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第3讲 蛋白质和核酸
必修1 分子与细胞
第一单元 细胞的分子组成和结构
课标要求 1.说出以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。 2.阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。 3.概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。
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
1．(必修1 P30“与社会的联系”)组成人体蛋白质的必需氨基酸有___种，巧记为甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
8
二、蛋白质的合成及其结构、功能多样性
1．多肽的形成过程
(1)过程a名称：____________；场所：_________。
(2)物质b：_____。多个氨基酸发生a过程形成的产物被称为_____。
(3)结构c：______。
脱水缩合
核糖体
二肽
多肽
肽键
(4)H2O中H和O的来源：H来自相邻氨基酸的____________________和________________________；O来自_______________________。
(5)由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有___个游离的氨基和___个游离的羧基，分别位于肽链的______；其余的氨基(或羧基)在______上。
2．蛋白质的结构层次
氨基(—NH2)
羧基(—COOH)
羧基(—COOH)
1
1
两端
R基
脱水缩合
多肽
3．蛋白质结构与功能的多样性
2．(必修1 P30“正文信息”)由于肽链上不同氨基酸之间能够形成______等，从而使得肽链能_______________，形成具有__________________的蛋白质分子。
3．(必修1 P30“图2-11”)图中胰岛素由___条肽链构成，通过二硫键(—S—S—)相互结合在一起，其中共含有___个二硫键。
4．(必修1 P32“与社会的联系”)吃熟鸡蛋、熟肉容易消化，原因是_______________________________________________________________________。
氢键
盘曲、折叠
一定空间结构
2
3
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
蛋白质的变性、水解、磷酸化和去磷酸化、甲基化和乙酰化
(1)蛋白质的变性：由高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的，蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但肽键一般不断裂。
(2)蛋白质的水解：在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽，进而在肽酶的作用下彻底水解为氨基酸。食物中的蛋白质被消化的过程即为蛋白质的水解过程。
(3)蛋白质的磷酸化和去磷酸化：细胞代谢过程中，在磷酸化酶的作用下，一些蛋白质接受ATP脱离下来的磷酸和能量，发生空间结构和功能的变化，称为蛋白质的磷酸化；发生磷酸化的蛋白质在去磷酸化酶的作用下，脱去磷酸，恢复原来的结构和功能，称为蛋白质的去磷酸化。如在主动运输中，载体蛋白转运物质的过程中会发生磷酸化和去磷酸化的过程。
(4)蛋白质的甲基化和乙酰化：细胞代谢过程中，在酶的作用下，一些蛋白添加甲基或乙酰基基团，发生结构的变化，使原来的蛋白不被识别或与其他物质的结合发生改变。如构成染色体的蛋白质的甲基化、乙酰化修饰会影响基因的表达。
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：氨基酸的种类和数量相同，排列顺序和多肽链形成的空间结构不同，蛋白质的种类也不同。
×
×
×
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．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水解产物。
(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_______酶。
(2)切掉信号肽序列和C肽的场所是________________________。
蛋白
内质网和高尔基体
2．生物毒素A(A)是由蛋白B(B)经过糖链修饰的糖蛋白，通过胞吞进入细胞，专一性地抑制人核糖体的功能。为研究A的结构与功能的关系，某科研小组取A、B和C(由A经加热处理获得，糖链不变)三种蛋白样品，分别加到三组等量的某种癌细胞(X)培养物中，适当培养后，检测细胞内样品蛋白的含量和X细胞活力(初始细胞活力为100%)。结果如下图：
(1)根据上述实验结果推断，A分子进入细胞，主要是由该分子的_____与细胞表面受体结合引起的，判断的依据是_________________________________________________________。
(2)A能否抑制X细胞活力决定于_______________，其判断依据是____________________________________________________________________。
(3)A导致X细胞活力下降的原因是___________________________ __________________________。
糖链
含有糖链的A和C均能进入细胞，但无糖链的B几乎不能进入细胞
其空间结构
A能正常发挥抑制X细胞活力的作用，但蛋白空间结构被破坏的C
则不能
核糖体功能受到抑制，会使
X细胞内蛋白质合成受阻
1．(2022·重庆卷)将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述，错误的是( )
A．进入人体后需经高尔基体加工
B．比人胰岛素多了2个肽键
C．与人胰岛素有相同的靶细胞
D．可通过基因工程方法生产
1
组成蛋白质的氨基酸和多肽及相关计算
√
A [胰岛素作用于细胞表面的受体，不需要经高尔基体的加工，A错误；人工长效胰岛素比人胰岛素的B链上多了2个精氨酸，氨基酸与氨基酸之间通过肽键连接，故多2个肽键，B正确；人工胰岛素和人胰岛素作用相同，都是降血糖的作用，故靶细胞相同，C正确；人工长效胰岛素是对天然蛋白质的改造，需要通过基因工程生产，D正确。]
2．(2025·广东汕头模拟)下图是西双版纳热带雨林中一种蜘蛛所吐的胶原蛋白结构，该胶原蛋白是由二硫键(—S—S—)和酰胺键(—CO—NH—)将两条链状肽和环肽连接起来形成的含有998个氨基酸残基的蛋白质，下列相关叙述正确的是( )
