第3讲 蛋白质和核酸
[课标内容] 1.阐明组成蛋白质的氨基酸有21种,它的功能取决于氨基酸序列及其空间结构等,细胞的功能主要由蛋白质完成。2.概述核酸由核苷酸连接而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。
微考点大突破
考点一 蛋白质的结构与功能
1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸
(1)写出图中序号代表的结构名称。
①为________;②和④为__________;③为_________。
(2)据图可知,氨基酸共有的元素是__________,有的还含有__________等元素。
(3)比较图中几种氨基酸,写出氨基酸分子的结构通式:__________。其特点是从数量上看,至少有一个__________和一个__________;从位置上看,都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
(4)组成蛋白质的氨基酸的种类。
①组成人体蛋白质的氨基酸有__________种,其区别为__________的不同。
②根据人体细胞能否合成分类:人体细胞__________合成的是必需氨基酸(共8种);人体细胞__________合成的是非必需氨基酸(共13种)。
2.蛋白质的结构
(1)氨基酸的脱水缩合。
(2)蛋白质的结构层次。
一级结构 二级结构
氨基酸序列(氨基酸种类、数目、排列顺序) 在特定区域通过氢键等进行有规律地盘曲或折叠
三级结构 四级结构
借助氢键、离子键、二硫键等进行盘绕、折叠,形成较复杂的结构 具有两条或两条以上独立三级结构的多肽链通过某些化学键相互组合,形成非常复杂的空间结构
3.蛋白质结构多样性与功能多样性
(1)氨基酸是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。(源自必修1 P28)()
(2)胶原蛋白手术缝合线被分解成氨基酸后可被人体吸收。(源自必修1 P29)()
(3)各种氨基酸的主要区别在于R基的元素种类不同。(源自必修1 P29)()
(4)肝细胞的细胞膜上分布着丰富的胰岛素受体,胰岛素受体分子中的二硫键减少可能会导致糖尿病。(必修1 P30“图2-11”)()
(5)蛋白质初步水解产物为短肽,彻底水解的产物是氨基酸。(必修1 P32“概念检测”1)()
蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗 请举例说明。
答:____________________________________________。
能力一 氨基酸的结构及种类(考查结构与功能观)
1.(2025·深圳调研)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述,正确的是( )
A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S
B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测
C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标
D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉
2.下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是( )
A.三种化合物可以用一个结构通式表示
B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基
C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
能力二 蛋白质的结构和功能(考查科学思维)
3.(2024·黑吉辽卷,T1)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是( )
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化
4.(2022·湖南卷,T1)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
(必修1 P30“与社会的联系”)必需氨基酸概念:______________________________________________________________________________________________________________。
考点二 蛋白质的相关计算
利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律
(1)“规律法”记忆多肽形成过程中的数量计算。
①形成肽链时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。
肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基数目 羧基数目
1条 m m-1 m-1 至少1个 至少1个
n条 m m-n m-n 至少n个 至少n个
②形成环状多肽时:肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。
提醒 环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。
(2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量。
①无二硫键时: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-脱去的水分子数×18。
②有二硫键(—S—S—)时: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-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。
③游离—NH2或—COOH数=肽链数+R基中的—NH2或—COOH数(环肽中主链上无游离的氨基或羧基)。
能力 蛋白质的相关计算(考查科学思维)
1.如图为牛胰岛素结构示意图,该物质中二硫键(—S—S—)是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法错误的是( )
A.牛胰岛素由51个氨基酸构成,其中含有49个肽键
B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH
C.牛胰岛素中含有的O原子个数至少为53个
D.从氨基酸形成牛胰岛素时,减少的相对分子质量为882
2.(2025·湖北模拟)血管紧张素原是血浆中的一种球蛋白。如图为血管紧张素原在①②作用位点被酶切后转变为血管紧张素Ⅰ、Ⅱ的示意图,图中氨基酸名称均为略写,如天冬氨酸略写为“天冬”。下列叙述不正确的是( )
A.血管紧张素原在加热后将失去其特定的功能
B.血管紧张素Ⅱ分子中有7个肽键
C.若将血管紧张素Ⅰ水解,能产生10种氨基酸
D.血管紧张素Ⅰ和血管紧张素Ⅱ都至少含有一个氨基和一个羧基
考点三 核酸的结构和功能
1.核酸的结构层次
提醒 有的RNA也有特定空间结构,如tRNA等。
2.DNA和RNA的组成成分
(1)相同成分:含氮碱基__________和磷酸。
(2)不同成分
3.核酸的功能与分布
提醒 不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
生物种类 核酸 种类 碱基 种类 核苷酸 种类 遗传 物质
细胞生物 DNA和 RNA 5种 8种 DNA
病毒 DNA病毒 DNA 4种 4种 DNA
RNA病毒 RNA 4种 4种 RNA
4.核苷酸的排列顺序储存着遗传信息
(1)遗传信息的多样性:组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有__________种,但是如果数量不限,在连成长链时,__________是极其多样的,所以DNA分子的信息容量非常大。
(2)遗传信息的特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的__________。
5.生物大分子以碳链为基本骨架
(1)生物大分子以碳链为骨架。
碳原子与碳原子或其他原子通过__________连接形成稳定的结构。以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子,构成细胞生命大厦的基本框架。
(2)有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物。
提醒 脂肪、磷脂和固醇不属于生物大分子。
(1)DNA分子一条链中的两个相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。(必修1 P34“图2-14”)()
(2)同一生物体的不同细胞中,DNA基本相同,RNA不完全相同。(源自必修1 P35)()
(3)大肠杆菌体内既有DNA,又有RNA,但以DNA作为储存和传递遗传信息的物质。(源自必修1 P35)()
(4)相对分子质量大小相同、碱基含量及比例相同的核酸分子所携带的遗传信息相同。(源自必修1 P35)()
(5)核酸是生物的遗传物质,仅存在于细胞核中。(必修1 P36“概念检测”1)()
“胎儿亲子鉴定”是利用基因技术鉴定胎儿遗传意义上的父亲,从孕妇的羊水中提取细胞,通过鉴定胎儿的DNA确认父子关系。进行亲子鉴定时,主要比较胎儿与“父亲”DNA的何种指标
答:______________________。
能力一 核酸的结构与功能(考查科学思维)
1.如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况,下列有关叙述不正确的是( )
A.若m为腺嘌呤,则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸
B.在T2噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种
C.若a为核糖,则ADP脱去一个磷酸后,可形成b
D.若a为脱氧核糖,则由b构成的核酸可存在于HIV中
2.(2025·许昌调研)“DNA酶”(DNAzymes)往往由几十个脱氧核苷酸组成,两端的序列经过设计作为“结合臂”。在关键因子金属镁的辅助下,DNAzymes能与RNA链上的特定位置相匹配,中间的固定序列则作为“催化核心”切割RNA分子(如图),切割下来的RNA片段在细胞中被迅速降解。科学家设想将其用于精确破坏细胞中不需要的RNA分子,具有治疗疾病的巨大潜力。下列有关说法正确的是( )
A.“DNA酶”(DNAzymes)的化学本质为RNA
B.若将DNAzymes用于破坏癌细胞增殖所需的RNA,①②应与健康细胞mRNA序列相同
C.目标RNA被DNAzymes切割后,最终降解产物包括磷酸、脱氧核糖和含氮碱基
D.若细胞内存在与镁更有亲和力的其他物质,则细胞内DNAzymes作用效果可能不佳
能力二 细胞内的生物大分子内在关系(考查综合运用能力)
