2023学年完整公开课版蛋白质核酸

第3讲生命活动的主要承担者——蛋白质遗传信息的携带者——核酸蛋白质——生命活动的主要承担者蛋白质生命活动的主要承担者排列顺序胰岛素转运作用激素免疫功能想一想：人体内氨基酸如何分类，各有几种？答：①必需氨基酸：人体细胞不能合成的，必需从外界直接获取，有8种.②非必需氨基酸：人体细胞能够合成的（转氨基作用），12种。议一议：多肽与蛋白质有何区别？分泌蛋白的空间结构在哪里形成？答：①多肽呈链状结构，往往无生物活性；而蛋白质具有一定的空间结构，有生物活性；②分泌蛋白的空间结构是在内质网中形成的。

组成蛋白质的氨基酸结构特点特点分析举例至少有一个—NH2和一个—COOH，R基中也可能含有—NH2和—COOHR基中含—COOH：R基中含—NH2：都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上反例：非生物体内氨基酸判断组成蛋白质的氨基酸的方法(1)从数量上看：至少有一个—NH2和一个—COOH，下列不属于构成蛋白质的氨基酸：①NH2—CH2—CH2OH⇒缺乏羧基(—COOH)(2)从位置上看，必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：氨基与羧基未连接在同一个碳原子上蛋白质形成过程1）、肽链的形成a.场所：b.过程：2）、蛋白质空间结构的形成：a.场所：b.过程：(1)蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键(肯定不是肽键)连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。(2)肽键的结构式可表示如下：(3)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。(4)H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。(5)若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即以脱水缩合的氨基酸个数命名。（6）R基中的—NH2或—COOH不参与肽键的形成，故多余的—NH2或—COOH位于R基中。注意

多肽和蛋白质的区别(1)结构上有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，呈链状，无空间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。(2)蛋白质多样性有四个方面原因，但多肽多样性只有三个方面的原因，这一点在组织答案时应特别注意。(3)一条刚刚从核糖体这一车间下线的多肽链可以叫多肽，但不能称为蛋白质。蛋白质往往是由一条或几条多肽链形成一定的空间结构和其他物质结合而成的。．甘氨酸(C2H5O2N)和X氨基酸反应生成二肽的分子式为C7H12O5N2，则X氨基酸是 (

)．相关计算假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链。

(1)氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数

(2)羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数

(3)N原子数＝各氨基酸中N原子的总数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数

(4)O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去水分子数＝肽键数＋2×肽链数＋R

基上的O原子数

(5)肽键数＝脱水数＝氨基酸数－肽链数＝水解需水数形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)mn－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)[特别提醒]

①若n个氨基酸形成一环状多肽，则：肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数(n)②在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(—S—S—)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个—H，故相对分子质量减少2。(6)氨基酸的排列与肽类化合物的种类计算①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：(33＝27种)形成二肽的种类：(32＝9种)②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：(3×2×1＝6种)形成二肽的种类：(3×2＝6种)(7)氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系3333332132(2010·江苏南京二模)一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：据此判断，下列有关叙述错误的是(

)A．1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸B．合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子C．1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基D．在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNA蛋白质多样性与生物多样性的关系知识链接1．蛋白质的三维结构与其热变性蛋白质分子由一条或多条肽链组成，肽链间只有通过一定的化学键(肯定不是肽键)构成独特的三维结构时，才表现出特有的生物活性。蛋白质的空间结构并不稳定，会随着温度的升高而发生改变，并且一旦改变，便会失去活性，这种现象就叫蛋白质的热变性。一般地蛋白质在温度升高后，其生物活性会降低，在温度超过40～50℃时，其活性就可能完全丧失。2．分泌蛋白质的合成与运输有关蛋白质计算的经典题型归纳（见三维设计P14)1．利用排列组合解答[例1]

现有a、b两种氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可以形成________种二肽。[解析]

