第3讲蛋白质和核酸-2022年高考一轮生物单元复习

第3讲蛋白质的“变身”之旅

Page2食物中的蛋白质经消化后变成氨基酸，失去原有的结构和功能1.氨基酸及其种类特点分析①至少都有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这是判断组成生物体中蛋白质的氨基酸的依据。②不同氨基酸之间的区别在于R基的不同。③若R基上含有氨基或羧基，则氨基酸上含有多个氨基或羧基。1.食物中蛋白质在胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠肽酶等消化酶的作用下，分解为氨基酸才能被吸收和利用。2.谷类蛋白，尤其是玉米的蛋白质中缺少赖氨酸。长期以玉米为主食的人应补充赖氨酸。奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，一般不会缺乏必需氨基酸。噬菌体的蛋白质外壳——C、H、O、N、S2.氨基酸结构及种类判断判断组成蛋白质的氨基酸的“两要点”1.从数量上看——是否有一个（—NH2）和一个（—COOH）；2.从位置上看——一个（—NH2）和一个（—COOH）是否连在同一个碳原子上。1.2.3.(2)二肽形成示例：(1)过程：一个氨基酸分子的氨基(—NH2)和另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接，同时脱去一分子水。注意不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为COOH；也不要将肽键误写为CO—NH。H2O中H与O的来源：每形成一个肽键脱去一分子水，其中的H分别来自氨基和羧基，O来自羧基。肽的名称确定：由几个氨基酸分子构成就称为几肽。(4)肽链（多肽）：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。(3)场所：核糖体3.氨基酸的脱水缩合4.蛋白质的结构层次由多个氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。注意多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，没有明显的空间结构，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。蛋白质的去路羧基种类数目排列顺序数目空间结构调节作用催化作用运输载体免疫作用5.蛋白质结构多样性与功能多样性巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能1.(必修1P23)胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性，请从蛋白质的结构方面分析原因：

。核糖体上合成的多肽不具有复杂的空间结构，只有经过盘曲折叠形成空间结构后才能行使正常的生理功能[深挖教材·长句溯源]2.(必修1P23)蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。

提示

能。因为高温破坏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。3.(必修1P21与生活的联系)人体细胞不能合成的，必须从外界环境中直接获取的氨基酸称为必需氨基酸，共_____种，婴儿比成人多的一种必需氨基酸为_________。因此，评价蛋白质营养价值时，格外注重必需氨基酸的种类和含量。

例如，谷类蛋白质，尤其是玉米的蛋白质中缺乏的氨基酸是_________，因此以玉米为主食的人群，特别是儿童应额外补充赖氨酸。经常食用奶制品、肉类、蛋类和大豆制品，一般不会缺乏必需氨基酸。8组氨酸赖氨酸4.(必修1P23与“生活的联系”)鸡蛋清中加食盐析出白色絮状物(蛋白质)，兑水稀释后，絮状物消失，上述过程中说明______________________。吃熟鸡蛋容易消化的原因是

。蛋白质结构没有发生变化高温使蛋白质变性，蛋白质空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解蛋白质蛋白质的盐析与生活的联系：在鸡蛋清中加入一些食盐，会看到有白色絮状物析出，加水稀释后，絮状物消失。（教材P23）提醒：盐析过程中蛋白质的空间结构没有改变。蛋白质蛋白质的变性与社会的联系：蛋白质的变性是指在某些物理或化学因素的作用下导致其空间结构的破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。（新人教版P32）提醒：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，容易消化；加热、加酒精可引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。[知识拓展]

蛋白质的盐析、变性和水解盐析：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。变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致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。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。5.(必修1P24“科学史话”)1965年，我国科学家终于完成了__________________________，且合成的胰岛素与天然胰岛素具有一样的生物活性。结晶牛胰岛素的全部合成1.蛋白质相关的计算规律 (1)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；

