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知识点一 蛋白质的结构层次及其多样性
1．(2011年沈阳联考)下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P元素
B．①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：组成蛋白质的元素是C、H、O、N，有的含有P、S。①过程是翻译，所需模板是信使RNA，运输B(氨基酸)的工具是转运RNA。多肽中一条肽链中B(氨基酸)的数目等于C(肽键)的数目加1。细胞多样性的根本原因是DNA的多样性。
答案：B
2．(2011年闵行质检)如图是人体细胞中三种重要的生物大分子B、G、E的元素组成、基本单位及相关关系图。关于此图的叙述不正确的是(　　)
A．E→G发生的场所主要是细胞核，G→B发生的场所是核糖体
B．B的多种重要功能只与b的种类、数目和排列顺序有关
C．E中e的排列顺序决定了B中b的排列顺序
D．元素X是氮元素，元素Y是氮元素和磷元素
解析：题图中e为脱氧核苷酸，E为DNA，g为核糖核苷酸，G为RNA，b为氨基酸，B为蛋白质。蛋白质的结构决定了功能，蛋白质的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链的空间结构有关。
答案：B
知识点二 蛋白质的合成过程分析及相关计算
1．多肽形成过程的分析
(1)形成过程中的产物H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O只来自于—COOH。
(2)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。多余的氨基和羧基位于R基上。
2．相关计算
(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＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N的总数。
(4)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数。
(5)H原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱去水分子数
(6)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：
3.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系
由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。
[知识拓展] (1)只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键，R基上的氨基或羧基不参与肽键的形成。
(2)由n个氨基酸形成一环状肽，则形成肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数。
3．氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个两条链的多肽，相对分子质量是12276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子脱氧核苷酸数目依次是(　　)
A．144,864　　　　　　 　B．144,432
C．120,720 D．120,360
解析：多肽的相对分子质量＝氨基酸的数目×氨基酸平均相对分子质量－(氨基酸的数目－肽链条数)×18，把相应数字代入上式可得：氨基酸的数目＝120，再根据基因控制蛋白质合成过程中：DNA分子中脱氧核糖核苷酸数：相应mRNA分子核糖核苷酸数：指导合成的蛋白质上氨基酸数＝6∶3∶1，可知DNA分子中脱氧核苷酸数目＝6×120＝720。
答案：C
4．某蛋白质分子的相对分子质量为11 054,20种氨基酸的平均分子相对质量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分子相对质量共1 746，则组成该蛋白质的肽链数是(　　)
A．1条　　　B．2条　　　C．3条　　　D．4条
解析：由题目提供的数据可算出：①组成该蛋白质的氨基酸数目为(11 054＋1 746)÷128＝100(个)；②脱去的水分子数为1 746÷18＝97(个)。所以组成该蛋白质的肽链数为：100－97＝3(条)。
答案：C
类型一 蛋白质的功能
(2010年高考课标全国理综)水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。右图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是(　　)
