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文档介绍
2021高考生物一轮复习第1单元走近细胞与细胞的分子组成第3讲蛋白质核酸糖类和脂质教案
第3讲 蛋白质、核酸、糖类和脂质 单科命题 备考导航 核心素养解读 命题趋势 (1)概述糖类的种类和作用 (2)举例说出脂质的种类和作用 (3)概述蛋白质和核酸的结构和功能 (1)从物质与能量视角概述糖类和脂质的种类和功能 (2)从结构和功能视角概述蛋白质和核酸的结构和功能 ◆题型内容:糖类、脂质、蛋白质与核酸的元素组成、种类与功能 ◆考查形式:多通过选择题直接考查 考点一 蛋白质的结构、功能及相关计算 1.组成蛋白质的氨基酸及其种类 2.蛋白质的合成及其结构、功能多样性 (1)二肽的形成过程 ①过程a: 脱水缩合 ,物质b: 二肽 ,结构c: 肽键 。 ②H2O中H来源于 氨基和羧基 ;O来源于 羧基 。 (2)蛋白质的形成过程 30 3.蛋白质结构与功能的多样性 1.具有氨基和羧基的物质就是构成蛋白质的氨基酸。(✕) 2.人体内不同氨基酸之间的差异是由DNA决定的。(✕) 3.组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。(✕) 4.血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。(✕) 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。(✕) 6.蛋白质结构具有多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构不同,只要有其中一项不同,蛋白质的结构就不同。(✕) 7.蛋白质在核糖体上合成后已具有正常生理功能。(✕) 8.人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质都含有20种氨基酸。 (✕) 如图表示蛋白质的结构层次示意图,思考相关问题: (1)组成蛋白质的化学元素通常含有S,S元素存在于b的 R基(侧链基团) 中。 30 (2)①过程的方式称为 脱水缩合 ,发生的场所在细胞中的 核糖体 上,形成的化学键可以表示为 —CO—NH— 。 (3)若该蛋白质是胰岛素,则②过程发生的场所是 内质网和高尔基体 。 (4)图中③是蛋白质的 变性 过程,即蛋白质的 空间结构 被破坏;④是蛋白质的 水解 过程,即蛋白质分子中 肽键 断裂。 1.蛋白质的结构多样性决定其功能多样性 2.蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算 (1)至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数。 (2)游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。 3.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的关系 (1)肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。 (2)蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱去的水分子数 蛋白质相对分子质量 氨基数 羧基数 1条 m m-1 m-1 ma-18(m-1) 至少1个 至少1个 n条 m m-n m-n ma-18(m-n) 至少n个 至少n个 注:氨基酸的平均相对分子质量为a。 4.与蛋白质中的氮原子数、氧原子数相关的计算 (1)由于R基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 (2)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数。 30 (3)氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数-脱去的水分子数。 (4)利用“排列组合”解答多肽种类的计算题 多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。可以结合数学中“排列组合”的相关知识,推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。 ①若每种氨基酸数目不限,可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种,2、3、4号也是如此,即20×20×20×20=204种)。 ②若每种氨基酸只有一个,可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种,2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择,即(20×19×18×17)种]。 考向一 考查氨基酸种类及结构特点 1.(2019河北唐山月考)如图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是( ) A.结构④在生物体内约有20种 B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自②和③ C.结构④中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合 D.生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n种密码子 1.答案 A ①为氨基,③为羧基,④为侧链基团(R基)。氨基酸的种类由R基决定,生物体内R基约有20种,A正确;氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自①和③,B错误;一般而言,R基中的氨基或羧基不参与脱水缩合,C错误;生物体内n个氨基酸形成一条多肽链至少需要n个密码子而不是需要n种密码子,D错误。 2.