3.生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
常见的核酸—蛋白质复合体
4.(2021·全国甲卷,T1)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
微真题重体悟
1.(2023·河北卷,T1)下列关于蛋白质空间结构的叙述,错误的是( )
A.淀粉酶在0 ℃时空间结构会被破坏
B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构
D.载体蛋白在转运分子时,其自身构象会发生改变
2.(2023·江苏卷,T3)细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白,参与呼吸链中的电子传递,在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的是( )
A.仅由C、H、O、N四种元素组成
B.是一种能催化ATP合成的蛋白质
C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体
D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
3.(2022·浙江1月选考,T8)膜蛋白的种类和功能复杂多样,下列叙述正确的是( )
A.质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布
B.温度变化会影响膜蛋白的运动速度
C.叶绿体内膜上存在与水裂解有关的酶
D.神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白
4.(2020·江苏卷,T2)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
5.(经典高考题)回答下列与蛋白质相关的问题:
(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是______________。在细胞中合成蛋白质时,肽键是在__________这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白,如__________(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体,此过程中高尔基体的功能是________________________________________。
(2)通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和__________结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常,变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是____________________________________________。
(3)如果DNA分子发生突变,导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变,其原因可能是______________________。
第3讲 蛋白质和核酸
微考点·大突破
考点一
教材解读
1.(1)氨基 R基 羧基 (2)C、H、O、N S、Se
(3) 氨基 羧基 (4)①21 R基
②不能 能
2.(1)脱水缩合 氨基 羧基
3.种类 排列顺序 数目 空间结构 抗体
教材基础辨析
(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√
教材素材拓展
提示 不一定;例如,细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中空间构象发生改变
能力提升
1.C 解析 组成氨基酸的基本元素是C、H、O、N,有的含有S,A项错误;双缩脲试剂与蛋白质中的“—CO—NH—”结构发生紫色反应,用来鉴定蛋白质,而氨基酸中不含此结构,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测,B项错误;必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标,C项正确;通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有物种的特异性,D项错误。
2.B 解析 三种物质都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示,A项正确;题图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”,B项错误;双缩脲试剂与蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中含有“—CO—NH—”结构,而氨基酸中不含有此结构,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C项正确;三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数都为1,D项正确。
3.B 解析 钙调蛋白的合成场所是核糖体,A项正确;钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸,B项错误;氨基酸之间能够形成氢键等,从而使得肽链能够盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C项正确;钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器,钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化,D项正确。
4.C 解析 胶原蛋白的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中,A项错误;细胞可以直接吸收氨基酸等小分子物质,胶原蛋白是大分子,不能被皮肤细胞直接吸收,B项错误;胶原蛋白为细胞外基质的成分,属于分泌蛋白,需要在内质网、高尔基体内进行加工,C项正确;非必需氨基酸含量高低不能作为判断营养价值高低的依据,D项错误。
回源教材 提示 人体细胞不能合成,必须从外界环境中获取的氨基酸称为必需氨基酸
考点二
能力提升
1.D 解析 牛胰岛素由51个氨基酸构成,其中含有49个肽键,A项正确;每条肽链至少有1个游离的—NH2和1个游离的—COOH,牛胰岛素有2条肽链,至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH,B项正确;牛胰岛素中含有的O原子个数至少为51-2+4=53(个),C项正确;从氨基酸形成牛胰岛素时,减少的相对分子质量为(51-2)×18+3×2=888,D项错误。
2.C 解析 血管紧张素原加热后,特定的空间构象被破坏,从而导致变性,失去其特定的功能,A项正确;血管紧张素Ⅱ(H2N—天冬—精—缬—酪—异亮—组—脯—苯丙—COOH)由8个氨基酸组成,含有7个肽键,B项正确;根据题图可知,血管紧张素Ⅰ(H2N—天冬—精—缬—酪—异亮—组—脯—苯丙—组—亮—COOH)由10个氨基酸组成,但只有9种氨基酸,C项错误;血管紧张素Ⅰ和血管紧张素Ⅱ都含有一条多肽链,至少含有一个氨基和一个羧基,D项正确。
考点三
教材解读
1.磷酸 五碳糖 含氮碱基
2.(1)A、G、C (2)核糖
3.遗传信息 拟核
4.(1)4 排列顺序 (2)遗传信息
5.(1)共价键 (2)脱氧核苷酸 脱氧核糖 核糖核苷酸 核糖 氨基酸 葡萄糖 甘油和脂肪酸
教材基础辨析
(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
教材素材拓展
提示 脱氧核苷酸的排列顺序
能力提升
1.D 解析 若m为腺嘌呤,a可能为核糖或脱氧核糖,则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸,A项正确;T2噬菌体只含有DNA一种核酸,其核苷酸有4种,烟草花叶病毒只含有RNA一种核酸,其核苷酸有4种,B项正确;若a为核糖,则b为核糖核苷酸,而ADP脱去一个磷酸后,可形成腺嘌呤核糖核苷酸,C项正确;若a为脱氧核糖,则由b构成的核酸为DNA,而HIV只含有RNA一种核酸,D项错误。
2.D 解析 由题干信息可知,“DNA酶”(DNAzymes)由脱氧核苷酸组成,化学本质是DNA,A项错误;若将DNAzymes用于破坏癌细胞增殖所需的RNA,①②应与癌细胞增殖所需的RNA序列相同,B项错误;RNA最终降解产物包括磷酸、核糖和含氮碱基,C项错误;若细胞内存在与镁更有亲和力的其他物质,则细胞内DNAzymes与关键因子镁结合较弱,作用效果可能不佳,D项正确。
3.B 解析 真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的,都存在DNA—蛋白质复合物,A项正确;原核细胞中没有以核膜为界限的细胞核,DNA裸露存在,不含染色体(质),但其DNA分子复制时会出现DNA—蛋白质复合物,B项错误;DNA复制需要DNA聚合酶,若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能为DNA聚合酶,C项正确;在DNA转录合成RNA时,需要有RNA聚合酶的参与,故该DNA—蛋白质复合物中含有RNA聚合酶,D项正确。
4.C 解析 酶的化学本质是蛋白质或RNA,抗体的化学本质是蛋白质,激素的化学本质是有机物,如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等,只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的,A项错误;糖原是生物大分子,脂肪不是生物大分子,且激素不一定是大分子物质,如甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物,B项错误;酶的化学本质是蛋白质或RNA,抗体的化学本质是蛋白质,蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体,核酸是由核苷酸连接而成的多聚体,氨基酸和核苷酸都含有氮元素,C项正确;人体重要的能源物质是糖类,核酸是生物的遗传物质,脂肪是机体良好的储能物质,D项错误。
微真题·重体悟
1.A 解析 在0 ℃时,淀粉酶的活性很低,但其空间结构没有被破坏,A项错误;磷酸化可能会改变蛋白质的空间结构,B项正确;蛋白质空间结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构等有关,因此氨基酸种类的改变可能影响蛋白质的空间结构,C项正确;转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,其中载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,D项正确。
