（浙江选考）2019版高考生物一轮总复习 第一单元 细胞的分子组成与结构 第2讲 蛋白质和核酸学案

第2讲蛋白质和核酸考试标准必考加试考试标准必考加试1.蛋白质的结构和功能bb2.核酸的种类和功能aa考点一蛋白质1.蛋白质的功能(连线)2.组成蛋白质的氨基酸及其种类3.蛋白质的合成与结构层次4.蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸(2)多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。5.蛋白质的变性由各种物理、化学因素改变引起的蛋白质空间结构的改变，都会导致蛋白质分子生物活性的改变。思考讨论1.请你写出氨基酸的通式：。判断下列化合物不符合氨基酸结构通式的是(1)(2)(3)(写出序号)。(1)NH2CH2CH2OH(2)(3)(4) 2.多肽(二肽)的形成过程(1)过程a名称：脱水缩合，场所为核糖体。(2)物质b名称：二肽。(3)结构c名称：肽键，其结构简式为：NHCO(或CONH)。(4)H2O中各元素的来源：H来自COOH和NH2，O来自COOH。(5)多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为多肽。3.根据蛋白质结构层次示意图，判断有关说法的正误(1)甲中一定含有C、H、O、N、S等元素()(2)乙中含有的基本单位是H2NCH2CH2OH()(3)丙的结构简式为HNCO()(4)不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不相同()(5)图中过程是在核糖体上完成的，并伴随水的生成()(6)蛋白质结构和功能的多样性是形成生物多样性的根本原因()4.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时(热变性)，其特定功能是否发生改变？还能被双缩脲试剂染成紫色吗？为什么？提示发生了改变，蛋白质的结构决定其功能；能；双缩脲试剂检测蛋白质的原理是其能与肽键反应生成紫色络合物，蛋白质变性后，仍有肽键，因此可被双缩脲试剂染成紫色。蛋白质形成过程中的相关数量关系1.肽键数与氨基酸数的关系肽键数失去水分子数氨基酸数肽链数。2.蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算(1)至少含有的游离氨基或羧基数肽链数。(2)游离氨基或羧基数目肽链数R基团中含有的氨基数或羧基数。3.蛋白质相对分子质量的计算(1)公式：蛋白质相对分子质量氨基酸数目氨基酸平均相对分子质量脱去水分子数18。(2)示例：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。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1n1n1na18(n1)mnmnmna18(nm)4.题目中若涉及有关肽链的相关计算时，注意肽链和环肽的区别(1)若蛋白质分子中只有肽链，计算公式为：氨基酸数肽键数(脱水数)肽链数。(2)环肽中，氨基酸分子首尾相连形成环，氨基酸数肽键数(脱水数)。题型一氨基酸的结构与脱水缩合1.(2017资阳期末)层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是()ABCD答案C解析糖蛋白由多糖和蛋白质组成，其中多糖的水解产物是葡萄糖，A正确；B、D图示结构含有氨基和羧基，且连在同一个碳原子上，为氨基酸，是蛋白质的彻底水解产物，B、D正确；C图示结构含有氨基和羧基，但不连在同一个碳原子上，不是氨基酸，因此层粘连蛋白彻底水解不会得到该物质，C错误。2.如图表示细胞中常见的反应，下列叙述错误的是()A.图中虚线框内为肽键B.化合物甲的R基团为HC.图中的X是水D.化合物丙含2个游离的羧基答案B解析图中虚线框内为甲氨基酸分子的羧基(COOH)和乙氨基酸分子的氨基(NH2)相连接，同时脱去一分子水后形成的肽键，A正确；结合氨基酸的结构通式可知，化合物甲的R基团为CH2COOH，B错误；图中的X是氨基酸甲和乙经脱水缩合形成的水，C正确；羧基的化学结构式是COOH，分析题图可知化合物丙(二肽)含2个游离的羧基，D正确。题型二蛋白质的结构和功能的综合3.有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是()A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构答案C解析蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关，A正确；蛋白质的多样性与氨基酸的排列顺序有关，因此数量相同的5种氨基酸可以组成多种不同的多肽链，B正确；将抗体溶于NaCl溶液中会出现盐析现象，但其生物活性没有丧失，C错误；氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构，D正确。