高三苏教版生物一轮复习学案第2讲 蛋白质和核酸的结构和功能Word文档下载推荐.docx

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巧记　DNA组成结构的“五、四、三、二、一”

五：

五种元素；

四：

四种单体；

三：

三种小分子；

二：

二条脱氧核苷酸长链；

一：

一种双螺旋结构。

2．功能

判一判

（1）生物的遗传信息都储存于DNA中（　×

（2）核酸都能控制蛋白质的合成，都与生物性状有关（　×

（3）有的核酸具有催化功能（　√　）

（4）所有细胞生物的遗传物质均是DNA（　√　）

3．分布

（链接实验）

（1）DNA只分布于细胞核中，RNA只分布于细胞质中（　×

（2）甲基绿使DNA呈现绿色，派洛宁使RNA呈现红色（　√　）

（3）可选用植物的叶肉细胞作为观察DNA和RNA在细胞中分布的实验材料（　×

（4）盐酸的作用：

改变膜的透性便于染色剂进入；

将染色体中的蛋白质水解，便于DNA染色（　√　）

（5）缓水流冲洗玻片的原因是防止细胞被水流冲走（　√　）

考点一　聚焦蛋白质的结构层次及多样性

1．氨基酸结构通式分析

2．观察下面的二肽形成图示回答问题

（1）过程①名称：

脱水缩合，其场所是：

核糖体。

（2）物质②名称：

二肽。

（3）结构③名称：

肽键，其结构简式为：

—NH—CO—（或—CO—NH—）

（4）H2O中H的来源：

一个来自氨基，一个来自羧基。

（5）多个氨基酸发生该反应，产物名称为多肽。

3．观察氨基酸、多肽、肽链、肽键和蛋白质的关系图示

（1）多肽与蛋白质的最重要的区别是多肽无空间结构。

（2）如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶，需要参与的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

