1-3 蛋白质和核酸（导学案）-2025年高考生物大一轮复习扫易错攻疑难学案

中学学科网：【名师点拨】https://www.zxxk.com/docpack/2622389.html 杜典宏 S1．3蛋白质和核酸 ★自主复习·精细梳理 【要求】 1．精读课本，了解知识被发现的情境。 2．精细梳理知识，使知识条理化、简约化。 3．将重点、错点、疑点用不同的符号标记出来。 4．学习小组相互检查任务完成情况，抽查学习效果，签名以示负责。 【任务】 1．必修1 P28～38。 2．学案第3讲。 【课堂抽测】 上课开始时，对自主复习情况进行抽测，以学习小组为单位记分，作为优秀学习小组评选依据。 ★盲点错点·精准清除 【扫盲点】 1．（必修1 P31思考·讨论）氨基酸怎样构成蛋白质 由氨基酸形成血红蛋白的示意图 （1）从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 氨基酸脱水缩合形成肽链；一条肽链的特定区域进行有规律的折叠、盘曲；肽链进一步盘绕形成一定的空间结构；多条肽链聚集在一起形成更为复杂的空间结构。 （2）进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需要经过怎样的过程才能变为人体的蛋白质？人体中的蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ 食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入人体细胞后，要脱水缩合形成二肽、三肽……多肽，由多肽链折叠、卷曲形成具有一定空间结构的人体蛋白质。人体蛋白质与食物中的蛋白质不一样，其具有完成人体生命活动的结构和功能。 （3）如果用21个不同的字母代表21种氨基酸，若写出由10个氨基酸组成的长链，可以写出多少条互不相同的长链？蛋白质种类多种多样的原因有哪些？ 10 个氨基酸能够组成 2110 条互不相同的长链。氨基酸的数量、种类、排列顺序，多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构多样，是蛋白质种类多种多样的原因。 2．（必修1 P32拓展应用）在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。这是为什么？ 必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 3．（必修1 P36拓展应用）随着生活水平的提高，人们对营养保健食日益关注。一些厂家在核酸保健品的广告中用到类似的宣传语: 一切疾病都与基因受损有关；基因是核酸片段；补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力。 请对上述三段宣传语作出评析，指出其中的逻辑漏洞。 “一切疾病都与基因受损有关”过于绝对，疾病有的是基因受损导致的，还有很多疾病是受到细菌等病原体影响导致的。“基因是核酸片段”属于概念错误，核酸包括 DNA 和 RNA，除少数病毒外，生物的基因是 DNA 上有遗传效应的片段。“补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”这是混淆概念关系以误导消费者。人们吃的食物中已经含有很多核酸，不需要额外补充核酸，核酸也不是人体需要的营养物质；人体内不缺乏合成核酸的原料；人体细胞不会直接利用外来核酸，无论是食物中的核酸，还是补充特定的核酸，都不能直接被细胞利用，都要被消化系统内的酶分解后才能被人体细胞利用；细胞内的基因修复有复杂的机制，补充核酸不会增强基因修复能力。 4．（必修1 P38复习与提高）人的红细胞和心肌细胞的主要成分蛋白质，但红细胞主要承担运输氧的作用，心肌细胞承担心脏律动作用，请从蛋白质结构的分析这两种细胞功能不同的主要原因。 蛋白质的功能是由氨基酸的数量、种类、排列顺序不同，多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构不同决定的。人的红细胞承担运输氧的作用，是因为血红蛋白的结构适于运输氧；而心肌细胞主要是承担心脏律动作用，其心肌蛋白的结构适于律动。 5．（必修1 P38复习与提高）多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？ 