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必修1第2章第2节

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

基 础 自 主 梳 理

第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质
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高 频 考 点 突 破 实 验 专 题 探 究

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

基础自主梳理
第 2 节 生 命 活 动 的 主 要 承 担 者 — 蛋 白 质

高频考点突破

基 础 自 主 梳 理
高 频 考 点 突 破 实 验 专 题 探 究

实验专题探究 命题视角剖析

即 时 达 标 训 练

即时达标训练
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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一、含量 占细胞鲜重的7%~10%,干重的50%以上。 二、化学组成 C、H、O、N 1.组成元素:_________________,少数含有 Fe、Mg等元素。 2.基本单位:_________。 氨基酸 3.氨基酸的种类和结构特点 (1)种类:组成生物体中蛋白质的氨基酸约有 20 ____种,它们的R基不同。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

氨基 (2)特点:每种氨基酸分子至少都含有一个_____ (-NH2)和一个羧基(__________),并且都有一 -COOH 同一个碳原子上 个氨基和一个羧基连接在______________。 (3)结构通式: 4.氨基酸的分类 (1)必需氨基酸: 不能 人体细胞_______合成的,必须从外界直接获取, 8种(婴儿9种)。 (2)非必需氨基酸: 能够 人体细胞______合成的,12种。
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命 题 视 角 剖 析

思考感悟 1.组成蛋白质的氨基酸的依据是什么? 【提示】 (1)数量上是否至少含有一个—NH2

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和一个—COOH。
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(2)位置上是否有一个—NH2和—COOH连在同 一个碳原子上。

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

三、蛋白质结构及其多样性 1.脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基和另一 氨基 个氨基酸分子的_______相连接,同时脱去一 分子的水。 2.二肽的形成:

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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思考感悟 2.脱下的H2O中的H来自何种基团? 【提示】
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来自—NH2和—COOH。

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

3.多肽:由多个氨基酸缩合而成的,含有多个肽
键的化合物。

4.结构多样性
种类 (1)氨基酸_____不同。 数目 (2)氨基酸______成百上千。

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排列顺序 (3)氨基酸_________千变万化。

(4)多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 空间结构 _____________千差万别。
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第2章 组成细胞的分子

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四、蛋白质的功能 细胞和生物体结构 1.构成____________________的重要物质, 如羽毛、肌肉、头发等的成分主要是蛋白 质。 酶 2.催化作用:催化细胞内化学反应的___, 绝大多数都是蛋白质。 血红蛋白 3.运输载体的功能:如__________能运输 氧。 4.信息传递作用,调节机体生命活动,如 胰岛素。 抗体 5.免疫功能:如______。
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命 题 视 角 剖 析

蛋白质的结构组成 1.组成元素:C、H、O、N等(有的氨基酸R 基中还含有S、Fe等元素)。 2.结构通式

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

3.氨基酸、多肽、肽键、肽链和蛋白质的关系 可归纳成下图:

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命 题 视 角 剖 析

肽键的结构式可表示如下:

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4.氨基酸脱水缩合过程的相关数量计算 (1)脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数 (2)游离氨基数=肽链数+R基上的氨基数 (3)游离羧基数=肽链数+R基上的羧基数 (4)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子 数
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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(5)O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O 原子数。 (6)蛋白质相对分子量=各氨基酸平均相对分子 质量×氨基酸数-18×脱水数(有时需再减去其 他化学键形成时脱掉原子的量) (7)基因的碱基数∶mRNA上的碱基数∶氨基酸 数=6∶3∶1。 【易误警示】 (1)蛋白质相对分子质量计算时 要考虑特殊情况:如二硫键(-S-S-)的形成。 (2)碱基数目与氨基酸之间的关系中由已知氨基 酸推导出的DNA或mRNA的碱基数是至少数, 比实际数要少。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

即时应用(随学随练,轻松夺冠) 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( )

