（高一）知识点03 蛋白质与核酸-2024-2025学年高中生物期末重难点复习攻略

知识点3蛋白质与核酸 1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸 (1)元素组成：C、H、O、N，有的含有S等元素。 (2)结构特点：在每个氨基酸分子中，至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连接，这个碳原子还分别与一个氢原子、一个侧链基团(R)相连接。 (3)结构通式：                。 (4)种类：常见的有20种。根据是否能在人体内合成，分为必需氨基酸（必须从外界环境中获取）和非必需氨基酸。 (5)决定氨基酸种类和理化性质的是R。 2.蛋白质的形成过程 氨基酸 二肽三肽多肽蛋白质 (1)①过程都称为脱水缩合，H2O中H的来源：氨基和羧基，H2O中O的来源：羧基。 (2)①②③过程形成的化学键名称叫肽键。 (3)③→④通过盘曲、折叠，进一步形成具有一定的空间结构的蛋白质。 3．蛋白质的结构和功能及其多样性 (1)蛋白质结构具有多样性的原因：组成肽链的氨基酸在种类、数量、排列顺序上的不同，以及构成蛋白质的肽链在数量和空间结构上的千差万别。 (2)蛋白质的功能：蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结构，并具有催化如胃蛋白酶、运输如 血红蛋白 、运动、防御如抗体、和调控如胰岛素等生理功能。 4.检测生物组织中的蛋白质 (1)试剂：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，这两种溶液配合使用，称为双缩脲试剂。 (2)实验原理：在牛奶等蛋白质样液中加入NaOH溶液后，试管中的溶液呈碱性，肽键与Cu2＋形成紫色的复杂化合物。 5．核酸的结构和种类 (1)组成元素：C、H、O、N、P。 (2)基本组成单位：核苷酸。 (3)种类： 核酸种类 RNA DNA 初步水解产物 核糖核苷酸 脱氧核苷酸 彻底水解产物 核糖、A、C、G、U、磷酸 脱氧核糖、A、C、G、T、磷酸 结构 一般为单链 一般由两条链组成 分布 6．核酸的功能：核酸是生物体中储存与传递遗传信息的生物大分子，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用。 例 1．已知21种氨基酸的平均相对分子质量为128，图中二硫键（-S-S-）形成时会脱去两个氢。图1为某蛋白质的肽链结构示意图（其中数字表示氨基酸序号），图2为部分肽链放大示意图。回答下列问题： (1)图1所示的化合物由氨基酸脱去 个水分子形成，这样的结合方式叫做 。 (2)图2中所示氨基酸的R基有 （填序号），图2中的肽键有 个；图2所示的结构中含有 种氨基酸。 (3)结合图1和图2可知，该肽链至少有 个羧基和 个氨基。图1中氨基酸形成蛋白质的过程中，相对分子质量减少了 。 (4)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素的作用下其特定的 ，从而导致其理化性质和生物活性丧失的现象。若用蛋白酶处理蛋白质，破坏的结构主要是 。 (5)若该链含有丙氨酸5个，分别位于26、71、72、105和124位，肽酶E 专门水解丙氨酸氨基端的肽键，则肽酶E完全作用于该链，得到的产物有 种。得到的产物和该链相比，相对分子量增加了 ，肽键减少了 个。这些产物中的所有多肽链之和与原肽链相比，氧原子数目的变化为： 。 例 2．如图是以某种单糖A为核心构建的概念图，请回答下列相关问题： (1)如果某种单糖A为果糖，则它与葡萄糖缩合失去1分子水后形成的物质①是 ，如果单糖A缩合反应形成的物质③是植物细胞壁的主要组成成分，则物质③是 。和④相比，②特有的成分是 。在植物细胞中，⑤主要分布在 中，其次，在 内也含有少量的⑤。 (2)图中组成⑦的单体是氨基酸，每个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 上。多个氨基酸经脱水缩合形成的产物有 。 3．相同种类、数量的氨基酸组成的蛋白质可能不同。( ) 4．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变( ) 5．氨基酸脱水缩合形成的五肽中含有5个肽键。( ) 6．