2025届高考 一轮复习 浙科版 蛋白质和核酸 学案 浙江

第2课时蛋白质和核酸课标要求1.阐明蛋白质通常由20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。考点一蛋白质的结构和功能1．组成蛋白质的氨基酸的元素组成、结构与种类2．蛋白质的合成(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。③由多个氨基酸发生脱水缩合，产物名称为多肽。④若n个氨基酸形成m条肽链，肽键数与失去水分子数的关系为：肽键数＝失去水分子数＝n－m。⑤一条肽链中至少含有1个游离的—NH2和—COOH；m条肽链中至少含有m个游离的—NH2和—COOH。(2)蛋白质的形成过程(1)(必修1P11“图1—6”)生物体内绝大多数氨基酸的结构通式如图1－6中A所示，图中B、C脱水缩合形成的化合物称为二肽，由n个这样的氨基酸形成一条肽链，生成n－1个水分子。(2)(必修1P12“图1—7”)氨基酸脱水缩合形成二肽、多肽的场所是核糖体。真核细胞中的多肽要经过内质网、高尔基体加工后才能形成有一定结构和功能的蛋白质。3．蛋白质结构多样性与功能多样性提醒蛋白质结构多样性的根本原因为DNA(基因)的多样性。4．蛋白质的变性由各种物理、化学因素改变引起的蛋白质空间结构的改变，都会导致蛋白质分子生物学活性的改变。如高温杀菌、消毒等。(必修1P12)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时(热变性)，其特定功能是否发生改变，还能被双缩脲试剂染成紫色吗？为什么？提示蛋白质的特定功能发生了改变，蛋白质的结构决定其功能；肽键没有改变，仍能与双缩脲试剂反应生成紫色物质。提醒加热后的蛋白质空间结构被破坏，一般很难恢复原状。而DNA被加热后，碱基之间的氢键断裂，温度恢复后，氢键能重新生成，表现为容易复性。1．(2023·金华高三模拟)脑啡肽是一种具有镇痛作用的药物，它的基本组成单位是氨基酸。如图是脑啡肽的结构简式，下列说法正确的是()A．脑啡肽为四肽，由4种氨基酸组成，形成过程会生成4个水分子B．脑啡肽含有2个游离的氨基和2个游离的羧基C．用特殊水解酶作用于图中的①和②，可形成0条多肽链D．高温、低温、过酸、过碱都可以使脑啡肽失去生物学活性答案C解析脑啡肽含有5个4种氨基酸，属于五肽，在蛋白质分子合成过程中，失去水分子数＝肽键数，所以这一过程共生成4个水分子，A错误；据图可知，该脑啡肽由4种氨基酸组成，含有1个游离的氨基(—NH2)和1个游离的羧基(—COOH)，B错误；用特殊水解酶作用于图中的①和②，可得到2个二肽和1个氨基酸，故形成0条多肽链(三肽以上称为多肽)，C正确；高温、过酸、过碱都可以破坏蛋白质的空间结构使脑啡肽失去生物学活性，但低温不会，D错误。2．下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是()A．效应B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答案C解析蛋白质结合Fe2＋形成的血红蛋白参与O2的运输，C错误。归纳提升各类蛋白质的分布及功能名称分布功能大多数酶细胞内或细胞外催化作用肌动蛋白细胞内生物体和细胞的“建筑材料”抗体内外环境参与病原体的清除载体蛋白细胞膜参与物质运输(主动转运或易化扩散)，如葡萄糖、无机盐、氨基酸等的运输某些激素(胰岛素、生长激素等)内环境中调节生命活动，如胰岛素可降低血糖、生长激素可促进生长发育等血红蛋白红细胞内运输氧气糖蛋白细胞膜识别作用受体细胞膜或细胞内识别来自细胞内外的信号分子3．如图是由n个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，其中二硫键“—S—S—”是一种连接蛋白质中两条肽链之间的化学键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。下列相关叙述正确的是()A．该蛋白质至少含有n－2个氧原子B．合成该蛋白质时生成n－2个水分子C．该蛋白质至少含有n＋2个游离的羧基D．这n个氨基酸形成该蛋白质后，相对分子质量比原来减少18(n－2)答案B解析题图所示的蛋白质由两条多肽链和一条环状肽组成。由图示蛋白质结构分析可知，该蛋白质含有n－2个肽键，每个(—CO—NH—)结构中含1个氧原子，每个羧基含有2个氧原子，故该蛋白质至少含有n－2＋2×2＝n＋2(个)氧原子，A错误；这n个氨基酸形成该蛋白质后，相对分子质量比原来减少18(n－2)＋4＝18n－32，D错误。方法规律(1)蛋白质中游离的氨基数或羧基数的计算①至少含有的游离的氨基数或羧基数＝肽链数。②游离的氨基数或羧基数＝肽链数＋R基团中含有的氨基数或羧基数。(2)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－肽链数。②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去的水分子数×18。肽链数氨基酸数肽键数脱去的水分子数多肽链相对分子质量氨基数羧基数1条mm－1m－1ma－18(m－1)至少1个至少1个n条mm－nm－nma－18(m－n)至少n个至少n个注：氨基酸的平均相对分子质量为a。