凍時間的增加，魚糜蛋白凝膠強度____________，且海藻糖可以____________(填“減緩”或“加強”)這種變化，但考慮成本以及效果，選擇濃度為____________海藻糖添加最好。
(4)進一步研究發現，隨著冷凍時間的延長，不同氨基酸的________基之間形成的二硫鍵含量有所上升，破壞原有的網格結構。推測海藻糖的添加可以________二硫鍵的增加，從而保護網格結構的穩定，維持魚糜制品的口感。
[解析]　(1)氨基酸是組成蛋白質的基本單位，蛋白質是氨基酸經過脫水縮合過程形成的；高溫下蛋白質空間結構發生改變，叫作蛋白質的變性；變性后蛋白質的空間結構變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。(2)酶活性的發揮需要適宜條件，低溫能抑制微生物細胞內酶的活性，降低微生物的細胞呼吸，延長保存期。(3)由圖可知，隨著冷凍時間的延長，魚糜蛋白凝膠強度下降；加入海藻糖可一定程度上緩解凝膠強度的下降，而使用6%和9%海藻糖的效果基本相同，所以從成本以及效果考慮，使用6%海藻糖。(4)不同氨基酸的R基中的巰基，可能會形成二硫鍵；二硫鍵增加會破壞網格結構，使凝膠強度下降，海藻糖能緩解凝膠強度下降，推測海藻糖能抑制二硫鍵增加，保護網格結構，維持口感。
[答案]　(1)氨基酸　變性　高溫使蛋白質的空間結構變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解 (2)酶　微生物　(3)下降　減緩　6%　(4)R(巰)　抑制
(教師用書獨具)
1．(2022·重慶巴蜀中學檢測)科學家發現，新型冠狀病毒和SARS病毒在感染人體時均識別肺泡上皮細胞上的受體(ACE2)，起識別作用的關鍵蛋白均為二者包膜上的S蛋白，但二者的S蛋白有部分氨基酸存在差異。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．控制ACE2合成的基因不只存在于肺泡上皮細胞中
B．S蛋白與ACE2的互相識別體現了細胞間的信息交流
C．S蛋白可與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應
D．根據上述科學研究推測，不同結構的蛋白質其功能也可能相同
B　[人體細胞中都有ACE2合成的基因，只是在部分細胞(如肺泡上皮細胞)中表達，A正確；病毒沒有細胞結構，其S蛋白與ACE2的互相識別不能體現細胞間的信息交流，B錯誤；S蛋白含有肽鍵，所以能與雙縮脲試劑發生作用產生紫色反應，C正確；新型冠狀病毒和SARS病毒在感染人體時識別肺泡上皮細胞上受體(ACE2)的都是S蛋白，但二者的S蛋白結構存在差異，說明不同結構的蛋白質其功能也可能相同，D正確。]
2．(2022·山西適應性測試)阿爾茨海默病(AD)是由于人腦組織中出現了淀粉樣斑塊而引起的神經系統退行性疾病。淀粉樣斑塊是淀粉樣前體蛋白(簡稱APP，神經細胞膜上的一種重要跨膜蛋白)被γ 分泌酶切割后經沉積產生的。下列說法不正確的是(　　)
A．APP被切割前后均可與雙縮脲試劑發生反應
B．γ 分泌酶可顯著降低APP水解反應的活化能
C．APP基因是阿爾茨海默病(AD)的致病基因
D．干擾γ 分泌酶與APP的特異性結合可緩解AD的病情
C　[APP本質是蛋白質，切割前后都有肽鍵，均可與雙縮脲試劑發生反應，A正確；γ 分泌酶能催化APP水解，所以γ 分泌酶可顯著降低APP水解反應的活化能，B正確；APP是分布于神經細胞膜上的重要跨膜蛋白，APP基因控制跨膜蛋白的合成，因此APP基因不是阿爾茨海默病(AD)的致病基因，阿爾茨海默病(AD)是γ 分泌酶切割APP之后導致的，C錯誤；干擾γ 分泌酶與APP的特異性結合，γ 分泌酶不能切割APP，從而可以減少腦組織中出現淀粉樣斑塊沉積，可緩解AD的病情，D正確。]
3．(2022·山東泰安肥城檢測)細胞中的某些蛋白質分子可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與多肽的某些部位相結合，從而幫助這些多肽轉運、折疊或組裝，這一類分子本身并不參與最終產物的形成，因此稱為分子伴侶。以下相關敘述錯誤的是(　　)
A．構成分子伴侶的單體是氨基酸，氨基酸都含有C、H、O、N、S
B．細胞質基質、內質網可能有分子伴侶的分布
C．分子伴侶對靶蛋白沒有高度的專一性
D．分子伴侶可能通過改變自身的空間構象來發揮作用
A　[分子伴侶的化學本質是蛋白質，其基本單位是氨基酸，氨基酸都含有C、H、O、N，但是不一定都有S，A錯誤；分子伴侶能幫助多肽轉運、折疊或組裝，可能存在于細胞質基質、內質網中，B正確；分子伴侶對靶蛋白沒有高度的專一性，同一分子伴侶可以促進多種氨基酸序列完全不同的多肽鏈折疊成為空間結構、性質和功能都不相關的蛋白質，C正確；分子伴侶可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽，并通過改變自身的空間構象來與多肽的某些部位相結合，D正確。]
4．(2022·湖南長郡中學期中)目前檢測血漿中血管緊張素Ⅱ已成為原發性和繼發性高血壓分型診斷、治療及研究的重要指標。血漿中的血管緊張素Ⅰ和血管緊張素Ⅱ具有收縮血管、升高血壓的作用，對保持循環血量和維持動脈血壓起一定作用。如圖是血管緊張素Ⅰ在特定位點被血管緊張素轉換酶酶切后轉變為血管緊張素Ⅱ的示意圖(圖中氨基酸的名稱均為略寫，如天冬氨酸略寫為“天冬”)。下列敘述錯誤的是(　　)
A．血管緊張素和纖維素的基本單位中都含有元素C、H、O
B．血管緊張素轉換酶能催化苯丙氨酸和組氨酸之間的肽鍵斷裂
C．氨基酸的種類和理化性質不同是由氨基酸中的R基決定的
D．當機體循環血量減少時，血漿中的血管緊張素濃度將會降低
D　[血管緊張素的基本單位是氨基酸，而纖維素的基本單位是葡萄糖，都含有元素C、H、O，A正確；據圖可知，血管緊張素Ⅰ末端兩個氨基酸(組氨酸和亮氨酸)被血管緊張素轉換酶酶切后轉變為血管緊張素Ⅱ，B正確；不同氨基酸的R基不同，氨基酸的種類和理化性質不同是由氨基酸中的R基決定的，C正確；當機體處于失血等情況而使循環血量減少時，血管緊張素在血漿中的濃度將顯著升高，對保持循環血量和維持動脈血壓起一定作用，D錯誤。]
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