一轮复习人教版 第1单元　第3课　蛋白质和核酸 学案

1、 第3课蛋白质和核酸学业质量水平要求1基于对蛋白质和核酸功能的说明，认同蛋白质是生命活动的主要承担者、核酸是遗传信息的携带者，并通过蛋白质和核酸结构和功能之间的关系，认同结构与功能相适应的观点。(生命观念)2通过推导氨基酸的结构通式、脱水缩合的过程以及DNA和RNA的结构，培养分析和处理信息的能力，并尝试构建蛋白质和DNA的结构模型。(科学思维)3结合蛋白质与人体健康方面的关系，形成崇尚健康文明的生活方式，成为健康中国的促进者和实践者。(社会责任)考点一蛋白质的结构和功能1组成蛋白质的氨基酸的结构2蛋白质的合成及其结构层次(1)二肽的形成过程。过程a：脱水缩合(一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的

2、羧基相连接，同时脱去一分子水)，物质b：二肽，结构c：肽键。H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。(2)蛋白质的四个结构层次(以由氨基酸形成血红蛋白为例)。3蛋白质的多样性1具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。()2蛋白质变性是由肽键的断裂造成的。()3变性的蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应。()4蛋白质结合Mg2形成的血红蛋白参与O2的运输。()5评价蛋白质食品营养价值的依据之一是其必需氨基酸的种类和含量。()6鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键。()7氨基酸的脱水缩合过程发生在核糖体上。所有的蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的生理功能。()【教材细节命题】1(必修1

3、P30“与社会的联系”拓展)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因：赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。2(必修1 P32“与社会的联系”拓展)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，容易被蛋白酶水解。3(必修1 P32“与社会的联系”拓展)蛋白质变性后还可以用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。可以。因为高温破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构，没有破坏氨基酸之间的肽键。1有关蛋白质结构的计算规律(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

4、成1条链状多肽或m条链状多肽。形成肽链数形成肽键数脱去水分子数蛋白质相对分子质量氨基(或羧基)数目1n1n1na18(n1)至少1个mnmnmna18(nm)至少m个提醒：计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(SS)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na18(nm)中的肽链数(m)视为0，再进行相关计算。游离氨基或羧基数肽链数R基中含有的氨基或羧基数。(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。

5、在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数。氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去水分子数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总数。氧原子数肽键数2肽链数R基上的氧原子数各氨基酸中氧原子总数脱去水分子数。由于R基上的碳原子数不易确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。(3)基因表达中氨基酸数与相应DNA、mRNA中碱基数目的关系如下：DNA(基因)eq o(,sup10(转录)mRNAeq o(,sup10(翻译)蛋白质e

6、q avs4al(脱氧核,苷酸数) eq avs4al(核糖核,苷酸数)氨基酸数6 3(最多) 1(最多)2蛋白质功能多样性的原因分析(1)直接原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样eq o(,sup10(形成)结构多样性。(2)根本原因：遗传物质中千变万化的碱基排列顺序eq o(,sup10(形成)遗传信息的多样性。(3)进化原因：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多样性和蛋白质的多样性。3区别蛋白质的三种变化(1)盐析：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：由高温、过酸、过碱、酒精、重金属等因素导致

7、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。考向1| 氨基酸的结构和种类1下图为氨基酸分子的结构通式，下列叙述正确的是()A结构在所有生物体内均有21种B氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自和C结构中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合D生物体内n个氨基酸形成一条多肽链，脱去n个水C解析：氨基酸的种类由R基决定，在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，但并不是所有的生物体内均有21种，A错误；氨基酸脱水缩合产生水，水中的氢来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基，B

8、错误，C正确；n个氨基酸形成一条多肽链脱去(n1)个水，D错误。2(2021江苏常州模拟)下面是三种化合物的结构简式，下列有关这三种化合物的叙述，错误的是()A三种化合物可以用一个结构通式表示B三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D三种化合物两两结合形成的物质中游离氨基数相同B解析：三种物质都是构成蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示，A正确；图中三种氨基酸的共同点之一应为都至少含有一个氨基、一个羧基，B错误；双缩脲试剂与蛋白质产生紫色反应是由于蛋白质中有肽键，而氨基酸中无肽键，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C正确；三种化合物两两结