所有氨基酸中一定含有C、H、O、N四种元素，组成蛋白质的氨基酸可按不同的方式脱水缩合。( ) 7．不同氨基酸之间的差异是由R引起的，各种氨基酸的理化性质是由R决定的。( ) 8．每种氨基酸分子只含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。( ) 9．分子式中只要有氨基和羧基，就可以判断其为构成生物体的氨基酸。( ) 10．人体细胞不能合成的氨基酸称为非必需氨基酸，共8种。( ) 11．蛋白质能够承担如此多样的功能，主要和其专一性有关。( ) 12．血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接，蛋白质分子的多样性和肽键的结构不同有关系。( ) 13．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质，细胞内的DNA和RNA都是遗传物质。( ) 14．DNA和RNA的不同主要体现在碱基种类上。( ) 15．DNA多样性的原因是核苷酸的种类、数量、排列顺序和DNA的空间结构不同。( ) 16．小麦细胞中含氮碱基有5种，核苷酸有2种。( ) 17．脊髓灰质炎病毒的遗传物质为DNA，DNA彻底水解后会得到6种小分子物质。( ) 18．DNA分子的多样性取决于脱氧核苷酸的排列顺序。( ) 19．DNA和RNA都是双链结构，都是以碳链为骨架的。( ) 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1) 123 脱水缩合 (2) ①②④⑥ 3 4 (3) 2 2 2222 (4) 空间构象被破坏 肽键 (5) 5 90 5 增加1个 【分析】1、蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素的作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质和生物活性丧失的现象。 2、蛋白质分子的多样性是由氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同导致的。 【详解】（1）图1的化合物是由124个氨基酸脱去123个（氨基酸数-肽链数）水分子形成的，这样的结合方式叫作脱水缩合。 （2）氨基酸的结构通式为 ，所以图2中所示氨基酸的R基分别为①②④⑥；图2中有4个氨基酸，所以肽键有3个；图2中所示氨基酸的R基分别为①②④⑥，四种R基各不相同，所以有4种氨基酸。 （3）该肽链共124个氨基酸，不考虑R基，则含有1个羧基和1个氨基，图2的R基中有1个羧基和1个氨基，所以该肽链至少有2个氨基和2个羧基；124个氨基酸脱去123个水（18×123），同时形成4个二硫键（2×4），所以减少的总质量为18×123+2×4=2222。 （4）蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素的作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质和生物活性丧失的现象。若用蛋白酶处理蛋白质，破坏的结构主要是肽键。 （5）若该链含有丙氨酸5个，分别位于26、71、72、105和124位。由于肽酶E专门水解丙氨酸氨基端的肽键，则肽酶E完全作用于该链，形成的产物有5种（四条多肽1-25、26-70、72-104、105-123和两个丙氨酸）。由于该过程断裂了5个肽键，因此水解时消耗了5分子水，得到的产物和该链相比，相对分子量增加了18×5=90，肽键减少了5个。水解过程中消耗了5个水，故水解的总产物中增加了5个氧，由于形成了两个丙氨酸（71号和124号），每个丙氨酸含有一个羧基，因此两个丙氨酸带走4个氧，故这些产物中的所有多肽链之和与原肽链相比，氧原子数目增加了5－4=1。 2．(1) 蔗糖 纤维素 脱氧核糖、胸腺嘧啶 细胞核 线粒体和叶绿体 (2) 同一个碳原子 多肽和水 【分析】1、单糖分子是多种大分子物质中的重要组成部分，它们除了可以构成二糖（葡萄糖+葡萄糖=麦芽糖，葡萄糖+果糖=蔗糖，葡萄糖+半乳糖=乳糖）和多糖之外，核糖和脱氧核糖还参与到RNA和DNA的分子组成中去。 2、RNA和DNA分子除了在五碳糖的种类上有差异之外，在碱基的种类上也有所不同，RNA中有4碱基A、G、C、U，而DNA中的四种碱基为A、G、C、T。 