二肽由两个氨基酸组成，这个问题实际上是求两种氨基酸在两个位置上的排列方式的种类。二肽的第一个位置上的氨基酸有两种选择(a或者b)，第二个位置上的氨基酸也有两种选择，所以种类数为2×2＝4，即有a－a、b－b、a－b、b－a4种，a－b中a提供羧基，b提供氨基形成肽键，b－a中b提供羧基a提供氨基形成肽键，这是两种不同的二肽。此结果可以推而广之，n种氨基酸形成m肽的种类数为nm种。[答案]

42．利用原子数目守恒和分子式中的数字特点解答[例2]

有一多肽的分子式为C55H70O19N10，将它彻底水解后只得到下列4种氨基酸：甘氨酸(C2H5NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、谷氨酸(C5H9NO4)，则该多肽是________(填数字)肽，1mol该多肽水解后可得到________mol谷氨酸。[解析]

氨基酸脱水缩合形成多肽这个反应的反应前后原子数目应该是守恒的。同时，解这类题时，要注意各氨基酸中原子数目的特点。该多肽分子式中有10个氮原子，而组成该多肽的4种氨基酸的分子式中都只含一个氮原子，所以该多肽为10肽。观察发现，甘氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸分子式里都只有2个氧原子，只有谷氨酸的分子式里有4个氧原子，假设1mol该多肽水解后可得到xmol谷氨酸，则4x＋2×(10－x)－9＝19，可以解得x＝4。(方程式的左边要减去9，因为形成1mol该多肽，脱去9molH2O)。[答案]

10

4[例3]

某多肽链为199肽，其分子式为CxHyNaObS2(a＞199、b＞200)，并且由下列5种氨基酸组成。那么该多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数为(

)A．a－199、(b－200)/2

B．a－200、b－200C．a－199、(b－199)/2D．a－200、(b－200)/2[解析]

从题意知该多肽为199肽，则它是由199个氨基酸组成的；又知该多肽分子式为CxHyNaObS2，其中N有a个，则可知组成该多肽的199个氨基酸共有a个氨基；又知组成该多肽的5种氨基酸中只有赖氨酸含有2个氨基，所以赖氨酸个数为a－199。由于组成该多肽的5种氨基酸中只有天冬氨酸含有2个羧基，设该多肽共含有天冬氨酸为d个，反应前199个氨基酸中氧原子共有4d＋(199－d)×2，形成199肽时脱去198个水分子，每个水分子含一个氧原子，所以该多肽分子中尚存在氧原子数为b＝4d＋(199－d)×2－198＝2d＋200，d＝(b－200)/2。[答案]

A3．利用肽键、肽链、氨基酸的数目关系解答[例4]

现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基1050个，则由此合成的4条肽链中氨基、羧基的数目分别是多少？[解析]

根据题意知道有氨基酸1000个，其中氨基有1020个，羧基1050个，因每一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个中心碳原子上，所以这1000个氨基酸上面有20个氨基和50个羧基是位于R基上的，在氨基酸脱水缩合过程中R基上的氨基和羧基不参与反应，在4条肽链的两端含有游离的氨基和羧基各4个，所以4条多肽链中具有的氨基是24个，羧基是54个。[答案]

氨基24个，羧基54个。[例5]

某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是(

)A．6、18

B．5、18

C．5、17

D．6、17[解析]

一个n肽至少含有一个氨基和一个羧基，含(n－1)个肽键。故题中短肽的氨基总数的最小值为：1＋2＋2＝5个；肽键总数为：3×1＋2×2＋2×5＝17个。最小值是R基中没有氨基和羧基时的值。[答案]

C4．利用方程组解答[例6]

现有一种“十三肽”，分子式为C54H95N17O20，已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。(1)将该“十三肽”彻底水解后有________个丙氨酸，________个赖氨酸，________个天冬氨酸。(2)和未水解的化合物相比，水解后哪几种元素的数目增加了？________。哪几种元素的数目减少了？________。[解析]

