内容正文:
一轮复习 第3讲
蛋白质和核酸
考情分析
考情分析 1.蛋白质的结构和功能 2024·黑吉辽卷,1;2023·福建卷,2;2023·浙江1月选考,9;2023·湖北卷,2;2023·湖南卷,1;2023·海南卷,2;2023·江苏卷,3;2023·河北卷,1;2022·湖南卷,1;2022·重庆卷,3
2.核酸及生物大分子 2024·北京卷,2;2023·福建卷,2;2023·全国乙卷,1;2021·全国乙卷,1;2021·江苏卷,1;2021·福建卷,3
一
蛋白质的结构和功能
1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸
氨基酸的结构通式
氨基
羧基
R基(侧链基团)
也可以写成
-NH2
也可以写成
-COOH
问题:
(1)据上图可知氨基酸共有的元素是__________,有的还含有_________等元素。
(2)氨基酸的结构特点
①组成蛋白质的氨基酸至少都含有________________________________________。
②从位置上看组成蛋白质的氨基酸都有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连接在______________上。
C、H、O、N
S、Se
一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)
同一个碳原子
一
蛋白质的结构和功能
1.蛋白质的基本组成单位——氨基酸
问题:
③各种氨基酸之间的区别在于______的不同。
R基
一
蛋白质的结构和功能
④氨基酸的种类
非必需
必需
必需氨基酸:赖氨酸 、 色氨酸 、 苯丙氨酸 、 甲硫氨酸 、 苏氨酸 、 异亮氨酸 、 亮氨酸 、 缬氨酸
一
蛋白质的结构和功能
2.蛋白质的结构
(1)氨基酸的脱水缩合 场所是核糖体
一
蛋白质的结构和功能
①H2O中的H来自______________________,O来自____________。
②一条肽链上氨基数或羧基数的确定:一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别位于肽链的______;其余的氨基或羧基在______上。
—COOH和—NH2
—COOH
两端
R基
(1)由于基因的选择性表达,同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量有所不同。
(2)氨基酸数目≠氨基酸种类:蛋白质分子含有多个氨基酸,构成人体蛋白质的氨基酸有21种。
(3)R基团中不一定有C原子,如甘氨酸中R基团为H原子;S元素一定在R基团中。
(4)多肽≠蛋白质:在核糖体上合成的是多肽,而不是蛋白质,多肽必须经过加工后,才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。
一
蛋白质的结构和功能
一
蛋白质的结构和功能
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)
肽链
盘曲、折叠
空间结构
一
蛋白质的结构和功能
(3)蛋白质结构多样性的原因
种类
排列顺序
数目
空间结构
一
蛋白质的结构和功能
3.蛋白质的功能(连线)
一
蛋白质的结构和功能
4.蛋白质的变性和盐析
①变性: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。
例如:鸡蛋、肉类煮熟
③变性后不能恢复到原来状态。
④变性只是破坏空间结构,肽键存在,双缩脲试剂仍然出现紫色反应。
②变性的条件:高温、强酸或强碱、重金属等。
情景长句:煮熟后的鸡蛋为什么容易消化?
