内容正文:
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26 学
基酸的基团是 (填化学式)。
(2)肉毒类毒素是在细胞中由氨基酸经过
过程形成的;一分子肉毒类
毒素至少含有 个氨基。
(3)1g肉毒类毒素可毒死20亿只小鼠,但
煮沸1min或75℃下加热5~10min,
就能使其完全丧失活性。高温可使肉
毒类毒素失活的主要原理是高温使其
。
(4)肉毒类毒素可用 试剂鉴定,
该试剂使用方法是 ,
在煮沸后的肉毒类毒素溶液 (无色)
中加入该试剂,其溶液颜色将变为
。
答案:(1)4 5 —CH3 (2)脱水缩合
2 (3)空间结构遭到破坏 (4)双缩
脲 先加A液,摇匀后再加B液 紫色
解析:(1)据试题分析可知,题图部分含5
种R基,即有5种氨基酸,所以肽键数 =5
-1=4(个);这5个氨基酸的 R基依次是
—CH2—C6H4OH、—H、—CH3、—CH2—C6H5、
—CH2—CH(CH3)2;第三个氨基酸不同
于其他氨基酸的基团是 R基 (—CH3)。
(2)肉毒类毒素的化学本质是蛋白质,是
由氨基酸经过脱水缩合形成的。肉毒类毒素
是由两个亚单位 (每个亚单位由一条链盘
曲折叠而成)组成的,每个亚单位至少含
有1个游离的氨基和1个游离的羧基,因此
一分子肉毒类毒素至少含有2个氨基和2个
羧基,它们分别位于两条肽链的两端。
(3)高温可破坏肉毒类毒素的空间结构而
使其失活。(4)肉毒类毒素含有多个肽键,
可用双缩脲试剂鉴定,该试剂使用方法是先
加 A液,摇匀后再加 B液,反应颜色为
紫色
。
专项 与蛋白质的合成和水解过程相关的计算
一、蛋白质的相对分子质量、氨基 (羧基)
数、肽键数和脱水数的计算
链状肽可以用如下的模式图表示:
1.肽键数=失去水分子数 =氨基酸数 -肽
链数。
2.蛋白质的相对分子质量 =氨基酸数 ×氨
基酸的平均相对分子质量 -脱去水分子
数×18(若有 p个二硫键生成,则还应
减去2p)。
注: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。
肽链
数目
氨基酸
数目
肽键
数目
脱去
水分子
数目
氨基
数目
羧基
数目
多肽
(蛋白
质)的
相对分
子质量
1 n n-1 n-1
至少
1个
至少
1个
na-
18(n-1)
m n n-m n-m
至少
m个
至少
m个
na-
18(n-m)
3.肽链中游离氨基或羧基的计算
(1)至少含有的游离氨基或羧基=肽链数。
(2)游离氨基或羧基数 =肽链数 +R基中
含有的氨基或羧基数
。
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学 27
例1 如图表示某蛋白质 (无环状肽)中氨
基酸和相关基团的数目。下列有关叙述错误
的是 ( )
A.共有2条肽链
B.共有124个肽键
C.形成此蛋白质时,相对分子质量减少
2250
D.R基中共含有15个氨基
答案:C
解析:据题图分析可知,该蛋白质共有2条
肽链,A正确;蛋白质中氨基酸总数是
126,该蛋白质的肽链数是2条,所以共含
有的肽键数为126-2=124(个),B正确;
该蛋白质含有 126个氨基酸,形成 2条肽
链,失去水分子数 =肽键数 =126-2=124
(个),相对分子质量减少18×124=2232,
C错误;蛋白质中游离的氨基总数是 17,
该蛋白质的肽链数是2条,所以 R基中共
含17-2=15(个)氨基,D正确。
二、蛋白质中各原子数的计算
观察如图所示的三肽化合物:
1.氧原子数=肽键数+肽链数×2+R基上
的氧原子数 =各氨基酸中氧原子总数 -
脱去水分子数。
2.氮原子数=肽键数 +肽链数 +R基上的
氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。
例2 某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组
成。该蛋白质至少有氧原子的个数是 ( )
A.n-m B.n-2m
C.n+m D.n+2m
答案:C
解析:由氨基酸的结构通式可知,1个氨基酸
至少有2个氧原子,形成蛋白质过程中要脱掉
水,所以该蛋白质至少含有氧原子数为2n-
