【一轮复习基础知识随堂练】第一单元 细胞及其分子组成-蛋白质和核酸（含解析）

第一单元　细胞及其分子组成
蛋白质和核酸
一、选择题
1．烫发时，先用还原剂使头发角蛋白的二硫键断裂，再用卷发器将头发固定形状，最后用氧化剂使角蛋白在新的位置形成二硫键。这一过程改变了角蛋白的(　　)
A．空间结构 B．氨基酸种类
C．氨基酸 D．氨基酸排列顺序
2．(2022·天津卷)新冠病毒抗原检测的对象是蛋白质，其基本组成单位是(　　)
A．氨基酸 B．核苷酸
C．单糖 D．脂肪酸
3．(2024·福建龙岩模拟)某多肽含有4个天冬氨酸，它们分别位于第5、6、15、30位(如图)；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，而两者之间没有水解作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A．肽酶X完全作用有2个天冬氨酸将脱离下来
B．该三十肽至少含有游离的氨基和羧基分别为1个和5个
C．用肽酶X和肽酶Y同时水解该多肽需要6个水分子
D．经肽酶Y水解后的各种产物不是都能用双缩脲试剂检测
4．随着生活水平的提高，人们对核酸保健品日益关注。下列有关核酸的叙述中，错误的是(　　)
A．核酸分子具有携带遗传信息、催化、运输、参与构成细胞结构等功能
B．补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力
C．蛋白质和tRNA的空间结构都与氢键有关
D．以碳链为骨架的核酸，参与构成细胞生命“大厦”的基本框架
5．(2024·河南郑州模拟)肌红蛋白(Mb)是哺乳动物肌肉中储存氧的蛋白质，含有C、H、O、N、Fe五种元素，由一条肽链和一个血红素辅基构成。Mb中的极性侧链基团几乎全部分布在分子的表面，而非极性的侧链基团则被埋在分子内部。下列说法正确的是(　　)
A．Mb表面极性侧链基团能够与水分子结合而使Mb溶于水
B．Fe作为大量元素，参与构成血红素辅基
C．Mb复杂结构的形成只与不同部位氨基酸之间形成的氢键和二硫键有关
D．空腹采血若发现血浆中Mb明显增高，则表明肌肉细胞内供氧充足
6．研究发现一类称为“分子伴侣”的蛋白质可识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并通过改变自身空间结构与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽折叠、组装或转运，其本身不参与组成最终产物并可循环发挥作用。下列叙述错误的是(　　)
A．酵母菌内“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网
B．“分子伴侣”介导加工的环状八肽化合物中至少含有8个氧原子和8个氮原子
C．“分子伴侣”可循环发挥作用，说明蛋白质空间结构的改变都是可逆转的
D．“分子伴侣”折叠蛋白质的过程中可能涉及氢键的形成
7．(2024·广东肇庆模拟)我国科学家在人工合成淀粉和蛋白质方面取得原创性突破——实现二氧化碳到淀粉与一氧化碳到蛋白质的人工合成。下列叙述错误的是(　　)
A．人工合成有机物为实现“碳中和”提供新的技术途径
B．人工合成的有机物的活性与其空间结构无关
C．人工合成蛋白质的原料除一氧化碳外，还需含氮的物质等
D．可用双缩脲试剂检测人工合成的蛋白质是否存在
8．核酸是生物体内重要的化合物，当用蛇毒磷酸二酯酶处理小鼠核酸时，得到的产物是5′-核苷酸(五碳糖的5′位连接磷酸)的混合物，当用牛脾磷酸二酯酶处理小鼠核酸时，产物是3′-核苷酸(五碳糖的3′位连接磷酸)的混合物。下列有关核酸的叙述中，正确的是(　　)
A．用上述两种酶分别处理核酸均可得到4种水解产物
B．蛇毒磷酸二酯酶发挥作用的机理是提高反应所需的能量
C．上述实验证明核酸是核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的
D．小鼠体内的核酸主要存在于细胞核中，并且可以与蛋白质相结合
二、非选择题
9．非洲肺鱼主要分布在赤道附近的非洲地区的河流中。干旱季节河流完全干涸时，非洲肺鱼可在河床淤泥中做洞，进入一种基本脱离水源的类似休眠的“干化”状态，可存活长达6个月。一旦遇到水源，非洲肺鱼会吸收大量的水分重新恢复生命活动。研究发现，非洲肺鱼的这种功能与其体内的IDP蛋白有关，该蛋白的部分结构如图所示。回答下列问题：
(1)非洲肺鱼进入“干化”状态后，自身的____________水大量散失，使自身的代谢水平极大地____________。
(2)图示结构由________种氨基酸经__________反应形成，该结构的合成场所为____________。
