【备考2024】一轮新人教版生物学学案：必修1 第1单元 第3讲　蛋白质和核酸（含解析）

【备考2024】一轮新人教版生物学学案
第一单元　细胞及其分子组成
第3讲　蛋白质和核酸
考点1　蛋白质是生命活动的主要承担者
一、组成蛋白质的氨基酸及其种类
二、蛋白质的结构和功能的多样性
1．多肽的形成及过程
(1)过程a名称：脱水缩合；场所：核糖体。
(2)物质b：二肽。多个氨基酸发生a过程形成的产物被称为多肽。
(3)结构c：肽键。
(4)H2O中H原子的来源：H来自相邻氨基酸的氨基(—NH2)和羧基(—COOH)；O来自羧基(—COOH)。
(5)由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基(或羧基)在R基上。
2．蛋白质结构多样性与功能多样性的关系
1．从某些动物组织中提取的胶原蛋白，可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间，这种缝合线可以被人体组织吸收。为什么这种缝合线可以被人体组织吸收？(必修1　P28“问题探讨”)
提示：缝合线的胶原蛋白能被分解为可被人体吸收的氨基酸。
2．长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因。(必修1　P30“与社会的联系”)
提示：赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。
3．吃熟鸡蛋、熟肉容易消化，道理是什么？(必修1　P32“与社会的联系”)
提示：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。
1．具有氨基和羧基的化合物，都是构成人体蛋白质的氨基酸。 (×)
提示：构成人体蛋白质的氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2．非必需氨基酸不能在人体细胞内合成。 (×)
提示：不能在人体细胞内合成的是必需氨基酸。
3．细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质。 (×)
提示：氨基酸的排列顺序和多肽链形成的空间结构不同，蛋白质的结构也不同。
4．血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。 (×)
提示：血红蛋白的不同肽链之间的化学键不是肽键，而是其他的化学键。
5．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。 (×)
提示：蛋白质的空间结构被破坏，其特定功能会改变。
6．在蛋白酶的作用下，蛋白质水解过程中肽键断裂。 (√)
1．蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。____________________
_____________________________________________________________________。
提示：能，因为蛋白质变性后其特定的空间构象被破坏，但没有破坏肽键
2．胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性，请从蛋白质的结构方面分析其原因：____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：核糖体上合成的多肽只有经过盘曲折叠形成具有特定空间结构和功能的蛋白质后才能行使正常的生理功能
1．蛋白质的变性和水解辨析
2．常考蛋白质的分布和功能
特别提醒：载体与受体的区别
载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na＋、K＋等的载体蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。
1．下图表示多肽链加工成胰岛素的过程，“信号肽”是引导新合成的肽链向分泌通路转移的短肽链，C肽是胰岛素原生成胰岛素时的等分子离解产物。
(1)核糖体上合成的肽链，在加工成胰岛素过程中，要切掉两段肽链，切掉两段肽链需要什么酶？
(2)切掉信号肽序列和C肽的场所是什么？
提示：(1)蛋白酶。
(2)切掉信号肽序列和C肽的场所分别是内质网和高尔基体。
2．L 天冬酰胺是人体的非必需氨基酸。研究发现L 天冬酰胺酶能将L 天冬酰胺分解，而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，导致增殖被抑制。研究人员做了如下实验，根据实验结果实验者确定L 天冬酰胺酶是一种理想的抗淋巴瘤药物，那么实验者对①②③④的测定结果是什么？
实验分组 L 天冬酰胺含量
培养液 细胞内
实验组：培养液＋L 天冬酰胺酶＋淋巴瘤细胞 ① ②
对照组：培养液＋L 天冬酰胺酶＋正常细胞 ③ ④
提示：①②③没有检测到L 天冬酰胺，④检测到了L 天冬酰胺。
考查组成蛋白质的氨基酸和多肽
1．下列有关组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是(　　)
A．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R基的不同
B．评价食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重必需氨基酸的含量
C．食物中丰富的蛋白质经过消化和吸收直接增加了体内蛋白质的种类
D．并非每种蛋白质水解后均可得到21种氨基酸
