新高考一轮复习浙科版蛋白质和核酸教案

第2讲蛋白质和核酸[考试说明]1.蛋白质的结构和功能(b)。2.核酸的种类和功能(a)。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。(2)蛋白质的形成过程教材拓展思考(1)(必修1P12图1－7)生物体内绝大多数氨基酸的结构通式如图1－7中A所示，图1－7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1P13图1－8)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。蛋白质的盐析、变性和水解(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，蛋白质丧失了生物活性，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。(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸(×)(2)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合(×)(3)脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽(×)(4)蛋白质分子的空间结构有多种，如组成毛发和指甲的蛋白质是球状的，血红蛋白是纤维状的(×)(5)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接(×)(6)所有的蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的生理功能(×)(7)蛋白质变性后，仍有肽键，因此可被双缩脲试剂染成紫色(√)(8)蛋白质是生物体主要的能源物质(×)(9)鸟的羽毛和人的头发、指甲主要由角蛋白组成(√)(10)蛋白质变性会导致氨基酸的种类和数目发生变化(×)(11)质膜中的蛋白质只有脂溶性部分(×)(12)正确的三维结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的(√)1．“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸2．蛋白质的结构层次分析(1)一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。(2)H2O中的H与O：每形成一个肽键脱去一分子H2O，其中的H分别来自氨基和羧基，O来自羧基。(3)一条肽链上氨基数或羧基数的确定：一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端，其余的氨基或羧基在R基上。(4)多肽链盘曲、折叠形成一定的空间结构。3．不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因(1)不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息)的特异性。考向一氨基酸的结构与脱水缩合1．(2020·宁波期末)层粘连蛋白是一种大型的糖蛋白。若将层粘连蛋白彻底水解，不可能产生的物质是()答案C解析糖蛋白由多糖和蛋白质组成，其中多糖的水解产物是葡萄糖，A不符合题意；B、D图示结构含有氨基和羧基，且连在同一个碳原子上，为氨基酸，是蛋白质的彻底水解产物，B、D不符合题意；C图示结构含有氨基和羧基，但没有连在同一个碳原子上，不是氨基酸，因此层粘连蛋白彻底水解不会得到该物质，故选C项。2．(2020·浙江新高考研究联盟高三联考)下图表示生物体内发生的某一化学反应，下列有关该反应的叙述错误的是()A．该反应为脱水缩合反应B．反应发生的场所是核糖体C．反应速率与温度有关D．需要水解酶的催化答案D解析题图所示为两个氨基酸脱水缩合形成二肽的过程，A项正确；二肽的合成场所是核糖体，B项正确；该反应需要酶催化，酶活性受温度影响，C项正确；二肽的形成需要合成酶催化，D项错误。考向二蛋白质的结构分析3．(2021·浙江学军中学月考)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是()A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素答案D解析胰岛素分子是由A、B两条肽链组成的，本质是蛋白质，其结构由基因决定。一个基因中的两条DNA单链中只有一条是编码链，由该链转录形成的mRNA为模板翻译成蛋白质，A错误；加热导致蛋白质变性，而蛋白质变性是空间结构的改变，即高温使蛋白质分子从原来有序的、卷曲的紧密结构变为无序的、松散的伸展状结构，肽链可能会充分伸展，但肽键不会断裂，B错误；蛋白质的功能既与氨基酸的序列有关，也与空间结构有关，C错误；多肽链在核糖体上合成后，需要在内质网上进行加工，通过蛋白酶处理，打开肽键，切掉部分肽段，然后进入高尔基体中进行再加工，D正确。4．(2020·温州期末十校联考)对下列四幅图表示的意义描述不正确的是()A．甲、乙、丙三图分别表示组成多肽链的氨基酸数目、种类和排列顺序不同B．丁图中共有三条肽链，它们之间相连接的键叫作肽键C．丁图表示组成蛋白质分子的多肽链的空间结构不同D．图中每一条肽链都至少含有一个游离的氨基答案B解析甲图中的两条肽链分别由4个和5个相同的氨基酸组成，表示组成肽链的氨基酸数目不同。乙图中的两条肽链一条由4个相同的氨基酸组成，另一条由另外4个相同的氨基酸组成，表示组成肽链的氨基酸种类不同。丙图中的两条肽链均由4个(2种，每种2个)氨基酸组成，但氨基酸的排列顺序不同，表示组成肽链的氨基酸排列顺序不同，A正确；丁图中共有三条肽链，②中两条肽链相连接的键叫作二硫键，B错误；丁图表示组成蛋白质分子的氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链的空间结构不同，C正确；每条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，D正确。考向三蛋白质的分布与功能5．生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白的位置和功能，对其类型判断正确的是()选项膜蛋白的位置、功能膜蛋白的类型A位于突触后膜，识别并结合化学递质酶B位于靶细胞膜，识别并结合激素受体C位于类囊体膜，催化ATP合成通道蛋白D位于癌细胞膜，引起特异性免疫MHC分子答案B6．下列生理过程中，蛋白质没有直接参与的是()A．