专题1 走近细胞和组成细胞的分子
第3讲 蛋白质和核酸
一、单项选择题
1.硒代半胱氨酸被称为第21种组成蛋白质的氨基酸,因含有硒元素而得名。人体缺硒可能患克山病,表现为心功能不全、心律失常等。下列叙述错误的是( )
A.硒元素不是大量元素,因此不重要
B.蛋白质组成元素不仅有C、H、O、N,还有其他的
C.硒元素一定在硒代半胱氨酸的R基上
D.日常饮食中应注意摄入有关微量元素
【解析】A 由题干信息可知,人体缺硒可能会患克山病,因此非大量元素也非常重要,A错误;蛋白质的组成元素除C、H、O、N外还可能有S、Fe、Se等,B正确;除C、H、O、N外的元素都存在于R基上,C正确;一些微量元素对健康有重要作用,因此需要摄入相关微量元素,D正确。
2.龙虾的血蓝蛋白由6条肽链组成,每条肽链都含有3个结构区域。区域Ⅰ为前175个氨基酸,有大量的螺旋结构。区域Ⅱ是由第176~400位氨基酸组成的活性中心,两个铜离子分别与活性部位的三个组氨酸侧链结合,是结合O2分子所必需的。第401~658位氨基酸以折叠的形式构成区域Ⅲ。下列关于龙虾血蓝蛋白的说法正确的是( )
A.一分子血蓝蛋白含655个肽键
B.血蓝蛋白由多种氨基酸及不同结构区域组成,具有多样性
C.铜参与维持血蓝蛋白的空间结构,是组成龙虾细胞的大量元素
D.区域Ⅰ与区域Ⅱ的结构改变可能会影响区域Ⅱ活性中心的功能
【解析】D 一分子血蓝蛋白含6条肽链,题中显示其中的一条肽链含有的氨基酸数目为658,则其中的肽键数目为658-1=657,若每条肽链含有的氨基酸数目相同,则一分子血蓝蛋白中含有657×6=3942个肽键,A错误;血蓝蛋白由多种氨基酸及不同结构区域组成,具有特异性,B错误;铜参与维持血蓝蛋白的空间结构,是组成龙虾细胞的微量元素,C错误;根据结构与功能相适应的原理分析,区域Ⅰ与区域Ⅱ的结构改变可能会影响区域Ⅱ活性中心的功能,D正确。
3.下列有关核酸的叙述,不正确的是( )
A.对SARS病毒的核酸进行分析,得到的嘌呤碱基数与嘧啶碱基数一般不相等
B.新型冠状病毒的核酸彻底水解后可得到8种核苷酸
C.蛋白质和DNA在体内合成时都需要模板、能量和酶
D.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的排列顺序代表了特定的遗传信息
【解析】B SARS病毒的核酸是单链RNA,其中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数一般不相等,A正确;新型冠状病毒的核酸是RNA,彻底水解后可以得到4种含氮碱基、磷酸和核糖,B错误;蛋白质和DNA在体内合成时都需要模板、能量和酶,C正确;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的排列顺序代表了特定的遗传信息,D正确。
4.核酸通常与蛋白质结合以“核酸—蛋白质”复合体的形式存在。以下叙述错误的是( )
A.T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作“核酸—蛋白质”复合体
B.紫外线、酒精消杀病毒分别能破坏复合体中的核酸和蛋白质
C.原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体就是核糖体“ RNA—蛋白质”复合体
D.真核细胞内遗传信息传递过程中,可出现核酸与相应的酶形成的复合体
【解析】C 原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体不仅仅是核糖体“RNA—蛋白质”复合体,如DNA复制时,DNA聚合酶与DNA结合形成“DNA—蛋白质”复合体,C错误。
5.多聚体是由许多相同或相似的基本单位组成的生物大分子,如图表示细胞利用基本单位合成生物大分子的示意图,下列说法正确的是( )
A.若该生物大分子的基本单位中含有胸腺嘧啶,则该生物大分子是DNA
B.若该生物大分子具有催化作用,则该生物大分子一定是蛋白质
C.若该生物大分子的基本单位中含有尿嘧啶,则该生物大分子是原核生物的遗传物质
D.若该生物大分子是糖原,则该生物大分子是动植物细胞内的储能物质
【解析】A 胸腺嘧啶是DNA特有的碱基,RNA中没有,若该生物大分子的基本单位(核苷酸)中含有胸腺嘧啶,则该生物大分子一定是DNA,A正确;若该生物大分子具有催化作用,则该生物大分子是酶,可以是蛋白质或RNA,B错误;若该生物大分子的基本单位中含有尿嘧啶,则该生物大分子是RNA,而原核生物的遗传物质是DNA,C错误;糖原是动物细胞中特有的多糖,若该生物大分子是糖原,则该生物大分子是动物细胞内的储能物质,D错误。
二、不定项选择题
6.鸡蛋是常见营养食品,富含蛋白质,也可作为提取绿色天然酶制剂的原料,如鸡蛋清中含有的溶菌酶是一种对人体既安全又具有保健作用的蛋白质,有很大的开发和应用价值。下面与此相关的叙述,错误的是( )
A.吃鸡蛋可为人体补充氨基酸,作为细胞合成蛋白质的原料
B.因为鸡蛋清含有溶菌酶,能够破坏细菌的细胞壁,所以鸡蛋可以在室温条件下长时间保存而不影响食用
C.溶菌酶能破坏细菌细胞壁且对人体无害,可作为食品防腐剂
D.吃生鸡蛋可直接为人体补充溶菌酶,有益于身体健康
【解析】BD 鸡蛋富含蛋白质,会在人体消化道分解为氨基酸,被人体吸收利用,A正确;溶菌酶能够破坏细菌的细胞壁,具有一定的杀菌作用,但是鸡蛋在室温条件下长时间保存仍然会变质,营养成分也会受到一定影响,B错误;由题干可知,溶菌酶是一种对人体既安全又具有保健作用的蛋白质,C正确;溶菌酶的本质是蛋白质,吃鸡蛋后,溶菌酶会被消化,D错误。
7.如图是人体细胞中由单体形成多聚体的模式图,有关表述正确的是( )