A．甲　　　　B．乙
C．丙 D．丁
【解析】　血红蛋白的主要功能是运输氧气，因为水中的氧含量会随水温的升高而下降，所以生活在寒温带湖泊中的某动物体内的血红蛋白含量应随着水温的升高而增多，以满足动物对氧的需求。
【答案】　A
类型二 蛋白质的相关计算
(2009年高考上海卷)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】　两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，里面含一个氧原子，n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键n－m个，所以肽键中氧原子是n－m个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的n－m个，所以应至少有氧原子个数为n－m＋2m＝n＋m。
【答案】　C
类型三 蛋白质的合成
(2011年福州模拟)如图是某化合物结构图解，请据图回答：
(1)Ⅲ和V称为________。
(2)决定氨基酸种类的编号是________。
(3)该化合物是由________个氨基酸，失去________个水分子而形成的，这种反应称为__________。该化合物的名称是________。
(4)该化合物最左端的肽键水解后生成的氨基酸的结构简式表示为________。(5)胰岛素是一种由51个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质，则胰岛素至少含有________个氨基和________个羧基。
【解析】　由于化合物中含有Ⅲ、V两个肽键，因此该化合物为三肽，缩合时共失去两分子水；R基的不同决定了氨基酸的不同，图中Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ为R基；最左端氨基酸的R基为－CH3，由于每条肽链中至少一端总有一个氨基酸的氨基而另一端总有一个羧基不参与缩合，因此，每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基。
【答案】　(1)肽键　(2)Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ (3)3　2　脱水缩合　三肽　(4)
(5)2　2验第 2、3 节生命活动的主要承担者—蛋白质、
遗传信息的携带者——核酸
一、蛋白质——生命活动的主要承担者
1．氨基酸的结构和种类
(1)结构
1)每个氨基酸至少有一个①氨基和一个②羧基，且连在同一个③碳原子上。
2)不同的氨基酸的④R 基不同，即通过⑤R 基判断氨基酸的种类。
(2)种类：构成蛋白质的氨基酸约有 20 种，即 20 种氨基酸就有 20 种不同的⑥R 基。
2．蛋白质的结构和功能
(1)蛋白质分子是由许多氨基酸通过⑦肽键连接起来的高分子化合物。
2)缩合反应方程式
缩合反应在在细胞内进行的场所是⑧核糖体。
(2)蛋白质分子结构具有多样性就决定了蛋白质分子具有多种重要的生理功能
主要功能 实例
组成细胞的⑨结构成分 细胞膜中的蛋白质，染色体中的蛋白质等
⑩运输功能 细胞膜上的载体蛋白、运输氧气的血红蛋白等
催化功能 胃蛋白酶、纤维素酶等
调节功能 生长激素、胰岛素等激素
免疫功能 B 淋巴细胞受到抗原刺激后产生的抗体
因此：一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的 主要承担者。
二、核酸——遗传信息的携带者
2.结构
(1)DNA 是两条脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构。
(2)RNA 是一条核糖核苷酸长链。
3．功能
(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
(2)细胞核中的 DNA 是染色体的主要成分，是组成蛋白质的基本单位中的遗传物质。
(3)RNA 是传递遗传信息、运输氨基酸的工具，也是核糖体的成分。
组成蛋白质的基本单位
1．基本组成元素：C、H、O、N 等。
2．结构通式及特点
(1)结构通式
(2)特点
①氨基酸分子中至少有一个—NH2、一个—COOH，因为 R基中也可能有—NH2和—COOH。
②都有一个—NH2和一个—COOH 连在同一个碳原子上，否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸。
③根据氨基酸结构通式可解决肽链中所含氨基和羧基的数目问题，但一般限定于计算其最小值，因为 R 基所含的氨基和羧基数目一般不能确定。
