高考生物大一轮复习课件精讲义优习题 19.docx

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高考生物大一轮复习课件精讲义优习题19

第3讲　蛋白质和核酸

课程内容

核心素养——提考能

1.蛋白质的结构与功能

2.核酸的结构与功能

生命观念

分析蛋白质与核酸的形成过程，加深对物质与功能观的认识

科学思维

分析蛋白质与核酸的关系图和多聚体的连接模式图，强化模型构建与解读

社会责任

蛋白质与人体健康及在疾病治疗等方面的应用问题分析，强化社会责任

考点一　蛋白质的结构、功能及相关计算

1.组成蛋白质氨基酸元素组成、结构与种类

2.蛋白质的合成及其结构、功能多样性

（1）二肽的形成过程

①过程a：

脱水缩合，物质b：

二肽，结构c：

肽键。

②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。

（2）蛋白质的形成过程

3.蛋白质结构与功能的多样性

1.蛋白质的盐析、变性和水解辨析

（1）盐析：

是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。

（2）变性：

是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。

（3）水解：

在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。

水解和脱水缩合的过程相反。

2.利用数学思想深度理解蛋白质的结构与功能

（1）蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系

①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数；

②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－脱去水分子数×18。

（不考虑形成二硫键）

肽链

数目

氨基

酸数

肽键

数目

脱去水

分子数

多肽链相

对分子量

氨基

数目

羧基

数目

1条

m

m－1

m－1

am－

18（m－1）

至少

1个

至少

1个

n条

m

m－n

m－n

am－

18（m－n）

至少

n个

至少

n个

注：

氨基酸平均分子质量为a。

（2）蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算

①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数×1。

②游离氨基或羧基数目＝肽链数×1＋R基中含有的氨基或羧基数。

（3）利用原子守恒法计算肽链中的原子数

①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。

②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数。

注：

①环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同。

即肽键的数目＝脱去的水分子的数目＝氨基酸的数目。

②如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。

3.下面是某化合物的结构模型，解读相关内容

（1）该化合物的名称是五肽，形成场所是核糖体，形成过程称为脱水缩合。

（2）组成氨基酸的元素中一定含有C、H、O、N，若某氨基酸含有S元素，则S存在R基中。

（3）该化合物中含有4个肽键，其结构简式是—NH—CO—，形成过程中共脱去4分子水。

教材

高考

1.真题重组　判断正误

（1）从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法（2017·全国Ⅱ，T3C）（　　）

（2）蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化（2015全国Ⅰ，T5C）（　　）

（3）植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质（2016·海南，T3A）（　　）

提示　

（1）√　

（2）√　（3）√

2.深挖教材

（1）教材P21“与生活的联系”：

评价食物中蛋白质成分营养价值时，应特别关注什么？

提示　必需氨基酸的种类和含量。

（2）根据教材P23“知识链接”：

说出遗传信息决定蛋白质中氨基酸排列顺序的两个重要步骤。

提示　转录和翻译。

　围绕组成蛋白质的氨基酸的种类与结构考查生命观念

1.（2019·全国大联考）下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述错误的是（　　）

A.以上这三种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH

B.将这三种氨基酸（足量）置于适宜条件下，经脱水缩合可形成三肽化合物最多有27种

C.甲是最简单的氨基酸

D.从上式可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸

答案　D

　借助蛋白质的结构与内能考查科学思维

2.（2018·全国卷Ⅱ，1）下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是（　　）

A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原

B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程

C.蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2运输

D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分

解析　浆细胞产生的特异性抗体可与相应抗原结合而发挥免疫功能，A正确；肌细胞中的肌球蛋白、肌动蛋白等参与肌肉收缩，B正确；参与氧气运输的血红蛋白中有Fe2＋，而没有Mg2＋，C错误；染色体主要由蛋白质和DNA组成，所以细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分，D正确。