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散、容易被蛋白酶分解。
一
蛋白质的结构和功能
4.蛋白质的变性和盐析
⑤变性:向蛋白质溶液中加入高浓度中性盐(如硫酸铵),通过破坏水化层和电荷平衡使蛋白质溶解度降低而析出。
5.蛋白质的水解
COOH
H2N C C
H
R1
O
N
H
C
H
R2
+
H2O
H2N C C OH
H
R1
O
H2N
C
H
R2
COOH
+
二肽
氨基酸
1.蛋白质形成过程的相关数量关系
肽链数 氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 多肽相对
分子质量 氨基数 羧基数
1 m m-1 m-1 am-18(m-1) 至少1个 至少1个
n m m-n ________ am-18(m-n) 至少n个 至少n个
环状 m m m ______________ 至少0个 至少0个
m-n
am-18m
注:氨基酸平均相对分子质量为a。
二
蛋白质的相关计算
二
蛋白质的相关计算
1.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-______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-________________×18。
肽链
脱去的水分子数
2. 根据蛋白质的结构相关计算
3. 有关二硫键的计算问题
二
蛋白质的相关计算
2. 形成的过程: -SH + -SH —S—S—
1. 一个二硫键脱去2个氢原子
3. 蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。
4.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=______数。
(2)游离氨基数或羧基数=肽链数+______中含有的氨基数或羧基数。
5.蛋白质水解有关计算
(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。
肽链
R基
二
蛋白质的相关计算
三
核酸是遗传信息的携带者
1.DNA和RNA的组成成分比较
三
核酸是遗传信息的携带者
2.DNA和RNA的判断
三
核酸是遗传信息的携带者
3.核酸、核苷酸、脱氧核酸、核糖核酸、脱氧核苷酸、核糖核苷酸的关系
核酸
脱氧(核糖)核酸
(DNA)
核糖核酸
(RNA)
基本单位
脱氧核苷酸
基本单位
核糖核苷酸
腺嘌呤(A)脱氧核苷酸
鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸
胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸
胞嘧啶(C)脱氧核苷酸
腺嘌呤(A)核糖核苷酸
鸟嘌呤(G)核糖核苷酸
尿嘧啶(U)核糖核苷酸
胞嘧啶(U)核糖核苷酸
脱氧核糖
磷酸基团
含氮碱基
核糖
磷酸基团
含氮碱基
4.核酸的功能与分布
核酸的初步水解的产物是核苷酸,脱氧核苷酸和核糖核苷酸分别是DNA和RNA的基本组成单位,彻底水解的产物是五碳糖、磷酸和含氮碱基。
蛋白质
拟核
三
核酸是遗传信息的携带者
5.核酸分子的多样性和特异性
(1)多样性:组成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,__________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__________。
排列顺序
遗传信息
三
核酸是遗传信息的携带者
6.生物大分子以碳链为骨架
(1)组成多糖、蛋白质、核酸的基本单位分别是______________________,这些基本单位称为______。生物大分子是由许多______连接成的多聚体。
(2)碳原子与碳原子或其他原子通过________连接形成稳定的结构。
单糖、氨基酸、核苷酸
单体
单体
共价键
三
核酸是遗传信息的携带者
考点检测
考向1 结合蛋白质的结构,考查生命观念
1.(2024·黑吉辽卷,1)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( )
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
B
考点检测
2.(2023·湖北卷,2)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇
C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构被破坏
A
考点检测
3.(2025·广东深圳调研)如图所示,蛋白质受到物理或化学因素的影响后会出现结构改变而导致生物活性的丧失。下列关于蛋白质的叙述不合理的是( )
D
A.蛋白质变性后仍能与双缩脲试剂产生紫色反应
B.蛋白质变性后容易被蛋白酶分解成小分子,因此熟食更易被消化
C.病毒、细菌经高温或化学物质的处理后其蛋白质失活,失去侵染能力
D.蛋白质变性过程中结构的改变与肽键以及氢键数目的变化有关
考点检测
考向2 围绕蛋白质的功能,考查生命观念
4.(2025·四川成都七中诊断)蛋白质是生命活动的主要承担者,生物体内不同类型的蛋白质行使不同的功能。下列相关叙述错误的是( )
A.葡萄糖进入小肠上皮细胞需要借助载体蛋白,并消耗能量
B.某种蛋白与病原体结合,可抑制病原体对人体细胞的黏附
C.突触后膜上的受体蛋白,可特异性识别并结合神经递质
D.用胰蛋白酶处理生物膜,不会改变生物膜的选择透过性
D
考点检测
5.(2025·湖南雅礼中学调研)真核细胞表面有多种G蛋白受体(GPCR),它们都具有七重跨膜结构。这类受体可介导多种胞外信号的细胞应答。信号过强或作用时间过长会使GPCR成为脱敏态,从而解除信号分子作用,如图所示。下列叙述正确的是( )
C
A.不同GPCR的氨基酸排列顺序相同
B.GPCR的水溶性部分形成跨膜结构
C.抑制蛋白使GPCR不能向细胞内传递信号
D.胞外信号消失后脱敏态的GPCR将恢复为活化态
考点检测
考向3 围绕蛋白质结构与相关计算,考查科学思维能力
6.(2025·河北邯郸期末)小鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF,它是由52个氨基酸组成的单链,其中含有6个二硫键(形成一个二硫键会脱去2个H)。EGF与靶细胞表面的受体结合后,激发了细胞内的信号传递过程,从而促进了细胞增殖。下列说法错误的是( )