4．完善蛋白质的结构多样性和功能多样性图示

5．斐林试剂和双缩脲试剂的比较

比较项目

斐林试剂

双缩脲试剂

不同点

使用方法

甲液和乙液混合均匀后即可使用，且现配现用

使用时先加A液再加B液

实质

新配制的Cu（OH）2溶液

碱性条件下的Cu2＋

呈色反应条件

需水浴加热

不需加热即可反应

反应原理

还原糖中的醛基被Cu（OH）2氧化，Cu（OH）2被还原为Cu2O

具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成络合物

颜色

砖红色

浓度

乙液CuSO4浓度为0.05_g/mL

B液CuSO4浓度为0.01_g/mL

易错警示　蛋白质结构的3个误区

（1）氨基、羧基和肽键的书写误区

不要将氨基错写为NH2或—NH3；

不要将羧基误写为COOH或COOH；

也不要将肽键误写为CO—NH或CONH。

（2）蛋白质变性的误区分析

高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。

（3）蛋白质的结构和功能多样性的误区分析

分析角度

具体解释

蛋白质本身

氨基酸的数目、种类、排列顺序及肽链空间结构→结构多样性→功能多样性

遗传物质

千变万化的碱基对排列顺序→遗传信息的多样性→蛋白质的多样性

生物进化

千变万化的环境条件→通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质→个体的多样性和蛋白质的多样性

1．胰岛素的A，B两条肽链是由一个基因编码的，是在胰岛B细胞中合成的，刚合成的肽称前胰岛素原，在信号肽酶的作用下，前胰岛素原的信号肽被切除，而成为胰岛素原。

最后胰岛素原通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素和一个C肽（如图），请判断如下描述：

（1）胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链（　×

（2）胰岛素两条链分别以两条mRNA为模板合成（　×

（3）沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂（　×

（4）胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关（　×

（5）前胰岛素原转变为胰岛素的过程在核糖体完成（　×

（6）由前胰岛素原最终生成胰岛素的过程有内质网和高尔基体参与（　√　）

（7）前胰岛素原水解所需的水中的氢用于形成—NH2和—COOH（　√　）

（8）前胰岛素原与双缩脲试剂可产生紫色反应（　√　）

（9）前胰岛素原、胰岛素原和胰岛素都能降低血糖（　×

答案　

（1）×

（2）×

　（3）×

　（4）×

　（5）×

　（6）√　（7）√　（8）√　（9）×

解析　

（1）

（2）错，A、B两条肽链是由一个基因编码的，先形成一条信使RNA，由其作为直接模板合成一条肽链，最后经相关的酶的修饰而得到；

（3）错，沸水浴加热仅仅是破坏空间结构，并未引起肽链断裂；

（4）错，胰岛素的功能取决于其中的氢基酸顺序、种类、数目和多肽链的空间结构等；

（5）错、（6）对，胰岛素是分泌蛋白，在核糖体上合成以后，需经过内质网、高尔基体的加工、包装和运输，才能成为成熟的蛋白质——胰岛素，分泌到细胞外；

（7）对，前胰岛素原水解所需的水中的氢用于形成—NH2和—COOH；

（8）对，前胰岛素原为多肽链，含有肽键结构，可与双缩脲试剂产生紫色反应。

（9）错，由图示可知前胰岛素原、胰岛素原和胰岛素的氨基酸序列不同，因而功能不同，只有胰岛素具有降低血糖的生物学活性。

2．如图所示，物质A是在胰岛B细胞中合成的，且与血糖调节有关。

物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复制。

物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。

物质D由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。

下列有关说法正确的是（　　）

A．A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长素

B．物质A、B、C、D结构多样性的直接原因是a的种类、数目和排列顺序不同

C．与A、B、C、D四种物质的合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

D．高温和低温均能破坏物质A的空间结构，使其调节血糖的能力丧失

答案　C

解析　A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长激素，均属于分泌蛋白，其合成和分泌与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关。

物质A、B、C、D结构多样性的直接原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链的空间结构的不同。

高温能破坏胰岛素的空间结构，使其功能丧失，低温下胰岛素的空间结构稳定。

1．二硫键形成过程

蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。

一个二硫键（“—S—S—”）是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。

故计算蛋白质分子量时除减去H2O的分子量外，还应考虑脱去H的分子量。

上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。

2．蛋白质的合成与加工

蛋白质多肽链的合成场所为核糖体。

多肽需经内质网或在细胞质基质中盘曲、折叠形成特定空间结构。

高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行最后加工、分类与包装形成具有生物活性的蛋白质分泌到细胞外。

考点二　归纳蛋白质合成

过程的有关计算

1．假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条肽链或m条肽链：

形成

肽链数

肽键数

脱去水

分子数

氨基数目

羧基数目

多肽相对

分子质量

1

n－1

至少1个

na－

18（n－1）

m

n－m

至少m个

18（n－m）

2.假设某多肽中氨基酸数为n，控制其合成的基因和mRNA中至少含有的碱基数为6n和3n。

易错警示　有关蛋白质计算的5个易错点

（1）氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、“至少”时，不应考虑该计算过程中终止密码的碱基数。

（2）计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加H2O中的O、H数值。

（3）若形成的多肽是环状：

氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。

（4）在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。

（5）关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。

3．某非环状多肽，经测定其分子式是C21HxOyN4S2。

已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的。

苯丙氨酸（C9H11NO2）、天冬氨酸（C4H7NO4）、丙氨酸（C3H7NO2）、亮氨酸（C6H13NO2）、半胱氨酸（C3H7NO2S）。

下列有关该多肽的叙述，不正确的是（　　）

A．该多肽彻底水解后能产生3种氨基酸

B．该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5

C．该多肽有三个肽键，为三肽化合物

D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了54

解析　依据分子式中N为4个，并分析提供的氨基酸种类，可得出由4个氨基酸组成，为四肽，存在三个肽键，即C项是错误的。

再分析多肽的形成：

在核糖体上，形成过程中相对分子质量减少了54；

再分析S的数目为2个，可分析出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸（C3H7NO2S），即水解能形成的氨基酸为3种，再结合碳原子数目为21个，减去6个C原子（2个是半胱氨酸），为15个C原子，可分析出另外两个氨基酸分别为苯丙氨酸和亮氨酸，进一步推出该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5，A、B、D三项是正确的。