(1)“十三肽”是由13个氨基酸脱水缩合而生成的，所以“十三肽”的C、N数目为全部氨基酸中的C、N数之和。设水解后有x个丙氨酸，y个赖氨酸，z个天冬氨酸，依题意有(2)水解时肽键打开，水分子中的—OH和肽键中的—CO—相连，水分子中的－H和肽键中的—NH—相连，因此和未水解的多肽相比，水解后H和O两种元素的数量增加了，其他元素的数目都没有减少。[答案]

(1)6

4

3

(2)H和O无专项升格集训二——蛋白质的相关计算

（见创新设计P24）组成蛋白质分子的各原子数的计算1．(2010·青岛模拟)丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—C3H5O2，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为(

)A．7∶16∶6B．7∶14∶5C．8∶12∶5D．8∶14∶5

解析：先根据R基推导出两种氨基酸的结构简式或分子式，再根据脱水缩合的原理计算原子数。注意，计算H原子数、O原子数时，应减去脱去水分子中的原子数。丙氨酸的结构简式是，谷氨酸的结构简式是。当缩合成二肽时需脱去一分子水。故缩合成的二肽分子中，C原子数为3＋5＝8，H原子数为7＋9－2＝14，O原子数为2＋4－1＝5。答案：D2．(2010·杭州模拟)谷胱甘肽(C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽，它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸可能的分子式为(

)A．C3H3NSB．C3H5NSC．C3H7O2NSD．C3H3O2NS解析：谷胱甘肽＝谷氨酸＋甘氨酸＋半胱氨酸－2H2O，即C10H17O6N3S＝C5H9O4N＋C2H5O2N＋半胱氨酸－2H2O，所以半胱氨酸的分子式为C3H7O2NS。答案：C▲某三十九肽中共有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图)，下列有关该过程的叙述中错误的是(

)A．肽键数目减少8个B．C原子减少12个

C．氨基和羧基分别增加3个D．O原子数目减少1个解析：三十九肽中应有39个氨基酸，38个肽键，由去掉其中的丙氨酸得到的4条多肽链分析可知，丙氨酸在三十九肽中分别位于第8个、18个、27个、39个氨基酸位置，去掉丙氨酸形成多肽时，需水解断开肽键形成游离端。经计算知，肽键数目减少了7个，C原子减少12个，氨基和羧基分别增加3个，而O原子数目减少1

个。答案：A氨基酸数、肽链数、肽键数、形成水分子数的计算▲2010年7月以来，继三鹿奶粉的三聚氰胺事件后，多地再现三聚氰胺奶粉，长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。下列有关说法，不正确的是(

)A．N是蛋白质的组成元素，没有N生物体就不能合成蛋白质

B．蛋白质热变性时肽键数不改变

C．全部的抗体、大多数的酶、部分激素的化学本质是蛋白质

D．由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含N条多肽，其中Z条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需要M－Z－N个水分子解析：蛋白质热变性时，只是空间结构发生改变；环状多肽含有多少个氨基酸，水解就需要多少分子的水；而链状多肽水解需要的水分子数＝氨基酸数－肽链条数，因此由M个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含N条多肽，其中Z条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需要M－N＋Z个水分子。答案：D3．某蛋白质分子的相对分子质量为10412,20种氨基酸的平均相对分子质量为

128，在形成该蛋白质分子时脱去的水分子总质量为1620，则该蛋白质分子的肽链数为(

)A．一条B．两条C．三条D．四条解析：水分子个数＝1620÷18＝90个；氨基酸的个数＝(10412＋1620)÷128

＝94个，则肽链数＝氨基酸个数－水分子数＝94－90＝4。答案：D4．(2010·汕头模拟)全世界每年有上千人由于误吃毒蘑菇而死亡，鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均相对分子质量为

128，则鹅膏蕈碱的相对分子质量大约是(

)A．1024 B．898 C．880 D．862

解析：环状多肽在形成过程中减少的水分子数等于氨基酸个数，所以其分子量＝128×8－18×8＝880。答案：C5．某蛋白质的结构示意图如图，其中—S—S—表示连接两条相邻多肽的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则每摩尔该蛋白质在形成时生成的水分子摩尔数和减少的相对分子质量分别为(