C　[氨基酸的结构通式为，它们彼此间的差异主要在于R基的不同，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R基的不同，A正确；有8种氨基酸是人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取，如赖氨酸等，这些氨基酸叫作必需氨基酸，因此，在评价各种食品中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重氨基酸尤其是必需氨基酸的含量，B正确；食物中的蛋白质，需要经过消化成氨基酸才能被吸收到身体内，故不能直接增加体内蛋白质的种类，C错误；组成蛋白质的氨基酸是21种，但每种蛋白质的氨基酸不一定都是21种，D正确。]
2．(2022·江苏南通质量检测)催产素是由下丘脑神经细胞合成的九肽类激素，具有催产及使乳腺排乳的作用。下图为催产素结构简式。据此判断下列有关叙述正确的是(　　)
A．催产素中含有9个肽键
B．催产素彻底水解后共得到8种氨基酸
C．催产素彻底水解需要9个水
D．形成催产素的过程中相对分子量减少了144
B　[由图分析可知催产素环状结构是由二硫键形成的，其为链状九肽，共有8个肽键，A错误；由图可知，催产素含有8种氨基酸，因此催产素彻底水解后共得到8种氨基酸，B正确；由于催产素中含有8个肽键，因此催产素彻底水解需要8个水，C错误；氨基酸脱水缩合形成催产素过程脱去的水分子数目是8个，1个二硫键脱去2个H，因此相对分子量减少8×18＋2＝146，D错误。]
考查蛋白质的结构和功能
3．(2021·辽宁选择性考试)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是(　　)
A．叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质
B．胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质
C．唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质
D．线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
D　[叶绿体类囊体薄膜是进行光合作用的场所，能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，其本质是蛋白质，A正确；胰岛B细胞能分泌胰岛素，降低血糖，胰岛素的化学本质是蛋白质，B正确；唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，C正确；葡萄糖分解的场所在细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。]
4．(2021·湖南选择性考试)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C．作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递
D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
B　[蛋白质在磷酸化和去磷酸化过程中，通过构象改变发挥相应的功能，能够体现蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会导致这些蛋白质不能发生磷酸化和去磷酸化，不能参与细胞信号传递，B错误；由题图可知，在蛋白质磷酸化过程中，ATP为蛋白质提供磷酸基团，参与了细胞信号传递，C正确；蛋白质磷酸化和去磷酸化反应均属于酶促反应，受温度的影响，D正确。]
考点2　核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的结构层次
二、DNA和RNA的组成成分比较
1．相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。
2．不同成分
三、核酸的功能与分布
1．
2．
四、DNA分子的多样性和特异性
1．多样性：组成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在连成长链时，排列顺序是极其多样的，所以DNA分子具有多样性。
2．特异性：每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。
五、生物大分子以碳链为骨架
1．生物大分子是由许多基本组成单位连接而成的，这些基本单位称为单体。每一个单体都以碳链为基本骨架。生物大分子由许多单体连接成多聚体。常见的多聚体是多糖、蛋白质和核酸等，相应的单体是葡萄糖、氨基酸和核苷酸等。
2．生命的核心元素是碳。
1．DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是什么？DNA鉴定技术还可以应用在哪些方面？(必修1　P34“问题探讨”)
提示：DNA是遗传物质，而每个人的遗传物质与别人不同。研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系。
2．多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，核酸能携带遗传信息，但多糖不能，原因是什么？(必修1　P38“复习与提高”)
提示：核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。构成多糖的单体是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成的多糖，它的顺序没有变化。
1．DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同。 (×)