(3)原子数的计算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基团，则含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。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：①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基团上的碳原子数。②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基团上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。⑤由于R基团上的碳原子数不好确定，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。(4)环状肽的结构与计算(环状肽如图所示)①根据图示可知，肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连，故形成一个环状肽时，比形成一条直链肽要多脱去一个水分子)。②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，要考虑脱去的H的相对分子质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。4．经测定，某多肽链的分子式是C21HxOyN4S2，其中含有一个二硫键(—S—S—)。已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列关于该多肽的叙述，错误的是()A．该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和天冬氨酸B．该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5C．该多肽形成过程中至少需要3种tRNAD．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了56答案A解析该多肽链的分子式是C21HxOyN4S2，含有2个S，所以水解产物中有2个半胱氨酸。根据C原子和N原子守恒，可知该多肽由三种氨基酸组成，半胱氨酸含有3个C，所以另外两种氨基酸共含有15个C，可知为苯丙氨酸和亮氨酸。故该多肽水解后产生的氨基酸分别是2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和1个亮氨酸，A错误；该多肽形成过程中脱去3分子水和形成一个二硫键脱去2个氢，所以多肽中O原子数为8－3＝5，H原子数为38－6－2＝30，B正确；该多肽由3种氨基酸组成，故形成过程中至少需要3种tRNA，C正确；该多肽形成时脱去3分子水和2个氢，相对分子质量减少18×3＋2＝56，D正确。考点二核酸的种类和功能1．组成元素：C、H、O、N、P。2．基本单位：核苷酸，每个核酸分子由很多核苷酸通过共价键连接形成长链。3．DNA和RNA的比较(1)组成单位的比较(2)组成成分比较①相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。②不同成分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(DNA：脱氧核糖、胸腺嘧啶T,RNA：核糖、尿嘧啶U))(3)功能比较①DNA的功能：储藏的信息控制着细胞的所有活动，并且决定着细胞和整个生物体的遗传特性。②RNA的功能：a.是某些RNA病毒的遗传物质；b.在遗传信息表达中起作用：mRNA——蛋白质合成的直接模板、tRNA——运输特定氨基酸、rRNA——核糖体的组成成分；c.催化作用：极少数酶是RNA。③DNA是一切细胞生物的遗传物质。4．核酸分子的多样性和特异性(1)多样性：构成DNA分子的脱氧核糖核苷酸虽然只有4种，但成千上万个脱氧核糖核苷酸的排列顺序是极其多样的，所以DNA分子具有多样性。(2)特异性：每个DNA分子的4种脱氧核糖核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核糖核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。5．不同生物的核酸、核苷酸及碱基的种类项目核酸核苷酸碱基遗传物质举例原核生物DNA和RNA8种5种DNA细菌、蓝细菌真核生物DNA和RNA8种5种DNA动物、植物病毒只含DNA4种4种DNAT2噬菌体只含RNA4种4种RNAHIV6.生物大分子以碳链为骨架(1)(必修1P14)蛋白质、核酸的水解产物和代谢终产物相同吗？提示不相同。核酸的初步水解产物是核苷酸，彻底水解产物是碱基、五碳糖和磷酸，代谢终产物是CO2、H2O和磷酸盐等。蛋白质的水解产物是小分子肽、氨基酸，代谢终产物是CO2、H2O、尿素等。(2)(必修1P14)两个核苷酸脱水缩合形成的化学键名称：磷酸二酯键。5．下图中甲是组成乙或丙的基本单位。下列相关叙述错误的是()A．如果甲中的m是U，则甲一定是丙的基本单位B．如果甲中的m是G，则甲一定是乙的基本单位C．