A．该蛋白质至少有2个游离的氨基、2个羧基，氨基和羧基可用NH2和COOH表示
B．形成该蛋白质的过程中脱去了997个水分子
C．该蛋白质功能由其空间结构决定，加热、加酸、加酒精、加氯化钠都能使其变性失活
D．推测该胶原蛋白不能用来制作人体外科手术缝合线，因为该胶原蛋白不是人体细胞合成的
√
B [氨基和羧基可分别用—NH2和—COOH表示，A错误；设环状肽含有M个氨基酸，形成一个酰胺键(—CO—NH—)脱去一分子水，所以胶原蛋白分子中酰胺键数目＝(998－M－2)(形成两条直链肽脱去的水分子)＋M(形成环肽脱去的水分子)＋1(环肽与直链肽连接脱去一个水分子)＝997，B正确；加氯化钠一般不会使蛋白质变性失活，C错误；因为有些动物的胶原蛋白是可以用来作人体外科手术缝合线的，故不能推测该胶原蛋白是否能用来制作人体外科手术缝合线，D错误。]
蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
(1)肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于环状多肽来说，肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数)。
(2)蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(若有p个二硫键生成，则还应减去2p)。
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 多肽(蛋白质)的相对分子质量
1条 n n－1 n－1 至少
1个 至少
1个 an－18×(n－1)
m条 n n－m n－m 至少
m个 至少
m个 an－18×(n－m)
注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。
3．手抓羊肉是西北地区餐桌上常见的美食，其味道鲜美，含有丰富的蛋白质。下列有关蛋白质的叙述，错误的是( )
A．煮熟后蛋白质变性，更容易被人体消化
B．蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收
C．人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担
D．蛋白质的功能主要取决于氨基酸的种类
2
蛋白质的结构和功能
√
D [煮熟后蛋白质变性，使蛋白质的空间结构遭到破坏(肽键未断裂，未发生水解)，此时蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此更容易被人体消化，A正确；蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收，B正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、免疫等重要功能，C正确；蛋白质的结构决定功能，蛋白质的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构等都有关，D错误。]
√
4．(2025·广东江门模拟)牛奶、鸡蛋等食物含有丰富的蛋白质，可以为人体提供丰富的营养。关于蛋白质以下叙述中错误的是( )
A．蛋白质是以碳链为骨架的生物大分子
B．肉类蛋白中的赖氨酸属于必需氨基酸
C．蛋白质是动物细胞中含量最多的化合物
D．煮熟后鸡蛋中的蛋白质更容易被人体消化
C [单体是生物大分子的基本组成单位，每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，蛋白质是由许多个氨基酸连接而成的多聚体，因此蛋白质是以碳链为骨架的生物大分子，A正确；必需氨基酸指人体细胞不能合成，需要从饮食中获得的氨基酸，肉类蛋白中的赖氨酸属于必需氨基酸，B正确；水是动物细胞中含量最多的化合物，蛋白质是动物细胞中含量最多的有机化合物，C错误；鸡蛋煮熟可使蛋白质发生热变性，蛋白质分子的空间结构变得舒展松散，这样的变性蛋白质更易被胃肠道中的蛋白酶水解，有利于吸收，因此熟鸡蛋比生鸡蛋更易消化，D正确。]
常考蛋白质的分布和功能
考点2 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的结构层次
A、G、C
细胞核
线粒
体
叶绿体
细胞质
拟核
细胞质
五、DNA分子的多样性和特异性
1．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，排列顺序是极其多样的，所以DNA分子具有_________。
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____________。
4
多样性
遗传信息
(必修1 P34“问题探讨”)DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是_________________________________________________________。
DNA鉴定技术还可以应用在_________________________________ ___________等方面。
DNA是遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别
研究人类起源、不同类群生物的
亲缘关系
六、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______。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的______为基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。常见的多聚体是多糖、蛋白质和核酸等，相应的单体是_________、_________和_________等。
2．___是生命的核心元素。
单体
碳链
葡萄糖
氨基酸
核苷酸
碳
有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物
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．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______________________________，由蛋白质和核酸结合共同完成的生命活动有________________________________ ___________。
病毒、染色体、核糖体
DNA复制、RNA复制、转录、
逆转录