3．氨基酸种类
(1)非必需氨基酸：在人体细胞内能够合成的氨基酸，共 12种。
(2)必需氨基酸：不能在人体细胞内合成，必须从外界环境中直接摄取的氨基酸，共 8 种。
【易错易混】
①每一个氨基酸都有一个—NH2和一个—COOH 连在同一个碳原子上，但并非所有的—NH2和—COOH 都连在同一个碳原子上。
②氨基酸中只有甲硫氨酸等少数种类含 S，但 S 是构成蛋白质的特征元素。
【突破题 1】下列物质中，若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质分子，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是( )
A．3、3、2 B．4、3、3 C．3、2、4 D．2、2、2
【解题指导】从氨基酸的概念和结构通式分析， 题干中能构成人体蛋白质的氨基酸有①②③④⑥(⑤的氨基与羧基没有连接在同1个碳原子上)；构成蛋白质的氨基酸可通过脱水缩合形成多肽，多肽的羧基除肽链的游离端保留着1个外，在③④的R基上各有1个；氨基除肽链的游离端保留着1个外，在②的R基上还有1个。5个氨基酸脱水缩合共形成4个肽键。
【答案】C
蛋白质的结构和功能及其多样性
1．蛋白质的分子结构
(1)每个蛋白质分子由一条或几条肽链通过一定的化学键连接，再经螺旋、卷曲、折叠形成复杂的空间结构。
(2)具有多样性：直接原因是氨基酸的种类不同，数目成千上万，排列顺序变化多端；肽链的空间结构千差万别。根本原因是基因碱基对的排列顺序具有多样性。
①氨基酸的种类不同，构成的肽链不同 —□—□—□—□—□—□— —○—○—○—○—○—○—
②氨基酸的数目不同，构成的肽链不同 —□—□—□—□—□—□— —□—□—□—
③氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同 —□—○—○—□—○—□— —○—□—○—□—○—
④肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同
(3)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．蛋白质功能的多样性
蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性，根据其功能分为结构蛋白(如血红蛋白)和功能蛋白(如抗体)。
【突破题 2】如图 2－2－1 所示的几种符号代表不同种类的氨基酸，请据图完成有关问题。
图 2－2－1
(1)它们结构的差别在于R 基的不同。
(2)7 种氨基酸通过脱水缩合的方式形成一条肽链，此过程可形成6个肽键，得到6个水分子，相对分子质量减少了108。
(3)如果上述肽链原长度不变，改变其中的氨基酸的排列顺序就可改变该肽链的性质。
(4)若两个蛋白质分子均由两条(2)中的肽链构成，那么这两个蛋白质分子的功能是否一定相同？为什么？不一定相同。因为分别由相同的两条肽链经盘曲折叠可形成空间结构不同的两个蛋白质分子。
【解题指导】(1)从图中可看出，不同氨基酸的种类不同，而氨基酸种类的不同是由于R基的不同所致；(2)氨基酸经缩合形成多肽，此过程形成的肽键与脱水数一样，而决定多肽种类的因素有：氨基酸数量、种类、排列顺序。
蛋白质和核酸的比较
【突破题 3】图 2－2－2 表示人体细胞内的几种重要化合物A、B、C 的化学组成及它们之间的关系。下列相关说法中，不正确的是( )
图 2－2－2
A．A 和 B 是染色体的主要成分 B．过程 1、2、4 都有水的产生
C．密码子存在于 B 和 C D．过程 3、4 进行的场所和所利用的酶不同
【解题指导】从两个方面判断图解中的分子种类：一是分子本身的元素组成；二是分子之间的内在联系。这样就可判断A是蛋白质，B是DNA，C为mRNA。由a→A、b→B的过程分别属于缩合、聚合过程，都有水产生；C→A属于氨基酸的脱水缩合，也有水的生成。密码子是指在mRNA(C)上三个相邻的决定氨基酸的碱基。
【答案】C
观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布
注：几种液体在实验中的作用(1)0.9%的 NaCl 溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。(2)8%的盐酸：①改变细胞膜等的通透性；②使染色体中的DNA 与蛋白质分离，有利于染色。(3)甲基绿、吡罗红不是单独使用，而是混合使用。
【突破题 4】在“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”的实验中，下列说法正确的是( )
A．染色时先用甲基绿染液，再用吡罗红染液
B．用 8%的盐酸的目的之一是使 DNA 与蛋白质分离，使DNA 水解