如果甲中的a是脱氧核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中D．如果甲中的a是核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中答案B解析甲是核苷酸，是乙和丙的基本单位，乙一般是DNA，丙是tRNA。如果甲中的m是G，则甲可能是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸，也可能是鸟嘌呤核糖核苷酸，是DNA或RNA的基本单位之一，B错误。归纳提升“三看”法快速确认DNA、RNA6．如图表示真核细胞内基因表达过程中相关物质间的关系。下列叙述错误的是()A．物质a上含有决定氨基酸的密码子B．组成物质a、b、c、d的基本单位共有8种C．过程①的产物中有些具有生物催化作用D．过程②的场所是核糖体，该过程中有水生成答案A解析依题意及图示分析可知，物质a为基因(DNA)，物质b为mRNA，物质c为tRNA，物质d为具有催化作用的RNA(酶)。决定氨基酸的密码子位于mRNA上，A错误；基因是有遗传效应的DNA片段，其基本单位是4种脱氧核糖核苷酸，RNA(包括mRNA、rRNA、tRNA)的基本单位是4种核糖核苷酸，共有8种核苷酸，B正确；过程①表示以DNA为模板生成RNA的转录过程，少数酶的化学本质是RNA，具有生物催化作用，C正确；过程②表示翻译，其场所是核糖体，在该过程中会发生氨基酸脱水缩合，D正确。归纳提升核酸与蛋白质之间的关系(1)DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系(2)DNA多样性、蛋白质多样性的因果关系(3)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”7.以碳链为基本骨架的小分子能构成许多不同的生物大分子，模式图如图所示。下列有关说法正确的是()A．若图中大分子为DNA，则构成它的脱氧核糖的组成元素为C、H、O、N、PB．若图中大分子为RNA，则构成它的基本单位含有碱基TC．若图中S1、S2、S3、S4……为同一种基本单位，则该大分子可以表示淀粉D．若图中基本单位表示氨基酸，则形成此长链的所有氨基和羧基都参与脱水缩合答案C解析若图中大分子为DNA，则构成它的脱氧核糖的组成元素为C、H、O，A错误；若图中大分子为RNA，则构成它的基本单位不含有碱基T，B错误；淀粉由多个葡萄糖组成，若图中S1、S2、S3、S4……为同一种基本单位，则该大分子可以表示淀粉，C正确；若图中基本单位表示氨基酸，并非形成此长链的所有氨基和羧基都参与脱水缩合，R基团中的一般不参与，D错误。方法规律有机物的元素组成与种类的相互推导(1)根据各种有机物的元素组成、种类、结构和功能进行推断(2)推测某一结构(或物质)的元素组成首先分析该结构或物质的组成成分，再推测其元素组成。例如：细胞膜→蛋白质＋糖类＋磷脂→C、H、O、N、P；染色体→蛋白质＋DNA＋RNA→C、H、O、N、P；核糖体→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P；病毒→蛋白质＋核酸→C、H、O、N、P。(3)以“N”为中心聚焦有机物1．(2022·浙江6月选考，5)生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是()A．油脂对植物细胞起保护作用B．鸟类的羽毛主要由角蛋白组成C．糖原是马铃薯重要的储能物质D．纤维素是细胞膜的重要组成成分答案B解析油脂是植物细胞良好的储能物质，植物蜡对植物细胞起保护作用，A错误；鸟类的羽毛主要成分是蛋白质，主要由角蛋白组成，B正确；糖原是动物细胞特有的多糖，淀粉是马铃薯重要的储能物质，C错误；纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，细胞膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质，D错误。2．(2020·浙江7月选考，2)下列关于生物体中有机物的叙述，正确的是()A．淀粉的结构单元是蔗糖B．胆固醇是人体所需的物质C．蛋白质是生物体内重要的储能物质D．人细胞中储存遗传信息的物质是RNA答案B解析淀粉的结构单元是葡萄糖，A错误；胆固醇是构成人体细胞膜的重要成分，并且能参与血液中脂质的运输，B正确；淀粉、糖原和油脂是生物体内的储能物质，蛋白质不是生物体内的储能物质，C错误；人细胞中储存遗传信息的物质是DNA，D错误。3．(2023·浙江6月选考，1)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素，其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是()A．糖类B．脂质C．蛋白质D．核酸答案C解析胰岛素是胰岛B细胞合成并分泌的唯一能降低血糖的激素，其化学本质是蛋白质。我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素，其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同，因此，结晶牛胰岛素的化学本质也是蛋白质，C符合题意。4．(2022·浙江6月选考，8)用同位素示踪法检