②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。 (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质量氨基数目羧基数目1条mm－1m－1am－18(m－1)至少1个至少1个n条mm－nm－nam－18(m－n)至少n个至少n个注：假设氨基酸平均相对分子质量为a。(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。2.常考蛋白质的分布和功能提醒载体与受体的区别载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na＋、K＋等的载体蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。考向1借助组成蛋白质的氨基酸种类与结构考查结构与功能观1.(2020·山东潍坊统考)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的游离氨基数相同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；图中三种氨基酸共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”，B错误；双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应，是由于蛋白质中有肽键，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；三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1，D正确。答案B[规律方法]

“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸考向2结合蛋白质的结构和功能，考查生命观念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

C3.(2019·湖南株洲一模)下列与蛋白质相关内容的描述，正确的是(

)A.所有生物一定都具有蛋白质B.生物膜上的蛋白质功能一定是作为载体或者通道蛋白C.蛋白质结构之间的差别一定由氨基酸的R基团不同决定D.控制蛋白质合成的核酸碱基发生改变一定改变蛋白质的结构解析蛋白质是生命活动的体现者，所有生物都具有蛋白质，A正确；生物膜上的蛋白质功能可能是作为载体或者通道蛋白，也可能是具有催化作用的酶或识别功能的糖蛋白，B错误；构成蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序不同，蛋白质的空间结构千差万别，这些是蛋白质结构多样性的主要原因，C错误；由于密码子具有简并性以及隐性突变等原因，控制蛋白质合成的核酸碱基发生改变不一定改变蛋白质的结构，D错误。答案A考向3围绕蛋白质的合成，考查科学思维能力4.(2020·长沙长郡中学)如图是由A、B、C三个区段共81个氨基酸构成的胰岛素原，其需切除C区段才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述正确的是(

)A.胰岛素原中至少含有3个游离的氨基B.胰岛素分子中含有2条肽链、79个肽键C.沸水浴时肽键断裂，导致胰岛素生物活性的丧失D.理论上可以根据切除C区段所得多肽的含量间接反映胰岛素的量解析图中的胰岛素原只有1条肽链，因此至少含有1个游离的氨基和羧基，A错误；切除C区段后得到两条链，第一条链为1～30位氨基酸，有29个肽键，第二条链为61～81位氨基酸，有20个肽键，共计49个肽键，B错误；高温破坏蛋白质的空间结构，胰岛素生物活性丧失，但不破坏肽键，C错误；根据切除C区段所得多肽的含量可以推测胰岛素的量，D正确。答案D5.(2019·江淮十校质检)图甲表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子(数字表示相应位置)，图乙表示该蛋白质分子的一条肽链，其中有2个丙氨酸(R基为—CH3)。下列相关叙述错误的是(

)A.该蛋白质分子中含有198个肽键B.该蛋白质分子中至少含有2个—NH2C.200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了3584D.图乙中肽链脱去2个丙氨酸后的产物(含丙氨酸)与原肽链相比，氢原子数目增加8个、氧原子数目增加4个解析分析题图，图甲中蛋白质分子含有两条肽链，且在两条肽链之间还含有一个二硫键和一个肽键，因此该蛋白质分子中含有的肽键数＝氨基酸数－肽链数＋肽链间的肽键数＝(200－2)＋1＝199(个)，A错误；根据氨基酸的结构特点及氨基酸脱水缩合的特点，可推断该蛋白质分子中至少含有(1＋1＝)2个—NH2，B正确；200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质分子时，失去(200－2＋1＝)199个H2O，同时形成二硫键时失去2个H，由此可计算出形成该蛋白质时，相对分子质量减少了199×18＋2×1＝3584，C正确；脱去1个丙氨酸需要在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键，则脱去2个丙氨酸需要断裂4个肽键，而水解一个肽键需要1分子的水，此过程共需要4分子的水，由此可推断脱去2个丙氨酸后的产物与原肽链相比，氧原子数目增加4个、氢原子数目增加8个，D正确。答案

