第3讲 细胞中的蛋白质与核酸-【名师大课堂】2025年高考生物艺术生总复习必备（word教师用书）

第3讲　细胞中的蛋白质与核酸 考点一　蛋白质的结构、功能及相关计算 1．蛋白质的功能 2．蛋白质的基本组成单位——氨基酸 3．蛋白质的结构及其多样性 （1）二肽的形成过程 ①过程a为　脱水缩合　，其场所　一定　（填“一定”或“主要”）在　核糖体　中；物质b为　二肽　；结构c为　肽键　。 ②H2O中H来源于　氨基和羧基　；O来源于　羧基　。 ③肽的名称确定：一条多肽由几个氨基酸分子构成就称为几肽。 ④由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有　1　个游离的氨基和　1　个游基的羧基，分别位于肽链的　两端　；其余的氨基（或羧基）在　R基　上。 （2）蛋白质的形成过程与结构多样性 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸（　×　） 2．脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽（　×　） 3．氨基酸遇双缩脲试剂呈现紫色反应（　×　） 4．胰岛素的不同肽链之间通过肽键相连（　×　） 5．氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能（　×　） 6．蛋白质是生物体主要的能源物质（　×　） 阐述基本原理，突破长句表达 1．（源于必修1 P29“正文”）请叙述氨基酸的结构特点：　每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团　。 2．（源于必修1 P32“与社会的联系”）熟鸡蛋更容易消化的原因是　高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解　。 3．（源于必修1 P32“与社会的联系”）蛋白质变性后还可以用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。　可以。因为蛋白质变性后空间结构改变，没有破坏氨基酸之间的肽键　。 4．（源于必修1 P38“复习与提高”）人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质，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，请从蛋白质结构的角度分析红细胞和心肌细胞两种细胞功能不同的主要原因：　蛋白质的功能是由氨基酸种类、数目和排列顺序、多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构决定　。 1．蛋白质的盐析、变性和水解辨析 2．蛋白质形成过程中的相关计算 （1）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。 （2）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 （3）蛋白质形成过程中的相关数量关系 肽链数 氨基酸数 肽键数 脱去水 分子数 多肽相对 分子质量 氨基 羧基 1 m m－1 m－1 am－18(m－1) 至少 1个 至少 1个 n m m－n m－n am－18(m－n) 至少 n个 至少 n个 [注]　氨基酸平均相对分子质量为a。 [特别提醒]　环状肽是由链状肽首尾氨基酸相连形成的，形成环状多肽时，肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数，其相对分子质量＝am－18m（可视为n＝0）。 （4）利用原子守恒计算肽链中原子数 氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有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，要失去部分氢原子和氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽中的相关数量关系如下： ①碳原子数＝氨基酸的个数×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。 [注意]　由于R基上的碳原子数不容易确定，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。 3．几种常见蛋白质的分布和功能 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 全部载体蛋白 细胞膜等生物膜 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） 由内分泌腺细胞合成分泌至内环境中 调节生命活动 抗体 由浆细胞合成并分泌至内环境中 免疫作用 细胞因子 由辅助T细胞合成并分泌至内环境中 促进B细胞增殖、分化为浆细胞或记忆B细胞 血红蛋白 红细胞内 主要运输氧气 糖蛋白 细胞膜外表面 识别等作用 某些信号分子（激素、神经递质等）受体 受体细胞（细胞膜或细胞内） 与信号分子受体特异性结合，引起受体细胞代谢变化 结构蛋白 细胞膜、肌肉纤维等 构成细胞和生物体的成分 [真题真练] （2024·黑吉辽卷）钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2＋感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2＋。下列叙述错误的是（　B　） A.钙调蛋白的合成场所是核糖体 B．Ca2＋是钙调蛋白的基本组成单位 C．钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关 D．钙调蛋白结合Ca2＋后，空间结构可能发生变化 解析：钙调蛋白是一种能与Ca2＋结合的蛋白质，其合成场所是核糖体，A正确；钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸，B错误；由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，故钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关，C正确；钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2＋感受器，钙调蛋白与Ca2＋结合后，其空间结构可能发生变化，D正确。考点二　核酸的组成、结构和功能 1．核酸的结构层次 2．核酸的种类 （1）分类：　脱氧核糖核酸　和　核糖核酸　。 （2）“三看”法快速区分DNA、RNA 3．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，但如果数量不限，在连成长链时，　排列顺序　是极其多样的，所以DNA分子具有多样性。 （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，其代表了特定的遗传信息。 4．核酸的功能 核酸是细胞内　携带遗传信息　的物质，在生物体的遗传、变异和　蛋白质的生物合成　中具有极其重要的作用。 5．