4.(2017浙江月考)如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是()A.B中只有一个氨基B.过程属于吸能反应C.多肽中C的数目多于B的数目D.蛋白质通常是生物体的能源物质答案B解析B是蛋白质的基本组成单位氨基酸，至少含有一个氨基，A错误；过程发生了氨基酸的脱水缩合，在核糖体上进行，属于吸能反应，B正确；肽链中肽键数目氨基酸数目肽链条数，因此多肽中B氨基酸的数目一般大于C肽键的数目，C错误；蛋白质是生命活动的体现者，糖类是生物体的主要能源物质，D错误。题型三蛋白质的有关计算5.如图是由n个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，其中二硫键“SS”是一种连接蛋白质中两条肽链之间的化学键(SHSHSS2H)，则()A.该蛋白质至少含有n2个氧原子B.合成该蛋白质时生成n2个水分子C.该蛋白质至少含有n2个羧基D.该蛋白质的水解产物增加了2n4个氢原子答案B解析如图所示的蛋白质由三条多肽链组成，其中包括一条环状肽。由结构分析可知，该蛋白质含有n2个肽键，故合成该蛋白质时生成n2个水分子，B项正确。每条肽链(除环状肽外)至少含有1个羧基，故该蛋白质至少含有2个羧基，C项错误。每个肽键中含1个氧原子，每个羧基含有2个氧原子，故该蛋白质至少含有n222n2(个)氧原子，A项错误。该蛋白质水解时需加入n2个水分子，破坏二硫键需要4个氢，故该蛋白质的水解产物增加了2(n2)42n(个)氢原子，D项错误。6.多个氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质时，相对分子质量减少了900，由此可知，此蛋白质分子所含的氨基酸数和肽键数分别是()A.52、52 B.50、50C.52、50 D.51、49答案C解析肽键数脱去的水分子数900/1850，氨基酸数肽键数肽链数50252。考点二核酸1.核酸的种类(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。(2)DNA特有的物质：胸腺嘧啶和脱氧核糖。(3)RNA特有的物质：尿嘧啶和核糖。2.核酸的功能(1)DNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动，并决定细胞和整个生物体的遗传特性。(2)RNA参与蛋白质的合成。思考讨论1.比较归纳DNA和RNA的区别比较项目DNARNA组成单位成分无机酸磷酸磷酸戊糖脱氧核糖核糖含氮碱基A、C、G、TA、C、G、U分子结构一般为规则的双螺旋结构一般为单链结构分布主要分布于细胞核中，其次是线粒体、叶绿体主要分布于细胞质中2.举例说明RNA有哪些功能。提示(1)作为遗传物质(某些病毒)；(2)作为酶，具有催化功能；(3)传递遗传信息(mRNA)，运输氨基酸(tRNA)，组成核糖体(rRNA)。3.用箭头表示人体细胞中的DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系。提示DNARNA蛋白质。题型一核酸的种类和功能1.宁夏枸杞的遗传物质是()A.DNA B.RNAC.DNA和RNA D.DNA或RNA答案A解析宁夏枸杞是由细胞组成的，而细胞类生物的遗传物质都是DNA。2.下列不属于核酸分子所具有的生理功能的是()A.贮藏遗传信息 B.决定遗传特性C.控制蛋白质合成 D.提供能量答案D题型二核酸与蛋白质的关系3.如图表示HIV内两种重要化合物的化学组成关系，相关叙述正确的是()A.图中大分子B由两条链组成B.a的种类约20种，b的种类为8种C.b与b之间通过肽键相连接D.HIV的遗传信息贮存在大分子B中答案D解析图中大分子B是RNA，为单链结构，A错误；构成生物体的氨基酸a的种类约20种，小分子b是核糖核苷酸，有4种，B错误；氨基酸之间以肽键(CONH)相连，b与b之间通过磷酸二酯键相连接，C错误；HIV的遗传信息贮存在大分子B(RNA)中，D正确。4.若图示中的各部分彻底水解，得到产物种类最多的以及种类一样多的分别是()A.；和 B.；和C.；和 D.；和答案C解析由图可以判定出：为mRNA，为核糖体，为tRNA，为多肽。mRNA和tRNA彻底水解的产物为磷酸、核糖和四种含氮碱基；多肽水解的产物为氨基酸；核糖体由蛋白质和rRNA组成，水解产物最多。DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较项目DNARNA蛋白质基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸初步水解产物4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸多肽彻底水解产物脱氧核糖、含氮碱基和磷酸核糖、含氮碱基和磷酸氨基酸代谢终产物CO2、H2O、尿素和磷酸盐等CO2、H2O和尿素模拟演练1.