构成多糖的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，它的顺序没有什么变化。核酸就不同了，构成核酸的核苷酸，无论是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含 4 种碱基。核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中 4 种脱氧核苷酸（或核糖核苷酸）在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。因此说核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是。 6．（必修1 P38复习与提高）1969年，人们在坠落于澳大利亚默奇森镇的陨石中发现了氨基酸，这些氨基酸不是来自地球。由此你可以作出什么推测？阐明推测理由。 在陨石中发现了氨基酸，且非地球所有，这说明宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式。理由：氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是生命活动的主要承担者。 【灭错点】 1．氨基酸的组成元素为C、H、O、N等。 2．氨基酸的空间结构和种类不能决定蛋白质的功能。 3．非必需氨基酸的来源有两个：细胞自己合成+从环境中吸收。 4．氨基酸是水溶性小分子，出细胞不一定需要转运蛋白协助。 5．同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同，根本原因是基因的选择性表达。 6．盐析(无化学键断裂)、变性(氢键、二硫键断裂)、水解(肽键断裂)过程中，化学键的变化。 7．计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分子的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键时，要再减去2，若无特殊说明，不考虑二硫键。 8．蛋白质的氮元素主要存在于肽键中。 9．线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质。 10．具有运输功能的蛋白质不都位于细胞膜上。 11．高温处理后的血红蛋白仍然能与双缩脲试剂发生紫色反应。 12．氨基酸脱水缩合时R基中的氨基或羧基一般不发生脱水缩合，参与脱水缩合反应的是位于中心碳原子上的氨基或羧基。但在蛋白质空间结构形成过程中可能会发生R基中的氨基和羧基的脱水缩合。 13．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能会发生改变。 14．环状多肽，也可能有游离的氨基和羧基。 15．蛋白质分子中有“—N—C—C—N—C—C—…”的重复结构。 16．将抗体溶于NaCl溶液中不会造成其生物活性的丧失。 17．蛋白质是由1条或2条或2条以上多肽链构成的。 18．蛋白质中的肽键数等于或小于脱水缩合过程中的氨基酸数。 19．核糖体上可形成肽键，溶酶体内可发生肽键的水解。 20．单细胞蛋白不是蛋白质，而是细胞。 21．同一个体的不同细胞中，DNA和RNA含量可能都不相同。 22．真核细胞、原核细胞内的碱基和核苷酸种类相同，病毒内的碱基和核苷酸种类不一定相同。 23．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不一定相同。 24．一条核苷酸长链中，一个五碳糖连着1个或2个磷酸。 25．DNA和RNA彻底水解的产物中有4种产物是相同的。 26．rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能。 27．连接脱氧核苷酸的化学键有磷酸二酯键和氢键。 28．tRNA分子内也存在碱基对，其基本组成单位之一可用于合成ATP。 29．宿主细胞的RNA—蛋白质复合物中的蛋白质可能来自病毒。 30．在原核细胞中，DNA往往与特定的蛋白质结合后才能行使相应功能。 31．每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的。 32．蛋白质与DNA结合形成的复合物可能存在于原核细胞。 33．细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子。 