(2019河南新乡月考)下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是( ) A.三种化合物可以用一个结构通式表示 30 B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基 C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应 D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同 2.答案 B 三种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示,A正确;图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”,B错误;与双缩脲试剂反应的是肽链中的肽键,氨基酸中无肽键,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数都是1个,D正确。 题后悟道·方法 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸 考向二 考查对蛋白质分子结构与功能的分析 3.(2019江西奉新高级中学月考)下列有关蛋白质结构和功能的说法,不正确的是( ) A.鸡蛋煮熟后蛋白质变性是由肽键断裂造成的 B.若蛋白质的空间结构改变,则蛋白质的功能一定改变 C.若某物质含有C、H、O、N等元素,且有催化作用,则可能是蛋白质 D.蛋白质结构多样性与氨基酸的种类、数量和排列顺序有关 3.答案 A 鸡蛋煮熟后蛋白质变性是因为高温改变了蛋白质的空间结构,不是肽键断裂,A错误;结构与功能相适应,当蛋白质的空间结构改变时,功能也一定改变,B正确;含有C、H、O、N等元素,具有催化作用的物质可能是蛋白质,C正确;蛋白质结构多样性与氨基酸的种类、数量和排列顺序有关,D正确。 4.(2020江苏南通海安中学高三月考)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( ) 30 A.A中肯定含有S元素 B.多肽中B的数目等于C的数目 C.①过程发生所需模板和运输B的工具都是RNA D.蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的根本原因 4.答案 C B是氨基酸,组成元素主要是C、H、O、N,可能含有S元素,也可能不含S元素,A错误;C是肽键,在链状多肽中氨基酸数大于肽键数,在环状多肽中,氨基酸数等于肽键数,B错误;直接合成多肽的模板是mRNA,运输氨基酸的是tRNA,C正确;生物多样性的根本原因是基因的多样性,生物多样性的直接原因是蛋白质结构和功能多样性,D错误。 题后悟道·归纳 蛋白质的结构与功能的“一、二、三、四、五” 考向三 考查蛋白质的相关计算与分析 5.(2019山西太原段检)某化合物为一种分泌蛋白,该蛋白成熟之前由一条多肽组成,且肽链内部无二硫键,成熟后,该多肽被水解成了四条相对较短的肽链,且此四条肽链内部及之间共形成了5个二硫键。假设该蛋白成熟过程中氨基酸残基数未变,那么该蛋白由未成熟的一条肽链变成成熟状态的过程中,相对分子质量的改变为( ) A.增加了44 B.增加了26 30 C.减少了24 D.减少了54 5.答案 A 该蛋白由一条肽链变成四条相对较短的肽链,应有三个肽键被水解,即有三个水分子参与水解,同时形成了5个二硫键,形成一个二硫键,需要失去两个氢原子,相对分子质量增加了18×3-2×5=44,A项正确。 6.如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是( ) A.该分子中含有198个肽键 B.这200个氨基酸中至少有200个氨基 C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 600 D.该蛋白质中至少含有4个游离的羧基 6.答案 C 该蛋白质分子含有2条肽链,且2条肽链之间由2个肽键连接,故该分子一共含有200个肽键;由图可知,第70位、120位的氨基酸R基上有氨基,故组成该蛋白质分子的200个氨基酸中至少含有202个氨基;合成该蛋白质时脱去的水分子数与形成的肽键数相等,故合成该蛋白质时相对分子质量减少了18×200=3 600;该蛋白质分子含有2条肽链,至少含有2个游离的羧基。 题后悟道·方法 (1)环状肽的结构与计算 环状肽如图所示: 根据图示可知,肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连,故形成一个环状肽时,比形成一条直链肽要多脱去一个水分子)。 (2)在蛋白质相对分子质量的计算中,若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时,要考虑脱去的氢的相对分子质量,每形成一个二硫键,脱去2个H。 30 考点二 核酸的结构与功能 1.核酸的结构层次 2.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DNA:脱氧核糖、胸腺嘧啶RNA: 核糖 、尿嘧啶 3.核酸的功能与分布 (1) (2) 4.生物大分子以碳链为骨架 生物大分子(多聚体) 基本单位(单体) 蛋白质 氨基酸 核酸 核苷酸 多糖 葡萄糖 1.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。(✕) 30 2.DNA和RNA的碱基组成相同,五碳糖不同。(✕) 3.核苷酸种类不同取决于碱基的不同。(✕) 4.大肠杆菌细胞内含有4种碱基、4种核苷酸。(✕) 5.DNA分子中的一条链中两个相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连。(✕) 6.分子大小相同,碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。(✕) 7.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。(✕) 8.