C．用酒精灯烘干载玻片，可迅速杀死细胞，防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏
D．用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的染色体和呈红色的 RNA 分子
【解题指导】实验的染色剂是甲基绿和吡罗红的混合液；用8%的盐酸的目的并不是水解DNA；实验中使用盐酸时已使染色体的DNA和蛋白质分离，甲基绿染液只能使DNA分子着色，所以
观察不到呈绿色的染色体，在高倍镜下也观察不到RNA 分子。
【答案】C第2讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
考纲要求 蛋白质的结构和功能（Ⅱ）
权威解读 1.理解氨基酸的结构特点 2.概述蛋白质的组成元素、结构和功能。
考点梳理
一、氨基酸
1.组成元素（主要）：①__________
2.结构通式：②__________
特点：每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个③__________连在同一个碳原子上。氨基酸的不同取决于④__________的不同。
3.种类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有⑤__________种。
二、蛋白质
1.结构 氨基酸 ②__________（盘曲折叠）→蛋白质
2.结构多样性的原因
（1）组成蛋白质的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端。
（2）肽链形成的空间结构各不相同。
3.功能
功能 实例
③__________蛋白 羽毛、肌肉、头发
④__________作用 绝大多数酶
运输作用 ⑤__________
信息传递 ⑥__________
⑦__________功能 抗体
自我校对
一、①C、H、O、N ② ③羧基 ④R基 ⑤20
二、①脱水缩合 ②多肽 ③结构 ④催化 ⑤血红蛋白 ⑥胰岛素 ⑦免疫
要点归纳探究
一、蛋白质的基本单位——氨基酸（20种）
1.通式
2.特点分析
3.种类
根据人体内的来源不同，分为：
必需氨基酸：自身不能合成，必须从外界摄取（8种）
非必需氨基酸：自身能合成（12种）
走进高考1 （2010·莆田质检）已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2,那么该氨基酸的R基是（ ）
A.—C7H7O B.—C7H7
C.—C7H7N D.—C7H5NO
【解析】 氨基酸有一个羧基和一个氨基，羧基有两个氧原子，氨基有一个氮原子，因此该氨基酸的R基不含氮原子和氧原子。
【答案】 B
二、蛋白质的结构与功能
1.结构层次
脱水缩合 盘曲折叠
氨基酸 多肽（一般为单链） 蛋白质
2.多样性成因
氨基酸：种类、数量、排列次序不同
肽链：空间结构不同? 蛋白质结构的多样性
3.有关蛋白质合成问题的计算
（1）有关肽键的计算
氨基酸 肽键数 脱去水分子数 氨基 羧基
一条肽链 m m-1 m-1 至少1个 至少1个
n条肽链 m m-n m-n 至少n个 至少n个
（2）形成的蛋白质分子的相对分子质量计算
蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和-失去水分子的相对分子质量总和。
（3）氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系计算
转录 翻译
DNA（基因） 信使RNA 蛋白质
碱基数6∶ 碱基数3∶ 氨基酸数1
①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录形成mRNA。
②基因片段中有的片段起调控作用，不能转录。
③mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸。
（4）氨基酸的排列与多肽的种类计算
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：
3 3 3
形成三肽的种类： （33=27种）
3 3 3
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 （3×2×1=6种）
形成二肽的种类：3 2 （3×2=6种）
（5）肽链形成中脱下的水分子数与肽链水解时消耗的水分子数之间的关系：肽链形成中脱下的水分子数=肽链水解时消耗的水分子数。
4.功能 生命活动的体现者
如肌肉中的蛋白质 结构蛋白
蛋白质性质的酶、激素、抗体、载体等 功能蛋白
走进高考2 （2009·上海卷）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