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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①该蛋白质中含有两条肽链,52个肽键 ②图2中含有的R基是①②④⑥⑧ ③从图2可推知该蛋白质至少含有4个羧基 ④控制该蛋白质合成的mRNA中至少含有 51个密码子 A.①② B.①③ C.②③ D.①④

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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解析:选A。本题考查蛋白质的结构及相关 计算。该蛋白质中含有两条肽链,其中一条 由21个氨基酸组成,另一条由30个氨基酸组 成,即共有51个氨基酸,故该蛋白质中应有 51-2=49个肽键。图2中,①是氨基,②④ ⑥⑧是R基,③⑤⑦是肽键。每条肽链至少 含有1个游离的羧基,再加上图②中的⑥⑧ 上的羧基,故该蛋白质至少含有4个羧基。 每个氨基酸都是由mRNA上的一个密码子决 定的,控制由51个氨基酸组成的蛋白质合成 的mRNA中至少含有51个密码子。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

蛋白质的结构和功能
1.蛋白质的结构 (1)化学结构:由一条或几条多肽链组成,每 条多肽链至少含有一个游离的氨基和一个游 离的羧基。 (2)空间结构:由一条或几条肽链通过一定的 化学键(如二硫键)折叠、盘曲,形成具有特 定空间结构的蛋白质。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

(3)结构特点:具有多样性。

①直接原因是组成蛋白质分子的氨基酸的种类、
数量和排列顺序的不同,多肽链的盘曲、折叠的

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方式及形成的空间结构千差万别,使蛋白质的结
构具有多样性。
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②根本原因是DNA分子的多样性。由于蛋白质
是生命活动的主要承担者,从而导致了生物的多 样性。
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第2章 组成细胞的分子

2.蛋白质的功能
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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即时应用(随学随练,轻松夺冠) 2.(2011年北京海淀区第一次练习)下列叙述中 能对蛋白质的功能进行高度概括的是( ) A.细胞和生物体的重要结构物质 B.收缩、运输、免疫等生理活动的物质基础 C.生命活动的主要承担者 D.调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质 解析:选C。A、B、D三项只是蛋白质部分功能 的列举,蛋白质的功能还有许多,可以说一切 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。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

实验专题探究

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实验的科学性原则 1.概述 科学性原则是指设计的实验必须具有科学性。
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即无理论上和操作上的错误,符合自然规律。

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第2章 组成细胞的分子

2.分析
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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实战演练(专项提能,小试牛刀) 蛋白质的空间构型遭到破坏,其生物活性就 会丧失,这称为蛋白质的变性。高温、强碱、 强酸、重金属等会使蛋白质变性。现提供: 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分 数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、质量 浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、质量浓度为 0.05 g/mL的CuSO4溶液、无水乙醇、烧杯、 试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯等材料 用具。请你设计实验探究乙醇能否使蛋白质 变性。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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(1)实验步骤: ①取两支试管,编号A、B,向A、B两试管中 各加入1 mL新鲜的淀粉酶溶液,然后向A试管 加________,向B试管加5滴无水乙醇,混匀后 向A、B两试管再加2 mL可溶性淀粉溶液; ②将两支试管摇匀后,同时放入适宜温度的温 水中维持5 min; ③__________________________________; ④从温水中取出A、B试管,各加入1 mL斐林 试剂摇匀,放入盛有50~65 ℃温水的大烧杯中 加热约2 min,观察试管中出现的颜色变化。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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(2)实验结果预测及结论: ① ___________________________________________ _____________________________; ② ___________________________________________ _____________________________。 (3)该实验的自变量是________,对照组是 ______________。