34．多聚体水解时需要水分子参与，不一定消耗ATP。 ★疑点难点·精心突破 【解疑点】 1．怎样判断某种氨基酸是组成蛋白质的氨基酸？ 数量标准：至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH) 位置标准：都有一个—NH2和一个—COOH共同连接在同一个碳原子上 2．氨基酸、多肽、蛋白质有什么区别和联系？ ①氨基酸是肽和蛋白质的基本组成单位。 ②肽是两个或两个以上氨基酸通过肽键连接形成的聚合物。 ③多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，没有生物活性；蛋白质具有一定的空间结构，具有生物活性。 分析角度 具 体 分 析 蛋白质本身 氨基酸的数量、种类、排列顺序不同，多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构不同→结构多样性→功能多样性 遗传物质 千变万化的碱基排列顺序→遗传信息的多样性→蛋白质的多样性 生物进化 千变万化的环境条件→通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质→个体的多样性和蛋白质的多样性 3．为什么组成蛋白质的氨基酸只有21种，而蛋白质的种类多达1010～1012种？ 4．常考蛋白质的分布或来源和功能有哪些？ 名 称 分布或来源 功 能 绝大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用 转运蛋白 生物膜 运输某些物质，如离子、氨基酸等 某些激素(如生 长激素、胰岛素) 由内分泌细胞合成 并分泌到内环境中 调节生命活动 抗体 由浆细胞合成并分泌内环境中 免疫作用 细胞因子 由辅助性T细胞合成并分泌内环境中 促进B细胞和细胞毒性 T细胞的增殖、分化 血红蛋白 红细胞内 运输O2和部分CO2 糖蛋白 细胞膜外表面 保护、润滑、识别等作用 结构蛋白 细胞膜、肌纤维等 构成细胞和生物体的成分 5．核酸的基本组成单位和基本组成物质分别是什么？ 基本组成单位：核苷酸 基本组成物质：五碳糖、碱基、磷酸 6．DNA分子的“点、线、面、体”指什么？ 点：脱氧核苷酸 线：脱氧核苷酸链 面：梯状平面结构 体：双螺旋空间结构 7．肽键与磷酸二酯键有什么区别和联系？ 肽 键 磷 酸 二 酯 键 不 同 点 形成过程 一个氨基酸分子的羧基中的羟基与另一氨基酸分子的氨基中的氢脱水缩合 一分子磷酸和两个五碳糖分子的羟基(3'-OH， 5′-OH)发生酯化反应形成的，即磷酸脱去两个羟基，两个五碳糖的3'-OH和5'-OH各脱去一个氢，从而形成了3'，5'-磷酸二酯键。 形成场所 核糖体 细胞核、线粒体、叶绿体 图 解 -CO-NH- 形 成 酶 缩合酶 DNA聚合酶、RNA聚合酶、DNA连接酶、逆转录酶 断 裂 酶 肽酶、某些蛋白酶 DNA(RNA)水解酶、限制性内切酶 相 同 点 形成时都伴随H2O的生成，都是吸能反应，都消耗ATP 8．DNA、蛋白质、生物的多样性有什么关系？ DNA多样性 蛋白质多样性 生物多样性 原因 脱氧核苷酸的数量、种类、排列顺序不同 氨基酸的数量、种类、排列顺序不同，肽链空间结构不同 直接原因：蛋白质多样性； 根本原因：DNA多样性 意义 决定蛋白质的多样性 体现生物的多样性 基因多样性、物种多样性、生态系统多样性 9．DNA、蛋白质、生物的特异性有什么关系？ DNA特异性 蛋白质特异性 生物特异性 原因 每种DNA的脱氧核苷酸数量、种类、排列顺序是一定的 每种蛋白质氨基酸数量、种类、排列顺序和肽链空间结构是一定的 直接原因：每种的蛋白质是一定的； 根本原因：每种的DNA是一定的 意义 决定蛋白质的特异性；可作为物种的鉴定依据 体现生物的特异性；可作为物种的鉴定依据 生物的稳定性 10．DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物分别是什么？ DNA RNA 蛋白质 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 初步水解产物 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 多肽+氨基酸 彻底水解产物 脱氧核糖、碱基、磷酸 核糖、碱基、磷酸 氨基酸 代谢终产物 CO2、H2O、磷酸盐、含氮物质 CO2、H2O、含氮物质 11．