真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质。 (✕) 甲图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系,乙图是甲图中某种物质的单体结构图。试分析: 甲 乙 (1)甲图中X、Y各代表哪类元素? (2)请写出甲图中A、B、C所代表的物质名称,并写出推断依据。 (3)人体细胞中①~④发生的场所分别是什么? (4)C具有多样性,从甲图中c角度分析原因是 。A具有多样性的主要原因是 。 30 答案 (1)X代表的元素是N、P,Y代表的元素是N。(2)A代表DNA、B代表RNA、C代表蛋白质。由乙图和A复制可知,A为DNA,DNA可转录为RNA进而指导蛋白质的合成。(3)人体细胞中①②发生的场所主要是细胞核,其次是线粒体中,③④发生的场所是核糖体。(4)氨基酸的种类、数目和排列顺序不同 a的排列顺序千变万化 1.不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳 生物种类 核酸种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质 细胞生物 DNA和RNA 5种 8种 DNA 病 毒 DNA病毒 DNA 4种 4种 DNA RNA病毒 RNA 4种 4种 RNA 2.核酸与蛋白质的比较 项目 核酸 蛋白质 DNA RNA 元素 C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N等 组成单位 氨基酸 形成场所 主要在细胞核中复制产生 主要在细胞核中转录生成 核糖体 检测试剂 甲基绿(绿色) 吡罗红(红色) 双缩脲试剂(紫色反应) 分子结构 一般为规则的双螺旋结构 一般为单链结构 氨基酸→多肽→蛋白质 结构多样 性的决定 因素 核苷酸的种类、数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链盘曲折叠形成的空间结构 (1)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系 (2)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同” 30 考向一 考查核酸的组成和结构 1.(2019陕西铜川摸底检测)下列有关核酸的叙述错误的是( ) A.DNA与ATP中所含元素的种类相同 B.一个tRNA分子中只有一个反密码子 C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成 D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”是同一种物质 1.答案 D DNA与ATP中所含元素的种类相同,都是C、H、O、N、P,A正确;一个tRNA分子中只有一个反密码子,B正确;T2噬菌体的核酸是DNA,由脱氧核糖核苷酸组成,C正确;ATP中的“A”表示的是腺苷,腺苷是由一分子的腺嘌呤和一分子的核糖构成的,而DNA、RNA中的碱基“A”表示的是腺嘌呤,D错误。 2.(2019黑龙江哈尔滨期中)图中a、b和c构成了化合物m。下列叙述正确的是( ) A.若c为腺嘌呤,则m一定是腺嘌呤脱氧核苷酸 B.b和c交替连接,构成遗传物质的基本骨架 C.ATP脱去两个磷酸基团,可形成m中的一种 D.流感病毒和幽门螺杆菌体内的m都为4种 2.答案 C 若c为腺嘌呤,则m可能是腺嘌呤脱氧核苷酸也可能是腺嘌呤核糖核苷酸,A错误;a磷酸和b五碳糖交替连接,构成遗传物质的基本骨架,B错误;ATP脱去两个磷酸基团,形成腺嘌呤核糖核苷酸,C正确;流感病毒是一种RNA病毒(只含有RNA),其体内的m(核糖核苷酸)是4种,而幽门螺杆菌是细菌,含有DNA和RNA两种核酸,其体内的m有8种(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸),D错误。 题后悟道·方法 30 “三看”法快速确认DNA、RNA 考向二 考查蛋白质与核酸的关系 3.(2019湖北恩施质检)下列是与蛋白质、核酸相关的一些描述,其中正确的是( ) A.核酸均可携带遗传信息,但只有DNA是生物的遗传物质 B.核酸中的N存在于碱基中,蛋白质中的N主要存在于氨基中 C.氨基酸分子互相结合的方式与mRNA中碱基排列顺序无关 D.磷酸和五碳糖的连接方式在单链RNA和双链DNA的一条链中是不同的 3.答案 C 有细胞结构的生物的遗传物质是DNA,某些病毒的遗传物质是RNA,A错误;核酸中的N存在于碱基中,蛋白质中的N主要存在于肽键中,B错误;氨基酸分子之间以脱水缩合的方式互相结合,与mRNA中碱基排列顺序无关,C正确;磷酸和五碳糖的连接方式在单链RNA和双链DNA的一条链中是相同的,D错误。 4.如图表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能,其中C、D、E1、E2为小分子化合物,F、G、H、I、J均为大分子化合物。下列分析不正确的是( ) A.控制生物性状的物质是F B.C和D共有的元素有C、H、O、N C.E1与E2的区别是空间结构不同 D.J具有改变化学反应速率的作用 4.答案 C 依题意并分析图示可知:C为核苷酸,D为氨基酸,E1为脱氧核苷酸,E2为核糖核苷酸,F是DNA,G是RNA,H是蛋白质,I是结构蛋白,J是酶。DNA控制生物的性状,A正确;核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P, 30 氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N,B正确;脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别是含有的五碳糖不同以及含有的碱基不完全相同,C错误;酶能降低化学反应的活化能,因此能改变化学反应速率,D正确。 题后悟道·归纳 核酸和蛋白质的联系 考点三 糖类、脂质的种类和功能 1.细胞中的糖类 (1)元素:仅由 C、H、O (元素)构成。 (2)糖类的种类和功能 2.