)A．m个18mB．(m－4)个18(m－4)C．(m－3)个18(m－3)＋4D．(m－4)个18(m－4）＋4

解析：通过认真识图可知，含有3条多肽，其中一条是环状结构，对于环状结构来说，失水数等于氨基酸数。图中还有2个二硫键，所以还要失去4个H。答案：D有关游离氨基数、游离羧基数的“至多”、“至少”类计算6．(2010·浙江金丽衢联考)肽链在核糖体上合成后，进一步形成蛋白质时需要进行加工，在加工时常常要切去一部分氨基酸，再构成蛋白质。现有一条含100个氨基酸的肽链，其中含游离的氨基14个，加工时共切去氨基酸16个，则加工后多肽链所含的游离氨基至少还有(

)A．0个B．1个C．2个D．14个解析：加工以后多肽链依旧是一条，因此该多肽链至少含有一个氨基和一个羧基，分别位于肽链两端。答案：B▲含有215个N原子的200个氨基酸，形成了5个四肽、4个六肽和1个2条肽链构成的蛋白质分子。这些多肽和蛋白质分子中，肽键与氨基数目的最大值分别是(

)A．200和200B．200和215C．189和11D．189和26

解析：5个四肽中肽键数为3×5＝15个，4个六肽中肽键数为5×4＝20个，1个2

条肽链构成的蛋白质分子共有200－4×5－6×4＝156个氨基酸，肽键数为156－

2＝154个；故这些多肽和蛋白质分子中，肽键数的最大值为15＋20＋154＝189

个。含有215个N原子的200个氨基酸中，R基中氨基数目最多有15个；每条多肽链至少含一个游离的氨基，这些多肽和蛋白质分子中共有5＋4＋2＋15＝26个氨基。答案：D7．(2010·舟山模拟)某蛋白质由3条多肽链、N个氨基酸组成，下列关于该蛋白质说法正确的是(

)A．形成该蛋白质时产生了N个水分子

B．该蛋白质中至少含有N个肽键

C．该蛋白质中至少含有3个游离的羧基

D．合成该蛋白质至少需要20种氨基酸

解析：形成该蛋白质时，产生水分子数为N－3，含有N－3个肽键。至少含有的游离的羧基数＝肽链条数＝3。答案：C8．分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位：个)

多肽E和多肽F中氨基酸的数目最可能是(

)A．199和181B．340和281C．58和53D．51和49

解析：根据氨基酸分子的通式，每个氨基中含有一个氮原子，多肽E共含53个氮原子，3个氨基，而多肽一端有一个氨基，故R基上有2个氨基，则多肽E是由53－2＝51个氨基酸缩合成的。同理，多肽F是由54－5＝49个氨基酸缩合成的。答案：D元素或基团CHON氨基羧基多肽E201348625332多肽F182294555461▲狼体内有A种蛋白质，20种氨基酸；兔体内有B种蛋白质，20种氨基酸。狼捕食兔后狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种类和氨基酸种类最可能是(

)A．A＋B,40B．A,20C．＞A,20D．＜A,20

解析：狼体内有A种蛋白质，是全部基因表达的结果，但狼体内的一个细胞内只有部分基因表达，因此，蛋白质种类少于A种，但氨基酸可能有20种。答案：D9．(2010·汕头模拟)经测定某多肽分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作原料合成的：苯丙氨酸(C9H11NO2)，天冬氨酸

