第3讲 蛋白质和核酸-【大鹏生物】2025年高考生物一轮复习讲义

第3讲　蛋白质和核酸 一、蛋白质的结构、功能及相关计算 知识回顾 1．组成蛋白质的氨基酸 2．蛋白质的合成及其结构层次 (1)二肽的形成过程 ①过程a：脱水缩合(一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基相连接，同时脱去一分子水)，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)蛋白质的结构层次 3．蛋白质的多样性 重点剖析 1．有关蛋白质结构的计算规律 (1)利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律 结合示意图可得出如下规律(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条链状多肽或m条链状多肽时)： 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 蛋白质相对分子质量 1 n－1 n－1 na－18(n－1) m n－m n－m na－18(n－m) ①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(—S—S—，由两个—SH脱H形成)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。 ②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。 ③游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。 (2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：在一个氨基酸中，若不考虑R基，则含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下： ①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。 ②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。 ③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。 ④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 ⑤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的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 (3)多肽中除去氨基酸的有关计算 ①若除去多肽内部的一个氨基酸，需水解掉两个肽键；若除去多肽一端的一个氨基酸，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。 (4)多肽种类的计算题：以20种氨基酸构成四肽的种类为例 ①若每种氨基酸数目不限，可形成四肽的种类有：204种。 ②若每种氨基酸只有一个，可形成四肽的种类有(20×19×18×17)种。 2．常考蛋白质的分布和功能 考向一　氨基酸的结构和种类 1.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在所有生物体内均有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一般不参与脱水缩合 D．生物体内n个氨基酸形成一条多肽链脱去n个水 2．下列关于人体氨基酸的叙述，正确的是(　　) A．氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位 B．不同氨基酸的R基一定不同 C．酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因 D．非必需氨基酸的合成与基因的功能无关 考向二　蛋白质的相关计算与分析 3．有一条直链多肽，分子式为C69H121O21N25S，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸，则该多肽的肽键数为(　　) A．19 B．20 C．23 D．25 4．某蛋白质的结构示意图如图，其中“—S—S—”表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则该蛋白质分子在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为(　　) A．m个　18m B．(m－4)个　18(m－4) C．(m－3)个　18(m－3)＋4 D．(m－2)个　18(m－2)＋4 5．下图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸(R基为—CH3)。现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)，请回答下列问题： (1)水解得到的几种有机物比原五十肽增加了_____个氧原子。 (2)新生成的4条多肽链至少含有______个游离的羧基，若将这4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去______分子H2O。 (3)若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有______种不同的氨基酸序列。 考向三　蛋白质分子结构与功能的分析 6．蛋白质是生命活动的主要承担者，下列相关叙述错误的是(　　) A．蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成 B．加热变性蛋白质不会与双缩脲试剂发生显色反应 C．多肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构 D．细胞中的蛋白质可参与运输、催化、免疫、调节等多种功能 7．蛋白质是生命活动的主要承担者，下列相关叙述错误的是(　　) A．蛋白质是染色体的重要组成成分，但不是染色体中遗传信息的携带者 B．细胞膜的功能与膜蛋白的种类有关，与蛋白质的数量无关 C．蛋白质纤维组成的细胞骨架与信息传递等生命活动相关 D．蛋白质结构的多样性决定了功能的多样性 二、核酸的组成、结构与功能 知识回顾 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： 3．核酸的功能与分布 4．核酸分子的多样性和特异性 (1)多样性 构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在组成长链时，排列顺序是极其多样化的，所以DNA分子具有多样性。 DNA没有空间结构多样性，注意与蛋白质多样性原因进行区别。 (2)特异性 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，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。 5．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) 多糖 单糖 蛋白质 氨基酸 核酸 核苷酸 重点剖析 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等 组成单位 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 氨基酸(20种) 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 分子结构 一般为双螺旋结构 一般为单链结构 氨基酸→多肽→蛋白质 初步水解产物 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 多肽 彻底水解产物 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 磷酸、核糖、含氮碱基 氨基酸 结构多样性的决定因素 核苷酸的数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序以及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 联系 重点剖析 (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” 考向一　核酸的结构和功能分析 8．下图中甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是(　　) A．如果甲中的m是U，则甲一定是丙的基本单位 B．如果甲中的m是G，则甲一定是乙的基本单位 C．如果甲中的a是脱氧核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中 D．如果甲中的a是核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中 9．分析HIV的化学组成，得到下图所示组成关系，下列相关叙述正确的是(　　) A．a→甲的过程在HIV的核糖体上完成 B．乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基 C．a与a之间通过形成“—NH—COOH—”相连接 D．HIV的遗传信息储存在大分子乙中 考向二　不同生物的核酸种类辨析 10．不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于碱基、核苷酸和五碳糖种类的描述，正确的是(　　) 选项 A B C D 生物或细胞 T4噬菌体 烟草叶肉细胞 烟草花叶病毒 豌豆根毛细胞 碱基 5种 5种 4种 8种 核苷酸 5种 8种 8种 8种 五碳糖 1种 2种 2种 2种 11．下图是DNA和RNA组成的结构示意图，下列有关说法正确的是(　　) A．甲型H1N1流感病毒有5种碱基和8种核苷酸 B．主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸由5种碱基构成 C．病毒中也有上述两种核酸 D．DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖 考向三　辨析细胞内的生物大分子 12．生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即由一定的基本结构单位，按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列表述正确的是(　　) A．若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示中心碳原子，3的种类有20种 B．若该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，3的种类有4种 C．若该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种 D．生物体内的生物大分子只有蛋白质和核酸 13．如图是生物体内几种有机物及其功能的关系图，m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的组成成分。下列说法正确的是(　　) A．相同质量的M1和M2被彻底氧化分解，则M1的耗氧量多 B．M3具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能 C．m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同 D．在HIV体内，将M4彻底水解，得到5种碱基，2种五碳糖 三、观察DNA和RNA在细胞中的分布 知识回顾 1．实验原理 (1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同 (2)盐酸 2．实验步骤 3．实验结论 实验要点 1．实验材料的选择 (1)不选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞，原因是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含紫色液泡，叶肉细胞含叶绿体，易对实验结果造成颜色干扰。 (2)不能用哺乳动物成熟的红细胞观察DNA和RNA在细胞中分布的原因是哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，没有DNA。 2．实验中各种处理的目的 处理 目的 取材前漱口 防止食物残渣的影响 质量分数为0.9%的NaCl溶液 保持口腔上皮细胞的正常形态 酒精灯烘干载玻片 快速杀死并固定细胞 质量分数为8%的盐酸 ①能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合 蒸馏水冲洗涂片 洗去盐酸，防止影响染色效果 用吡罗红甲基绿染色 使DNA和RNA着色，需现配现用 考向一　实验原理和步骤分析 14．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法，正确的是(　　) A．甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应分别加入甲基绿和吡罗红 B．盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞 C．该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞不含RNA D．盐酸有利于染色质中的DNA与蛋白质分离，不利于DNA与染色剂结合 15．碱性染料甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，且能把核仁染成红色。通过染色实验，可对细胞中的DNA和RNA进行定位、定性分析。下列对于有关实验的叙述，正确的是(　　) A．甲基绿和吡罗红的作用有选择性，只能将细胞质中的RNA染成红色 B．甲基绿和吡罗红的作用有选择性，只能将细胞核中的DNA染成红色 C．核仁能被甲基绿和吡罗红染成红色，说明核仁中含有RNA D．代谢越旺盛的细胞中，核仁染色越浅 学科网（北京）股份有限公司 $$