(n-m)=n+m,C正确,A、B、D错误。
例3 某多肽长链分子式为C42H65N11O9,它
彻底水解后只得到如下3种氨基酸,则此多
肽中含有赖氨酸的个数为 ( )
A.2 B.3 C.5 D.8
答案:B
解析:从题图中可以看出,这三种氨基酸中
都含有一个羧基,形成多肽时每个肽键中含
有1个氧原子,一端含有一个羧基,故肽键
数=9-2=7,因此共含有8个氨基酸,由于
只有赖氨酸含有两个氨基,其余都含有一个
氨基,即赖氨酸分子中含有2个氮原子,因此
赖氨酸的个数为11-8=3(个),故B正确。
例4 某条多肽链由31个氨基酸构成,如
图为其部分结构示意图,下列叙述不正确的
是 ( )
A.该多肽的侧链基团有31种
B.该多肽至少有一个游离氨基
C.该多肽有30
个肽键
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28 学
D.该多肽形成过程中相对分子质量减少了
540
答案:A
解析:氨基酸有21种,所以该多肽的侧链
基团最多有21种,A错误;1条多肽链至
少有1个游离的氨基,B正确;该多肽链由
31个氨基酸构成,其含有的肽键数 =氨基
酸数-肽链数 =31-1=30(个),C正确;
该多肽链由31个氨基酸构成,形成过程中
脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=31-
1=30(个),其相对分子质量减少18×30
=540,D正确。
三、氨基酸的排列与多肽种类的计算
1.假若有n种氨基酸 (数量不限)形成一
个三肽,那么形成三肽的种类有n3种。
2.假若n种氨基酸 (数量不限)形成一个
m肽,则形成的多肽种类有nm种。
3.假若有 n种氨基酸形成一个三肽,且每
种氨基酸只有一个,则形成三肽的种类
有n(n-1)(n-2)种。
例5 如果有足量的三种氨基酸,分别为
甲、乙、丙,则它们能形成的三肽种类以及
包含三种氨基酸的三肽种类最多是 ( )
A.9种 9种 B.6种 3种
C.27种 6种 D.3种 3种
答案:C
解析:由题意可知,足量的甲、乙、丙三种
氨基酸,它们能形成的三肽的种类由氨基酸
的种类、排列顺序决定,即为3×3×3=33
=27(种);由甲、乙、丙三种氨基酸形成
的含有三种氨基酸的三肽的种类只由氨基酸
的排列顺序决定,即为3×2×1=6(种)。
四、环状肽的相关计算
1.环状肽中氨基酸数 =脱去的水分子数 =
肽键数。
2.环状肽的主链中无氨基和羧基,环状肽
中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的
氨基酸R基中的氨基和羧基数目。
例6 如图为某蛋白质
的结 构 示 意 图,其 中
“—S—S—”为 由 两 个
“—SH”(巯基)构成的二硫键,其作用是
连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由 m
个氨基酸组成,则形成一个该蛋白质分子时
生成的水分子数和减少的相对分子质量分别
为 ( )
A.(m-3),18(m-3)+4
B.(m-4),18(m-4)
C.(m-2),18(m-2)+4
D.m,18m
答案:C
解析:由题意知,该蛋白质中含有2条链状
肽和1条环状肽,且含有2个二硫键,因此
失去的水分子数是 (m-2),减少的相对分
子质量为18(m-2)+4。
例7 有一多肽链由12个氨基酸组成,分
子式为 CxHyOwNzS(z>12,w>13),这条
多肽链经过水解,得到的氨基酸只有5种:
半 胱 氨 酸 (C3H7O2NS)、 丙 氨 酸
(C3H7O2N)、天冬氨酸 (C4H7O4N)、赖氨
酸 (C6H14O2N2)、苯丙氨酸 (C9H11O2N)。
水解产物中天冬氨酸的数目是 ( )
A.w+13 B.w-13
C.(w-13)/2 D.(w+13)
/2
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学 29
答案:C
解析:由题意知,该化合物是由12个氨基
酸脱水缩合形成的,脱水缩合过程中脱去了
12-1=11分子水。由分子式可知,构成该
化合物的5种氨基酸中,只有天冬氨酸的R
基中含有两个氧原子。假设该化合物中的天