A.EGF的基因至少含有312个脱氧核苷酸
B.在氨基酸形成EGF的过程中,相对分子质量减少了930
C.EGF和高温处理后变性的EGF都能与双缩脲试剂产生紫色反应
D.EGF能促进细胞增殖是因为EGF能进入细胞内发挥调节作用
D
考点检测
7.(2025·八省联考河南卷,1)中国的饮食文化源远流长。某传统美食口味独特,配料丰富(有海带、面筋、粉条和香油等)。下列叙述错误的是( )
A.海带中的碘元素可用于合成甲状腺激素
B.香油中的不饱和脂肪酸可用于合成磷脂
C.面筋中的蛋白质变性后生物活性丧失但理化性质不变
D.粉条中的淀粉彻底水解后可产生合成糖原的基本单位
C
考点检测
考向4 围绕核酸的结构和功能,考查生命观念
8.(2024·北京卷,2)科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲,依据的是DNA的( )
A.元素组成 B.核苷酸种类 C.碱基序列 D.空间结构
C
9.(2024·海南卷,1)海南黎锦是非物质文化遗产,其染料主要来源于植物。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列(细胞内一段特定的DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是( )
A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
C.染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中
D.DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同
D
考点检测
考向5 围绕生物大分子以碳链为骨架,考查生命观念
10.(2021·全国甲卷,1)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是( )
A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B.③④⑤都是生物大分子,都以碳链为骨架
C.①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D.④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
C
考点检测
考向6 围绕蛋白质、核酸间的关系,考查科学思维能力
11.(2024·河北唐山调研)真核生物中,DNA和RNA常与蛋白质结合,以DNA—蛋白质复合物或RNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关说法正确的是( )
A.蛙的红细胞中不含核酸—蛋白质复合物
B.某些细胞器中可含有DNA—蛋白质复合物
C.DNA—蛋白质复合物能通过核孔
D.tRNA充当搬运工时,以核酸—蛋白质复合物形式存在
B
题后总结
题后总结
不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳
题后总结
(1)细胞分化导致核DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”
(2)常见的核酸—蛋白质复合体
真题演练
1.(2024·江苏卷,1)关于人体中肝糖原、脂肪和胃蛋白酶,下列叙述正确的是( )
A.三者都含有的元素是C、H、O、N
B.细胞中肝糖原和脂肪都是储能物质
C.肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同
D.胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸
B
真题演练
2.(2023·湖南卷,1)南极雌帝企鹅产蛋后,由雄帝企鹅负责孵蛋,孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是( )
A.帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素
B.帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生
C.帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化
D.雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗体内脂肪以供能
A
真题演练
3.(2023·福建卷,2)随着社会经济的发展,人们对健康的生活方式日益关注。下列相关叙述正确的是( )
A.鸡蛋煮熟后蛋白质会发生变性,不利于人体消化
B.补充某些特定的核酸,可以增强机体修复受损基因的能力
C.长期吸烟,原癌基因和抑癌基因表达的稳态易受到破坏
D.饭后剧烈运动时副交感神经活动占优势,不利于胃肠的蠕动
C
4.(2023·河北卷,1)关于蛋白质空间结构的叙述,错误的是( )
A.淀粉酶在0 ℃时,空间结构会被破坏
B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构
D.载体蛋白在转运分子时,其自身构象会发生改变
A
真题演练
5.(2022·湖南卷,1)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一,其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是( )
A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中
B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收
C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关
D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高
C
真题演练
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
$$