细胞中的脂质 (1)组成元素:主要是 C、H、O ,有些种类还含有 N、P 。 (2)脂质的种类和功能: 30 1.甜菜里的蔗糖经水解可产生葡萄糖和果糖。(√) 2.发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖。(✕) 3.细胞中的糖类都是能源物质。(✕) 4.多糖在细胞中不与其他分子结合。(✕) 5.细胞中的糖类都可以与斐林试剂反应,产生砖红色沉淀。(✕) 6.并非所有细胞都含有糖类,并非所有的糖都只含C、H、O三种元素。(✕) 7.葡萄糖彻底氧化分解时,消耗的氧气与释放的CO2的物质的量比值为1,同等质量的脂肪彻底氧化分解时该比值大于1。(√) 8.脂质中,只有磷脂是构成细胞膜的重要物质。(✕) 1.生命科学研究中常用“建模”的方法表示微观物质的结构,图中甲~丙表示植物细胞中常见的三种大分子有机物,每种有机物都有其特定的基本组成单位。则与下图中甲~丙对应,且完全吻合的是①~④中的哪一组? ①多肽、RNA、淀粉 ②DNA、RNA、纤维素 ③DNA、蛋白质、糖原 ④核酸、多肽、糖原 2.脂肪分子可否采用上图形式表示?为什么? 30 答案 1.①,组成RNA、DNA的基本单位分别为4种核糖核苷酸、4种脱氧核苷酸;组成淀粉、糖原、纤维素的单体都为葡萄糖;而组成多肽或蛋白质的基本单位为氨基酸,其种类约有20种,图中甲、乙、丙的单体分别有7种、4种、1种,因此,图中甲~丙可分别表示多肽、RNA、淀粉。 2.不能,脂肪只由甘油和脂肪酸构成,它并非由许多单体构成,不属于生物大分子。 1.糖类的合成场所、种类及相互关系 糖类的合成场所:叶绿体(葡萄糖、淀粉)、内质网(糖基团)、肝脏(肝糖原)、肌肉(肌糖原)。 2.糖类、脂质的区别与联系 比较 糖类 脂质 元素 组成 C、H、O C、H、O(N、P),其中脂肪、固醇只含① C、H、O ,磷脂含② C、H、O、N、P 合成 部位 葡萄糖、淀粉:叶绿体 糖原:主要是肝脏、肌肉 主要是③ 内质网 生理 作用 ④ 主要 的能源物质参与细胞(⑤ 细胞壁 )的构成,核糖、脱氧核糖参与⑥ 核酸 的组成细胞中的⑦ 储能 物质,如⑧ 糖原 、⑨ 淀粉 生物体的主要⑩ 储能 物质,如脂肪 构成 生物膜 的重要成分,如磷脂、胆固醇调节新陈代谢和生殖,如 性激素 联系 糖类脂肪 30 考向一 考查糖类的种类和功能 1.(2019江苏苏锡常镇四市二模)下列关于生物体内糖类的叙述,正确的是( ) A.脱氧核糖参与DNA和ATP的组成 B.麦芽糖和葡萄糖是动植物细胞共有的还原性糖 C.有糖参与形成的糖蛋白主要分布在细胞膜外表面 D.肌糖原通过水解为葡萄糖直接补充人体降低的血糖 1.答案 C 构成DNA的五碳糖是脱氧核糖,构成ATP的五碳糖是核糖,A错误;麦芽糖是植物特有的还原性糖,葡萄糖是动植物细胞共有的还原性糖,B错误;糖蛋白主要位于细胞膜外侧,以此作为判断细胞膜内外的标志,C正确;肝糖原通过水解为葡萄糖直接补充人体降低的血糖,肌糖原不能直接水解为葡萄糖,D错误。 2.如图是淀粉、纤维素和糖原的示意图,它们的共同点是( ) A.都是细胞内储存能量的主要物质 B.都含有C、H、O、N四种元素 C.基本组成单位都是五碳糖 D.基本组成单位都是六碳糖 2.答案 D 纤维素是植物细胞壁的组成成分,不是储能物质,A错误;三种多糖只含有C、H、O三种元素,B错误;淀粉、纤维素和糖原均是多糖,基本组成单位均是六碳糖中的葡萄糖,C错误,D正确。 题后悟道·归纳 常考的“糖” (1)还原糖与非还原糖:还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖,非还原糖包括蔗糖和所有的多糖等。 (2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。 (3)植物细胞壁中的糖:纤维素。 (4)细胞膜中的糖:主要是多糖。 30 (5)病毒中的糖:RNA病毒含核糖,DNA病毒含脱氧核糖。 考向二 考查脂质的种类和功能 3.(2019山东济南期末)下列有关脂质的叙述,正确的是( ) A.脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分 B.维生素D和性激素不属于固醇类物质 C.脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少 D.脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成 3.答案 A 组成细胞膜的脂质主要是磷脂,A正确;维生素D和性激素属于固醇类,B错误;相同质量的脂肪中因含有较大比例的H,故彻底氧化后比糖类产能多,C错误;脂质在内质网上合成,D错误。 题后悟道·归纳 澄清脂肪、磷脂、固醇与“脂质” 脂肪是脂质中的一类物质,脂质除包括脂肪外,还包括磷脂和固醇等。脂肪、固醇的元素组成只有C、H、O三种,磷脂的元素组成除C、H、O外,还含有N、P。磷脂是构成生物膜的主要成分,是脂质的一种。固醇则主要包括胆固醇、性激素和维生素D。 考向三 考查细胞内重要有机物之间关系的分析 4.图甲中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物,图乙表示由四个单体构成的化合物。下列说法不正确的是( ) A.若图甲中的②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位,则②是脂肪 B.若图甲中的④能吸收、传递和转换光能,则④可用无水乙醇提取 C.图乙中若单体是氨基酸,则1分子该化合物彻底水解后的产物中氧原子数增加3个 D.图乙中若单体是四种脱氧核苷酸,则该化合物彻底水解后的产物有5种 4.答案 D 图甲中①可表示蛋白质,②可表示糖类或脂肪等,③可表示DNA、RNA、ATP、磷脂等,④可表示叶绿素。“②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位”暗示该物质为脂肪;④为叶绿素,可用无水乙醇提取; 30 图乙中单体若是氨基酸,则该四肽彻底水解时,肽键断裂,需要消耗3分子水,则水解产物中氧原子数增加3个;图乙中若单体是四种脱氧核苷酸,则该化合物彻底水解后的产物有磷酸、脱氧核糖和4种碱基,共6种产物。 