2．多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是，从组成二者单体种类的角度分析原因是
构成多糖的单体是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成的多糖，它的顺序没有什么变化；构成核酸的核苷酸，无论是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含4种碱基，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。
3．研究者先让一组海蜗牛接触几次电击后，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。
(1)对照组的实验设置是____________________________________ ___________________________________________________。
(2)该实验的结论是________________________________________。
提取没有受过电击的海蜗牛腹部神经元
的RNA注射到海蜗牛颈部
特定的RNA可以使海蜗牛“获得”记忆
1．肠粉是广东的传统特色美食之一。猪肉、牛肉或鲜虾仁等馅料在薄且光滑的粉皮下隐约可见，淋上以豉油为主的酱汁，色泽诱人，味道鲜香，口感爽滑。下列有关叙述正确的是( )
A．猪肉细胞的RNA主要分布在细胞核中
B．牛肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质
C．鲜虾仁在蒸炊过程中流失的水是结合水
D．猪、牛和虾三种生物共用一套遗传密码
1
核酸的种类、分布和功能
√
D [猪肉细胞的RNA主要分布在细胞质中，A错误；牛肉细胞中含量最多的化合物是水，B错误；鲜虾仁在蒸炊过程中流失的水是自由水，C错误；密码子具有通用性，几乎所有生物都共用一套遗传密码，D正确。]
2．某病毒的结构如图所示，下列有关该病
毒的叙述，正确的是( )
A．该病毒中的蛋白质可在病毒内合成
B．该病毒的核酸中含有4种含氮碱基
C．该病毒无细胞结构，它的生命活动与细胞无关
D．可用含有各种营养物质的普通培养基大量培养该病毒
B [该病毒中的蛋白质在宿主细胞内合成，A错误；该病毒的核酸是RNA，含有4种含氮碱基A、U、G、C，B正确；该病毒无细胞结构，它需要寄生在活细胞内才能进行生命活动，所以不能用含有各种营养物质的普通培养基培养该病毒，C、D错误。]
√
3．核酸酶属于一类水解酶，可以催化特定的DNA或RNA水解，起到切割核酸的作用。科学家筛选并改造得到一种能特异性切割单链RNA的单链环状DNA(CDR)，进一步研究发现CDR的转录产物LDR和翻译产物多肽PDR(如图)，也具有与CDR相似的切割功能。下列叙述错误的是( )
2
核酸和蛋白质的综合考查
A．CDR、LDR和PDR均能降低水解RNA反应的活化能
B．CDR、LDR和PDR均能使核酸中的磷酸二酯键断开
C．转录得到LDR的过程需要DNA聚合酶参与，原料为核糖核苷酸
D．CDR、LDR和PDR均能特异性切割RNA的原因可能是能识别特定的碱基序列
√
C [CDR、LDR和PDR都属于核酸酶，能够水解RNA，酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A正确；RNA的基本单位是核糖核苷酸，化学键是磷酸二酯键，而CDR、LDR和PDR都能特异性切割单链RNA，能使核酸中的磷酸二酯键断开，B正确；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程所需要的酶是RNA聚合酶，C错误；CDR、LDR和PDR都是核酸酶，三者均能特异性切割RNA的原因可能是能识别特定的碱基序列，D正确。]
4．下图表示真核细胞遗传信息传递的有关概念图，据图分析下列说法错误的是( )
A．①表示的DNA主要分布在细胞核中，少量分布在细胞质中
B．a、b和c过程可分别表示遗传信息的复制、转录和翻译
C．多细胞生物个体每个细胞中含有的②③④⑤的种类都相同
D．⑦是遗传信息表达的最终产物，①直接或间接控制生物体的性状
√
C [①表示DNA，真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，少数分布在细胞质中的线粒体和叶绿体中，A正确；结合题图分析可知，a、b和c过程可分别表示遗传信息的复制(得到DNA)、转录(得到RNA)和翻译(得到蛋白质)，B正确；由于基因的选择性表达，多细胞生物的个体每个细胞中含有的④的种类不完全相同，③⑤一般相同，C错误；⑦是蛋白质，是遗传信息表达的最终产物，DNA直接或间接控制生物体的性状，D正确。]
核酸与蛋白质之间的关系
(1)DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系
(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
5．蛋白质、核酸等生物大分子的功能依赖于其独特的结构。下列有关生物大分子的叙述错误的是( )
A．生物大分子的基本组成单位均以碳链为基本骨架
B．DNA分子螺旋化程度的不同可能影响其复制的进行
C．蛋白质在高温下失活是因为其空间结构发生了改变
D．组成淀粉和纤维素的基本单位不同导致功能出现差异
3
生物大分子
√
D [生物大分子如蛋白质、核酸等是由许多单体连接成的多聚体，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，A正确；DNA分子复制是以DNA的两条链为模板进行的，该过程中DNA需要先解旋，故DNA分子螺旋化程度的不同可能影响其复制的进行，B正确；蛋白质在高温下失活是因为其空间结构发生了改变，使蛋白质变性失活，C正确；组成淀粉和纤维素的基本单位相同，都是葡萄糖，D错误。]
6．(2025·广东三校联考)生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。下列相关叙述正确的是( )
A．Y和Z都以碳链为基本骨架
B．若Y是葡萄糖，则植物细胞中的Z一定是淀粉
C．若Z是蛋白质，则其单体Y的空间结构具有多样性
D．若Y是核糖核苷酸，则Z只分布在细胞质中
√
A [Y是单体，Z是多聚体，多聚体是由多个以碳链为基本骨架的单体连接而成的，故Y和Z都以碳链为基本骨架，A正确；若Y是葡萄糖，则植物细胞中的Z可能是淀粉，也可能是纤维素等，B错误；若Z是蛋白质，则其单体Y为氨基酸，氨基酸的空间结构不具有多样性，C错误；若Y是核糖核苷酸，则Z为RNA，主要分布于细胞质中，细胞核中也含有少量RNA，D错误。]第3讲 蛋白质和核酸
1.说出以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。 2.阐明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。 3.概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子。