9、合形成的物质中游离的氨基数都是1，D正确。【技法总结】“二看法”判断组成蛋白质的氨基酸考向2| 蛋白质的相关计算与分析3有一条直链多肽，分子式为C69H121O21N25S，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸，则该多肽的肽键数为()A19 B20 C23 D25A解析：假设水解得到的氨基酸个数为n，则该直链多肽合成时脱去的水分子数为n1。题图中四种氨基酸都只含有一个羧基，每个羧基含2个氧原子，则该多肽链中的氧原子数目氨基酸数目2脱去的水分子数，即212n(n1)，计算可得n20，所以该多肽的肽键数20119，A正确。4(2021河南林州一中模拟)下图为某蛋白质的结构示意图，其中“SS”表示连

10、接两条相邻肽链的二硫键。若该蛋白质由m个氨基酸构成，则该蛋白质分子在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为()Am个18mB(m4)个18(m4)C(m3)个18(m3)4D(m2)个18(m2)4D解析：根据题意和图示分析可知，该蛋白质分子由3条多肽链构成，且有1条是环状的，所以形成时失去的水分子数m2。因为该蛋白质分子中含有两个“SS”，所以在形成蛋白质时失去4个H。因此，形成一个该蛋白质分子时减少的相对分子质量为18(m2)4。5(2021陕西质检)下图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸(R基为CH3)。现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基

11、酸均以游离态正常存在)，请回答下列问题：(1)水解得到的几种有机物比原五十肽增加了_个氧原子。(2)新生成的4条多肽链至少含有_个游离的羧基，若将这4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去_分子H2O。(3)若将得到的5个氨基酸缩合成五肽(链状)，则有_种不同的氨基酸序列。解析：(1)据题图分析可知，每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键，脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键，则需8分子水参与反应，故该五十肽水解得到的几种有机物比原五十肽增加了8个氧原子。(2)每条肽链中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基。若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，需要形成3个

12、肽键，脱去3分子水。(3)得到的5个氨基酸，其中有4个是丙氨酸，故将这5个氨基酸缩合成五肽，可有5种不同的氨基酸序列。答案：(1)8(2)43(3)5考向3| 蛋白质分子结构与功能的分析6蛋白质是生命活动的主要承担者，下列相关叙述错误的是()A蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成B加热变性蛋白质不会与双缩脲试剂发生显色反应C多肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构D细胞中的蛋白质可参与运输、催化、免疫、调节等多种功能B解析：细胞内的蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成的，氨基酸脱水缩合过程中形成的H2O来自氨基和羧基，相反，蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成，A正确；蛋白质

13、在高温下变性后，其空间结构发生改变，但肽键没有断裂，因此仍能与双缩脲试剂发生反应呈紫色，B错误；多肽链的数目及盘曲、折叠方式不同是蛋白质多样性的原因之一，所以多肽链的数目及盘曲、折叠方式均可影响蛋白质的结构，C正确；蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能，D正确。7(2021四川成都模拟)HSP是机体细胞受高温刺激后合成的一类热休克蛋白。该蛋白可发挥如图所示的作用，以保护机体细胞不受破坏。图中HSP起的作用是()A促进肽键的形成B抑制氨基酸脱水缩合C促使肽链形成空间结构D维持蛋白质结构稳定性C解析：分析题图可知，HSP能促进多肽链转变成蛋白质，即

14、促使肽链形成空间结构，C正确。【归纳总结】巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能考点二核酸的组成、结构与功能1核酸的结构层次2核酸的功能(1)细胞内携带遗传信息的物质。(2)在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。3核酸的分布(1)DNA：主要分布在细胞核中，叶绿体和线粒体中也有少量分布。(2)RNA：主要分布在细胞质中。4核酸分子的多样性和特异性(1)多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在连成长链时，排列顺序就是极其多样的，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都是特定的，其特定的脱氧

15、核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。5生物大分子以碳链为骨架1人体细胞的核酸中含有4种核苷酸。()2相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。()3大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质。()4同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同。()5脂肪的单体是甘油和脂肪酸。()【教材细节命题】1(必修1 P34问题探讨)DNA指纹技术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？人的遗传物质是DNA，而每个人的遗传物质都有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。2(必修1 P35正文)HIV怎样储存遗传信息？以

