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第2节 生命活动的主要承担者蛋白质 命题案例导析 命题视角1 蛋白质形成过程的综合考查 【例1】下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图1,其中 数字为氨基酸序号)及部分肽链放大图(图2),请据图 判断下列叙述中不正确的是( ) 图1,图2 A.该蛋白质中含有两条肽链49个肽键 B.图2中含有的R基是 C.从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基 D.决定该蛋白质合成的mRNA中至少含有51个密 码子,自主解答： 思路点拨：不是R基，故B项错误。 答案：B (1)该蛋白质的肽链为何种形式的结构时可含有 51个肽键？ (2)能从图2推知该肽链至少含有2个游离的氨基吗？,【提示】 (1)环状。 (2)能，因为R基上有一个氨基。 命题视角2 蛋白质结构和功能的考查 【例2】(2010汕头模拟)蛋白质是一切生命活动的体 现者,对于生物体而言,蛋白质的“生老病死”至关 重要。2004年诺贝尔化学奖获得者研究发现:一种被 称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中起重 要作用。泛素激活酶E1将泛素分子激活，然后由E1将 泛素交给泛素结合酶E2，最后在泛素连接酶E3的指引 下将泛素转移到靶蛋白上。这一过程不断重复，靶蛋 白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白很快 被送往细胞内一种称为蛋白酶体的结构中进行降解。 整个过程可表示为如下所示图解。请分析回答。,(1)蛋白质在生物体内具有多种重要功能。依上述材 料可推测出蛋白质的一项具体功能是 。 (2)泛素调节的蛋白质降解过程中所需能量主要来自 物质。 (3)蛋白酶体所含的酶最可能是 。 (4)细胞内E1、E2、E3在蛋白质降解过程中所起的作 用不同，从分子水平上分析，其原因是 。,蛋白质结构和功能的关系可总结为: 结构多样性 决 定 功能多样性 听课记录: 思路点拨:（1）题干信息显示泛素可使靶蛋白在蛋白 酶体中降解，整个过程离不开泛素结合酶、连接酶等, 而它们在反应前后并未改变，说明蛋白质具催化作用; (2)在细胞和生物体的生命活动中，能量的主要来源是 糖类，蛋白质的降解也需要能量；,(3)蛋白酶体可将靶蛋白降解（即水解），因此, 其中所含酶应为蛋白质水解酶（蛋白酶）； (4)各种酶的催化功能不同是由其分子结构所决 定的。 答案:(1)催化作用 (2)糖类 (3)蛋白酶 (4)它们虽都是蛋白质，但其分子结构不同 题后反思：本题重在考查阅读能力、信息提取与处 理能力以及分析、推理能力。就知识而言，则主要 考查了酶和蛋白质的相关知识，是今后高考命题的 方向。,实验技能提升 【例】(2010广东五校联考)赖氨酸是哺乳动物蛋白 质分子中普遍存在的一种氨基酸，是人体的必需氨基 酸。赖氨酸不能在人体内合成，只能从食物中获取， 缺乏时会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良,体 重增加缓慢。赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸呢？ 某生物兴趣小组利用下列材料和用具就此问题进行了 探究，请补充并完善他们的实验原理和实验方案： 材料和用具：20只生长发育状况相同的正常幼年大 鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白 质和氨基酸的食物、秤、天平等。,实验原理： 。 实验方案： (1)配食： ， 配制成食物A； ， 配制成食物B。 (2)分组：将20只大鼠平均分成甲、乙两组，分别 称量其体重。 (3)饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A； 。 (4)观测： 。 结果及结论：(略) 思路点拨:研究“赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基 酸”，实验的对象是大鼠，实验自变量为赖氨酸， 可设置空白对照，一组饲料中含有赖氨酸，一组饲 料中不含赖氨酸。注意饲料中其他氨基酸的含量和,比例应适宜。因变量为营养状况，可以大鼠体重变 化作为指标。 听课记录： 答案：实验原理：必需氨基酸是动物体不能合成、 只能从食物中获得的氨基酸。当动物缺乏必需氨 基酸，就会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良, 体重增加缓慢等现象（其他合理答案亦可） 实验方案:(1)取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食 物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸另取等量的 不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的 19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同 (3)乙 组每天饲喂等量的食物B。