(3)一般来说，在肽链折叠形成蛋白质的过程中，疏水性的氨基酸残基(即组成肽链的氨基酸单位)通常位于蛋白质的内部，亲水性的氨基酸残基位于蛋白质外部，使蛋白质表现出一种规律性的空间结构。而非洲肺鱼体内的IDP蛋白却呈现出一种空间上的“无序性”，由此猜测这可能与IDP蛋白所含的__________(填“疏水性”或“亲水性”)氨基酸数目多有关。
(4)IDP蛋白经高温处理后遇双缩脲试剂仍变色，原因是_________________________。
10．图1表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，图2表示细胞中两种结构的组成物质与元素的关系，图3表示胰岛素分子中的一条多肽链，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ是生物大分子，X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的单体。请回答下列问题：
(1)图1、2中A代表的元素是________(填写元素符号)。在小麦种子中物质Ⅰ主要指__________，在动物肌肉细胞内，物质Ⅰ主要指___________。
(2)图1中Ⅳ与图2中________(填“甲”“乙”或“丙”)表示同一物质。物质P是__________，其结构的特点是____________________________________________。
(3)图3表示胰岛素分子的一条多肽链，其中有3个甘氨酸且分别位于第8、20、23位，若用特殊水解酶选择性除去图中的3个甘氨酸，形成的产物中有______条多肽，形成的产物(含甘氨酸)比原多肽多______个氧原子。
11．下图为某蛋白质(含有110个氨基酸)天然状态与非折叠状态的转化条件，下列相关叙述错误的是(　　)
A．此蛋白质由110个氨基酸脱水缩合而成，有109个肽键
B．用尿素处理时，蛋白质中的肽键断裂导致该蛋白质生物活性丧失
C．此蛋白质分子至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
D．此蛋白质的催化功能取决于其复杂的空间结构
12．(2024·广东深圳联考)肠粉是一种非常有名的广东传统食品。其外表面一般是米浆蒸熟后形成的粉皮，粉皮内加上鸡蛋、肉沫、蔬菜粒等裹成肠形，做熟后再淋上酱汁即可食用。下列说法正确的是(　　)
A．肠粉的原料全部采用天然食材，不含任何化学元素
B．肠粉中富含糖类，糖类在细胞内的含量多于脂质
C．鸡蛋营养价值很高，与其必需氨基酸的种类数量有关
D．肉类、蔬菜种类多样，可为人体细胞提供不同的核酸
答案解析
1、A　解析：烫发时，头发角蛋白的二硫键断裂，在新的位置形成二硫键，故这一过程改变了角蛋白的空间结构，A正确；在该过程中，肽键没有断裂，氨基酸种类没有增多或减少，B错误；在该过程中，氨基酸数目和结构均未改变，C错误；在该过程中，只是二硫键断裂，蛋白质的空间结构改变，而氨基酸的排列顺序没有改变，D错误。
2、A　解析：蛋白质是生物大分子，其基本单位是氨基酸，B、C、D错误，A正确。
3、A　解析：肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键，肽酶X完全作用该多肽链后，多肽中只有第6位天冬氨酸会脱离多肽链，即肽酶X完全作用后有1个天冬氨酸将脱离下来，A错误；该三十肽至少含有的游离氨基数＝肽链数＝1个，至少含有的游离羧基数＝肽链数＋4个天冬氨酸的R基中含有的羧基数＝1＋4＝5个，B正确；肽酶X和肽酶Y同时作用于该多肽，可把天冬氨酸氨基端和羧基端的肽键都断开，共断开6个肽键，分别位于第4和5、5和6、6和7、14和15、15和16、29和30位氨基酸之间，故需要6个水分子，C正确；该多肽经肽酶Y水解后能得到氨基酸和多肽，氨基酸不能被双缩脲试剂检测出来，D正确。
4、B　解析：核酸分子具有携带遗传信息(如DNA)、催化(如RNA类的酶)、运输(如tRNA)、参与构成细胞结构(如rRNA)等功能，A正确；无论是食物中的核酸还是补充特定的核酸，都不能直接被细胞利用，需要被分解成小分子才能进入细胞，因此补充某些特定的核酸，不能增强基因的修复能力，B错误；蛋白质的二级结构依靠不同氨基酸之间的氢键等形成，tRNA内部分碱基间通过氢键形成局部双链，故蛋白质和tRNA的空间结构都与氢键有关，C正确；生物大分子(多糖、蛋白质、核酸等)都以碳链为基本骨架，“碳是生命的核心元素”“没有碳，就没有生命”，D正确。
5、A　解析：Mb中的极性侧链基团几乎全部分布在分子的表面，则Mb表面极性侧链基团能够与水分子结合而使Mb溶于水，A正确；Fe作为微量元素，参与构成血红素辅基，B错误；Mb复杂结构的形成与不同部位氨基酸之间形成的氢键和二硫键有关，也与氨基酸的种类、数量和排列顺序有关，C错误；肌红蛋白(Mb)是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质，空腹采血若发现血浆中Mb明显增高，则表明肌肉细胞发生了破裂，D错误。