实验强化在平时
3.变量及变量控制的相关原则
理论指导
1.变量的种类
（1）实验变量与反应变量
①实验变量：是实验中由实验者操纵的因素或条件，是作用于实验对象的刺激变量（也称自变量），实验变量须以实验目的和假设为依据确定，应具有可变性和可操作性。
②反应变量（又称因变量）：是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具有可测性和客观性。
③二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。
（2）无关变量与额外变量
①无关变量（控制变量）：是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的准确性无法得到认定。我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加人等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。
②由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。
③二者关系：也是前因后果的关系，但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。
2.控制原则
（1）单因子变量原则
所谓单因子变量原则，是指实验组和对照组相比只能有一个变量。只有这样当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置，即要明确把谁作为变量，也就是要把所要验证的中心条件作为变量。如要探索pH对淀粉酶活性的影响，则需把pH作为变量。
（2）等量性原则
等量性原则与单因子变量原则是完全统一的，只不过强调的侧面不同：单因子变量原则强调的是实验变量的单一性，而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同，以平衡和消除无关变量对结果的影响。需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条件下的等量。
命题设计
例 （2011·安徽黄山质检）牛奶中含有丰富的蛋白质，空腹喝牛奶不能充分利用其营养价值，食物中的蛋白质被消化后将更多地被分解形成尿素随尿液排出，如果在喝牛奶的同时多吃些糖类食物就能充分利用其营养价值。请你设计实验探究空腹喝牛奶时营养物质（蛋白质）是否能更多地被分解。
实验材料与用品：生长状态、体型大小等基本一致的正常小白鼠20只，15N标记的牛奶液，淀粉饲料等。
实验原理：_____________________________________。
实验步骤：
①选材及处理：选择生长状态、体型大小等基本一致的正常小白鼠20只，__________ ,等量分为A、B两组；
②饲喂：_______________________________________；
③检测：几小时（一段时间）后检测两组小白鼠排出尿液中的15N含量。
可能的实验结果和结论：
①_____________________________________________。
②_____________________________________________。
③_____________________________________________。
【解析】 解答本题应先明确实验的目的及相关问题，然后才能确定自变量，进而确定实验原理、进行实验设计。从题干不难看出，问题是“空腹喝牛奶是否会降低其营养价值”，因此自变量为是否在喝牛奶时进食糖类食物，因变量是尿素的产生量。
【答案】 实验原理：食物中蛋白质经消化吸收后被利用，最终会被分解形成尿素随尿液排出。在实验动物空腹时，用放射性同位素15N标记的牛奶液饲喂小白鼠，一组不补充糖类，而另一组同时给予补充糖类作对照，通过检测和比较两组小白鼠排出尿液中的15N含量，来探究空腹喝牛奶时营养物质（蛋白质）是否更多地被分解
实验步骤：
①饥饿处理12小时（一段时间）使其呈空腹状态（相同意思即可）
②A组饲喂15N标记的牛奶液，B组饲喂等量15N标记的添加了含淀粉饲料的牛奶液
可能的实验结果和结论：
①尿液中15N含量A组多于B组；说明空腹喝牛奶时营养物质（蛋白质）被分解更多
②尿液中15N含量A组少于B组；说明空腹喝牛奶时营养物质（蛋白质）被分解更少
③尿液中15N含量A组等于B组；说明空腹喝牛奶时不影响营养物质（蛋白质）的分解
热点分析突破
类型一 蛋白质基本单位—氨基酸
例1 （2010·合肥质检）在下列物质中，若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸通过脱水缩合而形成肽类分子，则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基和肽键的数目依次是（ ）