【详解】（1）如果A为果糖，那么它与葡萄糖可以形成蔗糖；如果单糖 A缩合反应形成的物质③是植物细胞壁的主要组成成分，则物质③是纤维素。和④核糖核苷酸相比，②脱氧核糖核苷酸特有的成分是脱氧核糖、胸腺嘧啶。在植物细胞中，⑤DNA主要分布在细胞核中，其次，在线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA。 （2）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。多个氨基酸经脱水缩合形成的产物有多肽和水。 3．正确 【详解】蛋白质的结构多样性取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链盘曲折叠形成的空间结构。若相同种类、数量的氨基酸在形成肽链时的排列顺序不同，则形成的蛋白质就不同。 4．错 【详解】蛋白质的多样性是由多种因素决定的，如氨基酸的种类、数量和排列顺序，还有肽链的空间结构；因此当蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其空间结构遭到破坏，功能会改变，所以上述的表述是错误的。 5．错误 【详解】由五个氨基酸脱水缩合形成的一条肽链叫作五肽，相邻的氨基酸残基由肽键相连。因此若为链状，五肽中只有4个肽键；特殊情况下会形成环肽（肽链呈一条环状），若为环状，五肽则有5个肽键。 6．错误 【分析】组成蛋白的氨基酸共有21种，都含有C、H、O、N四种元素。 【详解】组成蛋白质的氨基酸之间都是按相同的方式脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）反应，同时脱出一分子水的过程。错误。 7．正确 【详解】根据氨基酸的通式可知，其种类和理化性质的差异是由R基的不同导致的，该表述正确。 8．错误 【详解】错误。每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。 9．错误 【详解】构成生物体蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且必须有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。故上述说法是错误的。 10．错误 【详解】组成蛋白质的氨基酸有21种，8种是人体细胞不能合成的，称为必需氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外，13种氨基酸是人体细胞能够合成的，称为非必需氨基酸。故上述说法是错误的。 11．错误 【详解】结构决定功能，蛋白质功能的多样性与蛋白质结构的多样性有关，该表述错误。 12．错误 【详解】错误。不同肽链间通过二硫键等相连，不是通过肽键，同一条肽链上的氨基酸之间通过肽键相连，蛋白质分子的多样性和肽键无关。 13．错误 【详解】核酸是遗传信息的携带者，不论是细胞内的核酸还是细胞外的核酸，其核苷酸的排列顺序都蕴含着遗传信息，细胞内只有DNA是遗传物质，该表述错误。 14．错误 【详解】错误。DNA和RNA的不同除了体现在碱基种类上，还体现在五碳糖上。 15．错误 【详解】研究表明，DNA分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，不同DNA分子中核苷酸的数量不同也形成了DNA分子的多样性，但不同DNA都是由四种脱氧核苷酸组成的，且DNA的空间结构都是双螺旋结构，因此DNA的多样性与核苷酸的种类、DNA的空间结构无关，故上述说法是错误的。 16．错误 【详解】错误。小麦细胞含有DNA和RNA，含氮碱基有5种，组成DNA的是四种脱氧核苷酸，组成RNA的是四种核糖核苷酸，因此小麦细胞含有8种核苷酸。 17．错误 【详解】错误。脊髓灰质炎病毒的遗传物质为RNA，RNA彻底水解后会得到（核糖、磷酸、A、U、G、C四种碱基）6种小分子物质。 18．√ 【详解】DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成的双螺旋结构，遵循碱基互补配对原则。若碱基对排列顺序改变，DNA蕴藏的遗传信息就会不同，因此DNA分子的多样性取决于碱基对的排列顺序，即为脱氧核苷酸的排列顺序。 19．错误 【详解】大多数RNA都是单链，该表述错误。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$