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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解析:①首先要明确该实验是探究实验,它与 验证实验的主要区别是探究实验的结果和结论 的不确定性,需要通过实验进行探究;②明白 选择淀粉酶、淀粉溶液以及NaOH溶液、 CuSO4溶液的作用:如果淀粉酶(蛋白质)不变 性,则淀粉溶液会产生还原糖,还原糖可以用 斐林试剂进行鉴定。另外,还要知道斐林试剂 的配置和使用方法。③要重视变量的控制:单 一变量(有无乙醇)不同,无关变量(温度、淀粉 溶液和淀粉酶溶液的量等)要保持一致。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

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答案:(1)①5滴蒸馏水 ③取少量质量浓度 为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液,配制成斐林试剂 (2)实验结果预测及结论:①A试管中出现砖 红色沉淀,B试管不出现,说明乙醇能使淀 粉酶(蛋白质)变性 ②A试管中出现砖红色 沉淀,B试管也出现,说明乙醇不能使淀粉 酶(蛋白质)变性 (3)有无乙醇 A试管

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第2章 组成细胞的分子

命题视角剖析
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紧扣教材重点 蛋白质形成过程中的相关计算 例1 某蛋白质分子由2条肽链组成,共 657个氨基酸(如图所示),请回答:

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

(1)该蛋白质分子中至少含有游离的氨基 ________个,游离的羧基________个。 (2)该蛋白质分子中,共有________个肽键,在 该蛋白质分子形成过程中,相对分子质量减少 了________。 (3)假设蛋白质分子中一条肽链为178肽,其分 子式为CxHyNZOwS(z>178,w>179),并且是由 下列五种氨基酸组成的:

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

那么将该178肽彻底水解后将会得到__________ 个赖氨酸,__________个天冬氨酸(结果可含分 子式中的未知数)。 【思路点拨】 本题主要考查有关蛋白质的计 算。 关键点

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

【尝试解答】 (1)2 2 (2)655 11796 w-179 (3)z-178 2
【解析】 本题考查了蛋白质相关计算的问题。 (1)蛋白质中至少含有游离的氨基数=游离的羧 基数=肽链数。 (2)肽键数=氨基酸数-肽链条数=脱去水分子 数=655。减少的质量为水的质量和脱去 6 个 H 的质量。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

(3)五种氨基酸中只有赖氨酸 R 基中含有一个 —NH2, 多肽中 N 原子数=各氨基酸 N 原子数, 因此赖氨酸个数为 z-178。五种氨基酸中只有 天冬氨酸的 R 基中含有—COOH,故天冬氨酸

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w-179 个数为 。 2

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

互动探究

(1)控制该蛋白质合成的基因中至

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少有多少个脱氧核苷酸? (2)该178肽彻底水解后会得到多少个半胱氨酸?
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【提示】

(1)3942个

(2)1个

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

洞察高考热点 缩合反应与水解反应 例2 (2010年高考上海卷)下图表示生 物体内的某化学反应,下列有关该反应 的叙述中错误的是( )

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

A.需要解旋酶

B.属于水解反应
C.会有能量变化

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D.反应速度与温度有关
【尝试解答】
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__A__

【解析】

二肽的水解实际上是在肽酶的作

用下分解成氨基酸的过程,酶的反应速度受 温度的影响,水解过程需要消耗能量。
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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

互动探究 吗?

(1)溶酶体内有上述反应的发生

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(2)基因的转录和翻译过程是否也有上述过
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程的发生?
【提示】 (1)有 (2)无

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

突破易错疑点 蛋白质的合成与加工 蛋白质多肽链的合成场所为“核糖体”。 多肽需经“内质网”或在细胞质基质中盘曲、折 叠形成特定空间结构。 高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行最后“ 加工、分类与包装”形成具“生物活性”的蛋白 质分泌到细胞外。

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在我挑战(2009年高考广东理基卷)黄曲霉毒素是 毒性极强的致癌物质,有关研究发现,它能引起 细胞中的核糖体不断从内质网上脱落下来,这一 结果直接导致( ) A.核仁被破坏 B.染色体被破坏 C.细胞膜被破坏 D.蛋白质合成受到影响 【尝试解答】 __D__ 【解析】 核糖体是蛋白质的合成机器,黄曲霉 毒素可导致细胞中核糖体不断从内质网上“脱落” 下来,必将直接影响蛋白质的合成。
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高考热点集训(1) ——蛋白质的相关计算