提示：RNA中不含有T，DNA中不含有U。
2．细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键。 (×)
提示：tRNA中有氢键。
3．同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同。 (√)
4．只有细胞内的核酸是携带遗传信息的物质。 (×)
提示：病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
5．真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质。 (×)
提示：细胞生物的遗传物质都是DNA。
6．核酸和蛋白质都具有物种的特异性，核苷酸和氨基酸也具有物种特异性。 (×)
提示：核苷酸和氨基酸不具有物种的特异性。
1．核酸的主要功能是__________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质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：生物大分子都以碳链为基本骨架
1．核酸与蛋白质的比较
项目 核酸 蛋白质
DNA RNA
元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等
组成单位 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 氨基酸(21种)
形成场所 主要在细胞核中复制产生 主要在细胞核中转录生成 核糖体
分子结构 一般为双螺旋结构 一般为单链结构 氨基酸→多肽→蛋白质
结构多样性的决定因素 核苷酸的数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序以及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别
联系 核酸控制蛋白质的合成
(1)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
①生物多样性的根本原因是基因(遗传)的多样性。
②生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。
(2)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”
2．有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物
1．蛋白质和核酸是最重要的两类生命物质，由蛋白质和核酸结合形成的结构有哪些？由蛋白质和核酸结合共同完成的生命活动有哪些？
提示：蛋白质和核酸结合形成的结构：病毒、染色体、核糖体。由蛋白质和核酸结合共同完成的生命活动：DNA复制、RNA复制、转录、逆转录、翻译等。
2．研究者先让一组海蜗牛在接触几次电击后，发现这些海蜗牛能学会利用长时间蜷缩的方式保护自己，而另外一组没有经过电击的海蜗牛则没有类似的防御行为。提取前者腹部神经元的RNA注射到后者颈部，发现原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御，而再设置对照组则发现没有此现象。请问对照组的实验应该怎样设置？该实验说明了什么问题？
提示：对照组的实验应是提取没有受过电击的海蜗牛腹部神经元的RNA注射到没有受过电击的海蜗牛颈部。本实验说明了特定的RNA可以使海蜗牛“获得”记忆。
考查核酸的种类、分布和功能
1．(2022·河南天一大联考)如图是构成核酸的两种核苷酸及它们形成的核苷酸链(N表示某种碱基)。下列有关叙述正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙　　　　　　 丙
A．动物细胞的核酸中碱基种类有8种
B．若丙中N为T，则丙的基本组成单位是乙
C．若丙中N为U，则不可储存遗传信息
D．颤蓝细菌的遗传信息储存在甲的排列顺序中
D　[动物细胞内含有DNA和RNA两种核酸，DNA和RNA中碱基种类共有5种(A、T、C、G、U)，A错误；若丙中N为T，则该链属于DNA链，DNA的基本组成单位是甲(脱氧核苷酸)，B错误；若丙中N为U，则该链属于RNA链，RNA链也可储存遗传信息，如HIV的遗传信息储存于其RNA分子中，C错误；颤蓝细菌的遗传物质为DNA，DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序储存着遗传信息，D正确。]
2．(2022·广东惠州检测)核酸是遗传信息的携带者。下列有关核酸的组成和分布的表述错误的是(　　)
A．核酸在生物体的蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用
B．核酸是生物的遗传物质，仅存在于细胞核中
C．刑侦人员可通过DNA指纹获取嫌疑人信息的根本原因是遗传信息储存在DNA分子中
D．人体细胞中的核酸含有2种五碳糖、5种碱基
B　[核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用，A正确；核酸是生物的遗传物质，主要存在于细胞核中，B错误；DNA能携带遗传信息，可通过DNA指纹获取嫌疑人信息，C正确；人体细胞中的核酸包括DNA和RNA，共含有2种五碳糖、5种碱基，D正确。]
核酸和蛋白质的综合考查
3．(2021·江苏选择性考试)核酸和蛋白质都是重要的生物大分子，下列相关叙述错误的是(　　)
A．组成元素都有C、H、O、N
B．细胞内合成新的分子时都需要模板
C．在细胞质和细胞核中都有分布
D．高温变性后降温都能缓慢复性