生物大分子以碳链为骨架 （1）生物大分子是由许多基本组成单位连接而成的，这些基本单位称为　单体　。每一个单体都以　若干个相连的碳原子构成的碳链　为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。常见的多聚体是多糖、蛋白质和核酸等，相应的单体是　单糖　、　氨基酸　和　核苷酸　等。 （2）生命的核心元素是　碳　。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接（　×　） 2．与DNA相比，RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶（T）和脱氧核糖（　×　） 3．细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键（　×　） 4．同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同（　√　） 5．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质（　×　） 6．相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同（　×　） 7．真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质（　×　） 8．大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质（　√　） 阐述基本原理，突破长句表达 1．（源于必修1 P34“问题探讨”）DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是　DNA是遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别　。 DNA鉴定技术还可以应用在　研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系　等方面。 2．（源于必修1 P36“正文”）碳是“生命的核心元素”的原因是　生物大分子以碳链为基本骨架　。 3．（源于必修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核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是的原因：　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。而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　。 1．生物多样性的直接原因和根本原因 （1）直接原因：蛋白质的多样性。 （2）根本原因：DNA（基因）的多样性。 （3）同一生物不同组织细胞的多样性的根本原因：基因的选择性表达，即mRNA不同。基因的选择性表达导致不同组织细胞中合成了不完全相同的蛋白质，使不同组织细胞呈现不同形态、结构和功能。 （4）同一生物不同组织的细胞具有相同的核DNA：该个体所有体细胞来源于受精卵的有丝分裂，有丝分裂保证了母细胞和子细胞遗传物质的稳定性。 2．不同生物体内的核酸种类和遗传物质 （1）具有细胞结构的生物，不论是真核细胞还是原核细胞，均有DNA和RNA两种核酸，且均以DNA为遗传物质。 （2）病毒：只含有DNA或RNA一种核酸，则其遗传物质为DNA或RNA。 3．碱基种类与核苷酸种类的关系 （1）在只有DNA或RNA的生物中： （2）在同时含有DNA和RNA的生物中： 4．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 核苷酸 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 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、排列顺序以及多肽链的空间结构千差万别 5.4种有机物质的“水解”和“氧化分解” 物质 初步水解产物 彻底水解产物 氧化分解产物 由水解酶参与 由特定酶参与 淀粉 麦芽糖 葡萄糖 CO2＋H2O 脂肪 甘油＋脂肪酸 CO2＋H2O 蛋白质 多肽 氨基酸 CO2＋H2O＋尿素 核酸 核苷酸 磷酸＋五碳糖＋碱基 尿酸等 [模拟演练] （2024·湖北模拟预测）DNA与RNA属于细胞内的核酸物质，下列关于DNA与RNA的说法，错误的是（　D　） A．DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸 B．RNA含有尿嘧啶和核糖 C．DNA主要分布在细胞核中 D．RNA一般由两条链构成 解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，A正确；RNA特有的碱基是尿嘧啶，核糖是构成RNA的成分，B正确；真核细胞中，DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体中也含有少量，C正确；RNA一般由一条链构成，D错误。故选D。 要语必背 1．核心概念 (1)(必修1 P28～29)蛋白质是生命活动的主要承担者，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。 (2)(必修1 P30)脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。 (3)(必修1 P30)连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键；由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫作二肽。 (4)(必修1 P32)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。 (5)(必修1 P35)核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要作用。 2．教材结论性语句 (1)(必修1 P29)组成蛋白质的氨基酸的共同特点是每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 (2)(必修1 P30)由肽键连接氨基酸分子形成肽链，又因氨基酸之间能够形成氢键等，从而使肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 (3)(必修1 P31)形成肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，是蛋白质结构具有多样性的直接原因。 (4)(必修1 P34)一个核苷酸由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。 (5)(必修1 P35)DNA和RNA在化学组成上的区别为五碳糖(脱氧核糖和核糖)和含氮碱基(T和U)的不同。 (6)(必修1 P35)细胞中组成DNA的脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息。 学科网（北京）股份有限公司 $$