5.下图表示部分有机物的组成及相关功能。下列说法正确的是( ) A.A、B、C、D、E共有的化学元素是C、H、O、N B.F1、F2、F3……Fn说明组成⑤的E种类具有多样性 C.①②分别指糖原、脂肪,③④的单体都是核苷酸 D.⑤是生物大分子,生物大分子都在核糖体上合成 5.答案 C 分析图示可知:A、B、C、D、E分别表示葡萄糖、甘油和脂肪酸、核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸,其中,葡萄糖、甘油和脂肪酸都只含有C、H、O三种元素,核糖核苷酸和脱氧核苷酸由C、H、O、N、P五种元素组成,氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N,A项错误;⑤为蛋白质,F1、F2、F3……Fn分别表示具有不同功能的蛋白质,蛋白质的功能与其结构相适应,由此说明蛋白质的结构具有多样性,B项错误;①②分别指糖原、脂肪,③④分别表示RNA、DNA,二者的单体都是核苷酸,C项正确;⑤为蛋白质,属于生物大分子之一,除此之外,生物大分子还包括RNA、DNA和多糖等,只有蛋白质是在核糖体上合成的,D项错误。 题后悟道·归纳 各种有机物的组成、种类、结构和功能总结 1.(2019江苏,1,2分)下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述,正确的是( ) A.核酸和蛋白质的组成元素相同 30 B.核酸的合成需要相应蛋白质的参与 C.蛋白质的分解都需要核酸的直接参与 D.高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键 1.答案 B 本题通过蛋白质和核酸的相关知识,考查考生对基础知识的理解能力;试题通过基础判断的形式,体现了对生命观念素养中结构与功能观的考查。蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,核酸的元素组成是C、H、O、N、P,A错误;核酸包括DNA和RNA,DNA的复制和RNA的合成分别需要DNA聚合酶(蛋白质)和RNA聚合酶(蛋白质)的催化,B正确;蛋白质的分解需要酶的催化,酶的化学本质是蛋白质或RNA,故蛋白质的分解不都需要核酸的直接参与,C错误;高温破坏的是蛋白质和核酸的空间结构,不会破坏其中的化学键,另外,核酸中没有肽键,D错误。 2.(2019海南单科)下列关于淀粉和纤维素的叙述,正确的是( ) A.淀粉是植物细胞壁的主要成分 B.淀粉与纤维素中所含的元素不同 C.分解淀粉与纤维素所需的酶不同 D.纤维素是由果糖聚合而成的多糖 2.答案 C 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,A错误;淀粉与纤维素中所含的元素均为C、H、O,B错误;分解淀粉的酶是淀粉酶,分解纤维素的酶是纤维素酶,C正确;纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖,D错误。 3.(2018课标全国Ⅱ,1,6分)下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是( ) A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原 B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程 C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输 D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分 3.答案 C 本题主要考查人体中有关蛋白质的功能。浆细胞产生的抗体可与相应的病毒抗原特异性结合,A正确;肌细胞内的肌动蛋白和肌球蛋白参与肌肉收缩过程,B正确;蛋白质结合Fe2+形成的血红蛋白参与O2运输,C错误;染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质,D正确。 4.植物A被害虫咬伤后,受伤部位分泌的多肽S与受体结合后,能激活相邻细胞内蛋白酶抑制剂基因,增加蛋白酶抑制剂的合成,从而抑制害虫消化道中蛋白酶的活性,据此分析正确的是( ) 30 A.多肽S和双缩脲试剂发生反应产生砖红色沉淀 B.由于受到害虫攻击,多肽S诱导植物A产生基因突变 C.多肽S在植物A细胞间的信息交流中发挥作用 D.多肽S作为化学信息调节植物A与害虫的种间关系 4.答案 C 多肽S中有肽键,能与双缩脲试剂发生反应呈紫色;由题意可知,多肽S与受体结合后,能激活蛋白酶抑制剂基因,而不是引起基因突变;根据题干信息,多肽S与受体结合后,能激活相邻细胞内蛋白酶抑制剂基因,可知多肽S能在细胞间信息交流中起作用;多肽S作为信号分子,只在植物个体的细胞间起调节作用,但蛋白酶抑制剂能阻止害虫取食和病原菌繁殖,才能调节种间关系,维持生态系统的稳定。 5.细胞受到冰冻时,蛋白质分子相互靠近,当接近到一定程度时,蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留(如下图所示)。下列说法不正确的是( ) A.巯基位于氨基酸的R基上 B.解冻后蛋白质功能可能异常 C.结冰和解冻过程涉及肽键的变化 D.抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力 5.答案 C 根据氨基酸的结构通式,巯基应位于R基上,A正确;依题意,解冻时蛋白质氢键断裂,所以蛋白质功能可能发生异常,B正确;依题意,冰冻时巯基氧化形成二硫键,解冻时蛋白质氢键断裂,并未涉及肽键的变化,C错误;细胞受到冰冻时,巯基会氧化形成二硫键,根据形态结构与功能相适应的观点,可推知抗冻植物具有较强的抗巯基氧化能力,D正确。 6.【不定项选择题】1965年,我国科学家在世界上率先合成具有生物活性的牛胰岛素结晶,其大致过程是根据已知的氨基酸序列,先用化学方法分别合成胰岛素a、b两条肽链,再催化两条肽链间形成二硫键。下列分析错误的是( ) 30 A.