D　[核酸的组成元素为C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素为C、H、O、N等，故组成元素都有C、H、O、N，A正确；核酸和蛋白质的合成都需要模板，合成DNA以DNA分子的两条链为模板，合成RNA以DNA的一条链为模板，合成蛋白质以mRNA为模板，B正确；核酸和蛋白质在细胞质和细胞核中都有分布，DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，C正确；DNA经高温变性后降温能缓慢复性，蛋白质经高温变性后，降温不能复性，D错误。]
4．(2022·山东潍坊联考)下列关于蛋白质和核酸的叙述，不正确的是(　　)
A．生物体内酶的合成都需要核酸和蛋白质参与
B．蛋白质和核酸的合成均需要对方参与
C．蛋白质和核酸彻底水解得到的都是各自的单体
D．核酸的多样性决定了蛋白质的多样性
C　[多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白质和RNA的合成都需要核酸和蛋白质(酶)的参与，A项正确；蛋白质的合成需要DNA和RNA的参与，DNA或RNA的合成需要蛋白质(酶)的参与，B项正确；蛋白质彻底水解得到的是其单体——氨基酸，核酸彻底水解得到的是五碳糖、碱基和磷酸，不是它的单体，C项错误；蛋白质是核酸控制合成的，因此核酸的多样性决定了蛋白质的多样性，D项正确。]
综合考查生物大分子
5．(2021·河北选择性考试模拟)生物大分子之间的相互结合在生物体的生命活动中发挥重要作用。下列叙述正确的是(　　)
A．蛋白质与DNA结合后都能调控基因表达
B．RNA聚合酶与起始密码子结合启动转录的起始
C．RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在
D．DNA与RNA的结合可发生在HIV中
C　[DNA和DNA水解酶结合后无法调控基因表达，A错误；RNA聚合酶是结合在启动子上的，从转录复合体组装开始转录，B错误；RNA主要分为mRNA、tRNA和rRNA，rRNA与蛋白质组成核糖体，在翻译过程中mRNA、tRNA都至少与核糖体结合，所以RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在，C正确；HIV是艾滋病病毒，病毒没有细胞结构，是异养生物，病毒只有寄生在其他生物的活细胞中利用宿主细胞内的代谢系统和营养物质才能进行生命活动，所以DNA与RNA的结合发生在宿主细胞中，D错误。故选C。]
6．(2022·福建厦门质检)如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　[A是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，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种类、数目、排列顺序和蛋白质空间结构具有多样性，B错误；c是氨基酸，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；D是细胞内的储能物质，在植物细胞内和在动物细胞内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。]
　常见的核酸—蛋白质复合体
1．核心概念
(1)(必修1 P30)脱水缩合是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。
(2)(必修1 P30)连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键；由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫作二肽。
(3)(必修1 P32)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。
2．结论语句
(1)(必修1 P29)组成蛋白质的氨基酸的共同特点是每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
(2)(必修1 P30)由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
(3)(必修1 P31)在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，是蛋白质结构具有多样性的直接原因。　(4)(必修1 P35)脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子；部分病毒的遗传信息储存在RNA中。
(5)(必修1 P35)核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
1．(2022·湖南选择性考试)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是(　　)
A．胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中
B．皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收
C．胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关
D．胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高