冬氨酸数是b,根据元素守恒定律则有关系
式:4b+2×(12-b)-11=w,解得 b=(w
-13)/2(个)。综上所述,C正确
。
第5节 核酸是遗传信息的携带者
1.通过对核酸的学习,建立生命的物质性的观点。(生命观念)
2.归纳概括核酸种类、核苷酸种类与含氮碱基种类与生物种类的关系。(科学思维)
知识点一 核酸的种类及其分布
一、核酸的种类及其分布
1.种类:一类是 ,
简称 DNA;另一类是核糖核酸,简称
。
2.分布:真核细胞的 DNA主要分布在
中,线粒体、 内也含
有少 量 的 DNA。RNA 主 要 分 布 在
中。
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链
1.基本单位
(1)核苷酸是 的基本组成单位,
一个核苷酸是由一分子 、一
分子五碳糖和一分子磷酸组成的。
(2)根据 的不同,可以将核苷酸
分为 和核糖核苷酸。
2.分子结构
(1)DNA和RNA各含有4种碱基,但是组
成二者的 有所不同,DNA中
含有碱基 A、 、C、G,RNA中
含有碱基A、 、C、G。
(2)DNA是由 连接而成
的长链,RNA则由 连接而成。
一般情况下,在生物体的细胞中,
DNA由 条脱氧核苷酸链构成,
RNA由 条核糖核苷酸链构成。
3.核酸的信息储存
(1)绝大多数生物中, 是储存、传
递遗传信息的生物大分子,脱氧核苷酸
的 储存着生物的遗传信息。
(2)部分病毒的遗传信息储存在
中,如新冠病毒、HIV、SARS等。
1.“三看”法快速确认DNA、RNA
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35
【提升练习】
1.ABC【解析】氨基酸的基本组成元素为 C、H、O、
N,有些蛋白质还含有S、Fe等元素,A错误;构成生物体
的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基,且该氨基和羧基
连在同一个碳原子上,B错误;天然蛋白质的氨基酸都有
一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上,但是 R基中也
可能含有氨基或羧基,C错误;构成蛋白质的氨基酸的不
同在于R基的不同,酪氨酸和精氨酸种类不同的原因是 R
基不同,D正确。
2.BD【解析】根据氨基酸结构通式可知,3种氨基
酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH,A正确;3种氨
基酸 (足量)置于适宜条件下,经脱水缩合可形成的三肽
化合物最多有33=27(种),B错误;甲的R基是—H,最
简单,该氨基酸是最简单的氨基酸,C正确;构成蛋白质
的氨基酸至少都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,D错误。
3.BCD【解析】不同蛋白质分子中形成肽键的结构式
都是一样的,其化学元素无差异性,A正确;蛋白质的种
类由组成它们的氨基酸种类、数量、排列顺序和多肽链空
间结构共同决定,B错误;蛋白质分子是由一条或多条肽
链组成,C错误;不适宜的温度和酸碱度可以使蛋白质空
间结构改变,从而影响其功能发生改变,D错误。
4.CD【解析】B是氨基酸,组成元素主要是 C、H、
O、N,可能含有S,也可能不含S,A错误;C是肽键,在
链状多肽中氨基酸数 =肽键数 +肽链数,在环状多肽中,
氨基酸数=肽键数,B错误;①过程是氨基酸脱水缩合形
成多肽的过程,C正确;蛋白质的功能是有多样性包括免
疫、催化等功能,D正确。
5.(1)氨基 至少有一个氨基和一个羧基连接在同
一个碳原子上 (2)3 (3)3 (4)生命活动的主要
承担者 催化 酶 调节 胰岛素
【解析】(1)图B中的①是氨基 (—NH2),氨基酸的
结构特点是至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原
子上。(2)图 B所示的一段肽链片段中的 R基②④⑥⑧
中,⑥和⑧相同,R基共有3种,说明该肽链片段是由3
种氨基酸经脱水缩合形成的。(3)图B所表示的血红蛋白
中β肽链一端的各氨基酸的R基②④⑥⑧中,共有2个羧
基 (⑥和⑧处各有一个),一条 β肽链的除了 R基外还含