2.D 解析 细胞色素c是一种膜蛋白,主要由C、H、O、N四种元素组成,A项错误;细胞色素c可参与呼吸链中的电子传递,其不能催化ATP合成,催化ATP合成的蛋白质是ATP合酶,B项错误;细胞色素c是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体,C项错误;细胞色素c在不同物种间具有高度保守性,不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据,亲缘关系越近的生物,细胞色素c的氨基酸序列差异越小,相似度越高,D项正确。
3.B 解析 质膜内、外侧的蛋白质呈不对称分布,有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,A项错误;温度变化会影响膜蛋白的运动速度,B项正确;光合作用过程中水的裂解发生在类囊体薄膜上,叶绿体内膜上不存在与水裂解有关的酶,C项错误;主动转运需要的是载体蛋白,D项错误。
4.B 解析 生物大分子都以碳链为基本骨架,A项正确;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项错误;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项正确;细胞中生物大分子的合成需要酶来催化,D项正确。
5.答案 (1)氨基酸 核糖体 胃蛋白酶 对蛋白质进行加工、分类和包装 (2)空间 蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解 (3)遗传密码具有简并性
解析 (2)蛋白质中正确的氨基酸序列和空间结构决定了其生物学功能;蛋白质变性是空间结构遭到了破坏,失去了生物活性。变性蛋白质的肽键暴露出来,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解。(3)编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被替换,但其未引起血红蛋白中氨基酸序列改变,说明突变前后mRNA上相应密码子对应同一种氨基酸,即遗传密码具有简并性。(共68张PPT)
第3讲
第一单元 细胞的分子组成、结构及物质运输
蛋白质和核酸
课
标
内
容
1.阐明组成蛋白质的氨基酸有21种，它的功能取决于氨基酸序列及其空间结构等，细胞的功能主要由蛋白质完成。2.概述核酸由核苷酸连接而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。
微考点 大突破
内容
索引
微真题 重体悟
考点一 蛋白质的结构与功能
考点二 蛋白质的相关计算
考点三 核酸的结构和功能
考点一 蛋白质的结构与功能
微考点/大突破
第一部分
1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸
(1)写出图中序号代表的结构名称。
①为______；②和④为______；③为______。
(2)据图可知，氨基酸共有的元素是_________________，有的还含有________等元素。
(3)比较图中几种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：_________。其特点是从数量上看，至少有一个________和一个________；从位置上看，都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
氨基
R基
羧基
C、H、O、N
S、Se
氨基
羧基
(4)组成蛋白质的氨基酸的种类。
①组成人体蛋白质的氨基酸有________种，其区别为________的不同。
②根据人体细胞能否合成分类：人体细胞________合成的是必需氨基酸(共8种)；人体细胞________合成的是非必需氨基酸(共13种)。
21
R基
不能
能
2.蛋白质的结构
(1)氨基酸的脱水缩合。
脱水缩合
氨基
羧基
(2)蛋白质的结构层次。
一级结构 二级结构
氨基酸序列(氨基酸种类、数目、排列顺序) 在特定区域通过氢键等进行有规律地盘曲或折叠
三级结构 四级结构
借助氢键、离子键、二硫键等进行盘绕、折叠，形成较复杂的结构 具有两条或两条以上独立三级结构的多肽链通过某些化学键相互组合，形成非常复杂的空间结构
3.蛋白质结构多样性与功能多样性
种类
排列
顺序
数目
空间结构
抗体
教材基础辨析
(1)氨基酸是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。(源自必修1 P28)( )
(2)胶原蛋白手术缝合线被分解成氨基酸后可被人体吸收。(源自必修1 P29)( )
(3)各种氨基酸的主要区别在于R基的元素种类不同。(源自必修1 P29)
( )
×
√
×
(4)肝细胞的细胞膜上分布着丰富的胰岛素受体，胰岛素受体分子中的二硫键减少可能会导致糖尿病。(必修1 P30“图2-11”)( )
(5)蛋白质初步水解产物为短肽，彻底水解的产物是氨基酸。(必修1 P32“概念检测”1)( )
√
√
教材素材拓展
蛋白质空间结构改变一定是蛋白质变性吗 请举例说明。
答：_______________________________________________________
_________________________________________________________。
不一定；例如，细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中空间构象发生改变
能力一 氨基酸的结构及种类(考查结构与功能观)
1.(2025·深圳调研)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述，正确的是( )
A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S
B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测
C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标
D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉
组成氨基酸的基本元素是C、H、O、N，有的含有S，A项错误；双缩脲试剂与蛋白质中的“—CO—NH—”结构发生紫色反应，用来鉴定蛋白质，而氨基酸中不含此结构，因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测，B项错误；必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标，C项正确；通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉，因为氨基酸不具有物种的特异性，D项错误。
解析
2.下面是三种化合物的结构简式，下列有关这三种化合物的叙述，错误的是( )
A.三种化合物可以用一个结构通式表示
B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基
C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示，A项正确；题图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”，B项错误；双缩脲试剂与蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中含有“—CO—NH—”结构，而氨基酸中不含有此结构，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C项正确；三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数都为1，D项正确。
解析
能力二 蛋白质的结构和功能(考查科学思维)
3.(2024·黑吉辽卷，T1)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是( )
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化
钙调蛋白的合成场所是核糖体，A项正确；钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸，B项错误；氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能够盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关，C项正确；钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器，钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化，D项正确。
解析
4.(2022·湖南卷，T1)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
胶原蛋白的氮元素主要存在于“—CO—NH—”结构中，A项错误；细胞可以直接吸收氨基酸等小分子物质，胶原蛋白是大分子，不能被皮肤细胞直接吸收，B项错误；胶原蛋白为细胞外基质的成分，属于分泌蛋白，需要在内质网、高尔基体内进行加工，C项正确；非必需氨基酸含量高低不能作为判断营养价值高低的依据,
D项错误。
解析
(必修1 P30“与社会的联系”)必需氨基酸概念：___________________
________________________________________________________。
人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸称为必需氨基酸
考点二 蛋白质的相关计算
微考点/大突破
第一部分
利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律
(1)“规律法”记忆多肽形成过程中的数量计算。
①形成肽链时：肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。
肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基数目 羧基数目
1条 m m-1 m-1 至少1个 至少1个
n条 m m-n m-n 至少n个 至少n个
②形成环状多肽时：肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数。
提醒 环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。
(2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量。
①无二硫键时：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-脱去的水分子数×18。
