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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2A.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①②④⑥⑧C.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：①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②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；调节运输;催化免疫;功能蛋白结构蛋白(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Ⅱ)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-mB.n-2mC.n+mD.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：C2.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：D3.(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PrPcPrPsc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：C4.(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.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：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0.1g/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。在设计过程中还应注意空白对照。答案:(1)11(2)54脱水缩合五72(3)4R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，振荡③A试管中出现紫色，B试管中不出现紫色④脑啡肽是一种多肽点击此处进入作业手册