(C4H7NO4)，丙氨酸(C3H7NO2)，亮氨酸(C6H13NO2)，半胱氨酸(C3H7NO2S)。请回答：

(1)该多肽共由________个氨基酸组成，参与的氨基酸的种类与数目为

__________________________________________________________________。

(2)该多肽分子中的H原子数是________，O原子数是________。

(3)控制该多肽合成的mRNA上至少有________种不同的密码子(不考虑终止密码子)。解析：首先根据题目所提供的多肽和五种氨基酸分子式中N、S原子的数目可推知：此多肽由4个氨基酸组成，其中含有2个半胱氨酸(因为C、N、S原子在氨基酸脱水缩合过程中数目不发生变化)，然后据C原子数目进行计算：C原子总数为21，减去两个半胱氨酸的6个C原子后还剩15个，两个氨基酸的C原子之和是15的只能是苯丙氨酸和亮氨酸。最后据四肽形成时失去3分子的H2O计算出H原子和O原子的数目。因为肽链上有三种氨基酸，所以最少要有三种密码子。答案：(1)4

2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸、1个亮氨酸(2)32

5

(3)3蛋白质结构多样性的计算10．如果有足量的三种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含三种氨基酸的三肽种类最多是(

)A．9种、9种B．6种、3种

C．27种、6种D．3种、3种解析：此题与数学的排列组合知识相联系，注意肽链是有方向的如甲—甲—乙和乙—甲—甲是两种不同的三肽。它们的计算结果分别为33和P＝3×2×1＝6。答案：C11．某肽链由10个氨基酸组成，利用水解法Ⅰ可得到四个片段，即：A—P；H—V；G—L—B—T；C—T。利用水解法Ⅱ可得到三个片段，即：A—P—G—L；T—H—V；B—T—C。(其中字母表示氨基酸，“—”表示肽键)。从有重叠结构的各个片段的顺序中可推断出该肽链的氨基酸序列为(

)A．A—P—H—V—G—L—B—T—C—TB．A—P—G—L—B—T—C—T—H—VC．T—H—V—A—P—G—L—B—T—CD．G—L—B—T—A—P—H—V—C—T解析：由水解法Ⅱ得到A—P—G—L，由水解法Ⅰ得到G—L—B—T，可知该肽链中含有片段A—P—G—L—B—T(肽链中只含有1个L)；由水解法Ⅱ得到B—T—C，可知该肽链中含有片段A—P—G—L—B—T—C(肽链中只含有1个C)；以此为基础，根据水解法Ⅰ可得到的序列C—T和H—V，可知该肽链的氨基酸序列为A—P—G—L—B—T—C—T—H—V。答案：B核酸——遗传信息的携带者小贴士核糖核酸(RNA)是由核糖核苷酸连接而成的单链。脱氧核糖核酸(DNA)是由脱氧核苷酸连接而成的双链。结构模式图(二)显示未螺旋时的状态。DNA分子呈螺旋形，如空间填充模型(三)显示的双螺旋形状。想一想：(1)蛋白质初步水解的产物是________，彻底水解的产物是________。(2)核酸初步水解的产物是________；彻底水解的产物是________。答：(1)多肽氨基酸(2)核苷酸五碳糖、含氮碱基、磷酸看一看：用放射性同位素标记哪种物质可以研究DNA和RNA在细胞内的变化？为什么？答：研究DNA的变化可标记胸腺嘧啶(T)，研究RNA的变化可标记尿嘧啶(U)。因为其他碱基(A、G、C)DNA和RNA都含有。核酸的组成、功能及与蛋白质的关系1．核酸的组成分析2．DNA和RNA的比较比较项目DNARNA基本组成单位组成无机酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖含氮的TU碱基A、G、C分布主要分布于细胞核中，其次是线粒体、叶绿体中主要分布于细胞质中功能遗传物质，携带遗传信息，控制遗传、变异和蛋白质合成作为遗传物质(如某些病毒)，传递遗传信息(mRNA)，组成核糖体(rRNA)，运输氨基酸(tRNA)，催化作用(某些酶)3.蛋白质与核酸的比较蛋白质核酸区别元素组成C、H、O、N等C、H、O、N、P基本单位连接方式形成场所细胞质内核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体等主要功能结构物质：角蛋白、肌纤维蛋白等①遗传信息的携带者，决定生物性状②某些RNA具催化作用功能物质：①运输——血红蛋白、载体；②催化——酶(多数)；③免疫——抗体；④调节——胰岛素、生长激素能源物质：氧化放能，产物有尿素、CO2和H2O等分子结构的多样性组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及蛋白质的空间结构上的不同，使蛋白质具有多样性组成DNA的4种脱氧核苷酸的数量、序列和比例不同，使DNA呈现多样性联系核酸控制蛋白质的合成4.DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢产物基本单位初步水解彻底水解代谢产物DNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸(4种)磷酸、脱氧核糖、碱基CO2、H2O、含N废物RNA核糖核苷酸核糖核苷酸(4种)磷酸、核糖、碱基CO2、H2O、含N废物蛋白质氨基酸多肽氨基酸CO2、H2O、尿素①RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA，当RNA作为遗传物质时，由于RNA单链结构不稳定，容易发生突变。②少数RNA具有催化功能，特指生物体内的酶。③朊病毒既无DNA，也无RNA，化学成分只有蛋白质。④蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等则不具有物种差异性。(高考改编)下图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系，相关叙述中正确的是(