4．现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOWS（Z>

12，W>

13）。

已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。

下列叙述中，正确的是（　　）

A．合成该多肽时，至少需36个密码子

B．控制合成该多肽相应的基因至少有36个碱基

C．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有（Z－12）个赖氨酸

D．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有（W－13）个天冬氨酸

解析　该多肽为十二肽，说明有12个氨基酸参与了肽链的合成，根据氨基酸和密码子的一一对应关系，至少需要12个密码子（不考虑终止密码）；

控制十二肽合成的直接模板mRNA至少有12×

3＝36个碱基，对应的基因中至少有12×

6＝72个碱基；

由于5种氨基酸中只有赖氨酸的R基上有一个氨基，这条肽链中的氮原子数＝肽键数＋1＋赖氨酸的个数×

1，即Z＝11＋1＋赖氨酸的个数，赖氨酸的个数＝Z－12，所以该“十二肽”彻底水解后有（Z－12）个赖氨酸；

由于5种氨基酸中只有天冬氨酸的R基上有一个羧基含有2个氧原子，这条肽链中的氧原子数＝肽键数＋2＋天冬氨酸的个数×

2，即W＝11＋2＋天冬氨酸的个数×

2，天冬氨酸的个数＝（W－13）/2，所以该“十二肽”彻底水解后有（W－13）/2个天冬氨酸。

蛋白质合成中的相关计算

1．氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数。

2．羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。

3．氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中N的总数。

4．氧原子数＝肽键数＋2×

肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数。

5．氢原子数＝各氨基酸中H的总数－2×

脱去水分子数。

考点三　核酸与蛋白质的区别与联系

1．区别

核酸

蛋白质元素

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

氢基酸→多肽→蛋白质

结构多样性的决定因素

核苷酸的种类、数目及排列顺序

氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链空间结构

检测试剂

甲基绿

派洛宁

2.两者之间的联系

（1）DNA指导蛋白质的合成

（2）DNA多样性与蛋白质多样性的关系

易错警示　

（1）核苷酸、DNA、RNA和ATP中“A”的含义辨析

①核苷酸分子中的A是腺嘌呤。

②DNA和RNA中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。

③ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。

（2）细胞多样性的原因分析

不同生物细胞多样性的根本原因是DNA分子的多样性；

而同一生物细胞多样性的根本原因是基因的选择性表达（转录形成的mRNA不同）。

上述两种情况下细胞多样性的直接原因均是蛋白质分子的多样性。

（3）物质分子与物种特异性之间的关系辨析

蛋白质、核酸的结构及种类具有物种特异性，因而可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定，但生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸等则不具有物种特异性。

5．细胞内的生物大分子是由单体相互结合形成的多聚体。

图中甲、乙、丙为细胞内重要的三种多聚体，a和b为其单体。

请结合此图，判断相

关叙述中正确的是（　　）

A．在人体细胞内，a共有4种

B．ATP是由a连接两个高能磷酸键形成的

C．b可与双缩脲试剂发生紫色反应

D．在某人的神经细胞和肝细胞中，甲一般相同，乙、丙一般不相同

答案　D

解析　T2噬菌体为DNA病毒，主要成分是DNA和蛋白质；

甲流病毒为RNA病毒，主要成分是RNA和蛋白质。

由此可知，

甲为DNA，乙为RNA，丙为蛋白质，相应的a为核苷酸，b为氨基酸。

人体细胞内a共有8种；

ATP为三磷酸腺苷，断裂两个高能磷酸键后为一磷酸腺苷，即腺嘌呤核糖核苷酸，而a是核苷酸，包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸；

蛋白质或多肽因为有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，而氨基酸不能发生紫色反应。

（1）题中甲与乙的基本单位最主要的区别是什么？

（2）a形成甲、乙的过程和b形成丙的过程中，共同的产物是什么？

提示　

（1）甲中含有脱氧核糖和T；

乙中含有核糖和U　

（2）水

6．如图表示人体细胞内的几种重要化合物A、B、C的化学组成及它们之间的关系。

下列相关说法中，不正确的是（　　）

A．A和B是染色体的主要成分

B．过程1、2、4都有水的产生

C．密码子存在于B和C中

D．过程3、4进行的场所和所利用的酶不同

解析　从两个方面判断图解中的分子种类：

一是分子本身的元素组成；

二是分子间的内在联系。

小分子a的组成元素是C、H、O、N，由此可以初步判断其为氨基酸，小分子b的组成元素是C、H、O、N、P，由此可以初步判断其为核苷酸。

再根据A、B、C三种大分子物质的相互关系图解，联想到转录和翻译过程，B→C→A为基因表达过程，C为mRNA，这样就可以判断A是蛋白质，B是DNA。

由a合成A以及由b合成B的过程中有水的产生；

C→A是翻译过程，涉及氨

基酸的脱水缩合，也有水的产生。

B→C是转录过程，主要在细胞核中进行，C→A是翻译过程，在核糖体上进行，转录和翻译所利用的酶不同。

mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做一个密码子，所以C项错误。

碱基种类与核苷酸种类的关系

1．只有DNA或RNA的生物——病毒

2．同时含有DNA和RNA的生物——所有真核生物和原核生物

序号

错因分析

正确答案

①

审题不清

N、P

②

审题不

清

N

③

忽视“中文名称”