两组大鼠其他饲养条件 相同 (4)分别测量甲、乙两组大鼠的体重，并计 算体重增加量,随堂双基演练 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个 选项符合题目要求) 1.(2009上海高考)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸 组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是( ) A.n-m B.n-2m C.n+m D.n+2m 解析：由m条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质中含有 (n-m)个肽键，每个肽键中有一个氧原子；m条肽链 至少有m个游离的氨基和羧基，每个羧基中有2个氧 原子，因此，该蛋白质中至少有（n-m）+2m=m+n 个氧原子。 答案：C,2.若含3H的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生 了3H2O，那么水中的3H最可能来自氨基酸的( ) A.COOH B.NH2 C.R D.COOH和NH2 解析:此题考查了氨基酸脱水缩合形成多肽的过程。 在脱水缩合过程中一个氨基酸的NH2脱去一个H， 另一个氨基酸的COOH脱去OH，脱下来的这两部 分便形成了一分子水。所以含3H的氨基酸在代谢过 过程中产生的3H2O中两个3H最可能是一个来自COOH, 另一个来自NH2。 答案：D,3.(图表分析题)朊病毒蛋白(PrP)有两种，一种是 PrPc，一种是PrPcs,它们的比较如下表： 因此可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷 酸排列顺序以及它们表现出不同性质的原因分别 是( ) A.不相同；溶解度不同 B.不相同；氨基酸组成的种类不同,C.相同；空间结构不同 D.相同；组成氨基酸的数量不同 解析：据表可知，两者的空间结构不同，肽链氨基 酸的排列顺序相同。 答案：C 4.(2009天津理综)下列过程中，涉及肽键数量变化 的是( ) A.洋葱根尖细胞染色体的复制 B.用纤维素酶处理植物细胞 C.小肠上皮细胞吸收氨基酸 D.蛋清中加入NaCl使蛋白质析出 解析：本题考查与蛋白质的合成、分解相关的知识。,在纤维素酶催化纤维素分解的过程中,纤维素酶(蛋白 质)作为催化剂,其本身不发生肽键数量的变化。小肠 上皮细胞吸收氨基酸为主动运输的过程，不是小肠内 蛋白质的消化过程；蛋白质的盐析过程不是分解过 程，上述二者都不涉及肽键数目的变化。洋葱根尖细 胞染色体的复制包括DNA的复制和蛋白质的合成，涉 及肽键数目的增多。 答案：A 二、双项选择题(每题给出的四个选项中，有两个选项 符合题目要求) 5.(2010张家港模拟)如图表示有关蛋白质分子的简 要概念图，下列对图示分析正确的是( ),A.A中肯定含有S元素 B.过程发生所需模板和运输B的工具都是RNA C.多肽中B的数目等于C的数目 D.蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的根 本原因 解析：A中可能含有S元素，也可能不含。多肽中氨 基酸数不一定等于肽键数（在环状多肽中氨基酸数 等于肽键数)。细胞多样性的根本原因是遗传信息的 多样性。 答案：AB,三、非选择题 6.(原创题)我国中科院上海生化研究所合成了一种具有 镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物 脑啡肽，下面是它的结构简式。,脑啡肽的合成采用的是蛋白质工程技术，这是生物发 展在分子水平上的又一突破。请根据此化合物的结构 分析回答： (1)该化合物有 个氨基和 个羧基。 (2)该化合物是由 个氨基酸失去 分 子水而形成的，这样的反应叫做 ,该化 合物叫 肽。在形成时,相对分子质量减 少了 。 (3)脑啡肽水解后可产生 种氨基酸，造成氨 基酸种类不同的原因是 。 (4)现有质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，鸡蛋，,人的口腔唾液(酶),质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4 溶液,水,小烧杯,玻璃棒,试管,滴管和滴瓶。请设计 一个实验证明“脑啡肽是多肽”。 实验原理： 。 方法步骤 。 预期结果： 。 实验结论： 。 解析：该多肽中含有4个肽键，是由5个氨基酸缩合 而成的，在形成该多肽时，共脱去4个水分子,相对 分子质量减少了418=72。该多肽中有一个氨基和 一个羧基；从结构上可看出，左起第二个氨基酸R 基和第三个氨基酸R基相同,应为同一种氨基酸,因,此脑啡肽水解后可产生4种氨基酸。脑啡肽是多肽, 在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应能产生紫色物质, 即双缩脲反应。在设计过程中还应注意空白对照。 答案:(1)1 1 (2)5 4 脱水缩合 五 72 (3)4R基不同 (