C　[蛋白质的氮元素主要存在于“—NH—CO—”中，A错误；胶原蛋白为生物大分子物质，涂抹于皮肤表面不能被直接吸收，B错误；内质网是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，胶原蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关，C正确；由题可知，胶原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人体需要从食物中获取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，因此并不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。]
2．(2022·湖南选择性考试)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
天然状态　　部分解折叠　　完全解折叠
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
B　[由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象的改变是可逆的，B错误；碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；加酶洗衣粉可以降低表面活性剂的数量，减少洗涤剂使用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染，D正确。]
3．(2021·辽宁选择性考试)科研人员发现，运动能促进骨骼肌细胞合成FDC5蛋白，该蛋白经蛋白酶切割，产生的有活性的片段被称为鸢尾素。鸢尾素作用于白色脂肪细胞，使细胞中线粒体增多，能量代谢加快。下列有关叙述错误的是(　　)
A．脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅲ染液染色
B．鸢尾素在体内的运输离不开内环境
C．蛋白酶催化了鸢尾素中肽键的形成
D．更多的线粒体利于脂肪等有机物的消耗
C　[脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，A正确；有活性的片段鸢尾素通过体液运输作用于脂肪细胞，促进脂肪细胞的能量代谢，B正确；蛋白酶切割FDC5蛋白形成有活性的鸢尾素片段，蛋白酶催化肽键的断裂，C错误；线粒体是有氧呼吸的主要场所，脂肪细胞线粒体增多，有利于脂肪细胞消耗更多的脂肪，D正确。]
4．(2021·全国甲卷)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸，都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是(　　)
A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
C　[①酶的化学本质是蛋白质或RNA，②抗体的化学本质是蛋白质，③激素的化学本质是多肽及蛋白质、氨基酸类衍生物和固醇等，只有多肽及蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的，RNA、固醇类激素等不是通过肽键连接而成的，A错误；③激素中氨基酸类衍生物和固醇等不属于生物大分子，④糖原属于生物大分子，⑤脂肪的相对分子质量较小，不属于生物大分子，B错误；①酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本单位是氨基酸或核苷酸，都含氮元素，②抗体属于蛋白质，其基本单位是氨基酸，含氮元素，⑥核酸包括DNA和RNA，其基本单位是核苷酸，含氮元素，C正确；④糖原属于多糖，糖类是生物体主要的能源物质，⑤脂肪是细胞内良好的储能物质，不是主要能源物质，⑥核酸是细胞内携带遗传信息的物质，不是能源物质，D错误。]
5．(2020·江苏高考)下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是(　　)
A．碳链是各种生物大分子的结构基础
B．糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子
C．细胞利用种类较少的小分子脱水缩合成种类繁多的生物大分子
D．细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
B　[生物大分子都以碳链为基本骨架，A正确；多糖、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子，单糖、二糖以及脂质等不属于生物大分子，B错误；种类繁多的生物大分子是以小分子为基本组成单位通过脱水缩合而成的，C正确；细胞中生物大分子的合成需要酶来催化，D正确。]
6．(2020·北京等级考)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共性的概括不正确的是(　　)
A．组成元素含有C、H、O、N
B．由相应的基本结构单位构成
C．具有相同的空间结构
D．体内合成时需要模板、能量和酶
C　[蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，DNA的基本组成元素是C、H、O、N、P，故两者组成元素都含有C、H、O、N，A正确；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，两者都由相应的基本结构单位构成，B正确；蛋白质具有多种多样的空间结构，DNA具有相同的空间结构，C错误；蛋白质和DNA在体内合成时都需要模板、能量和酶，D正确。]
课时分层作业(三)　蛋白质和核酸