下列关于蛋白质的叙述，正确的是()A.蛋白质分子都含有C、H、O、NB.组成每种蛋白质的氨基酸都有20种C.每种蛋白质分子都由多条肽链组成D.蛋白质发生热变性后不影响其功能答案A解析蛋白质分子由C、H、O、N等元素组成，A正确；组成蛋白质的氨基酸约有20种，但组成每种蛋白质的氨基酸种类一般少于20种，B错误；有些蛋白质是由一条多肽链组成的，C错误；蛋白质必须具有一定的空间结构才有特定的功能，蛋白质变性后导致其空间结构改变，会使蛋白质的功能减弱甚至丧失，D错误。2.下列四个分子式中，属于氨基酸的是()A. B.C. D.答案D解析氨基酸的结构通式为，只有D项符合要求。3.(2017浙江模拟)下列关于蛋白质的叙述，正确的是()A.血红蛋白的空间结构呈纤维状B.蛋白质经高温蒸煮后可以产生丰富的氨基酸C.组成蛋白质的氨基酸共有20种，它的R基团均为链状D.鸟类的羽毛和人的指甲主要是由同一种蛋白质组成答案D解析血红蛋白的空间结构呈球状，A错误；高温使蛋白质的空间结构改变而变性，但是不会水解肽键形成氨基酸，B错误；组成蛋白质的氨基酸根据R基团不同分为20种，但是R基团不一定是链状，也可以是环状结构，C错误；鸟的羽毛和人的头发、指甲主要是由角蛋白组成的，D正确。4.蛋白质是生命活动的主要承担者。下列相关叙述错误的是()A.蛋白质由氨基酸脱水缩合形成，组成蛋白质的氨基酸约有20种B.细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与C.蛋白质可以用双缩脲试剂检测，主要检测的是N元素D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，而且也与R基团有关答案C解析蛋白质由氨基酸脱水缩合形成，组成蛋白质的氨基酸约有20种，A正确；蛋白质的水解需要蛋白酶参与，而蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与，B正确；蛋白质可以用双缩脲试剂检测，主要检测的是肽键，C错误；蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关，而且也与R基团有关，D正确。5.下列关于生物体内有机物的叙述，正确的是()A.蛋白质是生物体主要的能源物质B.脂质不参与生命活动的调节C.糖类物质都是细胞内的能源物质D.核酸是生物体贮存遗传信息的物质答案D解析生物体内的主要能源物质是糖类，A错误；脂质中的性激素可以参与生命活动的调节，B错误；糖类中的纤维素、核糖、脱氧核糖不是细胞内的能源物质，C错误；核酸是生物体贮存遗传信息的物质，D正确。课时训练一、学考选择题1.组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是()A.NHCO B.NHCOC.NH2COOH D.NH2COOH答案B解析肽键是组成蛋白质的相邻氨基酸的氨基和羧基之间脱去一分子水后形成的新键，正确的表示应该是：NHCO。2.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解析根据题干信息可知，某种肽酶使肽链末端的肽键水解，这样会得到一个氨基酸和一条肽链，这时多肽链又出现新的末端肽键，继续水解，直到把多肽全部水解为氨基酸。3.古诗云“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”。蚕丝的主要成分是蛋白质，下列叙述正确的是()A.蚕丝的基本组成单位通式为CONHB.蚕丝的形成过程中有脱水缩合反应C.蚕丝在细胞中的合成不受DNA控制D.蚕丝的主要成分是以碳链为基本骨架的无机物答案B解析蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质的基本组成单位(氨基酸)通式为，A错误；蛋白质是由氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成的，B正确；蛋白质是在细胞中DNA的控制下通过转录和翻译过程形成的，C错误；蛋白质是以碳链为基本骨架的大分子有机物，D错误。4.(2017温州十校期中联考)下列物质中一定含有肽键的是()胰岛素性激素氨基酸抗体A. B.C. D.答案C解析胰岛素和抗体的本质都是蛋白质，一定含有肽键；性激素属于脂质，不含有肽键；氨基酸是蛋白质的基本组成单位，不含有肽键。5.(2017浙江4月选考)与DNA分子相比，RNA分子特有的碱基是()A.鸟嘌呤(G) B.胞嘧啶(C)C.尿嘧啶(U) D.腺嘌呤(A)答案C解析鸟嘌呤、胞嘧啶、腺嘌呤在DNA和RNA中都有，A、B、D错误；尿嘧啶只存在于RNA中，C正确。6.鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法来检验。如图为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.变性后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应C.蛋白质加热过程中，氨基酸的排列顺序会发生改变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B解析沸水浴加热后，构成蛋白质的肽链充分伸展，但没有断裂，A错误；变性后的蛋白质中肽键没有断裂，仍可与双缩脲试剂产生紫色反应，B正确；蛋白质加热过程中，空间结构改变，但氨基酸的排列顺序没有发生改变，C错误；结构决定功能，蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开后，其特定功能发生了改变，D错误。7.如图表示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2B.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，合成场所是核糖体，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。8.同为组成生物体蛋白质的氨基酸，酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异的产生取决于()A.两者R基团的组成不同B.两者的结构完全不同C.酪氨酸的氨基多D.精氨酸的羧基多答案A解析组成生物体蛋白质的氨基酸具有相似的结构，各种氨基酸之间的区别在于R基团的不同。9.下列关于核酸在真核细胞里的分布情况的叙述，正确的是()A.DNA全部分布在细胞核中，RNA全部在细胞质中B.DNA和RNA全部都分布在细胞核中C.DNA主要分布在细胞核中，RNA全部分布在细胞质中D.DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中答案D解析真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，叶绿体、线粒体中均含有少量DNA，RNA主要分布在细胞质中。二、加试选择题10.(2017金华一中期中)如图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系，相关叙述中正确的是()A.A分子中一定含有20种aB.a的结构中都只有一个“NH2”和一个“COOH”C.B是人类的遗传物质D.染色体存在于所有细胞中答案C解析分析题图可知，A是蛋白质，a是氨基酸，B是DNA，b是脱氧核苷酸。根据R基团的不同，组成蛋白质的氨基酸约有20种，但每一种蛋白质不一定都含有20种氨基酸，A错误；a的结构中至少含有一个“NH2”和一个“COOH”，R基团中也可能含有“NH2”和“COOH”，B错误；具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，C正确；人体成熟红细胞无染色体，D错误。11.如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是()A.胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C.沸水浴时肽键断裂导致了胰岛素的生物活性丧失D.理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛细胞的分泌功能答案D解析从图中可以看出，保留的肽链中含有51(即3021)个氨基酸，所以肽键的数目51249(个)，A项错误；胰岛素分子至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基，也可能含有更多的氨基和羧基(存在于R基团上)，B项错误；沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键，C项错误；因为合成一个胰岛素分子就要切去一段C肽，所以可以通过测定C肽的含量间接反映胰岛细胞的分泌功能，D项正确。12.(改编)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致酶去折叠的尿素和巯基乙醇，再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中，经过一段时间以后，发现核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是()A.由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键，故该酶失去了活性B.