上述合成胰岛素的方法必须利用mRNA为模板 B.氨基酸R基上的氨基或羧基不会参与肽键的形成 C.形成二硫键后,a、b两条肽链的肽键数目增多,形成更复杂的空间结构 D.若正常小鼠被注射该产物后出现低血糖症状,则说明产物具有生物活性 6.答案 AC 由于已经知道氨基酸序列,因此合成胰岛素时不需要用mRNA为模板;氨基酸R基上的氨基或羧基不参与肽键的形成;二硫键不是肽键,形成二硫键后不会导致肽键数目增多;胰岛素具有降血糖的作用,若正常小鼠被注射该产物后出现低血糖症状,则说明产物具有生物活性。 7.【不定项选择题】如图表示某高等植物体内与“水”有关的生理过程,下列相关分析错误的是( ) A.①产生的H2O中的H和O分别来自—NH2和—COOH B.②表示线粒体内膜,②处的[H]全部来自线粒体基质 C.③上产生的ATP可用于根对无机盐离子的吸收 D.③表示叶绿体类囊体薄膜,③处产生的[H]将在叶绿体基质中被消耗 7.答案 ABC ①过程表示氨基酸的脱水缩合,该过程产生的H2O中的H来自—NH2和—COOH,H2O中的O来自—COOH;②表示线粒体内膜,②处的[H]来自细胞质基质和线粒体基质;③表示叶绿体类囊体薄膜,该部位在光反应阶段产生的ATP只用于暗反应,③处产生的[H]用于暗反应阶段C3的还原,暗反应的场所是叶绿体基质。 一、单项选择题 1.(2020湖南邵阳双清十一中期中)下列关于蛋白质中肽键的叙述,错误的是( ) A.核糖体是合成肽键的场所 B.蛋白质中N元素主要存在于肽键中 C.肽键的结构简式可表示为NH—CO 30 D.双缩脲试剂可与蛋白质中的肽键作用生成紫色物质 1.答案 C 肽键是氨基酸脱水缩合过程中形成的,而氨基酸脱水缩合的场所是核糖体,A正确;蛋白质中N元素主要存在于肽键中,B正确;肽键的结构简式可表示为—NH—CO—,C错误;双缩脲试剂可以与蛋白质中的肽键反应生成紫色物质,D正确。 2.由枯草芽孢杆菌分泌的生物表面活性剂——脂肽,作为高效环保材料已经在化妆品、洗涤工业等领域得到广泛应用。其结构如图所示,相关叙述正确的是( ) A.该化合物的合成至少要经过7次氨基酸之间的脱水缩合反应 B.该化合物的合成、分泌过程需要经过核糖体、内质网、高尔基体等结构 C.该化合物需在加热条件下才能与双缩脲试剂产生紫色反应 D.该化合物中游离羧基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关 2.答案 D 脂肽中有7个氨基酸形成七肽,含有6个肽键,故需要6次氨基酸之间的脱水缩合反应,A错误;枯草芽孢杆菌是原核生物,仅有核糖体,没有内质网、高尔基体,B错误;鉴定蛋白质有无用双缩脲试剂,不需要加热,C错误;该化合物游离的羧基位于多肽链的一端和R基中,氨基酸的种类由R基决定,D正确。 3.(2019辽宁营口模拟)下图中的a、b、c、d分别代表人体内的四种大分子化合物,下列有关说法错误的是( ) A.分子c的种类约有61种,只含三个碱基,分子量比b小得多 B.b、c、d的合成离不开化合物a,这四种大分子化合物的主要合成场所相同 C.b、c、d三种化合物能同时存在于同一个细胞器中 D.a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物,四种相同的化合物 3.答案 A 由图示可知,a、b、c、d分别代表DNA、mRNA、tRNA、rRNA。每个tRNA含有三个与密码子结合的游离碱基,并不是只含三个碱基;b、c、d都是以a的一条链为模板,经转录产生的,a的合成是DNA的复制 30 过程,转录和DNA复制主要在细胞核中进行。核糖体是翻译的场所,rRNA是核糖体的主要组成成分之一,tRNA是翻译过程的运输工具,mRNA是翻译过程的模板,线粒体也能翻译形成部分蛋白质,含有三种RNA。a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物是核糖、脱氧核糖、胸腺嘧啶、尿嘧啶,四种相同的化合物是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、磷酸。 4.(2019甘肃静宁一中一模)如图所示,图甲所示物质b是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述中错误的是( ) A.如果图甲中的a是核糖,则b是丙的基本单位 B.如果m是胸腺嘧啶(T),则b是乙的基本单位 C.在多个b聚合成乙或丙的过程中,都要产生水 D.乙或丙彻底水解的产物是甲 4.答案 D 由题图可知,乙为DNA,丙为转运RNA。图甲中a是五碳糖,如果a是核糖,则b是核糖核苷酸,是构成RNA的基本单位,A正确。T是DNA特有的碱基,所以如果m为T,则b为乙的基本单位,B正确。b聚合成乙或丙的过程中,有磷酸二酯键形成,因此产生水,C正确。核酸初步水解的产物是核苷酸,彻底水解的产物是组成核苷酸的三种化合物:五碳糖、碱基和磷酸,D错误。 5.下列关于脂质的叙述,错误的是( ) A.脂质中的胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分 B.人体内的维生素D主要是小肠黏膜上皮细胞通过主动运输吸收来的 C.脂肪分子中的氢含量高于糖的,所以在细胞中彻底氧化分解需要消耗更多的氧气 D.磷脂是组成细胞膜和各种细胞器膜的重要成分 5.答案 B 本题考查脂质的知识,要求考生掌握脂质的种类和功能,理解相关知识的要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构。脂质中的胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,A正确;维生素D属于脂质中的固醇,人体内的维生素D主要是小肠黏膜上皮细胞通过自由扩散的方式从消化道内吸收来的,B错误;脂肪分子中的氢含量高于糖的,所以在细胞中彻底氧化分解需要消耗更多的氧气,C正确;磷脂是组成细胞膜和各种细胞器膜的重要成分,D正确。 30 6.(2019五省优创名校高三联考)如图是有关糖类的概念模型,下列叙述正确的是( ) A.若①为二糖,则用斐林试剂鉴定①有砖红色沉淀生成 B.若②均由同一种单糖构成,则②都能为人体供能 C.