②有二硫键(—S—S—)时：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-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。
③游离—NH2或—COOH数=肽链数+R基中的—NH2或—COOH数(环肽中主链上无游离的氨基或羧基)。
能力 蛋白质的相关计算(考查科学思维)
1.如图为牛胰岛素结构示意图，该物质
中二硫键(—S—S—)是由两个—SH脱去
两个H形成的。下列说法错误的是( )
A.牛胰岛素由51个氨基酸构成，其中含有49个肽键
B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH
C.牛胰岛素中含有的O原子个数至少为53个
D.从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量为882
牛胰岛素由51个氨基酸构成，其中含有49个肽键，A项正确；每条肽链至少有1个游离的—NH2和1个游离的—COOH，牛胰岛素有2条肽链，至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH，B项正确；牛胰岛素中含有的O原子个数至少为51-2+4=53(个)，C项正确；从氨基酸形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量为(51-2)×18
+3×2=888，D项错误。
解析
2.(2025·湖北模拟)血管紧张素原是血浆中的一种球蛋白。如图为血管紧张素原在①②作用位点被酶切后转变为血管紧张素Ⅰ、Ⅱ的示意图,图中氨基酸名称均为略写,如天冬氨酸略写为“天冬”。下列叙述不正确的是( )
A.血管紧张素原在加热后将失去其特定的功能
B.血管紧张素Ⅱ分子中有7个肽键
C.若将血管紧张素Ⅰ水解,能产生10种氨基酸
D.血管紧张素Ⅰ和血管紧张素Ⅱ都至少含有一个氨基和一个羧基
血管紧张素原加热后，特定的空间构象被破坏，从而导致变性，失去其特定的功能， A 项正确；血管紧张素Ⅱ(H2N—天冬—精—缬—酪—异亮—组—脯—苯丙—COOH)由8个氨基酸组成，含有7个肽键， B项正确；根据题图可知,血管紧张素Ⅰ(H2N—天冬—精—缬—酪—异亮—组—脯—苯丙—组—亮—COOH)由10个氨基酸组成,但只有9种氨基酸，C项错误；血管紧张素Ⅰ和血管紧张素Ⅱ 都含有一条多肽链，至少含有一个氨基和一个羧基，D项正确。
解析
考点三 核酸的结构和功能
微考点/大突破
第一部分
1.核酸的结构层次
磷酸
五碳糖
含氮碱基
提醒 有的RNA也有特定空间结构，如tRNA等。
2.DNA和RNA的组成成分
(1)相同成分：含氮碱基__________和磷酸。
(2)不同成分
A、G、C
核糖
3.核酸的功能与分布
遗传信息
拟核
提醒 不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
生物种类 核酸种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质
细胞生物 DNA和RNA 5种 8种 DNA
病毒 DNA病毒 DNA 4种 4种 DNA
RNA病毒 RNA 4种 4种 RNA
4.核苷酸的排列顺序储存着遗传信息
(1)遗传信息的多样性：组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有_______种，但是如果数量不限，在连成长链时，__________是极其多样的，所以DNA分子的信息容量非常大。
(2)遗传信息的特异性：每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的___________。
4
排列顺序
遗传信息
5.生物大分子以碳链为基本骨架
(1)生物大分子以碳链为骨架。
碳原子与碳原子或其他原子通过________连接形成稳定的结构。以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，构成细胞生命大厦的基本框架。
共价键
(2)有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物。
提醒 脂肪、磷脂和固醇不属于生物大分子。
脱氧核苷酸
脱氧核糖
核糖核苷酸
核糖
氨基酸
葡萄糖
甘油和脂肪酸
教材基础辨析
(1)DNA分子一条链中的两个相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。(必修1 P34“图2-14”)( )
(2)同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同。(源自必修1 P35)( )
(3)大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为储存和传递遗传信息的物质。(源自必修1 P35)( )
×
√
√
(4)相对分子质量大小相同、碱基含量及比例相同的核酸分子所携带的遗传信息相同。(源自必修1 P35)( )
(5)核酸是生物的遗传物质，仅存在于细胞核中。(必修1 P36“概念检测”1)( )
×
×
教材素材拓展
“胎儿亲子鉴定”是利用基因技术鉴定胎儿遗传意义上的父亲，从孕妇的羊水中提取细胞，通过鉴定胎儿的DNA确认父子关系。进行亲子鉴定时，主要比较胎儿与“父亲”DNA的何种指标
答：______________________。
脱氧核苷酸的排列顺序
能力一 核酸的结构与功能(考查科学思维)
1.如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，
下列有关叙述不正确的是( )
A.若m为腺嘌呤，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸
B.在T2噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种
C.若a为核糖，则ADP脱去一个磷酸后，可形成b
D.若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于HIV中
若m为腺嘌呤，a可能为核糖或脱氧核糖，则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸，A项正确；T2噬菌体只含有DNA一种核酸，其核苷酸有4种，烟草花叶病毒只含有RNA一种核酸，其核苷酸有4种，B项正确；若a为核糖，则b为核糖核苷酸，而ADP脱去一个磷酸后，可形成腺嘌呤核糖核苷酸，C项正确；若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸为DNA，而HIV只含有RNA一种核酸，D项错误。
解析
2.(2025·许昌调研)“DNA酶”(DNAzymes)往往由几十个脱氧核苷酸组
成，两端的序列经过设计作为“结合臂”。在关键因子金属镁的辅助下，DNAzymes能与RNA链上的特定位置相匹配，中间的固定序列则作为
“催化核心”切割RNA分子(如图)，切割下来的RNA片段在细胞中被迅速降解。科学家设想将其用于精确破坏细胞中不需要的RNA分子，具有治疗疾病的巨大潜力。下列有关说法正确的是( )
A.“DNA酶”(DNAzymes)的化学本质为RNA
B.若将DNAzymes用于破坏癌细胞增殖所需的RNA，①②应与健康细胞mRNA序列相同
C.目标RNA被DNAzymes切割后，最终降解产物包括磷酸、脱氧核糖和含氮碱基
D.若细胞内存在与镁更有亲和力的其他物质，则细胞内DNAzymes作用效果可能不佳
由题干信息可知,“DNA酶”(DNAzymes)由脱氧核苷酸组成,化学本质是DNA,A项错误;若将DNAzymes用于破坏癌细胞增殖所需的RNA,①②应与癌细胞增殖所需的RNA 序列相同,B项错误;RNA最终降解产物包括磷酸、核糖和含氮碱基,C项错误;若细胞内存在与镁更有亲和力的其他物质,则细胞内DNAzymes与关键因子镁结合较弱,作用效果可能不佳,D项正确。
解析
能力二 细胞内的生物大分子内在关系(考查综合运用能力)
3.生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶
真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的，都存在DNA—蛋白质复合物，A项正确；原核细胞中没有以核膜为界限的细胞核，DNA裸露存在，不含染色体(质)，但其DNA分子复制时会出现DNA—蛋白质复合物，B项错误；DNA复制需要DNA聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能为DNA聚合酶，C项正确；在DNA转录合成RNA时，需要有RNA聚合酶的参与，故该DNA—蛋白质复合物中含有RNA聚合酶，D项正确。
解析
常见的核酸—蛋白质复合体
4.(2021·全国甲卷，T1)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
酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，激素的化学本质是有机物，如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A项错误；糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且激素不一定是大分子物质,如甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物，B项错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体，核酸是由核苷酸连接而成的多聚体，氨基酸和核苷酸都含有氮元素，C项正确；人体重要的能源物质是糖类,核酸是生物的遗传物质，脂肪是机体良好的储能物质，D项错误。
解析
微真题/重体悟
第二部分
1.(2023·河北卷，T1)下列关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是
( )
A.淀粉酶在0 ℃时空间结构会被破坏
B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构
D.载体蛋白在转运分子时，其自身构象会发生改变
在0 ℃时，淀粉酶的活性很低，但其空间结构没有被破坏，A项错误；磷酸化可能会改变蛋白质的空间结构，B项正确；蛋白质空间结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构等有关，因此氨基酸种类的改变可能影响蛋白质的空间结构，C项正确；转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，其中载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，D项正确。
解析
2.(2023·江苏卷，T3)细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白，参与呼吸链中的电子传递，在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的是( )
A.仅由C、H、O、N四种元素组成