答案　C

3.如图为由30个氨基酸组成的多肽链，经加工，第1位甲硫氨酸被切除，第16与17位氨基酸之间的肽键被切断并生成两条多肽链，两条多肽链通过二硫键相连。

有关此过程的说法错误的是（　　）

A.加工过程中，氧原子数目增加1个

B.经加工，比原多肽链增加了1个氨基和1个羧基

C.此加工过程是在内质网中进行的

D.此多肽链的合成过程生成了29个水分子、加工过程消耗了2个水分子

解析　加工过程减少了1个肽键（含1个氧），另1个肽键（含1个氧）被水解，生成1个羧基（含2个氧）和1个氨基，所以氧原子数没变；此多肽链的合成过程生成了29个肽键，形成29个水分子，加工过程水解了2个肽键，消耗了2个水分子。

答案　A

（1）计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键（—S—S—）时，要再减去2（即两个氢原子），若无特殊说明，不考虑二硫键。

（2）若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18（n－m）中的肽链数（m）视为零，再进行相关计算。

考点二　核酸的组成、结构与功能

1.核酸的结构层次

2.核酸的功能与分布

3.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

单糖

蛋白质

氨基酸

核酸

核苷酸

1.“三看法”判断DNA和RNA

2.核酸与蛋白质的归纳与整合

项目

核酸

蛋白质

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

氨基酸→多

肽→蛋白质

结构多样性的决定因素

核苷酸的种类、数量及排列顺序

氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别

3.甲图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系，乙图是甲图中某种物质的单体结构图。

试分析：

（1）甲图中X、Y各代表何类元素？

（2）请写出甲图中A、B、C所代表的物质名称，并写出推断依据______________

_____________________________________________________________________。

（3）人体细胞中①～④发生的场所分别是什么？

（4）C具有多样性，从c角度分析原因是_____________________________________

_____________________________________________________________________。

A具有多样性的主要原因是______________________________________________

_____________________________________________________________________。

（5）若图乙中m为胸腺嘧啶，则a为________，其b位置为________（填“—OH”或“—H”）。

（6）若ATP水解可形成乙图结构物质，则a的名称为________，b处为________（填“—OH”或“—H”）。

（7）核糖体中m有几种？

其代号为____________。

提示　

（1）X—N、P；Y—N

（2）A.DNA、B.RNA、C.蛋白质。

A可复制，则A为DNA，DNA可转录为RNA进而指导蛋白质生物合成。

（3）在人体细胞中①②主要发生于细胞核，其次发生于线粒体，③④只发生于核糖体或细胞质。

（4）氨基酸的种类、数目和排列顺序不同　a的排列顺序千变万化

（5）脱氧核糖　—H

（6）核糖　—OH

（7）四种。

A、U、C、G

教材

高考

1.真题重组　判断正误

（1）细胞中RNA合成过程不会在细胞核外发生（2017·全国Ⅲ，T1C）（　　）

（2）在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶（2017·全国Ⅱ，T3A）（　　）

（3）酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸（2016·全国Ⅰ，T1B）（　　）

（4）原核生物拟核区中含有环状的DNA分子（2017·海南，T2C）（　　）

提示　

（1）×　线粒体与叶绿体中有DNA，在转录过程会发生RNA的合成。

（2）×　线粒体与叶绿体中有DNA，DNA复制有参与DNA合成的酶。

（3）√　（4）√

2.深挖教材

（1）（人教版必修1P26“问题探讨”拓展）DNA指纹法在案件侦破工作中有重要的用途。

为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？

你能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？

提示　DNA是主要的遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。

DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上，在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面，也可以利用DNA鉴定技术。

（2）（人教版必修1P28图拓展）DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义是什么？

提示　

　围绕核酸组成、结构与功能考查生命观念

1.（2018·海南卷，10）下列与真核生物中核酸有关的叙述，错误的是（　　）

A.线粒体和叶绿体中都含有DNA分子

B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量

C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键

D.转录时有DNA双链解开和恢复的过程

解析　线粒体和叶绿体是半自主性细胞器，在其基质中都含有DNA和RNA分子，A正确；合成核酸需要能量（ATP）、模板、原料和酶，B错误；DNA和RNA都是由核苷酸形成的，相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；转录时DNA双链解开，以其中一条链为模板转录生成RNA，转录结束后RNA从DNA上脱下，DNA双链恢复，D正确。