A.该过程形成的多聚体均以碳链为骨架
B.若单体为葡萄糖,形成的多聚体可为蔗糖
C.若单体为氨基酸,生成的H2O中的氢只来自羧基
D.抗体、RNA和肝糖原的合成都符合这个模式
【解析】AD 该过程形成的多聚体均以碳链为骨架,A正确;若单体为葡萄糖,形成的多聚体可为糖原,蔗糖不是多聚体,B错误;若单体为氨基酸,生成的H2O中的氢来自氨基和羧基,C错误;抗体、RNA和肝糖原都是由相应单体聚合形成的多聚体,因此它们的合成都符合这个模式,D正确。
8.生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素,a、b、c是组成甲、乙、丙三种生物大分子的单体,这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析下列相关叙述,不正确的是( )
A.人体细胞中单体a、b的结构可用d表示,人体中d的种类有4种
B.大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示,生物体的e的种类约有21种
C.a、b是生物体内遗传信息的携带者,丙是生命活动的主要承担者
D.甲、乙的多样性由d中的n充分体现,丙的多样性由e中的R基充分体现
【解析】ACD 根据图示可判断,甲代表DNA,乙代表RNA,丙代表蛋白质,a、b、c分别代表脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,d为核苷酸,e为氨基酸,m为磷酸,f为五碳糖,n为碱基。人体中d的种类有8种,脱氧核苷酸和核糖核苷酸各4种,A错误;e为氨基酸,在生物体内有21种,B正确;遗传信息的携带者是核酸而不是核苷酸,C错误;DNA和RNA的多样性由d的数量、排列顺序以及d中n的种类充分体现,蛋白质的多样性由e的数量、排列顺序以及e中R基的种类和蛋白质的空间结构充分体现,D错误。
三、非选择题
9.蛋白质是生命活动的主要承担者,回答下列问题:
(1)组成生物体的蛋白质种类多,功能有差异。如胰高血糖素能使人体的血糖升高,这体现了蛋白质的 功能,唾液淀粉酶能够使淀粉水解,这体现了蛋白质的 功能。
(2)鸡红细胞内的血红蛋白分子有4条肽链,包括两条α链和两条β链,每条α链由141个氨基酸组成,每条β链由146个氨基酸组成。β链含有半胱氨酸,其分子式为C3H7NO2S,则其R基由 (填元素符号)元素构成。鸡红细胞中的Fe元素以 形式存在。
(3)蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀),随着硫酸铵浓度增加,混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。如表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的硫酸铵浓度范围。
蛋白质混合液中的硫酸铵质量分数/% 15~20 23~30 25~35 38~40
析出的蛋白质 甲蛋白 乙蛋白 丙蛋白 丁蛋白
简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)调节 催化 (2)C、H、S 离子和化合物 (3)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使其质量分数达到35%(或35%≤硫酸铵质量分数<38%的其他浓度),分离析出物与溶液,保留溶液;取保留溶液,再向其中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使硫酸铵在溶液中的质量分数达到40%(或40%以上),分离析出物与溶液,析出物即丁蛋白(答案合理即可)
10.石榴的营养价值比较高,其中含有丰富的维生素、有机酸、糖类、蛋白质、脂肪及钙、磷、钾等多种矿物质元素。如图分别表示石榴果实中三类生物大分子的部分结构模式图,据图回答下列问题:
(1)石榴体内含有的这三类大分子物质的单体都是以 为骨架,它们共同含有的元素是 。
(2)进一步分析物质C,确定其为脱氧核苷酸链,做出此判断的理由可能是 。
(3)不可以用 (填图中字母)来鉴别石榴和其他物种亲缘关系的远近,原因是 。
(4)在培养石榴幼苗过程中,科学家发现长期盐胁迫(150天左右)会降低叶绿素含量,进而影响石榴的生长发育。请用石榴幼苗作为材料。利用纸层析法设计实验验证上述结论(简要叙述实验思路)。
实验思路: 。
【答案】(1)碳链 C、H、O (2)分子C中的五碳糖为脱氧核糖、分子C中含有碱基T (3)A A(多糖)分子不具有物种的特异性 (4)将大小、生理状况相同的石榴幼苗平均分为甲、乙两组,甲组盐胁迫处理,乙组正常处理,两组栽培150天左右,从两组分别取等量的叶片进行色素的提取,并用纸层析法进行分离,观察比较叶绿素条带的宽度
【解析】(1)据图分析,A、B、C分别是多糖、蛋白质、核苷酸链,这三类大分子物质的单体都是以碳链为骨架,它们共同含有的元素是C、H、O。(2)脱氧核苷酸链即DNA单链,与RNA链相比,其含有五碳糖为脱氧核糖、含有碱基T。(3)多糖、蛋白质、核苷酸链这三类物质中,只有多糖分子不具有物种的特异性,不能用来鉴别石榴和其他物种亲缘关系的远近。(4)要验证长期盐胁迫(150天左右)会降低石榴的叶绿素含量,实验的自变量为是否盐胁迫,因变量是叶绿素含量,实验思路为:将大小、生理状况相同的石榴幼苗平均分为甲、乙两组,甲组盐胁迫处理,乙组正常处理,两组栽培150天左右,从两组分别取等量的叶片进行色素的提取,并用纸层析法进行分离,观察比较叶绿素条带的宽度。