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
1．(必修1 P30“与社会的联系”)组成人体蛋白质的必需氨基酸有8种，巧记为甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
二、蛋白质的合成及其结构、功能多样性
1．多肽的形成过程
(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和O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．蛋白质的结构层次
氨基酸多肽蛋白质。
3．蛋白质结构与功能的多样性
2．(必修1 P30“正文信息”)由于肽链上不同氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
3．(必修1 P30“图2-11”)图中胰岛素由2条肽链构成，通过二硫键(—S—S—)相互结合在一起，其中共含有3个二硫键。
4．(必修1 P32“与社会的联系”)吃熟鸡蛋、熟肉容易消化，原因是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。
蛋白质的变性、水解、磷酸化和去磷酸化、甲基化和乙酰化
(1)蛋白质的变性：由高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的，蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但肽键一般不断裂。
(2)蛋白质的水解：在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽，进而在肽酶的作用下彻底水解为氨基酸。食物中的蛋白质被消化的过程即为蛋白质的水解过程。
(3)蛋白质的磷酸化和去磷酸化：细胞代谢过程中，在磷酸化酶的作用下，一些蛋白质接受ATP脱离下来的磷酸和能量，发生空间结构和功能的变化，称为蛋白质的磷酸化；发生磷酸化的蛋白质在去磷酸化酶的作用下，脱去磷酸，恢复原来的结构和功能，称为蛋白质的去磷酸化。如在主动运输中，载体蛋白转运物质的过程中会发生磷酸化和去磷酸化的过程。
(4)蛋白质的甲基化和乙酰化：细胞代谢过程中，在酶的作用下，一些蛋白添加甲基或乙酰基基团，发生结构的变化，使原来的蛋白不被识别或与其他物质的结合发生改变。如构成染色体的蛋白质的甲基化、乙酰化修饰会影响基因的表达。
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：氨基酸的种类和数量相同，排列顺序和多肽链形成的空间结构不同，蛋白质的种类也不同。
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．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水解产物。
(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，切掉两段肽链需要蛋白酶。
(2)切掉信号肽序列和C肽的场所是内质网和高尔基体。
2．生物毒素A(A)是由蛋白B(B)经过糖链修饰的糖蛋白，通过胞吞进入细胞，专一性地抑制人核糖体的功能。为研究A的结构与功能的关系，某科研小组取A、B和C(由A经加热处理获得，糖链不变)三种蛋白样品，分别加到三组等量的某种癌细胞(X)培养物中，适当培养后，检测细胞内样品蛋白的含量和X细胞活力(初始细胞活力为100%)。结果如下图：
(1)根据上述实验结果推断，A分子进入细胞，主要是由该分子的糖链与细胞表面受体结合引起的，判断的依据是含有糖链的A和C均能进入细胞，但无糖链的B几乎不能进入细胞。
(2)A能否抑制X细胞活力决定于其空间结构，其判断依据是A能正常发挥抑制X细胞活力的作用，但蛋白空间结构被破坏的C则不能。
(3)A导致X细胞活力下降的原因是核糖体功能受到抑制，会使X细胞内蛋白质合成受阻。
组成蛋白质的氨基酸和多肽及相关计算
1．(2022·重庆卷)将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述，错误的是( )
A．进入人体后需经高尔基体加工
B．比人胰岛素多了2个肽键
C．与人胰岛素有相同的靶细胞
D．可通过基因工程方法生产
A [胰岛素作用于细胞表面的受体，不需要经高尔基体的加工，A错误；人工长效胰岛素比人胰岛素的B链上多了2个精氨酸，氨基酸与氨基酸之间通过肽键连接，故多2个肽键，B正确；人工胰岛素和人胰岛素作用相同，都是降血糖的作用，故靶细胞相同，C正确；人工长效胰岛素是对天然蛋白质的改造，需要通过基因工程生产，D正确。]
2．(2025·广东汕头模拟)下图是西双版纳热带雨林中一种蜘蛛所吐的胶原蛋白结构，该胶原蛋白是由二硫键(—S—S—)和酰胺键(—CO—NH—)将两条链状肽和环肽连接起来形成的含有998个氨基酸残基的蛋白质，下列相关叙述正确的是( )
A．该蛋白质至少有2个游离的氨基、2个羧基，氨基和羧基可用NH2和COOH表示
B．形成该蛋白质的过程中脱去了997个水分子
C．该蛋白质功能由其空间结构决定，加热、加酸、加酒精、加氯化钠都能使其变性失活
D．推测该胶原蛋白不能用来制作人体外科手术缝合线，因为该胶原蛋白不是人体细胞合成的
B [氨基和羧基可分别用—NH2和—COOH表示，A错误；设环状肽含有M个氨基酸，形成一个酰胺键(—CO—NH—)脱去一分子水，所以胶原蛋白分子中酰胺键数目＝(998－M－2)(形成两条直链肽脱去的水分子)＋M(形成环肽脱去的水分子)＋1(环肽与直链肽连接脱去一个水分子)＝997，B正确；加氯化钠一般不会使蛋白质变性失活，C错误；因为有些动物的胶原蛋白是可以用来作人体外科手术缝合线的，故不能推测该胶原蛋白是否能用来制作人体外科手术缝合线，D错误。]
蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
(1)肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数(对于环状多肽来说，肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数)。
(2)蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(若有p个二硫键生成，则还应减去2p)。
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 多肽(蛋白质)的相对分子质量
1条 n n－1 n－1 至少1个 至少1个 an－18×(n－1)
m条 n n－m n－m 至少m个 至少m个 an－18×(n－m)
