2020届高中生物一轮复习人教版蛋白质和核酸学案

2020届一轮复习人教版蛋白质和核酸学案1.蛋白质、核酸的结构和功能(Ⅱ)。

2.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布。

考点一蛋白质的结构与功能1．组成蛋白质的氨基酸元素、结构与种类2．蛋白质的合成及其结构、功能的多样性(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[归纳整合]1．“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸2．图解识记蛋白质脱水缩合的过程(1)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；其余的氨基和羧基在R基上。

(2)H2O中的H来自—COOH和—NH2，而O只来自—COOH。

(3)参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。

3．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。

[思维探究]下图表示蛋白质的结构层次示意图，思考相关问题：(1)组成蛋白质的化学元素中通常含有S，S元素在b中存在于哪部分？提示：存在于b的R基中。

(2)①过程形成的化学键的分子式是—NH—CO—或—CO—NH—，发生场所是在细胞中的核糖体上。

(3)若该蛋白质是胰岛素，那么②发生的场所是哪里？提示：由多肽到成熟分泌蛋白的形成发生在内质网和高尔基体中。

(4)图中③和④分别是什么过程？有何区别？提示：③是变性的过程，蛋白质的空间结构丧失；④是水解的过程，蛋白质中肽键断裂。

[教材深挖]1．(教材必修1P21“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．(教材必修1P23“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。

3．(教材必修1P24～25“科学史话”)中国摘取人工合成蛋白质桂冠关键实验思路是什么？提示：先把天然胰岛素的两条链拆开，摸索将两条链合在一起的方法。

然后再分别合成两条链，最后将两条人工链合在一起。

命题点一蛋白质的结构与功能分析1．(2018·全国卷Ⅱ，T1)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C[A对：浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合。

B对：肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程。

C错：Fe2＋参与构成血红蛋白，血红蛋白具有运输O2的功能。

D对：细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA。

] 2．(2019·福建三明段考)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．蛋白质是细胞中含量最多的有机物，其种类随生命历程而改变B．蛋白质纤维组成的细胞骨架与信息传递等生命活动相关C．在细胞不同的生命活动中转运氨基酸的载体都是蛋白质D．细胞内蛋白质发生水解时，H2O参与氨基和羧基的形成C[蛋白质是在基因的指导下通过转录和翻译过程形成的，是细胞中含量最多的有机物，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此细胞中蛋白质的种类随生命历程而改变，A项正确；细胞骨架在信息传递、细胞分裂、细胞生长、物质运输、能量转换等许多生命活动中都具有非常重要的作用，B项正确；细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质，而细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是转运RNA，C项错误；细胞内蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成的，氨基酸脱水缩合的过程中形成的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，D项正确。

]巧用数字归纳蛋白质的结构与功能命题点二蛋白质的相关计算角度1蛋白质中肽键数、肽链数及氨基酸数的相关计算3．(2014·上海卷)一条由39个氨基酸形成的环状多肽，其中有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽()A．有38个肽键B．可能没有游离氨基C．至少有5个游离羧基D．至多有36种氨基酸B[一条由39个氨基酸形成的环状多肽，应有39个肽键。

因为谷氨酸的R基上没有游离氨基，又不知其他的R基的情况，故可能没有游离氨基。

至少有4个游离羧基，至多有20种氨基酸。

]4．(2019·广东江门一模)下列依次为丙氨酸、丝氨酸和天冬氨酸的结构简式：由这三个氨基酸脱水缩合成的化合物中，含有的氨基、羧基和肽键的数目是() A．1,1,3B．3,3,2C．1,1,2 D．1,2,2D[一条多肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别在肽链的两端。

若一个氨基酸上有两个氨基或两个羧基，则多余的氨基和羧基在R基上，图中只有第三个氨基酸的R 基上有一个羧基，故由这三种氨基酸脱水缩合成的化合物中有氨基1个、羧基2个。

而肽键数＝氨基酸数－肽链数＝3－1＝2(个)。

]蛋白质形成过程中的相关数量关系(1)肽键数与氨基酸数的关系：肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。

(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。

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。

[特别提醒]以上各数量关系针对的是链状肽，若为环状肽，则可将上述公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。

角度2利用“质量守恒”计算蛋白质(多肽)相对分子质量5．(2019·河南新乡一模)下面为牛胰岛素结构模式图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是()A．牛胰岛素为51肽，其中含有50个肽键B．牛胰岛素中至少有2个—NH2和2个—COOHC．牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882B[该牛胰岛素含51个氨基酸，其中含有肽键数为51－2＝49(个)；牛胰岛素含两条链，至少含2个游离的—NH2和2个游离的—COOH；牛胰岛素水解可得到51个氨基酸，最多有20种氨基酸，但并非一定是20种；牛胰岛素形成时，51个氨基酸脱水的同时还减少了6个H，故减少的相对分子质量为49×18＋6＝888。

]6．已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近()A．11 046B．11 060C．12 800 D．12 280A[蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的，蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－失去的水分子数×水的相对分子质量＝(97＋3)×128－97×18＝11 054。

由于在肽链形成空间结构时，生成了4个二硫键，失去2×4＝8个H，所以蛋白质的相对分子质量＝11 054－8＝11 046。

]形成蛋白质的相对分子质量计算(1)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。

(2)在计算蛋白质相对分子质量时，还要考虑是否存在特殊的变化，如二硫键(—S—S—)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，相对分子质量减少2。

角度3利用“原子守恒”计算蛋白质(多肽)中的原子数7．(2019·山东潍坊模拟)某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在，下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是()A．肽键数目减少4个B．氨基和羧基分别增加4个C．氢原子数目增加8个D．氧原子数目增加2个D[题述五十肽脱掉其中的2个丙氨酸，在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键，因此肽键数目减少4个；断裂四个肽键，即水解形成4个氨基和4个羧基；脱掉丙氨酸的过程需要4个水分子参与水解，所以氢原子数目增加8个，氧原子数目增加4个。

]8．经测定，某多肽链分子式是C21H x O y N4S2，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、亮氨酸和半胱氨酸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54D[多肽链分子式是C21H x O y N4S2，含有2个硫，所以水解产物中有2个半胱氨酸。

题中每个氨基酸中都只有1个N，所以该多肽由三种氨基酸组成。

根据C原子守恒，半胱氨酸含有3个C，所以另两个氨基酸共含有15个C，可知为苯丙氨酸和亮氨酸。

该多肽水解后产生的氨基酸分别是半胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸；该多肽形成过程中脱去3分子水和形成二硫键脱去2个氢，所以多肽中氧为8－3＝5，氢为38－6－2＝30；该多肽由3种氨基酸组成，形成过程中至少需要3种tRNA ；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。

]蛋白质形成过程中相关原子数的变化氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。

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。

在脱水缩合形成多肽时，要失去部分H 、O 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，计算特定氨基酸的个数最为简便。

若已知某肽链的分子式，则在该肽链中： ①含2个氨基的氨基酸数＝N 原子数－肽键数－1。

②含2个羧基的氨基酸数为＝O 原子数－肽键数－22。

考点二 核酸的结构与功能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(单位) 多糖单糖蛋白质氨基酸核酸核苷酸[归纳整合]1．比较DNA和RNA组成成分的异同(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。