6、C　解析：由题意可知，“分子伴侣”与蛋白质的加工有关，而酵母菌是真核生物，“分子伴侣”发挥作用的场所可能在内质网，A正确；每一个氨基酸至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，环状八肽化合物由8个氨基酸脱去8个水分子形成，其中8个氨基酸中至少含有的氧原子数为8×2＝16，至少含有的氮原子数为8×1＝8，8个水分子(H2O)包含的氧原子数为8，氮原子数为0，则环状八肽化合物至少含有氧原子8×2－8＝8个，氮原子8×1＝8个，B正确；由题干信息可知，“分子伴侣”在发挥作用时会改变自身空间结构，并可循环发挥作用，因此可以判断“分子伴侣”的空间结构的改变是可以逆转的，但其他蛋白质在高温、强酸、强碱的作用下发生的空间结构改变是不可逆的，C错误；“分子伴侣”折叠蛋白质的过程中，即蛋白质的空间结构形成，其过程中可能涉及二硫键、氢键的形成，D正确。
7、B　解析：人工合成有机物需要利用二氧化碳和一氧化碳，为实现“碳中和”提供新的技术途径，A正确；有机物的活性与其空间结构有关，B错误；蛋白质含有C、H、O、N，有的还含有S等元素，人工合成的过程中除了一氧化碳外，还需要含氮的物质，C正确；双缩脲试剂可以和蛋白质发生反应，可用于检测蛋白质，D正确。
8、C　解析：用蛇毒磷酸二酯酶处理小鼠核酸时，由于小鼠的核酸有DNA和RNA两种，因而可得到8种水解产物，当用牛脾磷酸二酯酶处理小鼠核酸时，可得到8种水解产物，A错误；蛇毒磷酸二酯酶发挥作用的机理是降低化学反应的活化能，B错误；用两种磷酸二酯酶处理的结果不同，因而上述实验证明核酸是核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的，C正确；小鼠体内的DNA主要存在于细胞核中，而RNA主要存在于细胞质中，D错误。
9、解析：(1)自由水促进代谢，“干化”状态时非洲肺鱼细胞代谢极低，自由水大量散失。(2)据图可知，题图结构共有4个“—CO—NH—”结构，说明由5个氨基酸脱水缩合而成，观察各个氨基酸的R基，5个氨基酸的R基都不相同，共有5种。氨基酸经脱水缩合后，形成多肽，发生的场所在核糖体。(3)据题意，非洲肺鱼会吸收大量的水分重新恢复生命活动，非洲肺鱼的这种功能与其体内的IDP蛋白有关，可推知IDP蛋白中亲水性氨基酸数目较多。(4)高温处理只改变蛋白质的空间结构，不破坏肽键，仍可以和双缩脲试剂反应。
答案：(1)自由　降低　(2)5　脱水缩合　核糖体　(3)亲水性　(4)高温没有破坏肽链的肽键结构
10、解析：(1)分析题图可知，图1和图2中A代表的元素是N、P。图1的Ⅰ是多糖，在小麦种子中主要指淀粉，在动物肌肉细胞内主要指(肌)糖原。(2)图1中Ⅳ是蛋白质，与图2中乙表示同一物质，物质P是氨基酸，其结构特点是至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(3)分析题图3可知，若除去第8、20、23位的3个甘氨酸，需水解6个肽键，形成的产物为第1～7位、9～19位、24～30位组成的3条多肽链和第21～22位组成的二肽以及3个甘氨酸，而每水解1个肽键需要1个水分子参与，故与原多肽相比增加了6个氧原子。
答案：(1)N、P　淀粉　糖原(或肌糖原)　(2)乙　氨基酸　至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上　(3)3　6
11、B　解析：此蛋白质是由110个氨基酸脱水缩合而成的，只有一条多肽链，形成的肽键数是109，A正确；由题图可知，尿素处理时，断裂的是二硫键，B错误；至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数，该蛋白质只有一条肽链，所以至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，C正确；由题意可知，该蛋白质在非折叠状态时无催化活性，在天然状态时有催化活性，所以该蛋白质的催化功能取决于其复杂的空间结构，D正确。
12、C　解析：肠粉的原料含有蔬菜、肉沫、鸡蛋等，其成分含有糖、蛋白质等有机物，故含有化学元素，A错误；细胞中糖类是主要的能源物质，其含量少于脂质，B错误；人体细胞不能合成必需氨基酸，评价食物中蛋白质的营养价值时，应注重其中必需氨基酸的种类和含量，因此鸡蛋营养价值很高，与其必需氨基酸的种类数量有关，C正确；肉类、蔬菜中的核酸会在人体消化道内被分解成核苷酸，核苷酸被细胞直接吸收，故肉类、蔬菜种类多样，不可以为人体细胞提供不同的核酸，D错误。