A.3、3、2 B.4、3、3
C.3、2、4 D.2、2、2
【解析】 从氨基酸的概念和结构通式看，找出构成人体的氨基酸有：①②③④⑥，⑤因没有氨基与羧基连在同一个碳原子上而被淘汰；构成蛋白质的氨基酸可脱水缩合成多肽。该多肽的羧基除肽链的游离端保留着一个，在③④的R基上各有一个羧基；氨基除肽链的游离端保留着一个，在②的R基上有一个。5个氨基酸脱水缩合共形成4个肽键。
【答案】 C
【思维点拨】 羧基脱掉—OH后易被误解为仍是羧基；氨基脱掉—H后易被误解为仍是氨基。
类型二 蛋白质的结构相关计算
例2 （2011·合肥模拟）肉毒杆菌（厌氧性梭状芽孢杆菌）是致死性最高的病原体之一，肉毒杆菌的致病性在于其产生的肉毒类毒素，它是由两个亚单位（每个亚单位为一条链盘曲折叠而成）组成的一种生物大分子。下面是肉毒类毒素的局部结构简式，据此判断下列说法中错误的是（ ）
A.肉毒类毒素的化学本质是蛋白质
B.图中该片段由5种单体组成，有4个肽键
C.一分子肉毒类毒素至少含有1个氨基和1个羧基
D.高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是高温破坏蛋白质的空间结构
【解析】 根据结构简式，可以判断出肉毒类毒素是由氨基酸组成，本质属于蛋白质。不同氨基酸的R基不同，根据R基判断出局部结构简式图中共由5个R基、5种氨基酸组成，脱水缩合时形成4个肽键。根据题干信息，肉毒类毒素是由两条肽链盘曲折叠而成，因此一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个羧基，分别位于两条肽链两端。
【答案】 C
类型三 蛋白质的结构和功能
例3 （2010·山东济南调研）下列不属于植物体内蛋白质功能的是（ ）
A.构成细胞膜的主要成分
B.催化细胞内化学反应的酶
C.供给细胞代谢的主要能源物质
D.根细胞吸收矿质元素的载体
【解析】 构成细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质；催化细胞内化学反应的酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA；根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输，需要载体、消耗能量，载体是位于细胞膜上的蛋白质。细胞代谢的主要能源物质是糖类而非蛋白质，故C项不合题意。
【答案】 C
【规律总结】 教材中常见蛋白质
（1）大部分酶：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，除少数的酶是RNA外，绝大多数的酶是蛋白质。
（2）胰岛素、胰高血糖素等激素的成分是蛋白质。
（3）载体：位于细胞膜上，在物质运输过程中起作用，其成分是蛋白质。
（4）抗体：指机体受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。主要分布于血清中，也分布于组织液及外分泌液中。
（5）糖被：位于细胞膜外表面，由蛋白质和多糖组成，有保护、润滑、识别等作用。
（6）血红蛋白：存在于红细胞中的含Fe2+的蛋白质。其特性是在氧浓度高的地方易与氧结合，在氧浓度低的地方易与氧分离。
（7）抗毒素：属于抗体,成分为蛋白质。一般指将外毒素给动物注射后，在其血清中产生的能特异性中和外毒素的成分。
（8）凝集素：属于抗体，成分为蛋白质。指用细菌给动物注射后，在其血清中产生的能使细菌发生特异性凝集的成分，另外，人体红细胞上存在不同的凝集原，血清中则含有相应种类的凝集素。
（9）部分抗原：引起机体产生抗体的物质叫抗原，某些抗原成分是蛋白质。如红细胞携带的凝集原和决定病毒抗原特异性的衣壳，其成分都是蛋白质。
（10）神经递质的受体：突触后膜上存在的一些特殊蛋白质，能与一定的递质发生特异性结合，从而改变突触后膜对离子的通透性，使突触后膜神经元产生神经冲动或发生抑制。
（11）动物细胞间质：主要含有胶原蛋白等成分，在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶处理才能获得单个细胞。
基础达标
1.（2011·江苏镇江一调）水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质（ ）
A.在4℃条件下易变性 B.只含有C、H
C.也能催化淀粉合成 D.含有羧基
答案 D
解析 由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是蛋白质，一端含游离氨基，另一端含游离羧基