注：设氨基酸的平均相对分子质量为a。
蛋白质的结构和功能
3．手抓羊肉是西北地区餐桌上常见的美食，其味道鲜美，含有丰富的蛋白质。下列有关蛋白质的叙述，错误的是( )
A．煮熟后蛋白质变性，更容易被人体消化
B．蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收
C．人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担
D．蛋白质的功能主要取决于氨基酸的种类
D [煮熟后蛋白质变性，使蛋白质的空间结构遭到破坏(肽键未断裂，未发生水解)，此时蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此更容易被人体消化，A正确；蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收，B正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、免疫等重要功能，C正确；蛋白质的结构决定功能，蛋白质的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构等都有关，D错误。]
4．(2025·广东江门模拟)牛奶、鸡蛋等食物含有丰富的蛋白质，可以为人体提供丰富的营养。关于蛋白质以下叙述中错误的是( )
A．蛋白质是以碳链为骨架的生物大分子
B．肉类蛋白中的赖氨酸属于必需氨基酸
C．蛋白质是动物细胞中含量最多的化合物
D．煮熟后鸡蛋中的蛋白质更容易被人体消化
C [单体是生物大分子的基本组成单位，每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，蛋白质是由许多个氨基酸连接而成的多聚体，因此蛋白质是以碳链为骨架的生物大分子，A正确；必需氨基酸指人体细胞不能合成，需要从饮食中获得的氨基酸，肉类蛋白中的赖氨酸属于必需氨基酸，B正确；水是动物细胞中含量最多的化合物，蛋白质是动物细胞中含量最多的有机化合物，C错误；鸡蛋煮熟可使蛋白质发生热变性，蛋白质分子的空间结构变得舒展松散，这样的变性蛋白质更易被胃肠道中的蛋白酶水解，有利于吸收，因此熟鸡蛋比生鸡蛋更易消化，D正确。]
常考蛋白质的分布和功能
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
四、核酸的分布
1．真核细胞
2．原核细胞
五、DNA分子的多样性和特异性
1．多样性：组成DNA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。
(必修1 P34“问题探讨”)DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是DNA是遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别。
DNA鉴定技术还可以应用在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面。
六、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。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。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．碳是生命的核心元素。
有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物
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．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有DNA复制、RNA复制、转录、逆转录。
2．多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是，从组成二者单体种类的角度分析原因是构成多糖的单体是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成的多糖，它的顺序没有什么变化；构成核酸的核苷酸，无论是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含4种碱基，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。
3．研究者先让一组海蜗牛接触几次电击后，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。
(1)对照组的实验设置是提取没有受过电击的海蜗牛腹部神经元的RNA注射到海蜗牛颈部。
(2)该实验的结论是特定的RNA可以使海蜗牛“获得”记忆。
核酸的种类、分布和功能
1．肠粉是广东的传统特色美食之一。猪肉、牛肉或鲜虾仁等馅料在薄且光滑的粉皮下隐约可见，淋上以豉油为主的酱汁，色泽诱人，味道鲜香，口感爽滑。下列有关叙述正确的是( )
A．猪肉细胞的RNA主要分布在细胞核中
B．牛肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质
C．鲜虾仁在蒸炊过程中流失的水是结合水
D．猪、牛和虾三种生物共用一套遗传密码
D [猪肉细胞的RNA主要分布在细胞质中，A错误；牛肉细胞中含量最多的化合物是水，B错误；鲜虾仁在蒸炊过程中流失的水是自由水，C错误；密码子具有通用性，几乎所有生物都共用一套遗传密码，D正确。]
2．某病毒的结构如图所示，下列有关该病毒的叙述，正确的是( )
A．该病毒中的蛋白质可在病毒内合成
B．该病毒的核酸中含有4种含氮碱基
C．该病毒无细胞结构，它的生命活动与细胞无关
D．可用含有各种营养物质的普通培养基大量培养该病毒
B [该病毒中的蛋白质在宿主细胞内合成，A错误；该病毒的核酸是RNA，含有4种含氮碱基A、U、G、C，B正确；该病毒无细胞结构，它需要寄生在活细胞内才能进行生命活动，所以不能用含有各种营养物质的普通培养基培养该病毒，C、D错误。]
核酸和蛋白质的综合考查
3．核酸酶属于一类水解酶，可以催化特定的DNA或RNA水解，起到切割核酸的作用。科学家筛选并改造得到一种能特异性切割单链RNA的单链环状DNA(CDR)，进一步研究发现CDR的转录产物LDR和翻译产物多肽PDR(如图)，也具有与CDR相似的切割功能。下列叙述错误的是( )
A．CDR、LDR和PDR均能降低水解RNA反应的活化能
B．CDR、LDR和PDR均能使核酸中的磷酸二酯键断开
C．转录得到LDR的过程需要DNA聚合酶参与，原料为核糖核苷酸
D．CDR、LDR和PDR均能特异性切割RNA的原因可能是能识别特定的碱基序列