1．(2022·山西长治检测)如图表示新冠病毒两种重要化合物的化学组成关系。下列相关叙述错误的是(　　)
A．a的种类为4种，b的种类约有21种
B．大分子A能与双缩脲试剂发生紫色反应
C．大分子B中含有碱基U，不含碱基T
D．大分子B中储存着新冠病毒的遗传信息
A　[a是氨基酸，种类约为21种，b是核糖核苷酸，种类有4种，A错误；大分子A是蛋白质，能与双缩脲试剂发生紫色反应，B正确；大分子B是RNA，含有碱基U，不含碱基T，C正确；大分子B是RNA，储存着新冠病毒的遗传信息，D正确。]
2．(2022·北京石景山期末)人体消化道中含有多种蛋白酶和肽酶，下图表示这些酶的作用位点。下列叙述不正确的是(　　)
注：R1～R4代表几种特殊类型氨基酸的R基。
A．图示体现消化酶具有专一性
B．图中消化酶的作用位点均为肽键
C．图中消化酶发挥作用时需消耗水
D．图中消化酶均可在小肠内发挥作用
D　[图示中不同消化酶均作用特定的氨基酸之间的肽键，体现消化酶具有专一性，A正确；图中不同消化酶的作用位点均为氨基酸与氨基酸之间脱水缩合形成的肽键，B正确；图中消化酶发挥作用时是水解反应，需消耗水，C正确；图中胃蛋白酶不可在小肠内发挥作用，因为小肠中pH过高，会使其变性失活，D错误。]
3．(2022·广东韶关检测)有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质合成谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工成为谷氨酸钠——味精。下列叙述正确的是(　　)
A．葡萄糖能转化成谷氨酸，组成它们的化学元素相同
B．葡萄糖和谷氨酸都是以碳原子构成的碳链为基本骨架
C．谷氨酸棒状杆菌能在线粒体中将葡萄糖氧化分解供能
D．味精是从天然微生物中直接提取的无害食品添加剂
B　[葡萄糖的元素组成是C、H、O，谷氨酸的元素组成是C、H、O、N，组成元素并不相同，A错误；葡萄糖是多糖的单体，氨基酸(谷氨酸)是蛋白质的单体，每个单体以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，B正确；线粒体中没有分解葡萄糖的酶，不能分解葡萄糖，谷氨酸棒状杆菌是原核生物，没有线粒体，C错误；据题意可知，味精是谷氨酸经过人们的进一步加工成为谷氨酸钠，不是直接提取的，D错误。]
4．(2022·河北九师联盟)下列有关真核细胞中核酸和蛋白质的叙述，正确的是(　　)
A．唾液腺细胞分泌的唾液淀粉酶通过胞吐进入内环境
B．活细胞不能被台盼蓝染色，说明细胞膜的结构完整
C．细胞核内的DNA和RNA被彻底水解可得到6种产物
D．细胞核内核酸的合成过程需要蛋白质参与，不消耗ATP
B　[唾液腺细胞分泌的唾液淀粉酶进入口腔中，没有进入内环境中，A错误；细胞膜具有控制物质进出的功能，细胞膜结构完整时，活细胞不能被台盼蓝染液染色，B正确；DNA和RNA彻底水解得到的产物有8种，分别是2种五碳糖、1种磷酸和5种碱基，C错误；核内核酸的合成过程需要酶的催化，而酶的成分主要是蛋白质，因此核内核酸的合成需要蛋白质参与且消耗ATP，D错误。]
5．(2022·广东广州模拟)组成细胞的元素和化合物是细胞结构的物质基础，体现了生命观念中的物质观、结构与功能观。下列关于细胞中的元素与化合物的叙述，正确的是(　　)
A．叶肉细胞吸收的氮元素可用于合成叶绿素、ATP和酶
B．蛋白质与核酸的多样性与二者空间结构的多样性有关
C．在细胞中能运输氨基酸的物质都是蛋白质
D．脂肪是储能物质，也是构成动物细胞膜的重要成分
A　[酶的化学本质是蛋白质或RNA，叶绿素、ATP和酶中都含有氮元素，即叶肉细胞吸收的氮元素可用于合成叶绿素、ATP和酶，A正确；蛋白质与核酸均以碳链为骨架，均具有多样性，前者与其空间结构的多样性有关，后者与其空间结构无关，核酸包括DNA和RNA，其结构都是特定的，核酸的多样性与核苷酸的排列顺序有关，B错误；在细胞中能运输氨基酸的物质不一定都是蛋白质，如在翻译过程中，运输氨基酸的载体是tRNA，C错误；脂肪是储能物质，但不是构成动物细胞膜的重要成分，脂质中的磷脂和胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，D错误。]
6．(2023·武汉重点中学联考)20世纪60年代，有人提出：在生命起源之初，地球上可能存在一个RNA世界。在原始生命中，RNA既承担着遗传信息载体的功能，又具有催化化学反应的作用。请回答以下问题：
(1)RNA可以作为遗传物质，其具有的相应特点是________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(至少写出两点)。
(2)科学家在原生动物四膜虫等生物中发现了核酶(具有催化活性的RNA)。
①核酶的基本单位是________。
②作为酶，核酶也具有专一性。酶的专一性是指_________________。
③有一种名为L19RNA的核酶，其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链，其作用底物是富含嘧啶的核苷酸链，由此推测其专一性是通过__________________来实现的。研究发现，L19RNA可以催化某些RNA的切割和连接，其切割和连接这些底物时与________键的破坏与形成有关。
[解析]　(1)RNA中的核糖核苷酸的排列顺序可以代表遗传信息，可以控制蛋白质的合成，RNA也可以复制，因此RNA可以作为遗传物质。