)①a的种类约有20种，b的种类有8种②a的结构通式可表示为③B是人体的遗传物质④A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则不同A．①③B．②③C．①④D．③④解析：根据图解可知①A与B是染色体的主要成分；②A和B共有元素为C、H、O、N，而且A不含P，B含P。这样可以确定B为DNA，A为蛋白质。所以由N和C、H、O四种元素组成的小分子化合物a是氨基酸，其种类约有20种，每一种氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基且连在同一碳原子上，由氨基酸构成蛋白质(A)。由C、H、O和N、P组成的小分子化合物b是脱氧核苷酸，其种类有4种(人染色体的主要成分是DNA和蛋白质，所以排除b是核糖核苷酸的可能)，由脱氧核苷酸形成DNA(B)，DNA是人的遗传物质。由于同一个体的细胞都是由受精卵经有丝分裂形成的，所以其遗传物质相同，又由于不同细胞基因的选择性表达，所以蛋白质各不相同，从而形成不同形态和功能的细胞。答案：B

选择题抢分技巧——读、审、抓

（见创新设计P20）（自学）蛋白质形成过程的相关计算

重视氨基酸脱水缩合形成环状多肽时肽键的有关计算有关蛋白质形成过程中肽键数及水分子数的计算：肽键数＝脱下的水分子数＝氨基酸数－肽链条数。若试题中组成蛋白质的多肽中有环状多肽，因为环肽首尾氨基酸彼此相连，故形成一个环肽时，比形成一条直链肽要多生成一个水分子。

由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条多肽，其中z条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子个数为(

)A．m－n＋z B．m－n－zC．m－z＋n D．m＋z＋n解析：在形成蛋白质的过程中，脱水缩合形成的水分子数＝氨基酸数目－肽链的条数。假如这n条多肽都是直链的话，则形成m－n个水分子；由于形成一个环肽比形成一条直链肽多形成一个水分子，而在n条多肽中有z条是环肽，故由m个氨基酸形成该蛋白质分子时共形成了m－n＋z个水分子，因此该蛋白质水解形成氨基酸的时候就需消耗m－n＋z个水分子。答案：A核酸的化学组成及结构的考查碱基种类与核苷酸种类的关系1．在只有DNA或RNA的生物中

4种碱基＋1种磷酸＋1种五碳糖2．同时含有DNA和RNA的生物

5种碱基＋1种磷酸＋2种五碳糖

含有2000个碱基对的DNA分子片段彻底水解后得到的物质种类数最多为

(

)A．4种B．5种C．6种D．8种解析：本题考查的是DNA分子的组成单位，彻底水解之后的物质不是DNA的基本组成单位脱氧核苷酸，而是脱氧核苷酸继续水解形成的脱氧核糖、磷酸和4种不同的碱基，因此得到的产物有6种。答案：C非选择题保分策略——找思路、抓要点、求规范蛋白质结构和功能的综合考查通过提供的新情景考查蛋白质的结构和功能，提升“用文字、图表以及数学表达式等多种形式准确描述生物学方面内容”的能力。(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_____________________________________________________________。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，说明蛋白质具有催化作用；(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。