C [CDR、LDR和PDR都属于核酸酶，能够水解RNA，酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A正确；RNA的基本单位是核糖核苷酸，化学键是磷酸二酯键，而CDR、LDR和PDR都能特异性切割单链RNA，能使核酸中的磷酸二酯键断开，B正确；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程所需要的酶是RNA聚合酶，C错误；CDR、LDR和PDR都是核酸酶，三者均能特异性切割RNA的原因可能是能识别特定的碱基序列，D正确。]
4．下图表示真核细胞遗传信息传递的有关概念图，据图分析下列说法错误的是( )
A．①表示的DNA主要分布在细胞核中，少量分布在细胞质中
B．a、b和c过程可分别表示遗传信息的复制、转录和翻译
C．多细胞生物个体每个细胞中含有的②③④⑤的种类都相同
D．⑦是遗传信息表达的最终产物，①直接或间接控制生物体的性状
C [①表示DNA，真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，少数分布在细胞质中的线粒体和叶绿体中，A正确；结合题图分析可知，a、b和c过程可分别表示遗传信息的复制(得到DNA)、转录(得到RNA)和翻译(得到蛋白质)，B正确；由于基因的选择性表达，多细胞生物的个体每个细胞中含有的④的种类不完全相同，③⑤一般相同，C错误；⑦是蛋白质，是遗传信息表达的最终产物，DNA直接或间接控制生物体的性状，D正确。]
核酸与蛋白质之间的关系
(1)DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系
(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
生物大分子
5．蛋白质、核酸等生物大分子的功能依赖于其独特的结构。下列有关生物大分子的叙述错误的是( )
A．生物大分子的基本组成单位均以碳链为基本骨架
B．DNA分子螺旋化程度的不同可能影响其复制的进行
C．蛋白质在高温下失活是因为其空间结构发生了改变
D．组成淀粉和纤维素的基本单位不同导致功能出现差异
D [生物大分子如蛋白质、核酸等是由许多单体连接成的多聚体，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，A正确；DNA分子复制是以DNA的两条链为模板进行的，该过程中DNA需要先解旋，故DNA分子螺旋化程度的不同可能影响其复制的进行，B正确；蛋白质在高温下失活是因为其空间结构发生了改变，使蛋白质变性失活，C正确；组成淀粉和纤维素的基本单位相同，都是葡萄糖，D错误。]
6．(2025·广东三校联考)生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。下列相关叙述正确的是( )
A．Y和Z都以碳链为基本骨架
B．若Y是葡萄糖，则植物细胞中的Z一定是淀粉
C．若Z是蛋白质，则其单体Y的空间结构具有多样性
D．若Y是核糖核苷酸，则Z只分布在细胞质中
A [Y是单体，Z是多聚体，多聚体是由多个以碳链为基本骨架的单体连接而成的，故Y和Z都以碳链为基本骨架，A正确；若Y是葡萄糖，则植物细胞中的Z可能是淀粉，也可能是纤维素等，B错误；若Z是蛋白质，则其单体Y为氨基酸，氨基酸的空间结构不具有多样性，C错误；若Y是核糖核苷酸，则Z为RNA，主要分布于细胞质中，细胞核中也含有少量RNA，D错误。]
课时分层作业(三)
1．(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
A [蛋白质是生物大分子，其基本组成单位是氨基酸，B、C、D错误，A正确。]
2．随着人们对健康的关注，各类食物的成分含量及其营养价值成为网络搜索热门。下列说法正确的是( )
A．为获取更多的能量应该尽量多摄入高脂肪的食物
B．食物中所含的胶原蛋白可以被人体直接吸收利用
C．蔬果中的纤维素可以经人体消化为葡萄糖后进入内环境
D．评价蛋白类食品的营养价值时，可据其必需氨基酸的种类和含量来评价
D [脂肪是细胞内的主要储能物质，但摄入脂肪过多会导致肥胖等结果，故应适量摄入脂肪，A错误；胶原蛋白属于生物大分子物质，不能直接被人体吸收利用，需要分解为氨基酸才能被利用，B错误；人体细胞中无分解纤维素的酶，C错误；必需氨基酸必须从外界环境中直接获取，体内不能合成，评价食物中蛋白质成分的营养价值时，应格外注重必需氨基酸的种类和含量，D正确。]
3．猴痘是一种由猴痘病毒(一种双链DNA病毒)引起的人畜共患的传染病。据WHO报道，接种天花疫苗在预防猴痘方面的有效性约为85%，之前接种过天花疫苗可能会降低猴痘病毒感染导致的病情的严重程度。下列相关叙述错误的是( )
A．猴痘病毒在空气中存活并大量繁殖
B．猴痘病毒的遗传物质彻底水解产生五种有机物
C．医用酒精可以破坏猴痘病毒蛋白质的空间结构
D．猴痘病毒与天花病毒可能具有相同的抗原成分
A [病毒只有在宿主细胞中才可以增殖，A错误；猴痘病毒的遗传物质DNA彻底水解产生5种有机物(脱氧核糖和四种碱基)和1种无机物(磷酸)，B正确；医用酒精可以使蛋白质变性，因此医用酒精可以破坏猴痘病毒蛋白质的空间结构，C正确；根据“接种天花疫苗在预防猴痘方面的有效性约为85%，之前接种过天花疫苗可能会降低猴痘病毒感染导致的病情严重程度”可以推测：猴痘病毒与天花病毒可能具有相同的抗原成分，D正确。]
4．(2025·广东广州模拟)大肠杆菌伴侣蛋白是由GroEL和GroES组成的复合物(见下图)，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。下列相关叙述错误的是( )
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
B [大肠杆菌的蛋白质是在核糖体上合成的，A正确；由题图无法得知GroEL催化ATP合成，GroES催化ATP水解，B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正确。]
5．绿色荧光蛋白是一种能发光的蛋白质，类似于示踪元素，可以标识生物体内蛋白质的位置。下列有关绿色荧光蛋白的叙述，正确的是( )
A．荧光蛋白必须在加热条件下，遇双缩脲试剂才呈现紫色反应
B．组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异主要是其空间结构不同
C．荧光蛋白可作为标签蛋白，监测活细胞中的蛋白质运输等问题
D．高温能破坏荧光蛋白的肽键而使荧光蛋白失去发荧光的特性
C [检测蛋白质用双缩脲试剂不需要加热，A错误；组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异是R基不同，B错误；荧光蛋白因为特殊的荧光，可作为标签蛋白，监测活细胞中的蛋白质运输等问题，C正确；高温破坏荧光蛋白的空间结构，但不会破坏肽键，D错误。]