(2)①核酶是具有催化活性的RNA，因此其基本单位是核糖核苷酸。②酶的特点之一是具有专一性，酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。③L19RNA核酶的活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链，其作用底物是富含嘧啶的核苷酸链，嘌呤和嘧啶间可以通过碱基互补配对形成氢键来实现其专一性，RNA的核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相连接，因此L19RNA可以催化某些RNA的切割和连接，其切割和连接这些底物时与磷酸二酯键的破坏与形成有关。
[答案]　(1)可以复制；核糖核苷酸的排列顺序可以储存遗传信息；可以指导蛋白质合成，能产生变异
(2)核糖核苷酸　每一种酶只能催化一种或一类化学反应　核酶与底物间通过碱基互补配对形成氢键　磷酸二酯
7．(2022·华南师大附中月考)抗体酶是具有催化能力的免疫球蛋白，又称为催化性抗体。如图所示，某些抗体酶可以特异性地识别癌细胞表面的特殊抗原，并催化无活性药物前体的转化反应，可用于靶向治疗癌症。则下列叙述正确的是(　　)
A．抗体酶在核糖体上合成，经内质网和高尔基体加工后才能发挥作用
B．温度过高或过低均会使抗体酶变性失活
C．将抗体酶和双缩脲试剂混合，需要水浴加热后才出现紫色反应
D．抗体酶的专一性仅体现在抗体结构域与抗原的结合
A　[抗体酶属于分泌蛋白，在核糖体上合成后需要经过内质网和高尔基体加工后才能发挥作用，A正确；低温会抑制酶的活性，但不会使酶变性失活，B错误；抗体酶的化学本质是蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色，该过程不需要水浴加热，C错误；抗体酶具有专一性，既体现在抗体结构域与抗原的结合，又体现在底物结合的部位，D错误。]
8．(2022·广东佛山质检)在真核细胞的细胞质基质中，有一种识别并降解错误折叠或不稳定蛋白质的机制，即泛素—蛋白酶体途径，其中泛素为一种小分子球蛋白，蛋白酶体则是一种具有多种蛋白酶活性的大分子复合体，具体过程如图所示。下列分析错误的是(　　)
A．该途径中泛素识别并标记靶蛋白，蛋白酶体降解靶蛋白
B．酶1、酶2、酶3参与泛素分子活化和转移过程
C．该过程需要依赖线粒体、内质网和高尔基体的密切配合
D．泛素以及靶蛋白降解的产物可被细胞重复利用
C　[根据图示可知，泛素对靶蛋白进行识别，若靶蛋白错误折叠或不稳定则会被泛素标记，然后被蛋白酶体降解，A正确；根据图示可知，泛素识别胞质靶蛋白是否错误折叠或不稳定，并转移到胞质靶蛋白上，需要酶1、酶2、酶3的参与，B正确；根据图示可知，泛素—蛋白酶体途径需要ATP和酶的作用，且酶在细胞内起作用，推测需要线粒体、核糖体，不需要对分泌蛋白进行加工和转运的内质网和高尔基体的配合，C错误；根据题干信息，“泛素为一种小分子球蛋白”，靶蛋白也是蛋白质，而“蛋白酶体则是一种具有多种蛋白酶活性的大分子复合体”，推测泛素和靶蛋白被分解成了氨基酸，这是细胞合成蛋白质的单体，可被细胞重复利用，D正确。]
9．(2022·山东济南一模)蛋白质合成后，它的第一个氨基酸会被氨基肽酶水解除去，然后由氨酰—tRNA蛋白转移酶把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，若该信号氨基酸为丝氨酸、苏氨酸等八种氨基酸之一时，该蛋白质可长时间发挥作用；若是其他氨基酸，不久后会被多个泛素(一种小分子蛋白)结合，进而进入呈筒状的蛋白酶复合体中被水解。下列说法错误的是(　　)
A．信号氨基酸可决定蛋白质的寿命，可改变信号氨基酸的种类进而延长蛋白质的寿命
B．泛素可能起到了对待水解蛋白的标记作用，有利于其进入蛋白酶复合体
C．筒状蛋白酶复合体中的水解产物可被细胞重新利用
D．多肽链与氨基酸脱水缩合只发生在肽链的羧基和氨基酸的氨基之间
D　[由题意可知，信号氨基酸的种类可决定蛋白质发挥作用的长短，改变信号氨基酸的种类可以延长蛋白质的寿命，A正确；若信号氨基酸为其他氨基酸，不久后会被多个泛素结合，进而进入蛋白酶复合体中被水解，故泛素可能起到了标记作用，有利于其进入蛋白酶复合体，B正确；筒状蛋白酶复合体中的水解产物是氨基酸，可被细胞重新利用，C正确；由题意可知，氨酰—tRNA蛋白转移酶可把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，这时多肽链与氨基酸脱水缩合发生在肽链的氨基和氨基酸的羧基之间，D错误。]
10．(2022·辽宁名校联考)火锅是不可多得的美味，而在众多的火锅菜品中，虾丸更是深受人们的喜爱。虾丸是将精选的虾肉研碎成糜(虾糜)团成丸状，新鲜的虾糜不宜常温放置太久。长期存储时，常采用低温保存，冷冻太久会影响虾丸的口感。回答下列问题：
(1)虾糜中的蛋白质是________通过脱水缩合方式形成的。虾丸经过加热后，蛋白质的空间结构发生改变，称为________。这时的蛋白质更容易消化，原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)低温储存能延长虾糜制品的保存时间。因为低温能够抑制________的活性，降低________(填“微生物”或“虾糜细胞”)的细胞呼吸。
(3)长时间冷冻会影响鱼糜制品的凝胶强度，导致口感变差。科研人员将添加了不同浓度海藻糖的鱼糜放在－18 ℃下冷冻，检测其凝胶强度的变化。结果如图所示：
由实验结果可知，随着冷冻时间的增加，鱼糜蛋白凝胶强度____________，且海藻糖可以____________(填“减缓”或“加强”)这种变化，但考虑成本以及效果，选择浓度为____________海藻糖添加最好。
(4)进一步研究发现，随着冷冻时间的延长，不同氨基酸的________基之间形成的二硫键含量有所上升，破坏原有的网格结构。推测海藻糖的添加可以________二硫键的增加，从而保护网格结构的稳定，维持鱼糜制品的口感。