若③为尿嘧啶,则④是绝大多数生物的遗传物质 D.若③为腺嘌呤,则④可能是ATP的组成成分 6.答案 D 斐林试剂用于检测还原糖,若①二糖为蔗糖,蔗糖是非还原糖,用斐林试剂鉴定①不会有砖红色沉淀生成,A错误;若②均由同一种单糖构成,可能是纤维素,则不能为人体供能,B错误;若③为尿嘧啶,则④可能是RNA,而绝大多数生物的遗传物质是DNA,C错误;若③为腺嘌呤,如果单糖为核糖,则④可能是ATP的组成成分,D正确。 7.(2019湖南长沙调研)下列有关细胞中糖类和脂质的叙述,正确的是( ) A.脂质中的磷脂是构成生物膜的重要物质,磷脂单分子层构成了膜的基本支架 B.细胞膜的内侧除分布有糖蛋白外,还分布有糖类与脂质分子结合成的糖脂 C.脂质中的性激素进入细胞的方式与能调节血糖浓度的胰岛素从细胞内分泌出去的方式不同 D.等质量的糖类和脂肪相比,后者储能多,但它们彻底氧化时前者耗氧多 7.答案 C 脂质中的磷脂是构成生物膜的重要物质,磷脂双分子层构成膜的基本支架,A错误;细胞膜的外侧除分布有糖蛋白外,还分布有糖类与脂质分子结合成的糖脂,B错误;脂质中的性激素为脂溶性物质,其进入细胞的方式为自由扩散,而能调节血糖浓度的胰岛素从细胞内分泌出去的方式为胞吐,C正确;脂肪和糖类的组成元素都是C、H、O,但脂肪中氢的含量远远高于糖类,而氧的含量远远低于糖类,因此等质量的糖类和脂肪相比,后者储能多,它们彻底氧化时后者耗氧多,D错误。 8.(2019江西奉新高级中学高三月考)下列根据各概念图作出的判断,不正确的是( ) A.甲图中a和b可以表示核糖和单糖的关系 30 B.若乙中a和b分别代表DNA和RNA,则乙图可以代表原核细胞内的核酸 C.丙图中a、b、c可表示磷脂、固醇和脂质之间的关系 D.丁图a、b、c可表示激素、酶和蛋白质之间的关系 8.答案 D 核糖属于单糖,甲图中a和b可以表示核糖和单糖的关系,A正确;原核生物含有两种核酸,若乙图中a和b分别代表DNA和RNA,则乙图可以代表原核细胞内的核酸,B正确;脂质包括脂肪、磷脂和固醇等,丙图中a、b、c可表示磷脂、固醇和脂质之间的关系,C正确;绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA,有些激素是蛋白质,故丁图a、b、c不能表示激素、酶和蛋白质之间的关系,D错误。 9.(2019黑龙江高三仿真模拟)下列有关组成生物体化合物的叙述,正确的是( ) A.氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽键的空间结构的差异决定了蛋白质结构的多样性 B.在HIV中由A、G、U、C四种碱基参与构成的核苷酸最多有7种 C.RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,催化的反应物是RNA D.发芽的小麦谷粒中含有丰富的麦芽糖,其水解的产物只有一种单糖 9.答案 D 蛋白质结构的多样性与肽键无关,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有关,A错误;HIV是RNA病毒,只含RNA,含有A、U、G、C四种碱基,四种核糖核苷酸,B错误;RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,催化DNA转录形成RNA,C错误;1分子麦芽糖由2分子葡萄糖形成,因此麦芽糖水解的产物只有葡萄糖一种单糖,D正确。 二、不定项选择题 10.(2020吉林辽源田家炳中学期中)下面是某蛋白质的肽链结构示意图(图甲,其中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大图(图乙),请据图判断相关叙述中正确的是( ) 甲 30 乙 A.该蛋白质中含有两条肽链,52个肽键 B.图乙中含有的R基是①②④⑥⑧ C.从图乙可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基 D.若氨基酸的平均相对分子质量为128,则该蛋白质的相对分子质量为5 646 10.答案 C 由于二硫键(—S—S—)是连接两条肽链的化学键,故可以确定该蛋白质由两条肽链组成,共有51-2=49(个)肽键,A错误;根据氨基酸的结构通式可知,①是氨基,②④⑥⑧是R基,B错误;由于R基⑥⑧中有两个羧基,同时两条多肽链中各有一个游离的羧基,因此该蛋白质中至少有4个游离的羧基,C正确;蛋白质的相对分子质量为:128×51-18×49-2×2=5 642,D错误。 11.经测定,某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种为原料合成的,苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽链的叙述正确的是( ) A.该肽链是四肽化合物 B.水解后能产生3种氨基酸 C.氢原子数和氧原子数分别是32和5 D.在核糖体上形成时相对分子质量减少了54 11.答案 ABCD 题干中给出的几种氨基酸都只含有一个氮原子,因此分子式C21HxOyN4S2的多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽,A正确;该化合物中含有2个硫原子,因此分子式是C21HxOyN4S2的多肽中含有2个半胱氨酸(C3H7O2NS),由碳原子数可推知除了两个半胱氨酸,还有两个氨基酸参与该多肽的形成,分别是苯丙氨酸和亮氨酸,所以该四肽化合物水解产生的氨基酸是3种,多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5,B、C正确;4个氨基酸脱水缩合形成了3分子水,相对分子质量减少了54,D正确。 12.(2019北京通州模拟)如图表示油菜种子在成熟过程中种子内有机物相对含量的变化趋势,下列相关叙述正确的是( ) 30 A.第36天,种子内含量最高的有机物可用苏丹Ⅲ染液检测 B.细胞代谢利用大量糖类,导致淀粉相对含量降低 C.糖类不断转化为脂质,导致脂质相对含量持续增加 D.糖类不转化为蛋白质,导致含氮物质含量不变 12.