6．下列关于酵母菌、硝化细菌、蓝细菌和T2噬菌体的相关叙述，正确的是( )
A．除T2噬菌体外，另外三种生物均为无真正细胞核的原核生物
B．从代谢方式看，蓝细菌为自养生物，另外三种为异养生物
C．T2噬菌体无细胞结构，营活细胞寄生生活，故可侵染硝化细菌
D．以上四种生物的遗传物质彻底水解均可得到脱氧核糖
D [硝化细菌和蓝细菌是原核生物，但酵母菌是真核生物，A错误；蓝细菌和硝化细菌为自养生物，另外两种为异养生物，B错误；T2噬菌体是病毒，无细胞结构，营活细胞寄生生活，只侵染大肠杆菌，不能侵染硝化细菌，C错误；T2噬菌体是DNA病毒，其遗传物质是DNA，其他三种生物都有细胞结构，遗传物质也是DNA，DNA彻底水解可得到脱氧核糖、含氮碱基和磷酸基团，D正确。]
7．(2022·湖南卷)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( )
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；由题图可知，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，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，会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果，添加酶稳定剂可提高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。]
8．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( )
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
A．①缺乏；②缺乏；③正常；④缺乏
B．①缺乏；②正常；③缺乏；④正常
C．①缺乏；②缺乏；③缺乏；④正常
D．①缺乏；②缺乏；③正常；④正常
C [L-天冬酰胺是人体的非必需氨基酸，因此人体的正常细胞能够合成L-天冬酰胺，因此对照组培养液中不能检测到L-天冬酰胺，细胞内能够检测到L-天冬酰胺；淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，因此在实验组的培养液和细胞内都不能检测到L-天冬酰胺。]
9．图甲表示蛋白质分子的概念图；图乙表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(图中数字表示切去C肽后氨基酸的序号)。(注：－S－S－是由2个－SH脱去2个H形成)据图回答下列问题：
(1)与核苷酸相比，图甲中A特有元素有________等，在人体内不能合成的B属于____________。
(2)图乙中胰岛素的肽链是在核糖体上通过____________(填过程)形成的，而二硫键则是后续的加工形成的。每条肽链中氨基酸是通过图甲中的____________连接。
(3)图乙中这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来51个氨基酸的总分子量减少了____________。
(4)从氨基酸的角度分析，胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)胰岛素具有降低血糖的作用，这说明蛋白质具有_________________________的功能。生活中糖尿病人只能通过注射胰岛素来降低血糖，简述其主要原理是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P，A为组成蛋白质的元素，包括C、H、O、N、S等元素，故与核苷酸相比，图甲中A特有元素有S等；B为氨基酸，在人体内不能合成的氨基酸属于必需氨基酸。(2)胰岛素的两条肽链是在核糖体上通过氨基酸的脱水缩合形成的，而二硫键则是后续的加工形成的；每条肽链中氨基酸是通过图甲中的C所示的肽键连接。(3)依题意和图示分析可知：图乙中这51个氨基酸形成的胰岛素分子含有2条肽链、3个二硫键(－S－S－)，在氨基酸形成该胰岛素后，减少的相对分子质量等于脱去的水分子的相对分子质量的总和加上形成3个二硫键时脱去的6个氢原子的相对分子质量的总和，而脱去的水分子数等于肽键数，因此相对分子质量减少了18×(51－2)＋2×3＝888。(4)胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。(5)胰岛素属于激素，胰岛素具有降低血糖的作用，这说明蛋白质具有传递信息和调节机体生命活动的功能；由于胰岛素为蛋白质，若口服会被消化道中的消化酶分解，从而失去疗效，因此生活中糖尿病人只能通过注射胰岛素来降低血糖。
答案：(1)S(或硫) 必需氨基酸 (2)脱水缩合 C(或肽键) (3)888 (4)构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同 (5)传递信息和调节机体生命活动 胰岛素为蛋白质，若口服会被消化道中的蛋白酶分解，从而失去疗效
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层作业(三) 蛋白质和核酸
1．(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
A [蛋白质是生物大分子，其基本组成单位是氨基酸，B、C、D错误，A正确。]
2．随着人们对健康的关注，各类食物的成分含量及其营养价值成为网络搜索热门。下列说法正确的是( )
A．为获取更多的能量应该尽量多摄入高脂肪的食物
B．食物中所含的胶原蛋白可以被人体直接吸收利用
C．蔬果中的纤维素可以经人体消化为葡萄糖后进入内环境
D．评价蛋白类食品的营养价值时，可据其必需氨基酸的种类和含量来评价
D [脂肪是细胞内的主要储能物质，但摄入脂肪过多会导致肥胖等结果，故应适量摄入脂肪，A错误；胶原蛋白属于生物大分子物质，不能直接被人体吸收利用，需要分解为氨基酸才能被利用，B错误；人体细胞中无分解纤维素的酶，C错误；必需氨基酸必须从外界环境中直接获取，体内不能合成，评价食物中蛋白质成分的营养价值时，应格外注重必需氨基酸的种类和含量，D正确。]
3．猴痘是一种由猴痘病毒(一种双链DNA病毒)引起的人畜共患的传染病。据WHO报道，接种天花疫苗在预防猴痘方面的有效性约为85%，之前接种过天花疫苗可能会降低猴痘病毒感染导致的病情的严重程度。下列相关叙述错误的是( )
A．猴痘病毒在空气中存活并大量繁殖
B．猴痘病毒的遗传物质彻底水解产生五种有机物
C．医用酒精可以破坏猴痘病毒蛋白质的空间结构
D．猴痘病毒与天花病毒可能具有相同的抗原成分
A [病毒只有在宿主细胞中才可以增殖，A错误；猴痘病毒的遗传物质DNA彻底水解产生5种有机物(脱氧核糖和四种碱基)和1种无机物(磷酸)，B正确；医用酒精可以使蛋白质变性，因此医用酒精可以破坏猴痘病毒蛋白质的空间结构，C正确；根据“接种天花疫苗在预防猴痘方面的有效性约为85%，之前接种过天花疫苗可能会降低猴痘病毒感染导致的病情严重程度”可以推测：猴痘病毒与天花病毒可能具有相同的抗原成分，D正确。]