A氨基酸小c.某些氨基酸可作为神经递质。(谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸)d.氨基酸→糖类(非糖物质转化)b.氨基酸氧化分解供能。(作为能源物质)f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)(生长素）a.细胞膜上载体蛋白b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA（跨膜运输）（运入核糖体）结氨基酸的功能氨基酸的运输a.酪氨酸→黑色素(衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少)e.酪氨酸→甲状腺激素(氨基酸类衍生物）蛋白质的功能1、荧光蛋白（标记）2、Bt毒蛋白（基因工程）3、抗冻蛋白（基因工程）4、抗原抗体杂交（阳性反应）5、干扰素（抵抗病毒）6、淋巴因子（免疫）7、镰刀型细胞贫血症（血红蛋白质）8、细胞癌变（糖蛋白、甲胎蛋白和癌胚抗原）9、囊性纤维病（CFTR载体蛋白）一、教材中涉及与蛋白质相关的一些疾病参与键：___________场所：___________蛋白质基本单位元素组成功能基本元素：C、H、O、N，大多数含有S，有些还含有Fe、Mg等结构层次氨基酸场所：___________形成键：___________氨基酸多肽或肽链蛋白质脱水缩合盘曲折叠肌肉纤维等结构蛋白绝大多数酶催化功能膜转运蛋白载体功能胰岛素等调节功能免疫功能抗体等种类约20种结构通式核糖体肽键氢键、二硫键等细胞质基质、内质网、高尔基体构建网络核酸的结构与功能C、H、O、N、PA、UC、G0HP核糖RNA分子的结构基本单位脱水缩合RNA单链所有的ＲＮＡ中均有磷酸二酯键，部分RNA（tRNA)中含有氢键mRNArRNAtRNARNA与ATP的联系ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一A0HP核糖PP2Pi三磷酸腺苷（ATP）腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）A0HP核糖A、TC、GHP脱氧核糖DNA分子的结构基本单位平面结构磷酸二酯键脱水缩合氢键1、磷酸二酯键存在于核苷酸内部和核苷酸之间，_______、____________；可以破坏磷酸二脂键；_____________、________、_________________、___________催化形成磷酸二酯键。2、___________、________________和__________可以破坏氢键。限制酶DNA聚合酶DNA连接酶解旋酶高温Taq酶DNA水解酶RNA聚合酶逆转录酶平面结构DNA分子的结构空间结构（双螺旋）数量关系每个DNA分子片段中，有___个游离磷酸基团脱氧核糖数=________数=_____________数A-T之间有___个氢键；G-C之间有____个氢健位置关系单链中相邻碱基通过_____________________________连接两条链之间的碱基通过__________连接化学键_______:连接两条链间互补配对的化学键_____________:连接单链中相邻两个脱氧核苷酸间的化学键DNA分子的结构2磷酸含氮碱基23-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-氢健氢健磷酸二酯键大部分脱氧核糖与_____个磷酸基团相连，少数脱氧核糖与______个磷酸基团相连。21(1)多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但成千上万个脱氧核苷酸的

的，所以DNA分子具有多样性。没有种类和空间结构多样性，注意与蛋白质多样性原因进行区别。(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是特定的，其