答案　B

2.科学家发现蛋白质合成用到的供能物质有鸟苷三磷酸（GTP），GTP与ATP类似。

下图为与基因表达相关的三种分子示意图，下列相关叙述错误的是（　　）

A.甲、乙、丙的组分中均有糖

B.乙的水解产物中含有丙

C.丙可为乙的合成提供原料

D.甲、乙共由8种核苷酸组成

解析　乙的水解产物中含有鸟嘌呤核糖核苷酸，与丙水解产生的G－P分子的组成相同，因此丙水解的产物可以作为合成乙的原料。

答案　B

　围绕核酸与蛋白质的关系考查生命观念与科学思维

3.（2015·海南卷，11）关于蛋白质的叙述，错误的是（　　）

A.rRNA能参与蛋白质的生物合成

B.DNA和蛋白质是染色体的组成成分

C.人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质

D.核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用

解析　所有的蛋白质均在核糖体上合成，即核糖体上合成的蛋白质能在细胞核中发挥作用，D错误。

答案　D

4.（2019·康杰中学模考）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（　　）

A.a、b、c共有的元素为C、H、O、N

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

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与b的区别除了五碳糖不同，碱基种类上也有差别；通过转录和翻译可合成蛋白质，进而控制生物性状；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。

答案　B

　结合细胞内有机物的推断考查科学思维能力

5.（2019·衡水中学金卷）如图表示细胞内某物质甲由①②两部分组成。

以下说法错误的是（　　）

A.若图中甲为组成蛋白质的氨基酸，②为R基，则①中的氨基和羧基都至少有一个

B.若①②为两个DNA片段，则通过DNA聚合酶可将其连接为甲

C.若图中甲为ATP，①为腺苷，则②含有三个磷酸基团

D.若①②均为葡萄糖，则小麦幼苗体细胞中的甲为麦芽糖

解析　根据氨基酸的通式可知，若图中甲为氨基酸，②为R基，则①中的氨基和羧基都至少有一个，且连接在同一个碳原子上；DNA连接酶可将两个DNA片段连接起来，因此若①②为两个DNA片段，则通过DNA连接酶可将其连接为甲；ATP是由腺苷和3个磷酸基团组成的，因此若图中甲为ATP，①为腺苷，则②含有三个磷酸基团；麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合形成的，若①②均为葡萄糖，则小麦幼苗体细胞中的甲为麦芽糖。

答案　B

6.如图表示细胞中一种常见的水解反应，下列化合物能发生此种反应的是（　　）

A.脂肪B.蛋白质

C.淀粉D.DNA

解析　由图可知，组成该生物大分子的单体是相同的。

组成脂肪的单体是甘油和脂肪酸两种，不可能发生此种反应；蛋白质的单体是多种氨基酸，不可以发生此种反应；淀粉的单体是葡萄糖，可以发生此种反应；DNA的单体是4种脱氧核糖核苷酸，不可以发生此种反应。

答案　C

生物大分子多聚体的连接方式判断

（1）若该图为一段肽链结构模式图，则1表示中心碳原子，2表示肽键，3的种类大约有20种。

（2）若该图为一段核酸结构模式图，则1表示五碳糖，2表示磷酸基团，3表示含氮碱基。

（3）若该图表示多糖结构模式图，则1、2、3连接形成的化合物是葡萄糖。

澄清易错易混·强化科学思维

[易错易混]