B.是一种能催化ATP合成的蛋白质
C.是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体
D.不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
细胞色素c是一种膜蛋白，主要由C、H、O、N四种元素组成，A项错误；细胞色素c可参与呼吸链中的电子传递，其不能催化ATP合成，催化ATP合成的蛋白质是ATP合酶，B项错误；细胞色素c是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体，C项错误；细胞色素c在不同物种间具有高度保守性，不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据，亲缘关系越近的生物，细胞色素c的氨基酸序列差异越小，相似度越高，D项正确。
解析
3.(2022·浙江1月选考，T8)膜蛋白的种类和功能复杂多样，下列叙述正确的是( )
A.质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布
B.温度变化会影响膜蛋白的运动速度
C.叶绿体内膜上存在与水裂解有关的酶
D.神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白
质膜内、外侧的蛋白质呈不对称分布，有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，A项错误；温度变化会影响膜蛋白的运动速度，B项正确；光合作用过程中水的裂解发生在类囊体薄膜上，叶绿体内膜上不存在与水裂解有关的酶，C项错误；主动转运需要的是载体蛋白，D项错误。
解析
4.(2020·江苏卷，T2)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
生物大分子都以碳链为基本骨架，A项正确；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项错误；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项正确；细胞中生物大分子的合成需要酶来催化，D项正确。
解析
5.(经典高考题)回答下列与蛋白质相关的问题：
(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是____________。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在________这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如__________(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是_______________________________。
氨基酸
核糖体
胃蛋白酶
对蛋白质进行加工、分类和包装
(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是___________________
______________________________________________。
(3)如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是_____________________。
空间
蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解
遗传密码具有简并性
(2)蛋白质中正确的氨基酸序列和空间结构决定了其生物学功能；蛋白质变性是空间结构遭到了破坏，失去了生物活性。变性蛋白质的肽键暴露出来，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。(3)编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被替换，但其未引起血红蛋白中氨基酸序列改变，说明突变前后mRNA上相应密码子对应同一种氨基酸，即遗传密码具有简并性。
解析课时微练(三) 蛋白质和核酸
一、选择题:本题共14小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.(2023·浙江6月选考,T1)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素,其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是( )
A.糖类 B.脂质
C.蛋白质 D.核酸
2.(2025·沧州模拟)密码子5'—AUG—3'既是起始密码子同时还编码甲硫氨酸,甲硫氨酸是构成人体的必需氨基酸,R基为—CH2CH2SCH3,下列有关叙述不正确的是( )
A.甲硫氨酸的组成元素仅有C、H、O、N、S五种元素
B.每个甲硫氨酸含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
C.转运甲硫氨酸的tRNA上的反密码子为5'—UAC—3'
D.有些蛋白质的第一个氨基酸可能不是甲硫氨酸
3.(2021·辽宁卷,T1)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
4.(2021·重庆卷,T3)某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列叙述正确的是( )
A.食物中的该蛋白可被人体直接吸收
B.人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸
C.未经折叠的该蛋白具有生物学功能
D.该蛋白在内质网内完成加工
5.自2015年来,施一公研究团队共解析了酵母菌细胞内10个不同状态的剪接体(主要由RNA和蛋白质组成)高分辨率的三维结构。下列相关叙述正确的是( )
A.除剪接体外,酵母菌中不存在其他的既含蛋白质又含核酸的结构
B.RNA和蛋白质均是以碳链为骨架的生物大分子
C.剪接体中的N只存在于—CO—NH—结构或游离的氨基中
D.剪接体水解后的产物含有脱氧核苷酸和氨基酸
6.1958年,猴痘病毒首次在丹麦实验室一组用于研究的猴子身上被发现,为了确定猴痘病毒的核酸是DNA还是RNA,下列检测能达到目的的是( )
A.检测该病毒的核酸呈单链,还是呈双链
B.检测该病毒繁殖时是否消耗脱氧核苷酸
C.检测该病毒的核酸是含胸腺嘧啶,还是含尿嘧啶
D.检测该病毒能否在普通培养基上生存
7.(2025·山西模拟)人体肌细胞中的肌联蛋白(TTN)能连接肌动蛋白和肌球蛋白,从而确保肌纤维能正常收缩和舒张。心肌细胞中发生截短变异的肌联蛋白(TTN tv)作为毒性蛋白会引起细胞内蛋白的异常调控及表达,缺乏正常的TTN蛋白会导致心肌细胞的收缩力下降,最终引起扩张型心肌病(DCM)。下列相关叙述正确的是( )
A.肌联蛋白、肌球蛋白和肌动蛋白功能不同由氨基酸连接方式不同引起
B.与正常TTN相比,TTN tv的肽键数减少但空间结构不变
C.食物中的蛋白质被人体的心肌细胞摄取后可直接参与合成肌联蛋白
D.清除TTN tv和改善细胞内的蛋白调控机制是治疗DCM的思路之一
8.(2023·湖北卷,T2)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇
C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构被破坏
9.(2022·湖北卷,T13)氨基酸在人体内分解代谢时,可以通过脱去羧基生成CO2和含有氨基的有机物(有机胺),有些有机胺能引起较强的生理效应。组氨酸脱去羧基后的产物组胺,可舒张血管;酪氨酸脱去羧基后的产物酪胺,可收缩血管;天冬氨酸脱去羧基后的产物β 丙氨酸是辅酶A的成分之一。下列叙述正确的是( )
A.人体内氨基酸的主要分解代谢途径是脱去羧基生成有机胺
B.有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料
C.组胺分泌过多可导致血压上升
D.酪胺分泌过多可导致血压下降
10.利拉鲁肽是一种多肽,其与胰高血糖素样肽 1(GLP 1)受体结合,可刺激胰岛素分泌增多、能量消耗加快,还可以抑制食欲和延缓胃排空。下列关于利拉鲁肽的叙述,正确的是( )
A.利拉鲁肽是一种小分子物质,多呈环状结构
B.利拉鲁肽与双缩脲试剂可以产生紫色反应
C.利拉鲁肽作为信号分子,能直接被胰岛素受体识别并结合
D.利拉鲁肽含有元素C、H、O、N,既可以口服也可以注射
11.(2025·衡水模拟)人类内耳中存在一种名为Prestin的运动蛋白,负责控制外毛细胞的收缩和伸长,该蛋白的快速运动对于听到高频声音至关重要。Prestin蛋白分为3个部分,即N端(约100个氨基酸残基)、疏水核(约400个氨基酸残基)、C端(约240个氨基酸残基)。下列叙述正确的是( )
A.Prestin蛋白的合成方式是脱水缩合,该过程不消耗能量
B.Prestin蛋白与其他蛋白功能不同只在于其氨基酸的数目不同
C.Prestin蛋白彻底水解后的产物是N端、疏水核和C端
D.Prestin蛋白基因缺失会影响人类外毛细胞的收缩和伸长
12.(2025·汕头模拟)研究发现,番茄植株中的抗病蛋白(NRC蛋白)即使在无病原体入侵时也维持较高水平,却能避免过度免疫。其原因在于NRC蛋白倾向于形成二聚体或四聚体,并且这些多聚体处于非活性构象。下列关于NRC蛋白的说法,错误的是( )
A.让NRC蛋白二聚体和四聚体解聚可能增强番茄对病虫害的抵抗力
B.NRC蛋白的N原子主要蕴含在“—CO—NH—”中
C.高温条件易引发植物病害,可能与NRC蛋白构象改变有关
D.通过盐析提取的NRC蛋白其空间结构发生改变,抗虫活性丧失
13.肽核酸(PNA)是一种人工合成的以多肽骨架取代糖-磷酸主链的DNA类似物,结构如图所示(Base表示碱基)。PNA可通过碱基互补配对与核酸稳定结合,可用作核酸探针、抗癌剂等。下列叙述错误的是( )
A.PNA多样性与核酸多样性的决定因素相似,主要取决于碱基种类的多样性
B.组成PNA和组成蛋白质的单体,连接方式相似,均有肽键形成
C.作抗癌剂时,PNA与癌细胞的RNA结合能抑制细胞内的翻译过程
D.PNA能与核酸形成稳定结构可能是由于细胞内缺乏降解PNA的酶
14.大肠杆菌伴侣蛋白是由GroEL和GroES组成的复合物(如图所示),GroEL分成上下两环,每环含7个亚基,构成中空的圆筒,每一个亚基结合一个ATP;GroES是由7个亚基构成的类似帽子的结构,待多肽链进入空筒后即盖上,多肽链在筒内进行折叠,待ATP水解后,GroES打开,多肽链被释放。下列叙述错误的是( )
A.大肠杆菌伴侣蛋白是在核糖体上合成的
B.GroEL催化ATP合成,GroES催化ATP水解
C.多肽链在筒内进行折叠形成一定的空间结构
D.伴侣蛋白使蛋白质的折叠互不干扰,高效有序
二、非选择题
15.胶原蛋白是人体中的一种结构蛋白,广泛分布于人体的皮肤、骨骼和血管壁等组织、器官,可保护皮肤黏膜、增加组织弹性和韧性。研究人员提取了一种主要含图中三种氨基酸的胶原蛋白,用来制作手术缝合线。
甘氨酸(甘)
脯氨酸(脯)
赖氨酸(赖)
(1)据图中氨基酸分子式可知,组成这种胶原蛋白的主要化学元素是____________。