16、特定核糖核苷酸序列的形式贮存。3(必修1 P36正文)“碳是生命的核心元素”的原因是生物大分子以碳链为骨架。1比较DNA与RNA的差异比较项目脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)组成单位成分碱基共有A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)特有T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)五碳糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸功能主要的遗传物质，储存和传递遗传信息，并决定蛋白质的生物合成针对RNA病毒：是RNA病毒的遗传物质；mRNA：传递遗传信息；tRNA：运输和识别；rRNA：组成核糖体；极少数RNA可作为酶，具有催化功能存在真核生物：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体；原核生物：拟核、质粒主要存在于细胞质中2.不同生物的

17、核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳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RNA5种8种DNA病毒DNA病毒DNA4种4种DNARNA病毒RNA4种4种RNA3.核酸与蛋白质的比较项目核酸蛋白质DNARNA组成单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)氨基酸(21种)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双螺旋结构一般为单链结构复杂的空间结构初步水解产物4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸多肽彻底水解产物磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、核糖、含氮碱基氨基酸结构多样性的决定因素核苷酸的数量及排列顺序氨基酸的种类、数量、排列顺序和多肽链的盘曲、折叠方式及空间结

18、构联系(1)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系。(2)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不完全相同”。考向1| 核酸的结构和功能1(2022海南八校联考)下图表示某种大分子物质的基本单位，下列关于它的叙述正确的是()A该物质是核糖核酸，人体内有4种B从图中看该物质只含有C、H、O、P 4种元素C该物质形成的大分子物质是RNA，它主要分布在细胞质中D在T2噬菌体和HIV的宿主细胞中都找不到这种物质C解析：题图为核糖核苷酸的结构图，该物质在人体内有4种，A错误；该物质含有C、H、O、N、P 5种元素，B错误；该物质聚合形成的大分子物质RNA，主要分布于细胞质中，C正确；在T2噬菌体

19、和HIV的宿主细胞中都能找到这种物质，D错误。2下图甲所示物质b是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是()A如果图甲中的a是核糖，则b是丙的基本单位B如果m是胸腺嘧啶(T)，则b是乙的基本单位C在多个b聚合成乙或丙的过程中，都需要能量D乙或丙彻底水解的产物是甲D解析：由题图可知，图乙为规则的DNA双螺旋结构，图丙为tRNA。图甲中a是五碳糖，如果a是核糖，则b是核糖核苷酸，是构成丙tRNA的基本单位，A正确。T是DNA特有的碱基，如果m为T，则b为乙的基本单位，B正确。在多个b聚合成乙(DNA)或丙(tRNA)的过程中，都是合成大分子物质的过程，都需要能量，C正确。核酸初步水解的

20、产物是核苷酸，彻底水解的产物是五碳糖、碱基和磷酸，D错误。【技法总结】“三看法”判断DNA和RNA考向2| 核酸与蛋白质的关系3下图是人体细胞中两种重要有机物A和E的元素组成及其相互关系图。下列相关叙述正确的是()A染色体能被醋酸洋红染色液等酸性染料染成深色，E为蛋白质B过程主要发生在人体细胞的细胞核、核糖体中CA携带的遗传信息由A中小分子a的排列顺序决定D密码子位于D上，一种氨基酸只能由一种tRNA来转运C解析：从图中A、B、D之间的关系及染色体的组成成分可判断，A是DNA，D是mRNA，E是蛋白质，染色体能被醋酸洋红液等碱性染料染成深色，A错误；过程是翻译过程，发生在核糖体中，B错误；A(

21、DNA)携带的遗传信息是由DNA中脱氧核苷酸(a)的排列顺序(或碱基的排列顺序)决定的，C正确；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，一种氨基酸由一种或几种tRNA来转运，D错误。4(2021天津模拟)下列各图表示真核细胞内的某些物质，相关叙述正确的是()A是的单体，是的单体，是的单体B同一生物不同具核细胞中相同，不同C属于生物大分子，可以存在于叶绿体、线粒体、细胞核中D细胞中可发生的过程C解析：中氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上，故不能代表组成蛋白质的氨基酸，分别代表蛋白质、脱氧核苷酸、核糖核苷酸、DNA、RNA、tRNA，因此，并不是的单体，是的单体，是的单体，A错误；同一生

