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第③
课时
蛋白质和核酸
1闲明蛋白质通常由21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构
,细胞的功能主要由蛋白质完成。2概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的
生物大分子。
知识自主梳理
蛋白质的基本单位
Asupl(O1)复基酸
元素组成
②C、H,0、N,有的含S等
H
结构通式
☒HN-C-Go0H
每种氨基酸至少都含有网一个氨
结构特点
基和一个羧基,.并且都有圆一个
酸
氨基和一个羧基连接在O©同一个
碳原子上
区别依据各种氨基酸之间的区别在于☑R
基的不同
种类:组成人体蛋白一四非必需氨基酸(13种)
质的氨基酸图21种
回必需氨基酸(8种)
二蛋白质的结构及其多样性
1.脱水缩合
连接氨基酸的方式
(I)概念:supI(O1)一个氨基酸分子的羧基(COOD与另一个氨基酸分子的氨基(一H)相连
接,同时脱去一分子的水。
(2)过程
H O
H
H.N-
OH+H-
COOH.
H
0肽键
HN-C-CN-C-COOH +H0
过程a的名称:x(supl(O2)脱水缩合,脱去的水中的氢来自x(stupl(O3)氨基和羧基,氧米
自x(s'upl(04)supl(O5)二肽,即由x(s\upI(O6)supl(O7)链状结构,x(s\upl(O8)肽链
1
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2.蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例
原国:两春或多表肽健
通过化学键加二硫键相
原国:不网氨是酸之互结合在一望
间还能州满氨键等
两条或多
脱水
盆曲,
具有一
缩合多折叠
条肽链聚更为复杂的
定空间集在一起
空间结构的
酸
肽
结构的
蛋白质
蛋白质
氨基酸之一条肽链的
这条肽链
四条肽链聚集在
间脱水缩特定区域进
进一步盘
一起形成复杂的
合形成
行有规律的
绕形成…
空间结构
四肽链
①盘曲、折叠
定的四空
间结构
3.蛋白质结构多样性的原因
(1)氨基酸x0 s\upl1(12)supl13)supl(14)排列顺序千变万化
(2)多肽:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的supl(15)空间结构千差万别。
4.蛋白质变性
蛋白质变性指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的sup1(16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,该过程一般不会破坏spl(17)肽键。高温使
蛋白质的空间结构变得sup1(18)伸展、sup1(I9)松散,容易被蛋白酶接触而水解。
三蛋白质的功能
1.蛋白质的功能
2
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蛋
结构蛋白
如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等
质
团催化功能,如绝大多数酶
功
园运输功能,如血红蛋白
功能蛋白
能
调节功能,如☒胰岛素、
生长激素等蛋白质类激索
免疫功能,如☒抗体
总结:细胞的各项生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的sup1(O5)主要承担者。
2.结构多样性与功能多样性的关系:每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的
supl(O6独特结构,如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变,就可能会supl(O7)影响
其功能。
特别提醒
1.蛋白质结构多样性的根本原因:控制蛋白质合成的基因具有多样性。
2.图示法理解激素、酶、抗体、载体蛋白与蛋白质关系
抗的
景素
蛋白质
(Q)绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;激素中有些是蛋白质,有些不是蛋白质。
(2)抗体和载体蛋白的本质都是蛋白质,但结构各不相同。
四蛋白质相关计算题的总结
1.计算多肽形成时的肽键数与脱去水分子数
肽链
氨基
肽键
脱去水
氨基
羧基
数目
酸数
数目
分子数
数目
数目
\s\up1(01)m
\stup1(02)m
supl(03)至
supl(04)至
1条
加
-1
-1
少1
少1
\s\up1(05)m
s\up1(06)m
stup1(07至
sup1(08)至
n条
名
-n
一2
少n
少”
2.计算蛋白质相对分子质量
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(1)无二硫键:蛋白质相对分子质量=sup1(09)氨基酸数目×氨基酸平均分子量一脱去水分子
数×18。
(2)有二硫键(一S一S一)时(每形成一个二硫键脱去两个氢):蛋白质相对分子质量=supl(10)
氨基酸数目×氨基酸平均分子量一脱去水分子数×18一形成二硫键个数×2。
3.解答多肽中各原子数的计算题
在脱水缩合形成多肽时,C、N原子数目不变,H、O原子数目有变化,其数量关系如下:
①C原子数=supl(11)各氨基酸中碳原子的总数;②H原子数=supl1(12)各氨基酸中氢原子
的总数一脱去水分子数×2:
③O原子数=sup1(13)各氨基酸中氧原子的总数一脱去水分子数:
④N原子数=sup1(14)各氨基酸中氨原子的总数
4.蛋白质分子中氨基酸数和基因、mRNA之间的关系