有一个羧基,因此据两图可知一条 β肽链至少含有3个羧
基。 (4)蛋白质是生命活动的承担者,如肌肉中的蛋白
质,细胞膜中的蛋白质。举例说明蛋白质在生命活动中的
作用:①催化作用,如酶;②调节作用,如胰岛素。
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1.B【解析】每个氨基酸分子至少要有一个—NH2,
一个—COOH和一个 H,连在同一个碳原子上。其共同部
分可以表示为—C2H4O2N,R基是—CH2—OH,含有一个
C、三个 H、一个 O。CH3O+C2H4O2N,该氨基酸的分子
式为C3H7O3N,故含有 C、H、O的原子数是3、7、3,B
正确。
2.A【解析】链状7肽分子中含有的肽键数为氨基酸
数-肽链数=7-1=6(个);由分析可知丙氨酸的 R基为
—CH3,丝氨酸的R基为—CH2—OH,天门冬氨酸的 R基
为—CH2—COOH,该链状7肽分子含有4个天门冬氨酸,
故羧基数目为肽链数+R基中的数目 =1+4=5(个);该
链状7肽的氧原子数为肽键数+2×肽链数+R基中的数目
=6+2+2×4+1=17(个)。A正确,B、C、D错误。
3.C【解析】该肽链是由3个氨基酸脱去2分子水缩
合形成的,C错误。
4.B【解析】由题图可知,牛胰岛素是由2条肽链组
成的,含有的肽键数 =氨基酸的个数 -肽链数 =51-2=
49,A错误;胰岛素含有2条肽链,每条肽链中至少含有
一个—NH2和1个—COOH,因此牛胰岛素中至少含有2个
—NH2和2个—COOH,B正确;构成蛋白质的氨基酸有
21种,但每种蛋白质不一定都由21种氨基酸形成,因此
牛胰岛素水解产物最多含有21种不同的氨基酸,C错误;
氨基酸脱水缩合形成胰岛素的过程中脱去的水分子数目 =
形成的肽键数=49个,此过程中还形成3个二硫键 (二硫
键由两个—SH脱掉两个氢连接而成),即脱去6个 H,所
以51个氨基酸脱水缩合形成胰岛素时,减少的相对分子质
量为49×18+6=888,D错误。
5.C【解析】据题图分析可知,该蛋白质共有2条肽
链,A正确;蛋白质中氨基酸总数是 126,该蛋白质的肽
链数是2条,所以共含有的肽键数为126-2=124(个),
B正确;该蛋白质含有126个氨基酸,形成2条肽链,失
去水分子数=肽键数=126-2=124(个),相对分子质量
减少18×124=2232,C错误;蛋白质中游离的氨基总数
是17,该蛋白质的肽链数是2条,所以 R基中共含17-2
=15(个)氨基,D正确。
6.C【解析】多肽化合物 M水解后生成 10条短肽,
每条肽链上至少含有1个氨基,故这些短肽中至少共含有
10个氨基,A正确;10个短肽中共含有31个氨基酸,因
此所含肽键数为氨基酸数-肽链条数 =31-10=21(个),
B、D正确;每个氨基酸中至少含有2个氧原子,31个氨
基酸至少含有62个氧原子,这些短肽中共含有21个肽键
,
( ) * + , - ! ./012
36
需脱去21个水分子,则这些短肽中至少含有62-21=41
(个)氧原子,C错误。
(
5
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学习手册
知识点一 核酸的种类及其分布
【知识梳理】
一、1.脱氧核糖核酸 RNA
2.细胞核 叶绿体 细胞质
二、1.(1)核酸 含氮的碱基 (2)五碳糖 脱氧核糖
核苷酸
2.(1)碱基种类 T U (2)脱氧核糖核苷酸 核
糖核苷酸 两 一
3.(1)DNA分子 排列顺序 (2)RNA
知识点二 核酸的功能
【知识梳理】
1.携带遗传信息
2.遗传
知识点三 生物大分子以碳链为骨架
【知识梳理】
1.多糖 基本单位
2.碳链
【教材拓展】
提示:(1)DNA、RNA、蛋白质 脱氧核苷酸、核糖
核苷酸、氨基酸 (2)5 8 (3)d能水解为 m、f和
n;e为氨基酸,不能水解。
【要点精析】
变式训练 A
练习手册
【基础练习】
1.C【解析】细胞内含有 DNA和 RNA两种核酸,A
正确;核酸为多聚体,单体是核苷酸,DNA的基本单位是
脱氧核苷酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸,B正确;
DNA和RNA相比,主要是五碳糖不同,其次碱基种类也