22、物的不同具核细胞中的tRNA()是相同的，DNA()一般相同，而不同细胞中的RNA()和蛋白质()不完全相同，B错误；生物大分子包括多糖、蛋白质和核酸等，属于生物大分子，在叶绿体、线粒体和细胞核中均具有蛋白质、DNA和RNA，以及相应的单体，因此，均可存在于上述结构中，C正确；的合成直接受(DNA)控制，而可控制的合成，即细胞中不会发生的过程，D错误。考向3| 不同生物的核酸种类辨析5不同生物含有的核酸种类不同。下列各种生物中关于碱基、核苷酸和五碳糖种类的描述，正确的是()选项ABCD生物或细胞T4噬菌体烟草叶肉细胞烟草花叶病毒豌豆根毛细胞碱基5种5种4种8种核苷酸5种8种8种8种五碳糖1种2

23、种2种2种B解析：T4噬菌体属于DNA病毒，只含有DNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种(脱氧)核苷酸、1种五碳糖(脱氧核糖)，A错误；烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均同时含有DNA和RNA两种核酸，所以含有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基，B正确，D错误；烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含有RNA一种核酸，所以含有4种碱基、4种(核糖)核苷酸、1种五碳糖(核糖)，C错误。6下图是DNA和RNA组成单位的结构示意图，下列有关说法正确的是()A甲型H1N1流感病毒有5种碱基和8种核苷酸B主要存在于硝化细菌的拟核中的核酸由5种碱基构成C病毒中也有上述两种

24、核酸DDNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖D解析：甲型H1N1的遗传物质是RNA，由4种碱基和4种核糖核苷酸组成，A错误；硝化细菌拟核中的核酸为DNA，由4种碱基构成，B错误；病毒只含有一种核酸，即DNA或RNA，C错误；DNA所含的五碳糖是脱氧核糖，所以其彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖，D正确。考向4| 细胞内的生物大分子7(2020天津卷)组成下列多聚体的单体的种类最多的是()A血红蛋白BDNAC淀粉D纤维素A解析：血红蛋白属于蛋白质，由多种(多于4种)氨基酸缩合而成；组成DNA的单体是脱氧核苷酸，有4种；组成淀粉和纤维素的单体是葡萄糖，所以单体种类最多的是血红蛋白

25、，A项符合题意。8生物大分子通常都有一定的分子结构规律，是由一定的基本结构单位按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列表述正确的是()A若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示中心碳原子，3的种类有21种B若该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，3的种类有4种C若该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种D若该图表示多糖的结构模式图，则淀粉、纤维素和糖原是相同的C解析：若题图表示肽链，单体为氨基酸，连接各氨基酸的结构为肽键，因此可以推断2表示CONH，1表示中心碳原子，3表示R基，所以3有21种，A错误；若题图表示单链

26、DNA，组成DNA的单体为脱氧核苷酸，连接脱氧核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键，所以图中1表示脱氧核糖，2表示磷酸基团，3表示含氮碱基，B错误；若题图表示RNA，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3表示含氮碱基，RNA中的碱基有4种，C正确；淀粉、纤维素和糖原的单体均为葡萄糖，但各种多糖的空间结构并不相同，D错误。【命题动态】蛋白质的结构和功能是高中生物学重要的基础知识，高考对本知识点的考查形式多样，有选择题、非选择题等。核酸的分布、核酸是由核苷酸连接而成的长链为高考的考查内容，常与细胞的结构和功能相结合进行考查。1(2020江苏卷)下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是()A碳链是各种生物大分子

27、的结构基础B糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子C细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子D细胞中生物大分子的合成需要酶来催化思维培养B解析：生物大分子以碳链为基本骨架，A正确；多糖、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子，单糖、二糖以及脂质等不属于生物大分子，B错误；种类繁多的生物大分子是以小分子为基本组成单位通过脱水缩合而成的，C正确；细胞中生物大分子的合成需要酶来催化，D正确。2(2021全国甲卷)已知酶、抗体、激素、糖原、脂肪、核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是()A都是由氨基酸通过肽键连接而成的B都是生物大分子，都以碳链为骨架C都是由含氮的单体连接成的多聚体D都是人体细胞内的主要能源物质思维培养C解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，激素的化学本质是蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等有机物，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误；糖原是生物大分子，脂肪