各类生物的核酸、核苷酸、碱基分布情况是怎样的？ 核酸 核苷酸 碱基种类 遗传物质 举例 原核生物 DNA+RNA 4+4 5 DNA 细菌 真核生物 DNA+RNA 4+4 5 DNA 酵母菌 病 毒 DNA 4 4 DNA 噬菌体 RNA 4 4 RNA HIV 12．病毒的RNA与细胞的RNA功能相同吗？ 功 能 病毒 RNA RNA病毒的遗传物质，控制RNA病毒的性状 细胞 RNA mRNA 直接控制蛋白质的合成 tRNA 识别、运输氨基酸、识别密码子 rRNA 核糖体的成分，为蛋白质的合成提供场所 13．同种生物不同细胞的核DNA、mRNA、蛋白质相同吗？ DNA RNA 蛋白质 是否相同 相同 不完全相同 不完全相同 原 因 同一生物体的不同细胞都是由一个受精卵通过有丝分裂和细胞分化而来，有丝分裂和细胞分化遗传物质不变。 基因的选择性表达 基因的选择性表达 14．常见的核酸—蛋白质复合体有哪些？ 核酸—蛋白质复合体 方 式 产生的结果 DNA+蛋白质 构成 染色质（染色体）、DNA病毒 DNA+DNA聚合酶 DNA复制 DNA数目加倍 DNA+RNA聚合酶 转录 产生RNA RNA+蛋白质 构成 核糖体、RNA病毒 RNA+RNA聚合酶 RNA复制 RNA数目加倍 RNA+DNA聚合酶 逆转录 产生DNA 【破难点】 一、总结蛋白质的有关计算规律 1．用观察法总结计算规律 （1）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由m个氨基酸分别形成1条链状多肽或n条链状多肽： 肽链 数目 肽键 数目 脱去水 分子数 蛋白质相 对分子质量 氨基 数目 羧基 数目 1条 m－1 m－1 am－18(m－1) 至少1个 至少1个 n条 m－n m－n am－18(m－n) 至少n个 至少n个 （2）游离氨基数和游离羧基数的计算 游离氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数 游离羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数 （3）含两个氨基的氨基酸数和含两个羧基的氨基酸数的计算 含两个氨基的氨基酸数=N原子数－肽键数－1 含两个羧基的氨基酸数=(O原子数－肽键数－2)/2 （4）蛋白质中原子数的计算 C原子数＝(肽键数+肽链数)×2＋R 基上的C原子数 N原子数＝肽键数+肽链数+R基上的N原子数 O原子数＝肽键数+肽链数×2+R基上的O原子数＝各氨基酸中的O原子数-脱水数 H原子数＝(氨基酸数+肽链数)×2+R基上的H原子数＝各氨基酸中H原子总数-脱水数×2 （5）多肽中除去氨基酸的有关计算 ①若除去多肽内部的1个氨基酸，需水解掉2个肽键；若除去多肽一端的1个氨基酸，需水解掉1个肽键。 ②每水解1个肽键，则需要1分子水参与，肽键数减少1个，生成物与原多肽相比氧原子增加1个，氢原子增加2个，氨基增加1个，羧基增加1个。 2．用排列法计算多肽种类 假设有n(0＜n≤21)种、m个氨基酸，任意排列可以形成多少种多肽？ （1）若每种氨基酸数目无限(允许重复)的情况下，可形成nm种肽类化合物； （2）如每种氨基酸只有一个（不允许重复）的情况下，可形成Anm种肽类化合物。 二、用模型建构法破解蛋白质与核酸的关系 根据蛋白质与核酸关系模型回答问题： （1）图1中由A、B、C三种大分子之间的关系可推断A为DNA、B为RNA、C为蛋白质，甲是DNA复制、乙是转录、丙是翻译；单体a、b、c分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸；元素X为N、P，Y为N。 （2）染色体的主要成分是DNA+蛋白质，核糖体的主要成分是RNA+蛋白质，因此图2中甲、乙、丙依次是DNA、RNA、蛋白质，a(b)是核苷酸，c是氨基酸。 解答蛋白质与核酸关系图的两个关注点: （1）分析此类问题要借助中心法则中遗传信息的流动，明确DNA、RNA和蛋白质的关系： （2）解答此类问题要明确蛋白质和核酸的元素组成，此外还要明确染色体、核糖体等结构的化学组成。 染色体→DNA＋蛋白质→C、H、O、N、P 核糖体→RNA＋蛋白质→C、H、O、N、P DNA病毒→DNA＋蛋白质→C、H、O、N、P等 RNA病毒→RNA＋蛋白质→C、H、O、N、P等 1 学科网（北京）股份有限公司 $$