不完全相同,C错误。DNA主要存在于细胞核中,其次线
粒体和叶绿体中也存在;RNA主要存在于细胞质中,其次
线粒体和叶绿体中也存在,D正确。
2.C【解析】题图为核苷酸的结构模式图,组成核苷
酸的元素是 C、H、O、N、P,A错误;病毒中含有 DNA
或RNA一种核酸,其含有的③碱基有4种 (A、T、G、C
或A、U、G、C),B错误;人体细胞内含有 DNA和 RNA
两种核酸,其含有的③碱基有 5种 (A、T、G、C、U),
②五碳糖有 2种 (核糖和脱氧核糖),C正确;DNA和
RNA在核苷酸组成上,除了②五碳糖不同 (分别是脱氧核
糖和核糖)外,在③含氮碱基上也不完全相同 (分别是A、
T、G、C和A、U、G、C),D错误。
3.D【解析】分析题图可知阴影部分是 DNA和 RNA
共同含有的,DNA中含有的是脱氧核糖,RNA中含有的是
核糖,A、C错误;胸腺嘧啶是DNA特有的碱基,B错误;
胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤和磷酸是 DNA和 RNA共同含有
的,D正确。
4.B【解析】蛙的成熟红细胞中含有细胞核、线粒
体,因此含有DNA分子,A错误;人体细胞的细胞质包括
细胞器和细胞质基质,在线粒体 (属于细胞器)中有少量
的 DNA分子,B正确;含 DNA的原核细胞同时也含有
RNA,C错误;DNA是细菌细胞中的遗传物质,D错误。
5.C【解析】噬菌体是一种 DNA病毒,其核酸只有
DNA,所含碱基是腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)、胞嘧啶
(C)和胸腺嘧啶 (T)4种,五碳糖只有脱氧核糖 1种,
核苷酸有腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶
脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸4种;烟草叶肉细胞中
含有DNA和 RNA,细胞中有碱基 5种———腺嘌呤 (A)、
鸟嘌呤 (G)、胞嘧啶 (C)、胸腺嘧啶 (T)和鸟嘌呤
(U),核苷酸有腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、
鸟嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷
酸、胞嘧啶核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核
糖核苷酸8种,五糖糖有核糖和脱氧核糖2种,C正确。
6.B【解析】核酸包括 DNA和 RNA,核酸是遗传物
质,是针对所有生物而言,具有细胞结构的生物的遗传物
质只能是DNA,A错误;核苷酸是核酸的基本单位,核酸
是由核苷酸聚合形成的大分子化合物,B正确;细胞质中
的叶绿体、线粒体中含有少量 DNA,C错误;核酸在消化
道内被水解成小分子核苷酸后吸收到血液中,而不是吸收
到血液后水解,D错误。
7.C【解析】甲型 H1N1流感病毒的遗传物质是
RNA,由4种碱基 (A、U、C、G)和 4种核糖核苷酸
(腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核
苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸)组成,A正确;主要存在于硝
化细菌的拟核中的核酸为 DNA,含 4种碱基 (A、T、C、
G),B正确;病毒只含有一种核酸,即DNA或RNA,C错
误;DNA基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸由一分
子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,所以
DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖,而没有核糖,D
正确。
8.C【解析】蛋白质都是氨基酸脱水缩合组成的,都
是由肽键连接的,蛋白质结构不同是由氨基酸的种类、数
量、排列顺序和蛋白质的空间结构不同造成的,A错误
;