该蛋白质的氨基酸序列可以决定蛋白质的空间结构C.这个实验证明结构并不一定决定功能D.这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的答案B解析由题意知，由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质的空间结构，才使酶失去了活性，A错误；蛋白质的空间结构与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲折叠形成的空间结构有关，B正确；这个实验证明蛋白质的结构决定功能，C错误；这个实验能说明外界环境能影响蛋白质的结构，但不能说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的，蛋白质是在DNA的指导下经转录和翻译形成的，其结构从根本上讲是由DNA分子中的遗传信息决定的，D错误。13.下列过程中，涉及肽键数量变化的是()A.洋葱根尖细胞染色体的复制B.用纤维素酶处理植物细胞C.小肠上皮细胞吸收氨基酸D.蛋清中加入NaCl使蛋白质析出答案A解析染色体的复制包括DNA的复制和有关蛋白质的合成，蛋白质的合成即脱水缩合形成肽键的过程，A正确；酶具有专一性，纤维素酶水解纤维素，纤维素属于多糖，该过程中没有肽键数量变化，B错误；氨基酸进入小肠上皮细胞的转运方式属于主动转运，载体和氨基酸的性质都没有改变，没有肽键数量变化，C错误；蛋清中加入NaCl使蛋白质析出属于物理变化，不会破坏蛋白质的空间结构以及肽键，没有肽键数量变化，D错误。三、非选择题14.如图表示生物体内某些有机物的组成关系及功能关系，其中D是RNA，C、E都是高分子化合物，C是细胞生物的遗传物质，A、B是组成它们的基本单位。请据图回答下列问题：(1)真核生物体内的A物质有 种，B物质在生物体内约有 种。(2)合成C、D的A物质的不同点表现在 和 ，C物质和D物质在空间结构上的不同点表现在 ，C物质与D物质的关系是 。(3)C存在的主要场所是 。(4)与E相比，C特有的元素是 。答案(1)820(2)五碳糖(脱氧核糖、核糖)碱基(胸腺嘧啶、尿嘧啶)C为独特的双螺旋结构，D一般为单链结构C控制D的合成(3)细胞核(4)P解析由题意可知，A、B、C、D、E分别代表核苷酸、氨基酸、DNA、RNA、蛋白质，所以A包括4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸，共8种。组成C和D的核苷酸分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，它们的主要区别是五碳糖(前者是脱氧核糖，后者是核糖)和碱基(前者含有胸腺嘧啶，后者含有尿嘧啶)不同。DNA主要存在于细胞核内，化学元素组成是C、H、O、N、P，而蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N，所以DNA特有的元素是P。15.(加试)脑啡肽的合成采用的是蛋白质工程技术，这是生物技术在分子水平上的又一突破。请根据此化合物的结构分析回答：(1)该化合物中有 个氨基和 个羧基。(2)该化合物是由 个氨基酸失去 分子水而形成的，这种方式叫做 ，该化合物叫 肽。在形成时，相对分子质量减少了 。(3)该化合物的R基团从左到右依次是 。(4)该化合物水解后可产生 种氨基酸，造成氨基酸种类不同的原因是 。(5)现有质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、鸡蛋、人的口腔唾液(含淀粉酶)、质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶。请设计实验证明“脑啡肽是多肽”。实验原理：在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。方法步骤： 。预期结果： 。实验结论： 。答案(1)11(2)54脱水缩合五72(3)、H、H、(4)4R基团不同(5)取2支试管分别编号A、B，在A中加入2 mL脑啡肽液，在B中加入2 mL清水；在2支试管中各加入2 mL0.1 g/mL的NaOH溶液，振荡；在2支试管中各加入5滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，振荡A试管中出现紫色，B试管中不出现紫色脑啡肽是一种多肽解析该多肽含有4个肽键，是由5个氨基酸脱水缩合而成的，在形成多肽时，共脱去4个水分子，相对分子质量减少了41872。该多肽中有一个氨基和一个羧基；从结构上可以看出，左起第二个氨基酸的R基团和第三个氨基酸的R基团相同，应为同一种氨基酸，因此该脑啡肽水解后共产生4种氨基酸。脑啡肽是多肽，在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。在设计实验时应注意空白对照。16