2.（2011·深圳一调）由我国自主开发的艾滋病病毒膜融合抑制剂西夫韦肽已顺利完成Ⅱb期临床试验。西夫韦肽是依据艾滋病病毒（HIV）膜融合蛋白Gp41的空间结构，全新设计并合成的新一代膜融合抑制剂，含有36个天然氨基酸。下列说法中正确的是（ ）
A.西夫韦肽为一种口服制剂
B.HIV的膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成
C.西夫韦肽与双缩脲试剂发生反应，呈现紫色
D.西夫韦肽只有进入细胞内，才能发挥其效应
答案 C
解析 根据题中信息，西夫韦肽是一种由36个氨基酸构成的多肽，口服时会被消化酶分解失去效用；HIV是一种病毒，不具有细胞结构，没有细胞膜，其包膜是由脂质构成；多肽与双缩脲试剂发生紫色反应；西夫韦肽是膜融合抑制剂，抑制HIV的包膜与细胞膜融合，进而阻断病毒的传播。
3.（2010·南京调研）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最小值及肽键总数依次是（ ）
A.6 18 B.5 18
C.5 17 D.6 17
答案 C
解析 每条肽链至少包含一个游离氨基和一个游离羧基，该肽链水解共产生了1+2+2=5个短肽，所以氨基数至少5个；肽键=氨基酸数-肽链数=22-5=17个。
4.（2011·龙岩质检）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，形成膀胱、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条肽链，其中Z条是环状肽链，这个蛋白质分子完全水解共需要M—Z—N个水分子
答案 D
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条肽链，其中Z条是环状肽链，这个蛋白质分子完全水解共需要M-N+Z个水分子。
5.（2010·佛山模拟）某蛋白质分子由一条含176个氨基酸的肽链构成。下列叙述中正确的是（ ）
A.参与合成该多肽的细胞器应该有4种
B.组成该多肽的氨基酸应该有20种
C.该多肽的模板mRNA上能被翻译的密码子最多可有64种
D.参与合成该多肽的tRNA最多可有61种
答案 D
解析 合成多肽的细胞器只有核糖体；参与蛋白质组成的氨基酸有20种，但不一定每种蛋白质都是由20种氨基酸组成；模板mRNA上能被翻译的密码子最多可有61种。因为三种终止密码子不对应氨基酸。
6.（2011·辽宁一模）2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯，以表彰他们发现了泛素在细胞内蛋白质降解作用，揭开了蛋白质“死亡”的重要机理。
（1）生物体内存在着两类蛋白质降解过程，一种是不需要能量的，比如发生在消化道中的初步降解，这一过程只需要__________参与；另一种则需要能量，它是一种高效率、针对性很强的降解过程。消耗的能量直接来自于_________。
（2）细胞内的蛋白质处于不断地降解与更新的过程中。泛素在其蛋白质降解过程中，起到“死亡标签”的作用，即被泛素标记的蛋白质将被特异性地识别并迅速降解，发生降解过程的细胞质内酶是__________内的酶。由此可见，细胞内的蛋白质降解与消化道内的蛋白质降解的主要不同点是 。
（3）泛素是一个由76个氨基酸组成的多肽链，只在细胞内起作用，可见泛素是在细胞质内的__________中合成的，其合成方式称为__________，控制这一过程的基因至少含有__________个脱氧核苷酸对。
（4）今有一化合物，其分子式为C55H70O19N10，已知将它水解后只得到下列四种氨基酸。问：
该物质进行水解时，需__________个水分子，控制该多肽合成的mRNA至少含有__________个核糖核苷酸，该mRNA彻底水解为单个核苷酸需要__________个水分子。
答案 （1）蛋白酶、肽酶 ATP
（2）溶酶体 细胞内降解的蛋白质必须先与泛素结合
（3）游离核糖体 脱水缩合 228 （4）9 30 29
解析 （1）消化道中的蛋白质在蛋白酶和肽酶的催化下才能水解成氨基酸；直接能量来源是ATP。
（2）分解衰老、损伤的细胞结构物质的酶来自溶酶体；细胞内降解的蛋白质是有选择的，蛋白质必须先与泛素结合才能被降解。
（3）泛素只在细胞内起作用，所以是在游离核糖体上脱水缩合形成的，基因中的脱氧核苷酸对数：mRNA核苷酸数：蛋白质的氨基酸数=3:3:1，根据这一比例关系可以计算出基因中的脱氧核苷酸对数=76×3=228对。
（4）根据图中氨基酸的含N量可以推知，该化合物是一个十肽，由10个氨基酸组成，形成9个肽键，水解时需要9分子水，根据上一问的比例可以计算控制该多肽合成的mRNA至少含有30个核糖核苷酸，水解时需要29个水分子。

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