脱氧核糖核酸

④

忽视“彻底水解产物”；

出现错别字

脱氧核糖、磷酸、四种含氮碱基

⑤

忽视“从b分析”造成多答

氨基酸种类、数目和排列顺序不同

⑥

不能从糖蛋白的作用确定其位置

外侧

题组一　蛋白质的结构与特点

1．判断正误：

（1）细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质（2008·

天津，1C）（　　）

（2）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（2009·

福建，4A）（　　）

（3）tRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成（2008·

海南，7C）（　　）

（4）磷脂和蛋白质合成时，需要模板（2011·

江苏，1A改编）（　　）

（5）具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的（2008·

天津，1A）（　　）

（6）常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色，是由于蛋白质有肽键（2008·

广东理基，42A和2009·

江苏，21C）（　　）

　（3）√　（4）×

　（6）√

2．（2012·

上海卷，6）生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致（　　）

A．蛋白质分解为多肽链

B．多肽链分解为若干短肽

C．多肽链分解为氨基酸

D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物

解析　肽酶可水解肽链末端的肽键，最终将多肽链分解为氨基酸。

3．（2012·

海南卷，2）下列关于蛋白质的叙述，错误的是（　　）

A．有些蛋白质是染色体的组成成分

B．酶在催化反应前后，其分子结构不变

C．食盐作用下析出的蛋白质发生了变性

D．蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应

解析　染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA。

酶是生物催化剂，反应前后其分子结构不变。

蛋白质遇高温、重金属盐变性，盐析出的蛋白质没有变性。

双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合物。

题组二　蛋白质的相关计算

4．（2009·

上海卷，15）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－mB．n－2m

C．n＋mD．n＋2m

解析　两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，每个肽键中含一个氧原子；

n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键n－m个，所以肽键中氧原子是n－m个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的n－m个，所以应至少有氧原子的个数为n－m＋2m＝n＋m。

题组三　核酸的结构与功能

5．（2011·

海南卷，16）关于核酸的叙述，正确的是（　　）

A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质

B．DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的

C．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同

D．用甲基绿和派洛宁混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布

答案　B

解析　没有细胞结构的病毒，其内的核酸也是携带遗传信息的物质；

DNA分子中两条脱氧核苷酸单链之间的碱基对是由氢键连接而成的；

分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子中碱基的排列顺序不一定相同，所以其携带的遗传信息也不一定相同；

病毒体内只含一种核酸（DNA或RNA），所以用甲基绿和派洛宁混合染色，不能观察到DNA和RNA的分布。

6．（2010·

江苏卷，1）下列关于核酸的叙述中，正确的是（　　）

A．DNA和RNA中的五碳糖相同

B．组成DNA与ATP的元素种类不同

C．T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中

D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数

解析　DNA含的五碳糖是脱氧核糖，RNA含的五碳糖是核糖；

组成DNA与ATP的元素种类都是C、H、O、N、P；

T2噬菌体的遗传信息贮存在DNA中；

DNA中A与T配对、G与C配对，故双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。

题组四　有机物的检测与鉴定

7．（2012·

安徽卷，1）某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍显微镜观察。

下列描述正确的是（　　）

A．甲基绿－派洛宁染色，可观察到红色的细胞核

B．经甲基绿－派洛宁染色，可观察到绿色的细胞质

C．经铁苏木精染色，可观察到蓝色颗粒状的线粒体

D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质

解析　甲基绿和派洛宁对RNA和DNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，派洛宁使RNA呈现红色。

而DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，用甲基绿—派洛宁染色后，细胞核呈现绿色，细胞质呈现红色，故A、B两项都不正确。

铁苏木精是将活细胞中线粒体染色的特异性染料，可使活细胞中颗粒状的线粒体呈现蓝色，故C项正确。

苏丹Ⅲ可使脂肪呈现橘黄色，在显微镜下可观察到细胞中橘黄色的脂肪粒，故D项错误。

8．（2008·

山东卷，1）从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；

若加入斐林试剂并加热，出现砖红色。

该成分是（　　）

A．糖脂B．磷脂C．糖蛋白

D．脂蛋白

解析　由题中的两个实验推知，该成分既含有蛋白质，又含有还原性糖，可以判定为糖蛋白。

【组题说明】

考　点

题　号

错题统计

蛋白质结构及特点

1、2

蛋白质相关计算

3、4、14

核酸及相关问题

5、6、7、8

有机分子综合

10、11、12、13、15

实验

9、16

1.下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，不正确的是（　　）

A．各种蛋白质都是通过肽键连接的

B．各种蛋白质的基本组成单位都是氨基酸

C．氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质的功能

D．细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递

解析　各种蛋白质都是以氨基酸为基本组成单位，氨基酸之间通过肽键连接。

组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间