线粒体基质中的CO2进入细胞溶胶的过程B．有丝分裂间期DNA进行半保留复制的过程C．受精作用过程中精子与卵细胞的识别过程D．免疫系统清除侵入内环境的病原体过程答案A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”抗体内环境中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考向四蛋白质的相关计算7．(直链肽)下图所示某条多肽链中有3个甘氨酸(位于第8、20、23位)参与其组成。下列叙述正确的是()A．此多肽至少含有N原子和O原子各30个B．形成此多肽时，参与脱水缩合的氨基酸相对分子质量减少了540C．用特殊水解酶选择性除去3个甘氨酸后，形成的剩余产物中有一个不是多肽D．若组成此多肽的氨基酸的种类、数目和排列顺序都不变，则它们构成的蛋白质分子相同答案C解析该多肽有29个肽键，1个肽键含1个N和1个O，多肽一端有1个游离氨基，含1个N，另一端有1个游离羧基，含2个O，所以该多肽至少含30个N和31个O，A错误；30个氨基酸脱水缩合形成三十肽失去29个水分子，相对分子质量减少29×18＝522，B错误；有2个甘氨酸分别位于第20和23位，所以除去后可生成一个二肽，C正确；蛋白质结构多样性与氨基酸的种类、数目和排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关，虽然氨基酸的种类、数目和排列顺序都不变，但是肽链的空间结构可能会变化，则构成的蛋白质分子不一定相同，D错误。8．(环状肽)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)，则下列叙述正确的是()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．该蛋白质的水解产物增加了2n－4个氢原子答案B解析题图所示的蛋白质由三条多肽链组成，其中包括一条环状肽。由结构分析可知，该蛋白质含有n－2个肽键，每个肽键中含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项错误；合成该蛋白质时生成n－2个水分子，B项正确；每条肽链(除环状肽外)至少含有1个游离的羧基，故该蛋白质至少含有2个游离的羧基，C项错误；该蛋白质水解时需加入n－2个水分子，破坏二硫键需要4个氢，故该蛋白质的水解产物增加了2×(n－2)＋4＝2n(个)氢原子，D项错误。(1)蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算①至少含有的游离氨基数或羧基数＝肽链数。②游离氨基数或羧基数＝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，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基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。⑤由于R基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。考点二核酸的种类和功能1．种类(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。(2)DNA特有的物质：胸腺嘧啶和脱氧核糖。(3)RNA特有的物质：尿嘧啶和核糖。2．功能(1)DNA：贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动，并决定细胞和整个生物体的遗传特性。(2)RNA：①参与蛋白质的合成；②在某些病毒中贮藏遗传信息；③作为生物催化剂。(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接(×)(2)DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同(×)(3)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键(×)(4)细胞中RNA的合成过程不会在细胞核外发生(×)(5)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(×)(6)大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质(√)(7)酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸(√)(8)原核生物拟核中含有环状的DNA分子(√)1．核酸与蛋白质的比较项目蛋白质核酸组成元素C、H、O、N(S)等C、H、O、N、P单体的结构通式连接方式形成场所核糖体细胞核、线粒体、叶绿体等结构层次结构多样性的决定因素氨基酸的种类、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核苷酸的数量及排列顺序内在联系2.不同生物的核酸、核苷酸、碱基和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.DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较项目DNARNA蛋白质基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸初步水解产物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代谢终产物CO2、H2O、尿素和磷酸盐等CO2、H2O和尿素考向一核酸的种类和结构1．下图中甲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，乙是DNA，丙是tRNA。如果甲中的m是G，则甲可能是鸟嘌呤脱氧核苷酸，也可能是鸟嘌呤核糖核苷酸，是DNA或RNA的基本单位，B错误。2．下列关于各种生物中碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述，正确的是()选项ABCD生物种类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种2种2种答案B解析噬菌体属于DNA病毒，只含有DNA1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；烟草叶肉细胞同时含有DNA和RNA2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；烟草花叶病毒属于RNA病毒，只含有RNA1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；豌豆根毛细胞同时含有DNA和RNA2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，D错误。