高考题组专训

（见创新设计P21））（自学）理解能力的考查1．(2010·江苏)下列关于核酸的叙述中，正确的是(

)A．DNA和RNA中的五碳糖相同

B．组成DNA与ATP的元素种类不同

C．T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中

D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数解析：本题主要考查DNA、RNA的化学组成及T2噬菌体的遗传物质，意在考查考生的识记、判断能力。DNA含的五碳糖是脱氧核糖，RNA含的五碳糖是核糖；组成DNA和ATP的元素种类都是C、H、O、N、P；T2噬菌体的遗传信息贮存在DNA中；双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故嘌呤数等于嘧啶数。答案：D获取信息的能力考查2．(2010·上海)如图表示生物体内的某化学反应，下列有关该反应的叙述中错误的是(

)A．需要解旋酶B．属于水解反应

C．会有能量变化D．反应速度与温度有关解析：本题考查蛋白质的水解过程，意在考查考生的识图分析能力。分析图形可知，该图可表示肽酶催化肽键断裂的水解过程，水解需要肽酶的催化作用，酶的活性受温度的影响，故反应速度与温度有关，水解过程中肽键断裂，会引起能量的变化。解旋酶用于DNA分子复制和转录过程中的解旋。答案：A▲(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－mB．n－2mC．n＋mD．n＋2m

解析：该蛋白质中含有肽键数为(n－m)个，每个肽键(—CO—NH—)含有一个氧原子；m条肽链至少含有m个游离的羧基(—COOH)，因此，该蛋白质中至少含有的氧原子的个数为n－m＋2m＝n＋m。答案：C综合运用能力的考查3．(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，上述三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的复制和有关蛋白质的合成，涉及肽键数目的增多。答案：A实验探究能力的考查4．(2010·广东理综，29)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：

(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂。你选用的试剂应该是________(填试剂编号)；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为________。

(2)完善以下实验设计并回答问题。探究A动物蛋白对小鼠生长的影响资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产。一、研究目的探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。二、饲料1．基础饲料：基本无蛋白质的饲料；2．普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料＋植物蛋白；3．实验饲料：基础饲料＋A动物蛋白。三、实验分组四、实验方法和检测指标：略实验组号小鼠数量(只)饲料饲养时间(天)110基础饲料21210实验饲料1(含6%A动物蛋白)21310实验饲料2(含12%A动物蛋白)21410实验饲料3(含18%A动物蛋白)21510实验饲料4(含24%A动物蛋白)21610ⅠⅡ①实验组6中，Ⅰ应该为_______，原因是_______________；Ⅱ应该为________，原因是________________。②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的________和________。解析：本题从课本实验和实验设计两个角度综合考查实验。(1)蛋白质的鉴定试剂一般为双缩脲试剂，蛋白质遇双缩脲试剂呈紫色。碘液鉴定淀粉，呈蓝色；苏丹Ⅲ溶液鉴定脂肪，呈橘黄色；斐林试剂鉴定还原糖，呈砖红色。(2)①该实验中，自变量为饲料种类，则实验组6中Ⅰ为普通饲料，内含植物蛋白和基础饲料，为本实验提供条件对照；饲养时间在本实验中属于无关变量，对照实验中应控制无关变量适宜且相同，以免影响实验结果，因此Ⅱ为21天。②小鼠的体重和体长是直观反映小鼠生长情况的指标，且能定量测定。答案：(1)③紫色(2)①普通饲料需要普通饲料作对照21饲养时间相同，实验结果的比较才有意义②体重体长模拟题组专训（见创新设计P21）（自学）蛋白质的结构与功能1．(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．①过程发生所需模板和运输B的工具都是RNAC．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：B2．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．—COOHB．—NH2C．—RD．—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▲(图表分析题)朊病毒蛋白(PrP)有两种，一种是PrPC，一种是PrPSc，它们的比较如下表：由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：CPrPCPrPSc空间结构α螺旋为主β折叠为主溶解度高低致病性不致病致病肽链氨基酸排列顺序相同核酸的考查4．核酸是生物特有的重要大分子化合物，广泛存在于各类生物细胞中，在生物的个体生长、发育、繁殖、遗传和变异等生命过程中起着重要的作用。下列关于核酸的叙述不正确的是(