易错点1　对蛋白质的结构分辨不清

点拨　

（1）组成蛋白质的元素一定有C、H、O、N，一般还含有S元素。

（2）避免书写错误：

不要将氨基写为NH2或—NH3；不要将羧基写为

或COOH；也不要将肽键写为CO—NH或

。

（3）肽键数≠几肽（环状肽除外）：

由几个氨基酸构成的化合物称为几肽。

而不是含有几个肽键称为几肽。

（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。

易错点2　对影响蛋白质结构与功能的因素分辨不清

点拨　

（1）蛋白质变性的原因在某些物理和化学因素作用下，特定的空间构象被改变，导致其理化性质改变和生物活性丧失，但肽键没有被破坏。

（2）煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。

（3）高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。

易错点3　对核酸的组成、结构与功能分辨不清

点拨　

（1）DNA一般是双链结构，某些病毒中存在单链的DNA；RNA中的碱基也能相互配对形成氢键构成双链，如tRNA。

（2）脱氧核糖≠脱氧核苷酸≠脱氧核糖核酸：

脱氧核糖是一种五碳糖，脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位，而脱氧核糖核酸是生物大分子。

（3）核糖≠核糖核苷酸≠核糖核酸：

核糖是一种五碳糖，核糖核苷酸是核糖核酸的基本组成单位，而核糖核酸是生物大分子。

（4）DNA与RNA在分子组成上的区别是DNA含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，RNA含有核糖和尿嘧啶。

易错点4　对核酸、蛋白质的初步水解产物与彻底水解产物分辨不清

点拨　核酸、蛋白质的水解产物和氧化分解产物的比较

比较项目

DNA

RNA

蛋白质

初步水解产物

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

多肽

彻底水解产物

脱氧核糖、含氮碱基和磷酸

核糖、含氮碱基和磷酸

氨基酸

氧化分解产物

CO2、H2O、尿素和磷酸盐等

CO2、H2O

和尿素

[深度纠错]

1.（针对易错点1）下列有关肽键的叙述，错误的是（　　）

A.蛋白质中的肽键数等于或小于脱水缩合过程中的氨基酸数

B.含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应

C.核糖体上可形成肽键，溶酶体内可发生肽键的水解

D.肽键的元素组成为C、H、O、N，其牢固程度与碳碳双键紧密相关

解析　肽键的元素组成为C、H、O、N，其结构式为

，不含碳碳双键。

答案　D

2.（针对易错点2）下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是（　　）

A.α－鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键

B.蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的

C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的

D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应

解析　环状肽有几个氨基酸就会形成几个肽键，所以环状八肽含有8个肽键，A正确；蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的，也可能只含有一条肽链，B错误；蛋白质变性是空间结构被破坏，氨基酸之间形成的肽键不被破坏，C错误；含有两个或两个以上肽键的化合物都能与双缩脲试剂产生紫色反应，变性蛋白质仍然含有肽键，仍可与双缩脲试剂发生反应，D错误。

答案　A

3.（针对易错点3）下列关于RNA分子的叙述，正确的是（　　）

A.线粒体中含有mRNA、tRNA和rRNA

B.ATP中的“A”在RNA分子中不存在

C.RNA分子中不含氢键，有的RNA具有催化功能

D.RNA可以在细胞内运输某种物质，还可以作为细菌的遗传物质

解析　线粒体中有少量的DNA，其通过转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA，A正确；ATP中的“A”是腺苷，是由腺嘌呤与核糖构成的，RNA分子中也存在腺嘌呤与核糖，B错误；有的RNA也具有氢键，如tRNA呈三叶草结构，其双链区含有氢键，C错误；RNA（tRNA）可以在细胞内运输某种物质，但不可以作为细菌的遗传物质，细菌的遗传物质是DNA，D错误。

答案　A

4.（针对易错点4）在人体内，HIV与特异性抗体结合后产生沉淀，被吞噬细胞摄取后彻底水解可得到（　　）

A.20种氨基酸、5种含氮碱基

B.20种氨基酸、4种脱氧核糖

C.多种氨基酸、1种核糖

D.多种氨基酸、4种核糖核苷酸

解析　HIV的成分是蛋白质和RNA，抗体的成分是蛋白质，HIV与特异性抗体结合后产生沉淀，被吞噬细胞摄取后彻底水解可得到多种氨基酸、1种核糖。

答案　C