4．(2025·广东广州模拟)大肠杆菌伴侣蛋白是由GroEL和GroES组成的复合物(见下图)，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。下列相关叙述错误的是( )
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
B [大肠杆菌的蛋白质是在核糖体上合成的，A正确；由题图无法得知GroEL催化ATP合成，GroES催化ATP水解，B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正确。]
5．绿色荧光蛋白是一种能发光的蛋白质，类似于示踪元素，可以标识生物体内蛋白质的位置。下列有关绿色荧光蛋白的叙述，正确的是( )
A．荧光蛋白必须在加热条件下，遇双缩脲试剂才呈现紫色反应
B．组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异主要是其空间结构不同
C．荧光蛋白可作为标签蛋白，监测活细胞中的蛋白质运输等问题
D．高温能破坏荧光蛋白的肽键而使荧光蛋白失去发荧光的特性
C [检测蛋白质用双缩脲试剂不需要加热，A错误；组成荧光蛋白的各种氨基酸之间的差异是R基不同，B错误；荧光蛋白因为特殊的荧光，可作为标签蛋白，监测活细胞中的蛋白质运输等问题，C正确；高温破坏荧光蛋白的空间结构，但不会破坏肽键，D错误。]
6．下列关于酵母菌、硝化细菌、蓝细菌和T2噬菌体的相关叙述，正确的是( )
A．除T2噬菌体外，另外三种生物均为无真正细胞核的原核生物
B．从代谢方式看，蓝细菌为自养生物，另外三种为异养生物
C．T2噬菌体无细胞结构，营活细胞寄生生活，故可侵染硝化细菌
D．以上四种生物的遗传物质彻底水解均可得到脱氧核糖
D [硝化细菌和蓝细菌是原核生物，但酵母菌是真核生物，A错误；蓝细菌和硝化细菌为自养生物，另外两种为异养生物，B错误；T2噬菌体是病毒，无细胞结构，营活细胞寄生生活，只侵染大肠杆菌，不能侵染硝化细菌，C错误；T2噬菌体是DNA病毒，其遗传物质是DNA，其他三种生物都有细胞结构，遗传物质也是DNA，DNA彻底水解可得到脱氧核糖、含氮碱基和磷酸基团，D正确。]
7．(2022·湖南卷)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( )
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；由题图可知，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，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，会降低碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果，添加酶稳定剂可提高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。]
8．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( )
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
A．①缺乏；②缺乏；③正常；④缺乏
B．①缺乏；②正常；③缺乏；④正常
C．①缺乏；②缺乏；③缺乏；④正常
D．①缺乏；②缺乏；③正常；④正常
C [L-天冬酰胺是人体的非必需氨基酸，因此人体的正常细胞能够合成L-天冬酰胺，因此对照组培养液中不能检测到L-天冬酰胺，细胞内能够检测到L-天冬酰胺；淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，因此在实验组的培养液和细胞内都不能检测到L-天冬酰胺。]
9．图甲表示蛋白质分子的概念图；图乙表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(图中数字表示切去C肽后氨基酸的序号)。(注：－S－S－是由2个－SH脱去2个H形成)据图回答下列问题：
(1)与核苷酸相比，图甲中A特有元素有________等，在人体内不能合成的B属于____________。
(2)图乙中胰岛素的肽链是在核糖体上通过____________(填过程)形成的，而二硫键则是后续的加工形成的。每条肽链中氨基酸是通过图甲中的____________连接。
(3)图乙中这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来51个氨基酸的总分子量减少了____________。
(4)从氨基酸的角度分析，胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)胰岛素具有降低血糖的作用，这说明蛋白质具有_________________________的功能。生活中糖尿病人只能通过注射胰岛素来降低血糖，简述其主要原理是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P，A为组成蛋白质的元素，包括C、H、O、N、S等元素，故与核苷酸相比，图甲中A特有元素有S等；B为氨基酸，在人体内不能合成的氨基酸属于必需氨基酸。(2)胰岛素的两条肽链是在核糖体上通过氨基酸的脱水缩合形成的，而二硫键则是后续的加工形成的；每条肽链中氨基酸是通过图甲中的C所示的肽键连接。(3)依题意和图示分析可知：图乙中这51个氨基酸形成的胰岛素分子含有2条肽链、3个二硫键(－S－S－)，在氨基酸形成该胰岛素后，减少的相对分子质量等于脱去的水分子的相对分子质量的总和加上形成3个二硫键时脱去的6个氢原子的相对分子质量的总和，而脱去的水分子数等于肽键数，因此相对分子质量减少了18×(51－2)＋2×3＝888。(4)胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。(5)胰岛素属于激素，胰岛素具有降低血糖的作用，这说明蛋白质具有传递信息和调节机体生命活动的功能；由于胰岛素为蛋白质，若口服会被消化道中的消化酶分解，从而失去疗效，因此生活中糖尿病人只能通过注射胰岛素来降低血糖。
答案：(1)S(或硫) 必需氨基酸 (2)脱水缩合 C(或肽键) (3)888 (4)构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同 (5)传递信息和调节机体生命活动 胰岛素为蛋白质，若口服会被消化道中的蛋白酶分解，从而失去疗效
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