(2)这三种氨基酸分子通过_________反应,形成一条包含200个“—甘—赖—脯—”重复序列的肽链,此肽链含有_________个游离的氨基,连接相邻氨基酸的化学键是__________________________________。
(3)作为手术缝合线的胶原蛋白能被人体组织吸收,其原因是__________________________________。
(4)缺乏维生素C会导致赖氨酸和脯氨酸的R基无法发生亲水性修饰,造成胶原蛋白易被降解。结合题目信息及生活常识,推测人体缺乏维生素C可能造成的后果,并提出预防措施:______________________________________________________________________________________________________。
16.(科学探究)阿尔茨海默病是一种多发于老年人群的神经系统退行性疾病。此病的重要病理特征之一是β 淀粉样蛋白(Aβ)在大脑聚集沉积形成斑块。请回答下列问题:
(1)Aβ含有39~43个氨基酸,请写出氨基酸分子的结构通式:___________________。
(2)Aβ由淀粉样前体蛋白(一种膜蛋白)水解形成,如图1所示。由图1可知,淀粉样前体蛋白经过___________________的催化作用,切断氨基酸之间的_______(填化学键)而形成Aβ,每经此过程生成1个Aβ需要_______个水分子。
(3)Aβ的空间结构如图2。许多证据表明,Aβ在健康人的大脑中有营养神经的作用,但在遗传因素和环境因素的共同作用下,Aβ产生量过多,可形成不同的Aβ聚集体(如图3所示为含12个Aβ的聚集体),产生神经毒性并最终使患者出现认知功能障碍和记忆衰退的症状。用结构与功能相适应的观点对上述现象进行解释:_________________________________________________。
(4)综上所述,请你提出治疗阿尔茨海默病的一种思路:__________________________________。
课时微练(三) 蛋白质和核酸
1.C 解析 结晶牛胰岛素的化学结构与天然胰岛素完全相同,而天然胰岛素的化学本质是蛋白质,C项正确。
2.C 解析 甲硫氨酸的R基为—CH2CH2SCH3,其组成元素一定有C、H、O、N、S五种元素,A项正确;甲硫氨酸的R基中不含氨基或羧基,所以每个甲硫氨酸含有一个游离的氨基和一个游离的羧基,B项正确;甲硫氨酸的密码子是5'—AUG—3',碱基互补配对时反向,因此转运甲硫氨酸的tRNA上的反密码子为5'—CAU—3',C项错误;真核生物的起始密码子对应的就是甲硫氨酸,肽链合成时第一个氨基酸是甲硫氨酸,但有些蛋白质如人的血清白蛋白经过了修饰加工,第一个氨基酸并不是甲硫氨酸,原核生物的起始密码子可能不是AUG,对应的可能不是甲硫氨酸,D项正确。
3.D 解析 叶绿体类囊体薄膜是光反应的场所,能合成ATP,则存在催化ATP合成的酶,其本质是蛋白质,A项正确;胰岛B细胞能分泌胰岛素,胰岛素能降低血糖,且其化学本质是蛋白质,B项正确;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项正确;细胞呼吸中葡萄糖被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项错误。
4.B 解析 蛋白质被分解为小分子物质后才能被人体直接吸收,A项错误;构成人体蛋白质的氨基酸包括必需氨基酸(8种)和非必需氨基酸(13种),人体细胞不能合成必需氨基酸,需从外界环境中获取,B项正确;未经折叠的多肽链没有生物学活性,C项错误;该蛋白为分泌蛋白,在核糖体上合成,经过内质网初步加工,通过囊泡的形式运至高尔基体进一步加工,再通过细胞膜分泌到细胞外,D项错误。
5.B 解析 酵母菌属于真核生物,其染色体中既含蛋白质又含核酸,A项错误;蛋白质、核酸(包括DNA和RNA)等生物大分子均以碳链为骨架,B项正确;剪接体主要由RNA和蛋白质组成,其中蛋白质中含有的N主要存在于—CO—NH—结构及游离的氨基中,RNA中的N存在于含氮碱基中,C项错误;剪接体主要由RNA和蛋白质组成,其初步水解的产物有核糖核苷酸和多肽,彻底水解的产物包括磷酸、核糖、含氮碱基(A、U、G、C)、氨基酸,D项错误。
6.C 解析 病毒的DNA或RNA都有呈单链和双链的,通过检测病毒的核酸呈单链,还是呈双链,不能确定该病毒的核酸是DNA还是RNA,A项不符合题意;DNA复制和逆转录均消耗脱氧核苷酸,由此不能确定该病毒的核酸是DNA还是RNA,B项不符合题意;DNA含有胸腺嘧啶,RNA含有尿嘧啶,检测该病毒的核酸是含胸腺嘧啶,还是含尿嘧啶,能确定该病毒的核酸是DNA还是RNA,C项符合题意;所有病毒都不能在普通培养基上生存,D项不符合题意。
方法技巧 DNA和RNA的组成成分比较
7.D 解析 不管是肌联蛋白、肌球蛋白还是肌动蛋白,组成它们的氨基酸都通过脱水缩合形成肽键来连接,连接方式相同,不同蛋白质的功能不同与组成它们的氨基酸种类、数量、肽链盘曲折叠方式及蛋白质的空间结构不同有关,A项错误;与正常TTN相比,TTN tv发生了截短变异,TTN tv的氨基酸数量减少从而使肽键数减少,其空间结构也会因氨基酸数量减少而发生改变,B项错误;食物中的蛋白质分解为氨基酸后才能被细胞摄取,心肌细胞不能直接摄取食物中的蛋白质,C项错误;扩张型心肌病(DCM)的病因是TTN tv引起细胞内蛋白的异常调控及表达,缺乏正常的TTN蛋白会导致心肌细胞的收缩力下降,因此清除TTN tv和改善细胞内的蛋白调控机制是治疗DCM的思路之一,D项正确。
8.A 解析 蛋白质变性过程中空间结构遭到破坏,但一般不会破坏氨基酸之间的肽键,A项错误;氨基酸侧链极性基团具有亲水性,暴露在分子外侧,非极性基团具有疏水性,分布在内侧,因此球状蛋白多数可溶于水,酒精会使蛋白质变性,并沉淀析出,所以蛋白质多数不溶于乙醇,B项正确;加热变性的蛋白质空间结构及性质改变,一般不能恢复,C项正确;蛋白质的结构与其所承担的功能相适应,变性后原有空间结构被破坏,导致其生物活性丧失,D项正确。
9.B 解析 人体内氨基酸的主要分解代谢途径是脱氨基作用,A项错误;由题干“天冬氨酸脱去羧基后的产物β 丙氨酸是辅酶A的成分之一”推断,有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料,B项正确;根据题干“组氨酸脱去羧基后的产物组胺,可舒张血管”可推断,组胺分泌过多可导致血压下降,C项错误;根据题干“酪氨酸脱去羧基后的产物酪胺,可收缩血管”可推断,酪胺分泌过多可导致血压上升,D项错误。
10.B 解析 利拉鲁肽是一种小分子物质,多呈链状结构,A项错误;利拉鲁肽是一种多肽,含有肽键,与双缩脲试剂可以产生紫色反应,B项正确;利拉鲁肽与胰高血糖素样肽 1(GLP 1)受体结合,不能与胰岛素受体识别并结合,C项错误;利拉鲁肽是一种多肽,口服会被消化,D项错误。
11.D 解析 Prestin蛋白的合成方式是氨基酸之间的脱水缩合,该过程需要消耗能量,A项错误;Prestin蛋白与其他蛋白功能不同在于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构的不同,B项错误;Prestin蛋白彻底水解后的产物是氨基酸,C项错误;依据题干信息,Prestin是一种运动蛋白,负责控制外毛细胞的收缩和伸长,所以Prestin蛋白基因缺失会影响人类外毛细胞的收缩和伸长,D项正确。
12.D 解析 由题意,“抗病蛋白(NRC蛋白)即使在……非活性构象”,可推测,让NRC蛋白二聚体和四聚体解聚可能增强番茄对病虫害的抵抗力,A项正确;NRC蛋白的N原子主要蕴含在“—CO—NH—”中,B项正确;温度过高会影响蛋白质的空间构象,据此推测,高温条件可能通过改变NRC蛋白的构象进而引发植物病害,C项正确;盐析不会改变蛋白质的空间结构,不会导致抗虫活性丧失,D项错误。
易错警示 蛋白质的水解、变性和盐析
13.A 解析 核酸的多样性主要是碱基的排列顺序具有多样性,题干信息PNA可通过碱基互补配对与核酸稳定结合,可见PNA多样性与核酸多样性的决定因素相似,A项错误;由题图可知,PNA单体以肽键相连,这与蛋白质单体的连接方式相似,B项正确;作抗癌剂时,PNA与癌细胞的RNA结合能抑制其翻译过程,C项正确;由题干信息可知,PNA能与核酸形成稳定结构可能由于细胞内缺乏降解PNA的酶,D项正确。
14.B 解析 大肠杆菌伴侣蛋白是在核糖体上合成的,A项正确;由题图无法得知GroEL催化ATP合成,GroES催化ATP水解,B项错误;由题干可知,多肽链在筒内进行折叠形成一定的空间结构,C项正确;GroES是由7个亚基构成的类似帽子的结构,待多肽链进入空筒后即盖上,多肽链在筒内进行折叠,待ATP水解后,GroES打开,多肽链被释放,故伴侣蛋白使蛋白质的折叠互不干扰,高效有序,D项正确。
15.答案 (1)C、H、O、N (2)脱水缩合 201 肽键 (3)胶原蛋白会被分解成氨基酸 (4)人体缺乏维生素C可能会出现皮肤出血、血管壁出血、骨骼变脆等,日常可以通过适量食用含维生素C高的水果、蔬菜等预防维生素C缺乏(合理即可)
解析 (1)分析题图可知,组成这种胶原蛋白的主要元素是C、H、O、N。(2)氨基酸通过脱水缩合形成肽链,赖氨酸中R基上的游离氨基不参与形成肽键。该肽链包含200个“—甘—赖—脯—”重复序列,其中赖氨酸出现了200次,R基中不参与形成肽键的氨基就有200个,所以此肽链含有的游离的氨基数=R基上游离的氨基数+肽链数=201(个)。相邻氨基酸之间通过肽键相连。(3)作为手术缝合线的胶原蛋白能被人体组织吸收的原因是蛋白质可以分解成氨基酸。(4)根据题干中胶原蛋白分布的位置及作用推测,人体缺乏维生素C可能会出现皮肤出血、血管壁出血、骨骼变脆等,预防措施为适量吃维生素C含量高的水果、蔬菜等。
16.答案 (1) (2)β 分泌酶和γ 分泌酶 肽键 2
(3)Aβ结构如题图2时有营养神经作用,如题图3形成聚集体时有神经毒性(合理即可)
(4)研发抑制Aβ聚集的药物等(合理即可)
解析 (1)构成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸分子的结构通式为。(2)由题图1可知,淀粉样前体蛋白经过β 分泌酶和γ 分泌酶的催化作用,切断氨基酸之间的肽键而形成Aβ。每经此过程生成1个Aβ需要切断2个肽键,需要2个水分子。(3)根据结构决定功能,Aβ的空间结构如题图2时,其在大脑中有营养神经的作用。在遗传因素和环境因素的共同作用下,Aβ产生量过多,如题图3所示为含12个Aβ的聚集体,会产生神经毒性,最终使患者出现认知功能障碍和记忆衰退的症状。(4)根据阿尔茨海默病的重要病理特征之一是β 淀粉样蛋白(Aβ)在大脑聚集沉积形成斑块,分析可知,治疗阿尔茨海默病的思路是防止Aβ聚集,具体思路为研发抑制Aβ聚集的药物等。(共44张PPT)
课时微练（三）
蛋白质和核酸
一、选择题:本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1.(2023·浙江6月选考，T1)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素，其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是( )
A.糖类 B.脂质
C.蛋白质 D.核酸