supl(15)氨基酸数目:mRNA碱基数:基因碱基数≈1:3:6。
五核酸是由核苷酸连接而成的长链
1.核酸种类及分布
核酸包括supl(O1)脱氧核糖核酸DNA(中文名称和英文缩写)和supl(O2)核糖核酸RNA)两
类,真核生物的DNA主要分布在supl(O3)细胞核,supl(O4)线粒体、叶绿体中也有少量DNA:
RNA主要分布在supl(O5)细胞质中。
2.核酸的结构层次
元索组成
→C、H0、N、P
○++
小分子物质:6磷酸⑦五碳糖图含氮碱基
相互连接
百核街
核苷酸
Q
缩合
Q>
核苷酸链
核酸一000或AU
DNA
RNA
3.核酸功能
(1)功能:核酸是细胞内携带supl(O9)遗传信息的物质,在生物体的遗传、supl(10)变异和
sup1(I1)蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
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(2)DNA分子是supl(12)储存、传递遗传信息的生物大分子,脱氧核苷酸的supl(I3)排列顺
序储存若生物的遗传信息。部分病毒的spl(14)遗传信息储存在
RNA中,如supl(I5)IV(人类免疫缺陷病毒)、SARS(严重急性呼吸综合征)病毒。
4.DNA和RNA的比较
组成元素
G脱氧核糖
-⑧C,H、0
四核糖
N P
碱基☑T
HDNA
碱基
碱基团U
gA、C、G
RNA
双螺旋空
通常为
间结构
磷酸基团
园单链
是一切细胞生物和DNA
是RNA病毒
病毒的遗传物质
的遗传物质
5,核酸分子的多样性和特异性
(1)多样性原因:核苷酸的sup1(23)数且成千上万,核苷酸的sup1(24)挂列顺序千变万化。
(2)特异性原因:每个核酸中核苷酸的数目和排列顺序都是sup1(25)特定的。
六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
supl(O1)单糖
supl(02)蛋白质
氨基酸
核酸
sup1(03)核苷酸
每一个单体都以sup1(04)若王个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,生物大分子由许多
sup1(O5)单体连接而成的多聚体,因此,生物大分子也是以碳链为基本骨架的,故supl(O6)
碳是生命的核心元素。
特别提醒脂肪是由甘油和脂肪酸结合而成的,而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相
比小很多,一般不称其为生物大分子。磷脂和固醇同样不属于生物大分子。
易错判断)
1.具有氨基和羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸。(×)
2.组成蛋白质的各种氨基酸之间的差异主要是其空间结构不同。(×)
3.组成蛋白质的氨基酸之间可按照不同的方式脱水缩合。(×)》
4.脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键,该多肽就是几肽。(×)
5.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
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水解。(√)
6.蛋白质变性后不可与双缩脲试剂发生反应。(×)
7.蛋白质的营养价值在于必需氨基酸的种类和含量。(√)
8.氨基酸仅通过脱水缩合就可以形成蛋白质。(×)
9.只有细胞内才有蛋白质分布。(×)
10.蛋白质的空间结构与其功能密切相关。(√)
11.核酸的基本组成单位是核苷酸。(√)
12.核酸是生物的遗传物质,仅存在于细胞核中。(×)
13.构成DNA的单体是脱氧核苷酸。(√)
14.真核生物以DNA为遗传物质,原核生物以RNA为遗传物质。(×)
经典考题训练
考向一围绕蛋白质的结构和功能,考查生命观念
[例1](2024黑吉辽,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C2+。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C2+后,空间结构可能发生变化
答案:B
解析:Ca2+不是钙调蛋白的基本组成单位,钙调蛋白的基本组成单位是氨基酸,B错误:氨
基酸之间能够形成氢键,使肽链能盘曲、折叠,C正确。
[例2](多选)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。
下列相关叙述正确的是()
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
答案:ABC
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解析:小肠上皮细胞通过主动运输方式吸收葡萄糖,故需借助膜上的载体蛋白,消耗能量,
A正确:体液免疫中抗体与病原体结合后可抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附,B正确:
位于突触后膜上的受体蛋白,能识别并结合神经递质,神经递质与受体的结合具有特异性,
C正确:用胰蛋白酶处理生物膜,其上的蛋白质被水解,会改变生物膜的选择透过性,D错
误。
考向二围绕核酸的结构和功能,考查生命观念
[例3】]如图甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述不正确的是()
000
RNA
甲
丙
A.甲中a为核糖或者脱氧核糖,b为腺苷
B.病毒中的核酸可能是乙,也可能是丙
C.人的神经细胞中含有甲的种类是8种
D.小麦根尖细胞遗传物质中,甲中的m有4种
答案:A