考向二核酸与蛋白质的关系3．下列关于核酸和蛋白质的叙述，正确的是()A.真核细胞内的所有核酸分子都能贮存遗传信息B．HIV和T2噬菌体的核酸类型和增殖过程均相同C．核酸和蛋白质的基本组成单位中都含C、H、O、N、PD．某些核酸分子和某些蛋白质分子都具有转运物质的功能答案D解析真核细胞内含有DNA和RNA，但只有DNA能贮存遗传信息，A错误；HIV与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，B错误；核酸和蛋白质的基本组成单位中都含C、H、O、N，C错误；tRNA具有转运氨基酸的功能，细胞膜上的载体蛋白具有转运某些物质的功能，D正确。4．下图甲是氨基酸合成蛋白质的示意图，图乙表示DNA部分结构模式图。下列叙述正确的是()A.图甲中由a到b的过程中，必须脱去一个水分子B．图甲的全过程都发生在内质网上的核糖体上C．图乙中的a可表示构成DNA的基本组成单位D．限制性核酸内切酶的作用位点在图乙中的①处答案A解析图甲中a是氨基酸，b是二肽，c是三肽，d是六肽，e是蛋白质；两个氨基酸脱去一分子水形成二肽，A正确；氨基酸脱水缩合形成肽链的过程发生在核糖体上，但蛋白质空间结构的形成需要内质网和高尔基体参与，B错误；图乙中b是一分子脱氧核苷酸，a是一分子脱氧核苷，C错误；限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键，D错误。(1)DNA多样性、蛋白质多样性的因果关系(2)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”考向三利用同位素示踪法探究病毒核酸的类型5．一种感染螨虫的新型病毒，研究人员利用放射性同位素示踪的方法，以体外培养的螨虫细胞等为材料，设计可相互印证的甲、乙两组实验，以确定该病毒的核酸类型。下列有关实验设计思路的叙述，错误的是()A．应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸B．先将甲、乙两组螨虫细胞分别培养在含同位素标记的尿嘧啶或胸腺嘧啶的培养基中C．再将病毒分别接种到含有甲、乙两组螨虫细胞的培养液中D．一定时间后离心并收集、检测病毒的放射性，以确定病毒的类型答案A解析DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。因此，实验思路为：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。1．核心概念(1)(必修1P12)高分子化合物：蛋白质也被称为高分子化合物，其相对分子质量很大，从几万到几千万不等。(2)(必修1P12)氨基酸的结构通式：。(3)(必修1P13)蛋白质的热变性：蛋白质分子的空间结构并不稳定，会随温度的升高发生改变，并且空间结构一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性。(5)(必修1P14)非必需氨基酸：可以在体内由其他化合物转化而来的氨基酸。2．教材结论性语句(1)(必修1P12)蛋白质与糖类和脂质不同，通常不是生物体内的能源物质。(2)(必修1P12)蛋白质具有多种多样的重要功能，生物体的一切生命活动都与蛋白质有关。(3)(必修1P12)蛋白质的每种特定功能都与其特定的结构有关。蛋白质分子的多样性与其多种重要的功能是高度统一的。(4)(必修1P12)组成蛋白质的氨基酸，其结构特点是：一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，一个H和一个R基团，以上四部分连接在同一个中央碳原子上，否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸。(5)(必修1P12)氨基酸中R基团的意义是：决定氨基酸的种类和理化性质。(6)(必修1P13)每一种蛋白质都有其独特的空间结构，正确的三维结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的。(7)(必修1P13)蛋白质结构多样性的4个决定因素是：①氨基酸的种类；②氨基酸的数目；③氨基酸排列顺序；④蛋白质空间结构。(8)(必修1P12)蛋白质的5大功能是：①细胞和生物体的组成物质；②催化作用；③免疫作用；④运输作用；⑤调节作用。(9)(必修1P16)核酸的2种类型：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。5种组成元素是：C、H、O、N、P。每个细胞中都有DNA和RNA。1．(2020·浙江7月选考)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贮能物质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项错误；胆固醇是构成人体质膜的重要成分，并且能参与血液中脂质的运输，B项正确；淀粉、糖元和油脂是生物体内的贮能物质，蛋白质不是生物体内的贮能物质，C项错误；人细胞中储存遗传信息的物质是DNA，D项错误。2．(2018·浙江4月选考)蛋白质在生物体内具有重要作用。下列叙述正确的是()A．蛋白质化学结构的差异只是R基团的不同B．某些化学物质可使蛋白质的空间结构发生改变C．蛋白质控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性D．“检测生物组织中的蛋白质”需同时加入双缩脲试剂A和B答案B解析蛋白质化学结构的差异包括组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的盘曲、折叠方式及形成的空间结构不同，A错误；某些化学物质(如强酸、强碱、重金属盐、尿素、丙酮)可使蛋白质的空间结构发生改变，B正确；控制和决定着细胞及整个生物体的遗传特性的是核酸，C错误；“检测生物组织中的蛋白质”需先加入双缩脲试剂A2mL，摇匀后再加入双缩脲试剂B5滴，D错误。3．(2020·江苏，2)下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是