)A．“种瓜得瓜，种豆得豆”的遗传现象源于核酸所携带的遗传信息

B．实验观察细胞的DNA时加吡罗红，观察细胞的RNA时加甲基绿

C．“DNA指纹”的原理是组成DNA的脱氧核苷酸排列顺序具有多样性

D．细胞质、线粒体、叶绿体、无核膜结构的细菌和无细胞结构的病毒都含核酸解析：本题以核酸的知识作为立意命题，考查核酸的结构、功能、分布及“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中染色剂的相关知识。“种瓜得瓜，种豆得豆”体现的是自然界中生物的遗传性，而遗传物质是核酸；实验过程中染色剂是甲基绿和吡罗红的混合液，且甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色；核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类，广泛存在于各种生物中，其中线粒体和叶绿体中含有少量的DNA。因此不正确的选项是B。答案：B蛋白质相关知识的综合考查5．(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0.1g/mL的NaOH溶液，鸡蛋，人的口腔唾液(酶)，质量浓度为0.01g/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”。①实验原理：_________________________________________________________。②方法步骤：__________________________________________________________。③预期结果：__________________________________________________________。④实验结论：__________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：该多肽中含有4个肽键，是由5个氨基酸脱水缩合而成的，在形成该多肽时，共脱去4个水分子，相对分子质量减少了4×18＝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。在设计实验时还应注意空白对照。答案：(1)1

1

(2)5

4脱水缩合五72

(3)4

R基不同(4)①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②取2支试管分别编号A、B，在A中加入2mL脑啡肽液，在B中加入2mL清水；在2支试管中各加入1mL0.1g/mL的NaOH溶液，振荡；在2支试管中各加入4滴0.01g/mL的CuSO4溶液，振荡③A试管中出现紫色，B试管中不出现紫色④脑啡肽是一种多肽

基本技能

（见创新设计P22）2．实验流程3．实验现象及相关结论现象结论绿色明显集中且接近细胞中央DNA主要分布于细胞核中绿色周围的红色范围较广RNA广泛分布于细胞质中技能提升比较归纳教材中鉴定类实验1．本实验的注意事项

(1)几种液体在实验中的作用①0.9%的NaCl溶液：保持口腔上皮细胞正常形态②8%的盐酸：a.改变细胞膜等的通透性

b．使染色体中DNA与蛋白质分离③蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片

(2)关于甲基绿和吡罗红溶液的配制：甲基绿吡罗红染色液包括A液和B液，使用时现用现配。

(3)由于绿色植物叶肉细胞含叶绿体，为避免色素的干扰，该实验不宜选用绿色植物的叶肉细胞。

(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布，只是量的多少不同。2．某些特定化学物质的检测方法验证鉴定类实验常用的试剂或指示物作用现象碘液检测、鉴定淀粉淀粉遇碘变蓝Ca(OH)2溶液检测、鉴定CO2CO2使Ca(OH)2溶液变浑浊斐林试剂检测、鉴定还原糖砖红色沉淀余烬木条检测、鉴定O2O2使余烬木条复燃双缩脲试剂检测、鉴定蛋白质紫色苏丹Ⅲ/Ⅳ染液检测、鉴定脂肪橘黄色/红色3.用于提取或鉴定的试剂及颜色反应实验名称鉴定(或提取)对象试剂颜色水浴加热生物材料糖类的鉴定淀粉碘液