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结晶牛胰岛素的化学结构与天然胰岛素完全相同，而天然胰岛素的化学本质是蛋白质，C项正确。
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2.(2025·沧州模拟)密码子5'—AUG—3'既是起始密码子同时还编码甲硫氨酸，甲硫氨酸是构成人体的必需氨基酸，R基为
—CH2CH2SCH3，下列有关叙述不正确的是( )
A.甲硫氨酸的组成元素仅有C、H、O、N、S五种元素
B.每个甲硫氨酸含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
C.转运甲硫氨酸的tRNA上的反密码子为5'—UAC—3'
D.有些蛋白质的第一个氨基酸可能不是甲硫氨酸
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甲硫氨酸的R基为—CH2CH2SCH3，其组成元素一定有C、H、O、N、S五种元素，A项正确；甲硫氨酸的R基中不含氨基或羧基，所以每个甲硫氨酸含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，B项正 确；甲硫氨酸的密码子是5'—AUG—3'，碱基互补配对时反向，因此转运甲硫氨酸的tRNA上的反密码子为5'—CAU—3'，C项错误；真核生物的起始密码子对应的就是甲硫氨酸，肽链合成时第一个氨基酸是甲硫氨酸，但有些蛋白质如人的血清白蛋白经过了修饰加工，第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，原核生物的起始密码子可能不是AUG，对应的可能不是甲硫氨酸，D项正确。
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3.(2021·辽宁卷，T1)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
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叶绿体类囊体薄膜是光反应的场所，能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，其本质是蛋白质，A项正确；胰岛B细胞能分泌胰岛 素，胰岛素能降低血糖，且其化学本质是蛋白质，B项正确；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项正确；细胞呼吸中葡萄糖被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项错误。
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4.(2021·重庆卷，T3)某胶原蛋白是一种含18种氨基酸的细胞外蛋白。下列叙述正确的是( )
A.食物中的该蛋白可被人体直接吸收
B.人体不能合成组成该蛋白的所有氨基酸
C.未经折叠的该蛋白具有生物学功能
D.该蛋白在内质网内完成加工
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蛋白质被分解为小分子物质后才能被人体直接吸收，A项错误；构成人体蛋白质的氨基酸包括必需氨基酸(8种)和非必需氨基酸(13种)，人体细胞不能合成必需氨基酸，需从外界环境中获取，B项正确；未经折叠的多肽链没有生物学活性，C项错误；该蛋白为分泌蛋白，在核糖体上合成，经过内质网初步加工，通过囊泡的形式运至高尔基体进一步加工，再通过细胞膜分泌到细胞外，D项错误。
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5.自2015年来，施一公研究团队共解析了酵母菌细胞内10个不同状态的剪接体(主要由RNA和蛋白质组成)高分辨率的三维结构。下列相关叙述正确的是( )
A.除剪接体外，酵母菌中不存在其他的既含蛋白质又含核酸的结构
B.RNA和蛋白质均是以碳链为骨架的生物大分子
C.剪接体中的N只存在于—CO—NH—结构或游离的氨基中
D.剪接体水解后的产物含有脱氧核苷酸和氨基酸
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酵母菌属于真核生物，其染色体中既含蛋白质又含核酸，A项错误；蛋白质、核酸(包括DNA和RNA)等生物大分子均以碳链为骨架，B项正确；剪接体主要由RNA和蛋白质组成，其中蛋白质中含有的N主要存在于—CO—NH—结构及游离的氨基中，RNA中的N存在于含氮碱基中，C项错误；剪接体主要由RNA和蛋白质组成，其初步水解的产物有核糖核苷酸和多肽，彻底水解的产物包括磷酸、核糖、含氮碱基(A、U、G、C)、氨基酸，D项错误。
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6.(2025·景德镇模拟)1958年，猴痘病毒首次在丹麦实验室一组用于研究的猴子身上被发现，为了确定猴痘病毒的核酸是DNA还是RNA，下列检测能达到目的的是( )
A.检测该病毒的核酸呈单链，还是呈双链
B.检测该病毒繁殖时是否消耗脱氧核苷酸
C.检测该病毒的核酸是含胸腺嘧啶，还是含尿嘧啶
D.检测该病毒能否在普通培养基上生存
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病毒的DNA或RNA都有呈单链和双链的，通过检测病毒的核酸呈单链，还是呈双链，不能确定该病毒的核酸是DNA还是RNA，A项不符合题意；DNA复制和逆转录均消耗脱氧核苷酸，由此不能确定该病毒的核酸是DNA还是RNA，B项不符合题意；DNA含有胸腺嘧啶，RNA含有尿嘧啶，检测该病毒的核酸是含胸腺嘧啶，还是含尿嘧啶，能确定该病毒的核酸是DNA还是RNA，C项符合题意；所有病毒都不能在普通培养基上生存，D项不符合题意。
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DNA和RNA的组成成分比较
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7.(2025·山西模拟)人体肌细胞中的肌联蛋白(TTN)能连接肌动蛋白和肌球蛋白，从而确保肌纤维能正常收缩和舒张。心肌细胞中发生截短变异的肌联蛋白(TTN tv)作为毒性蛋白会引起细胞内蛋白的异常调控及表 达，缺乏正常的TTN蛋白会导致心肌细胞的收缩力下降，最终引起扩张型心肌病(DCM)。下列相关叙述正确的是( )
A.肌联蛋白、肌球蛋白和肌动蛋白功能不同由氨基酸连接方式不同引起
B.与正常TTN相比，TTN tv的肽键数减少但空间结构不变
C.食物中的蛋白质被人体的心肌细胞摄取后可直接参与合成肌联蛋白
D.清除TTN tv和改善细胞内的蛋白调控机制是治疗DCM的思路之一
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不管是肌联蛋白、肌球蛋白还是肌动蛋白，组成它们的氨基酸都通过脱水缩合形成肽键来连接，连接方式相同，不同蛋白质的功能不同与组成它们的氨基酸种类、数量、肽链盘曲折叠方式及蛋白质的空间结构不同有关，A项错误；与正常TTN相比，TTN tv发生了截短变异，TTN tv的氨基酸数量减少从而使肽键数减少，其空间结构也会因氨基酸数量减少而发生改变，B项错误；食物中的蛋白质分解为氨基酸后才能被细胞摄取，心肌细胞不能直接
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摄取食物中的蛋白质，C项错误；扩张型心肌病(DCM)的病因是TTN tv引起细胞内蛋白的异常调控及表达，缺乏正常的TTN蛋白会导致心肌细胞的收缩力下降，因此清除TTN tv和改善细胞内的蛋白调控机制是治疗DCM的思路之一，D项正确。
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8.(2023·湖北卷，T2)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇
C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构被破坏
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蛋白质变性过程中空间结构遭到破坏,但一般不会破坏氨基酸之间的肽键,A 项错误;氨基酸侧链极性基团具有亲水性,暴露在分子外 侧,非极性基团具有疏水性,分布在内侧,因此球状蛋白多数可溶于 水,酒精会使蛋白质变性,并沉淀析出,所以蛋白质多数不溶于乙醇,B项正确;加热变性的蛋白质空间结构及性质改变,一般不能恢复,C项正确;蛋白质的结构与其所承担的功能相适应,变性后原有空间结构被破坏,导致其生物活性丧失,D项正确。
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9.(2022·湖北卷，T13)氨基酸在人体内分解代谢时,可以通过脱去羧基生成CO2 和含有氨基的有机物(有机胺),有些有机胺能引起较强的生理效应。组氨酸脱去羧基后的产物组胺,可舒张血管;酪氨酸脱去羧基后的产物酪胺,可收缩血管;天冬氨酸脱去羧基后的产物β-丙氨酸是辅酶A的成分之一。下列叙述正确的是( )
A.人体内氨基酸的主要分解代谢途径是脱去羧基生成有机胺
B.有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料
C.组胺分泌过多可导致血压上升
D.酪胺分泌过多可导致血压下降
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人体内氨基酸的主要分解代谢途径是脱氨基作用,A项错误;由题干“天冬氨酸脱去羧基后的产物β-丙氨酸是辅酶A的成分之一”推 断,有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料,B项正确;根据题干“组氨酸脱去羧基后的产物组胺,可舒张血管”可推断,组胺分泌过多可导致血压下降,C项错误;根据题干“酪氨酸脱去羧基后的产物酪胺,可收缩血管”可推断,酪胺分泌过多可导致血压上 升,D项错误。
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10.利拉鲁肽是一种多肽,其与胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体结合,可刺激胰岛素分泌增多、能量消耗加快,还可以抑制食欲和延缓胃排 空。下列关于利拉鲁肽的叙述,正确的是( )
A.利拉鲁肽是一种小分子物质,多呈环状结构
B.利拉鲁肽与双缩脲试剂可以产生紫色反应
C.利拉鲁肽作为信号分子,能直接被胰岛素受体识别并结合
D.利拉鲁肽含有元素C、H、O、N,既可以口服也可以注射
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利拉鲁肽是一种小分子物质,多呈链状结构,A项错误;利拉鲁肽是一种多肽,含有肽键,与双缩脲试剂可以产生紫色反应,B项正确;利拉鲁肽与胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体结合,不能与胰岛素受体识别