解析:甲可能是核糖核苷酸也可能是脱氧核苷酸,a为核糖或者脱氧核糖,b为核苷酸,A错
误;病毒中含有DNA或RNA一种核酸,其遗传物质是(乙)DNA或(丙)RNA,B正确;人的
神经细胞中含有DNA和RNA两种核酸,核苷酸的种类是8种,C正确:甲为核苷酸的结构
简图,其中a为五碳糖,b为核苷酸,m为含氮碱基,小麦根尖细胞遗传物质为DNA,DNA
中含4种碱基,D正确。
考向三围绕核酸与蛋白质的关系,考查科学思维
[例4](2021江苏高考)核酸和蛋白质都是重要的生物大分子,下列相关叙述错误的是()
A.组成元素都有C、H、O、N
B.细胞内合成新的分子时都需要模板
C.在细胞质和细胞核中都有分布
D.高温变性后降温都能缓慢复性
答案:D
解析:核酸的组成元素为C、H、O、N、P,蛋白质的组成元素为C、H、O、N等,故组成
元素都有C、H、O、N,A正确:核酸和蛋白质的合成都需要模板,合成DNA以DNA分子
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的两条链为模板,合成RNA以DNA的一条链为模板,合成蛋白质以mRNA为模板,B正
确:核酸和蛋白质在细胞质和细胞核中都有分布,DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分
布在细胞质中,C正确:DNA经高温变性后降温能缓慢复性,蛋白质经高温变性后,降温不
能复性,D错误。
[例5](多选)图中甲、乙、丙表示生物大分子,①②③表示生理过程。下列分析错误的是()
单体
单体,
单体
甲二乙
→丙
A.a、b、c共有的元素为C、H、O、N、P
B.a与b的区别只是含有的五碳糖不同
C.通过②③过程,核酸控制蛋白质的合成
D.同一生物不同细胞中的丙有差异
答案:AB
解析:根据图示可判断,甲代表DNA,乙代表RNA,丙代表蛋白质,①代表DNA的复制,
②代表转录,③代表翻译。单体a是脱氧核苷酸,单体b是核糖核苷酸,单体c是氨基酸。
核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P,氨基酸的主要组成元素是C、H、O、N,A错误:a
与b的区别除了五碳糖不同,碱基种类也有差别,B错误:基因通过转录和翻译可合成蛋白
质,进而控制生物性状,C正确:由于基因的选择性表达,同一生物不同细胞中合成的蛋白
质有差异,D正确。
考向四围绕生物大分子以碳链为骨架,考查生命观念
「例6(2021·全国甲卷)己知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核梭都是人体内有
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
答案:C
解析:氨基酸通过肽键连接而成的是多肽,本质为RNA的酶和性激素等不符合要求,A错
误;多糖、蛋白质和核酸是生物大分子,脂肪与部分薇素不是生物大分子,B错误:糖类是
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人体细胞内的重要能源物质,脂肪是细胞内良好的储能物质,核酸是细胞内携带遗传信息的
物质,不是人体细胞内的主要能源物质,D错误。
[例刀](2023全国乙卷,1,改编)生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成。
构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键,以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。根据
表中信息,下列叙述错误的是(
单体
连接键
生物大分子
检测试剂或染色剂
葡萄糖
①
⑨
③
蛋白质
④
⑤
核酸
⑥
A①可以是淀粉或糖原
B.②是氨基酸,③是肽键,⑤是碱基
C.②和⑤都含有C、H、O、N元素
D.④可以是双缩脲试剂
答案:B
解析:淀粉、糖原和纤维素是生物大分子,由葡萄糖聚合而成,A正确:②和⑤分别是氨基
酸、核苷酸,②和⑤中均含有C、H、O、N元素,B错误,C正确;可用双缩脲试剂检测蛋
白质,D正确。
题后归纳
1.各种有机物的组成和功能总结
楂物细胞壁
→葡萄糖
一纤维素一组成成分
一→淀粉、糖原
甘油和脂肪酸
→脂肪
固醇
N、P
脱氧核苷酸
DNA(主要分布
在细胞核中)
携带
核糖核苷应
含有
在细胞质中)
N(S等)
氨基或→蛋白质一生命活动的主要承担者
2.有机物分解产物
项目
DNA
RNA
蛋白质
淀粉
脂肪
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
氨基酸
葡萄糖
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初步分解
4种脱氧核苷
4种核糖核苷
甘油和脂肪
多肽
麦芽糖
产物
酸
酸
酸
脱氧核糖、含
彻底分解
核糖、含氮碱
甘油和脂肪
氨碱基和磷
氨基酸
葡萄糖
产物
基和磷酸
酸
酸
代谢终产
CO2、H2O和
CO2、H20、
尿素和磷酸盐
CO2和H2O
CO2和H2O
物
尿素
课时作业
题
2
4
6
8
10
11
12
13
14
号
难
★
★
★
★
★
★
度
★
★
★
蛋
元
蛋
核酸
每
生
蛋
蛋
白
白
核
核酸
蛋
类、
物
白
白
质
核
质
与
的
白
蛋
的
酸
蛋
对
质
的
与
结
质
基
白
的
相
组
的
白
分
结机鉴
关
成、
结
蛋
合
构
酸
质
功
白
质、
子
定、
的结
能
计算
分
构
物
核
质
推
布
酸
推断
功能
与功
构
定
断
能
单项选择题
1.下列关于人体内氨基酸的叙述,错误的是(
)
A.组成甘氨酸的元素是C、H、O、N
B.某些氨基酸可作信息分子发挥作用
C.不同肽链中氨基酸连接方式相同
D.氨基酸与双缩脲试剂能发生紫色反应
答案:D
10