代表了特定的遗传信息。排列顺序是极其多样特定的脱氧核苷酸排列顺序DNA的多样性和特异性DNA与dNTP（dATP、dGTPdTTPdCTP）的联系dNTP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成DNA的基本单位HPPP2PiHP脱氧三磷酸核苷（dNTP）脱氧核糖核苷酸A、TC、GA、TC、G核酸的分布1、真核细胞DNA:主要细胞核（染色体、核仁）、线粒体、叶绿体RNA:主要细胞质（细胞质基质、线粒体、叶绿体）、细胞核2、原核细胞DNA:拟核（大型环状）、质粒（小型环状）RNA:细胞质核酸的功能1.DNA的功能【主要的遗传物质（真核细胞、原核细胞、DNA病毒）】【控制生物的变异（基因突变、基因重组）】【控制生物的性状（基因的表达）】(DNA分子的多样性和特异性)核酸的功能2.RNA的功能【生物体的遗传物质（RNA病毒）】【催化作用（rRNA:肽酰转移酶，催化肽键的形成）】【携带遗传信息（mRNA)】【运输氨基酸（tRNA)】(DNA分子的多样性和特异性)解题指导1、核酸的水解初步水解：破坏了磷酸二脂键4种核糖核苷酸和4种脱氧核糖核苷酸彻底水解：破坏了磷酸和五碳糖、碱基和五碳糖之间的键磷酸、五碳糖（核糖和脱氧核糖）、碱基（A、T、C、G、U）解题指导腺嘌呤核糖核苷酸下图所示四种化合物的化学组成中，“”所对应的含义最接近的是A-P~P~P①A②ACGTTGCA③UGCA④2、不同字母A的含义腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸A.①和②B.②和③C.③和④D.①和④解题指导细胞生物3、生物体中碱基种类与核苷酸种类同时含有DNA和RNA碱基五碳糖A、G、C、T、U核糖和脱氧核糖_____核苷酸非细胞生物只有DNA或RNA碱基五碳糖A、G、C、T或A、G、C、U核糖或脱氧核糖_____核苷酸5种2种8种4种1种4种解题指导4、核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不完全相同”相同【同种生物的不同细胞中，mRNA_____________,蛋白

质______________,这是________________________结果】不同【同种生物的不同细胞中，核DNA_________________】相同不完全相同不完全相同基因选择性表达解题指导4、核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不完全相同”相同【同种生物的不同细胞中，mRNA_____________,蛋白

质______________,这是________________________结果】不同【同种生物的不同细胞中，核DNA_________________】相同不完全相同不完全相同基因选择性表达最基本公式：A1=___，G1=____，T1=___，C1=____；A=__，G=___若(A1+T1)/(C1+G1)=K

则(A2+T2)/(C2+G2)=___，(A+T)/(C+G)=__；若(A1+T1)/(A1+T1+C1+G1)=K

则(A2+T2)/(A2+T2+C2+G2)=___，(A+T)/(A+T+C+G)=____；若(G1+C1)/(A1+T1+C1+G1)=k

则(G2+C2)/(A2+T2+C2+G2)=____，

(A+T)/(A+T+C+G)=____；解题指导5、DNA的有关计算T2C2kkkkA2G2TCkk元素组成：____________________磷酸小分子：_____、_______、_____五碳糖碱基基本单位：_________________核苷酸核苷酸链：单链RNA核酸核苷C、H、O、N、P_________

___________双链DNA核酸功能双链DNA单链DNA环状DNAmRNAtRNArRNA结构

生物的遗传物质携带遗传信息控制生物的变异控制蛋白质的合成作为酶，起催化作用DNARNA据报道，各种补充核酸的保健品以“基因食品”推出，其号称能补充和及时修复人体受损基因，迅速消除疾病、延缓衰老等，从而成为节日的新宠，而且价格不菲。基因与健康的密切关系是毋庸置疑的。我国“人类基因组计划”重大项目秘书长杨焕明教授在很多场合说过“人类所有的疾病都直接或间接与基因受损有关”，而且一些诺贝尔奖获得者也有类似的表述。请结合上述材料，运用你所学的新陈代谢和遗传知识分析上述资料中存在的不科学的说法。1.(必修1P26“问题探讨”拓展)DNA的中文全名是__________________，DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是_____________________________________________。DNA鉴定技术还可以应用在__________________________________________等方面。脱氧核糖核酸DNA是遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系[深挖教材·长句溯源]2.(必修1P28图示拓展)写出下列DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义。腺苷腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸3.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。1.核酸与蛋白质的比较项目核酸蛋白质DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等组成单位名称脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸种类4种4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DNA、RNA和蛋白质的关系DNA、RNA和蛋白质的关系2.不同生物的核酸、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.以“N”为中心构建微网观察DNA和RNA在细胞中的分布一张图学透观察DNA和RNA在细胞中的分布缓水流一张图学透