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1.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.—C8H5NO 解析:选B。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R基 不含有氮原子和氧原子。

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2.(2011年福州三中高三月考)已知天冬酰 胺的R基为—C2H4ON,现有分子式为 C63H103N17S2的多肽,其中含有2个天冬酰 胺。在上述多肽中最多有肽键( ) A.17个 B.16个 C.15个 D.14个 解析:选D。多肽C63H103N17S2中有17个N, 因含有两个天冬酰胺(R基为—C2H4ON), 故该多肽由15个氨基酸脱水缩合而成,形 成的肽键数目为14。

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3.(苏北2011届第一次考试)某肽链由51个氨基 酸组成,如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个 五肽、3个六肽、3个七肽,则这些短肽的氨基 总数的最小值、肽键总数依次是( ) A.9、42 B.2、42 C.2、51 D.9、51 解析:选A。每条肽链至少含一个氨基和羧基, 所以1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽共 有的氨基总数是1+2+3+3=9;共有的肽键 数是1+2×4+3×5+3×6=42。
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4.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:选B。加工以后多肽链依旧是一条,因 此该多肽链如同一个氨基酸分子一样至少含有 一个氨基和一个羧基,位置分别位于两端。
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5.某蛋白质由2条肽链、n个氨基酸组成。 该蛋白质至少含有氧原子多少个( ) A.n-2 B.n-4 C.n+2 D.n+4 解析:选C。该蛋白质由2条肽链、n个氨基 酸组成,则在脱水缩合过程中形成的肽键 为n-2,而每一个肽键中有一个氧原子; 又每一条肽链上的最后一个氨基酸中各有 一个羧基(—COOH),所以该蛋白质至少含 有的氧原子数为:n-2+4=n+2。

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

即 时 达 标 训 练

6.大肠杆菌中某蛋白质分子由m条肽链构成, 共有n个氨基酸,则该蛋白质分子含有的肽键 数以及控制其合成的基因至少含有的脱氧核苷 酸数目依次是( ) A.n-m,6n B.n-m,3n C.n-1,6n D.n-1,3n 解析:选A。氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过 程中:肽键数=组成该蛋白质的氨基酸总数- 肽链数;该蛋白质由n个氨基酸组成,则直接 控制该蛋白质合成的mRNA至少有n个密码子, 至少有3n个碱基。mRNA以基因的一条链为模 板合成,则该基因至少有6n个碱基。
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基 础 自 主 梳 理
高 频 考 点 突 破 实 验 专 题 探 究

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

7.分析多肽E和多肽F(均由1条肽链组成) 得到以下结果。(单位:个)
原子或基 团 多肽E 多肽F C 201 182 H 348 294 O N -NH2 -COOH 3 6 2 1 )

基 础 自 主 梳 理
高 频 考 点 突 破 实 验 专 题 探 究

62 53 55 54

即 时 达 标 训 练

请推算这2种多肽中氨基酸的数目最可能是( A B C D 选项 多肽E 199 340 58 51 多肽F 181 281 53 49

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第2章 组成细胞的分子

命 题 视 角 剖 析

解析:选D。1条多肽链至少有1个—NH2和1个-
COOH,若有多余的,则多出的-NH2和-

基 础 自 主 梳 理
高 频 考 点 突 破 实 验 专 题 探 究

COOH位于R基中。多肽E含有3个-NH2,有2个
可能位于R基中,则可能有2个氨基酸含2个氮原
即 时 达 标 训 练

子,其余氨基酸各有1个氮原子,而多肽E中有53 个N原子,因此可能含有51个氨基酸。同理,多 肽F可能含49个氨基酸。
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