并结合,C项错误;利拉鲁肽是一种多肽,口服会被消化,D项错误。
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11.(2025·衡水模拟)人类内耳中存在一种名为Prestin的运动蛋白，负责控制外毛细胞的收缩和伸长，该蛋白的快速运动对于听到高频声音至关重要。Prestin蛋白分为3个部分，即N端(约100个氨基酸残基)、疏水核(约400个氨基酸残基)、C端(约240个氨基酸残基)。下列叙述正确的是( )
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A.Prestin蛋白的合成方式是脱水缩合，该过程不消耗能量
B.Prestin蛋白与其他蛋白功能不同只在于其氨基酸的数目不同
C.Prestin蛋白彻底水解后的产物是N端、疏水核和C端
D.Prestin蛋白基因缺失会影响人类外毛细胞的收缩和伸长
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Prestin蛋白的合成方式是氨基酸之间的脱水缩合，该过程需要消耗能量，A项错误；Prestin蛋白与其他蛋白功能不同在于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构的不 同，B项错误；Prestin蛋白彻底水解后的产物是氨基酸，C项错 误；依据题干信息，Prestin是一种运动蛋白，负责控制外毛细胞的收缩和伸长，所以Prestin蛋白基因缺失会影响人类外毛细胞的收缩和伸长，D项正确。
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12.(2025·汕头模拟)研究发现，番茄植株中的抗病蛋白(NRC蛋白)即使在无病原体入侵时也维持较高水平，却能避免过度免疫。其原因在于NRC蛋白倾向于形成二聚体或四聚体，并且这些多聚体处于非活性构象。下列关于NRC蛋白的说法，错误的是( )
A.让NRC蛋白二聚体和四聚体解聚可能增强番茄对病虫害的抵抗力
B.NRC蛋白的N原子主要蕴含在“—CO—NH—”中
C.高温条件易引发植物病害,可能与NRC蛋白构象改变有关
D.通过盐析提取的NRC蛋白其空间结构发生改变，抗虫活性丧失
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由题意，“抗病蛋白(NRC蛋白)即使在……非活性构象”，可推测，让NRC蛋白二聚体和四聚体解聚可能增强番茄对病虫害的抵抗力， A 项正确；NRC蛋白的N原子主要蕴含在“—CO—NH—”中，B项正确；温度过高会影响蛋白质的空间构象，据此推测，高温条件可能通过改变NRC蛋白的构象进而引发植物病害，C项正确；盐析不会改变蛋白质的空间结构，不会导致抗虫活性丧失，D项错误。
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蛋白质的水解、变性和盐析
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13.肽核酸(PNA)是一种人工合成的以多肽骨架取代糖-磷酸主链的DNA类似物，结构如图所示(Base表示碱基)。PNA可通过碱基互补配对与核酸稳定结合，可用作核酸探针、抗癌剂等。下列叙述错误的是( )
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A.PNA多样性与核酸多样性的决定因素相似，主要取决于碱基种类的多样性
B.组成PNA和组成蛋白质的单体，连接方式相似，均有肽键形成
C.作抗癌剂时，PNA与癌细胞的RNA结合能抑制细胞内的翻译过程
D.PNA能与核酸形成稳定结构可能是由于细胞内缺乏降解PNA的酶
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核酸的多样性主要是碱基的排列顺序具有多样性，题干信息PNA可通过碱基互补配对与核酸稳定结合，可见PNA多样性与核酸多样性的决定因素相似，A项错误；由题图可知，PNA单体以肽键相连，这与蛋白质单体的连接方式相似，B项正确；作抗癌剂 时，PNA与癌细胞的RNA结合能抑制其翻译过程，C项正确；由题干信息可知，PNA能与核酸形成稳定结构可能由于细胞内缺乏降解PNA的酶，D项正确。
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14.大肠杆菌伴侣蛋白是由GroEL和GroES组成的复合物(如图所示)，GroEL分成上下两环，每环含7个亚基，构成中空的圆筒，每一个亚基结合一个ATP；GroES是由7个亚基构成的类似帽子的结构，待多肽链进入空筒后即盖上，多肽链在筒内进行折叠，待ATP水解后，GroES打开，多肽链被释放。下列叙述错误的是( )
A.大肠杆菌伴侣蛋白是在核糖体上合成的
B.GroEL催化ATP合成，GroES催化ATP水解
C.多肽链在筒内进行折叠形成一定的空间结构
D.伴侣蛋白使蛋白质的折叠互不干扰，高效有序
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大肠杆菌伴侣蛋白是在核糖体上合成的，A项正确；由题图无法得知GroEL催化ATP合成，GroES催化ATP水解，B项错误；由题干可知，多肽链在筒内进行折叠形成一定的空间结构，C项正确；GroES是由7个亚基构成的类似帽子的结构，待多肽链进入空筒后即盖上，多肽链在筒内进行折叠，待ATP水解后，GroES打开，多肽链被释放，故伴侣蛋白使蛋白质的折叠互不干扰，高效有序，D项正确。
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二、非选择题
15.胶原蛋白是人体中的一种结构蛋白，广泛分布于人体的皮肤、骨骼和血管壁等组织、器官，可保护皮肤黏膜、增加组织弹性和韧性。研究人员提取了一种主要含图中三种氨基酸的胶原蛋白，用来制作手术缝合线。
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(1)据图中氨基酸分子式可知，组成这种胶原蛋白的主要化学元素是_____________。
(2)这三种氨基酸分子通过_____________反应，形成一条包含200个“—甘—赖—脯—”重复序列的肽链，此肽链含有_______个游离的氨基，连接相邻氨基酸的化学键是________。
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C、H、O、N
脱水缩合
201
肽键
(3)作为手术缝合线的胶原蛋白能被人体组织吸收，其原因是_______________________________________。
(4)缺乏维生素C会导致赖氨酸和脯氨酸的R基无法发生亲水性修饰，造成胶原蛋白易被降解。结合题目信息及生活常识，推测人体缺乏维生素C可能造成的后果，并提出预防措施:_______________________
__________________________________________________________________________________________________________________。
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胶原蛋白会被分解成氨基酸
人体缺乏维生素C可能会出现皮肤出血、血管壁出血、骨骼变脆等，日常可以通过适量食用含维生素C高的水果、蔬菜等预防维生素C缺乏(合理即可)
(1)分析题图可知，组成这种胶原蛋白的主要元素是C、H、O、N。(2)氨基酸通过脱水缩合形成肽链，赖氨酸中R基上的游离氨基不参与形成肽键。该肽链包含200个“—甘—赖—脯—”重复序列，其中赖氨酸出现了200次，R基中不参与形成肽键的氨基就有200个，所以此肽链含有的游离的氨基数=R基上游离的氨基数+肽链数=201(个)。相邻氨基酸之间通过肽键相连。(3)作为手术缝合线的胶原蛋白能被人体组织吸收的原因是蛋白质可以分解成氨基酸。(4)根据题干中胶原蛋白分布的位置及作用推测，人体缺乏维生素C可能会出现皮肤出血、血管壁出血、骨骼变脆等，预防措施为适量吃维生素C含量高的水果、蔬菜等。
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16.(科学探究)阿尔茨海默病是一种多发于老年人群的神经系统退行性疾病。此病的重要病理特征之一是β 淀粉样蛋白(Aβ)在大脑聚集沉积形成斑块。请回答下列问题:
(1)Aβ含有39~43个氨基酸，请写出氨基酸分子的结构通式:
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(2)Aβ由淀粉样前体蛋白(一种膜蛋白)水解形成，如图1所示。由图1可知，淀粉样前体蛋白经过___________________的催化作用，切断氨基酸之间的_____________(填化学键)而形成Aβ，每经此过程生成1个Aβ需要_____________个水分子。
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β 分泌酶和γ 分泌酶
肽键
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(3)Aβ的空间结构如图2。许多证据表明，Aβ在健康人的大脑中有营养神经的作用，但在遗传因素和环境因素的共同作用下，Aβ产生量过多，可形成不同的Aβ聚集体(如图3所示为含12个Aβ的聚集体)，产生神经毒性并最终使患者出现认知功能障碍和记忆衰退的症状。用结构与功能相适应的观点对上述现象进行解释:___________________
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Aβ结构如题图2时有营养神经作用，如题图3形成聚集体时有神经毒性(合理即可)
(4)综上所述，请你提出治疗阿尔茨海默病的一种思路:____________
__________________________。
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研发抑制Aβ
聚集的药物等(合理即可)
(1)构成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还
连接一个氢和一个R基，氨基酸分子的结构通式为 。
解析
(2)由题图1可知，淀粉样前体蛋白经过β 分泌酶和γ 分泌酶的催化作用，切断氨基酸之间的肽键而形成Aβ。每经此过程生成1个Aβ需要切断2个肽键，需要2个水分子。(3)根据结构决定功能，Aβ
的空间结构如题图2时，其在大脑中有营养神经的作用。在遗传因素和环境因素的共同作用下，Aβ产生量过多，如题图3所示为含12个Aβ的聚集体，会产生神经毒性，最终使患者出现认知功能障碍和记忆衰退的症状。(4)根据阿尔茨海默病的重要病理特征之一
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是β 淀粉样蛋白(Aβ)在大脑聚集沉积形成斑块，分析可知，治疗阿尔茨海默病的思路是防止Aβ聚集，具体思路为研发抑制Aβ聚集的药物等。
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