[解析]　(1)氨基酸是组成蛋白质的基本单位，蛋白质是氨基酸经过脱水缩合过程形成的；高温下蛋白质空间结构发生改变，叫作蛋白质的变性；变性后蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。(2)酶活性的发挥需要适宜条件，低温能抑制微生物细胞内酶的活性，降低微生物的细胞呼吸，延长保存期。(3)由图可知，随着冷冻时间的延长，鱼糜蛋白凝胶强度下降；加入海藻糖可一定程度上缓解凝胶强度的下降，而使用6%和9%海藻糖的效果基本相同，所以从成本以及效果考虑，使用6%海藻糖。(4)不同氨基酸的R基中的巯基，可能会形成二硫键；二硫键增加会破坏网格结构，使凝胶强度下降，海藻糖能缓解凝胶强度下降，推测海藻糖能抑制二硫键增加，保护网格结构，维持口感。
[答案]　(1)氨基酸　变性　高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解 (2)酶　微生物　(3)下降　减缓　6%　(4)R(巯)　抑制
(教师用书独具)
1．(2022·重庆巴蜀中学检测)科学家发现，新型冠状病毒和SARS病毒在感染人体时均识别肺泡上皮细胞上的受体(ACE2)，起识别作用的关键蛋白均为二者包膜上的S蛋白，但二者的S蛋白有部分氨基酸存在差异。下列有关说法错误的是(　　)
A．控制ACE2合成的基因不只存在于肺泡上皮细胞中
B．S蛋白与ACE2的互相识别体现了细胞间的信息交流
C．S蛋白可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
D．根据上述科学研究推测，不同结构的蛋白质其功能也可能相同
B　[人体细胞中都有ACE2合成的基因，只是在部分细胞(如肺泡上皮细胞)中表达，A正确；病毒没有细胞结构，其S蛋白与ACE2的互相识别不能体现细胞间的信息交流，B错误；S蛋白含有肽键，所以能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C正确；新型冠状病毒和SARS病毒在感染人体时识别肺泡上皮细胞上受体(ACE2)的都是S蛋白，但二者的S蛋白结构存在差异，说明不同结构的蛋白质其功能也可能相同，D正确。]
2．(2022·山西适应性测试)阿尔茨海默病(AD)是由于人脑组织中出现了淀粉样斑块而引起的神经系统退行性疾病。淀粉样斑块是淀粉样前体蛋白(简称APP，神经细胞膜上的一种重要跨膜蛋白)被γ 分泌酶切割后经沉积产生的。下列说法不正确的是(　　)
A．APP被切割前后均可与双缩脲试剂发生反应
B．γ 分泌酶可显著降低APP水解反应的活化能
C．APP基因是阿尔茨海默病(AD)的致病基因
D．干扰γ 分泌酶与APP的特异性结合可缓解AD的病情
C　[APP本质是蛋白质，切割前后都有肽键，均可与双缩脲试剂发生反应，A正确；γ 分泌酶能催化APP水解，所以γ 分泌酶可显著降低APP水解反应的活化能，B正确；APP是分布于神经细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基因不是阿尔茨海默病(AD)的致病基因，阿尔茨海默病(AD)是γ 分泌酶切割APP之后导致的，C错误；干扰γ 分泌酶与APP的特异性结合，γ 分泌酶不能切割APP，从而可以减少脑组织中出现淀粉样斑块沉积，可缓解AD的病情，D正确。]
3．(2022·山东泰安肥城检测)细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或组装，这一类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子伴侣。以下相关叙述错误的是(　　)
A．构成分子伴侣的单体是氨基酸，氨基酸都含有C、H、O、N、S
B．细胞质基质、内质网可能有分子伴侣的分布
C．分子伴侣对靶蛋白没有高度的专一性
D．分子伴侣可能通过改变自身的空间构象来发挥作用
A　[分子伴侣的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，氨基酸都含有C、H、O、N，但是不一定都有S，A错误；分子伴侣能帮助多肽转运、折叠或组装，可能存在于细胞质基质、内质网中，B正确；分子伴侣对靶蛋白没有高度的专一性，同一分子伴侣可以促进多种氨基酸序列完全不同的多肽链折叠成为空间结构、性质和功能都不相关的蛋白质，C正确；分子伴侣可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并通过改变自身的空间构象来与多肽的某些部位相结合，D正确。]
4．(2022·湖南长郡中学期中)目前检测血浆中血管紧张素Ⅱ已成为原发性和继发性高血压分型诊断、治疗及研究的重要指标。血浆中的血管紧张素Ⅰ和血管紧张素Ⅱ具有收缩血管、升高血压的作用，对保持循环血量和维持动脉血压起一定作用。如图是血管紧张素Ⅰ在特定位点被血管紧张素转换酶酶切后转变为血管紧张素Ⅱ的示意图(图中氨基酸的名称均为略写，如天冬氨酸略写为“天冬”)。下列叙述错误的是(　　)
A．血管紧张素和纤维素的基本单位中都含有元素C、H、O
B．血管紧张素转换酶能催化苯丙氨酸和组氨酸之间的肽键断裂
C．氨基酸的种类和理化性质不同是由氨基酸中的R基决定的
D．当机体循环血量减少时，血浆中的血管紧张素浓度将会降低
D　[血管紧张素的基本单位是氨基酸，而纤维素的基本单位是葡萄糖，都含有元素C、H、O，A正确；据图可知，血管紧张素Ⅰ末端两个氨基酸(组氨酸和亮氨酸)被血管紧张素转换酶酶切后转变为血管紧张素Ⅱ，B正确；不同氨基酸的R基不同，氨基酸的种类和理化性质不同是由氨基酸中的R基决定的，C正确；当机体处于失血等情况而使循环血量减少时，血管紧张素在血浆中的浓度将显著升高，对保持循环血量和维持动脉血压起一定作用，D错误。]
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