答案 ABC 据图分析可知,第36天,种子内含量最高的有机物是脂肪,脂肪可用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液检测,A正确;淀粉属于糖类,细胞代谢需要利用大量糖类,导致淀粉相对含量降低,B正确;随着油菜开花天数的增加,可溶性糖和淀粉的相对含量都逐渐减少,而脂肪的相对含量却一直在增加,说明糖类不断转化为脂质,导致脂质相对含量持续增加,C正确;糖类可以转化为蛋白质,D错误。 三、非选择题 13.(2019江苏泰州月考)抗体是由2条相同的H链和2条相同的L链通过链间二硫键连接而成的结构。整个抗体分子可分为恒定区(C)和可变区(V)两部分(如图所示)。在同一个物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列。请回答: (1)合成此抗体时,氨基酸之间发生 反应;若某种抗体的一条H链有450个氨基酸,一条L链有212个氨基酸,则该抗体中含有 个肽键。 (2)同一个体中抗体的结构不尽相同,主要是因为V区中的 不同。 (3)抗体中 区具有识别和结合抗原的功能;根据图中该区的形状判断,此抗体能与抗原 30 (填“a”“b”或“c”)结合。 (4)蛋白质除具有免疫功能外,还具有 等功能。(至少写2点) (5)在生产上常用Na2SO4从血清中盐析并分离出所需抗体,获得的抗体仍有活性,这说明在盐析过程中,蛋白质结构 。 13.答案 (1)脱水缩合 1 320 (2)空间结构(或氨基酸种类或氨基酸排列顺序或氨基酸数量) (3)V a (4)催化、运输、细胞的结构物质、信息传递 (5)没有发生变化(或没有被破坏) 解析 (1)蛋白质是在核糖体上由氨基酸脱水缩合形成的;蛋白质中的肽键数=氨基酸个数-肽链数,根据题中信息可知,抗体由2条相同的H链和2条相同的L链组成,因此含有的肽键数为(450+212)×2-4=1 320。(2)蛋白质结构多样性的原因有组成其氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构不同。(3)根据题中信息“在同一个物种中,不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列”,说明恒定区没有特异性,因此可变区有特异性。根据图中抗原的图形及抗体V区的形状,可判断a能与抗体的V区结合。(4)蛋白质具有催化、运输、免疫、调节、信息传递、结构物质等功能。(5)蛋白质的结构与功能相适应,盐析后的抗体有活性,说明盐析不会使蛋白质结构发生变化。 14.(2019黑龙江鹤岗月考)如图分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图,据图回答: 30 (1)某致病细菌分泌的外毒素,无色,细针状结晶,对小鼠和人体有很强的毒性,可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等,以致死亡。该外毒素为环状肽,其结构简式如甲图所示。请据图分析回答:从氨基酸结构通式的角度看,“虚线框B”内结构的名称是 。该化合物中含有游离的氨基 个,组成该化合物的氨基酸有 种。 (2)乙图所示化合物的基本组成单位是 ,可用图中字母 表示。其中真核生物的RNA主要存在于 中,RNA与 染液亲和力更高。 (3)丙图中的三种物质都是由许多 连接而成的,这三种物质中,在功能上与另外两种截然不同的是 ,这种物质参与植物细胞中 (填某细胞结构)的构成。 14.答案 (1)R基 0 5 (2)核苷酸 a 细胞质 吡罗红 (3)葡萄糖(单糖) 纤维素 细胞壁 解析 (1)分析甲图可知:“虚线框B”内结构的名称是R基。甲图所示外毒素为环状肽,肽链首尾相连,其上不存在游离的氨基和羧基,R基上也没有氨基和羧基,因此该化合物中含有的游离的氨基数目为0个。区别氨基酸的种类是依靠其结构中的R基,该化合物含有7个R基,其中有三个R基为“—CH3”,其他均不同,这说明组成该化合物的氨基酸有5种。(2)乙图所示化合物为一条核苷酸链的片段,因此其基本组成单位是核苷酸,可用图中字母a表示。真核生物的RNA主要存在于细胞质中,RNA与吡罗红染液亲和力更高。(3)丙图中的三种物质都属于多糖,都是由许多葡萄糖(单糖)连接而成的。淀粉是植物细胞中的储能物质,糖原是动物细胞中的储能物质,纤维素是构成植物细胞细胞壁的主要成分。因此,这三种物质中,在功能上与另外两种截然不同的是纤维素,纤维素参与植物细胞中细胞壁的构成。 15.(2019陕西延安吴起中学高三期中)下面是生物体细胞内部分有机化合物的概念图,请回答下列问题。 (1)小麦种子中的储能物质c是 ,人和动物细胞中的储能物质c是 。 (2)两个氨基酸发生脱水缩合反应时,产物是水和 ,下图方框内的结构简式是 。 30 (3)b结构的多样性决定其功能的多样性,如作为结构物质、免疫物质、 、 、调控物质等。 (4)SARS病毒的遗传信息贮存在e中,e物质初步水解的产物是 。 (5)小麦叶肉细胞的细胞核中染色体主要由题图中的 构成,d中构成生物膜的是 。 15.答案 (1)淀粉 糖原 (2)二肽 CO—NH (3)催化物质 运输物质 (4)核糖核苷酸 (5)b和DNA 磷脂 解析 (1)绿色植物通过光合作用产生淀粉,作为植物体内的储能物质,故存在于小麦种子中的储能物质c是淀粉;糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞中的储能物质,故人和动物细胞中的储能物质c是糖原。(2)一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分子水;由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物,叫做二肽;连接两个氨基酸分子的肽键的结构简式是—CO—NH—。(3)蛋白质结构的多样性决定其功能的多样性,如结构蛋白作为结构物质、抗体作为免疫物质、酶作为催化物质,载体蛋白作为运输物质,激素作为调控物质等。(4)SARS病毒的遗传物质为RNA,其遗传信息贮存在RNA中,RNA初步水解的产物是其单体核糖核苷酸。(5)染色体主要由蛋白质与DNA构成,小麦叶肉细胞的细胞核中染色体主要由题图中的b和DNA构成,脂质中的磷脂是构成生物膜的重要成分。 30查看更多