2018-2019学年高考生物大一轮复习第一单元细胞的概述及其分子组成第3讲蛋白质和核酸学案

第3讲蛋白质和核酸[考纲要求] 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、功能及相关计算1．组成蛋白质的氨基酸及其种类巧记“８种”必需氨基酸甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。

2．蛋白质的合成及其结构、功能多样性(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)蛋白质的结构层次氨基酸――→脱水缩合多肽――→盘曲、折叠蛋白质小贴士蛋白质的盐析、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，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。

3．蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸①种类不同②数目成百上千③排列顺序千变万化(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

4．蛋白质的功能(连线)1．判断有关氨基酸的叙述(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( ×) 2．判断有关蛋白质的叙述(1)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能(×)(2)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能不会发生变化(×)(3)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质(×) 下图表示蛋白质的结构层次示意图，据图分析：(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。

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个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽：蛋白质相对形成肽链数形成肽键数脱去水分子数分子质量1 n－1n－1na－18(n－1)m n－m n－m na－18(n－m)特别提醒①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。

②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。

(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：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。

2．利用“排列组合”解答多肽种类的计算题多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。

对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。

可以借助右面的示意图(?代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。

(1)若每种氨基酸数目不限，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20＝204种)。

(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……，即(20×19×18×17)种]。

命题点一组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断1．下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸( )A．CH3—CH2—COOHB．R—CH2—NH2答案 D解析组成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(—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，故D项正确。

2．(2018·金陵中学质检)谷氨酸的R基为—C3H5O2,1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是( )A．5、9、4、1 B．4、8、5、1C．5、8、4、1 D．4、9、4、1答案 A解析氨基酸的结构通式的简式是：C2H4O2NR，谷氨酸的R基为—C3H5O2，所以谷氨酸的分子简式是：C5H9O4N。

“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸命题点二蛋白质分子结构与功能的分析3．(2017·海南，1)有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是( )A．蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B．数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C．将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D．氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构答案 C解析蛋白质的功能主要取决于组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序及其形成蛋白质的空间结构，A项正确；数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式，可形成多种不同的多肽链，B项正确；抗体的本质是免疫球蛋白，蛋白质遇强酸、强碱、高温会变性失活，而NaCl 溶液显中性，C项错误；氨基酸序列相同的多肽链有多种折叠方式，可形成多种不同的蛋白质空间结构，D项正确。

4．(2017·凉山一诊)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答案 C解析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；细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系，包括微丝、微管和中间纤维，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。

蛋白质的结构与功能的“一、二、三、四、五”命题点三蛋白质的相关计算与分析5．下列关于蛋白质的叙述中，正确的是( )A．水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂B．由N个氨基酸构成的一个蛋白质分子，有M条肽链，其中X条是环状肽链，则这个蛋白质分子完全水解共需要(N－M＋X)个水分子C．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合D．某肽的分子式为C13H16O5N3，则该肽一定是一种三肽答案 B解析水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展但并不断裂，蛋白质变性失活但肽键数不变，A项错误；由N个氨基酸构成的一个蛋白质分子，有M条肽链，其中X条是环状肽链，则这个蛋白质分子完全水解共需要(N－M＋X)个水分子，B项正确；组成蛋白质的氨基酸之间按相同的方式脱水缩合，C项错误；某肽的分子式为C13H16O5N3，则该肽可能是一种三肽，也可能是一种二肽，D项错误。

6．(2017·哈尔滨三中质检)某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。

下列有关叙述错误的是( )A．该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子B．若将得到的5个氨基酸缩合成5肽，则有5种不同的氨基酸序列C．若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4分子H2OD．新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基答案 C解析据图分析可知，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，即有8分子水参与，故该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子，A 项正确；得到的5个氨基酸，其中有4个是丙氨酸，故这5个氨基酸缩合成5肽，可有5种不同的氨基酸序列，B项正确；若这4条多肽链重新连接成一条长链，则需要形成3个肽键，脱去3分子水，C项错误；每条肽链中至少有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，D项正确。

7．现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有( )A．9种，9种B．6种，3种C．18种，6种D．27种，6种答案 D解析足量的3种氨基酸构成的三肽有33＝27种。

对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“□—□—□”来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种，第三个位置只能安放剩余的1种，即3×2×1＝6种。

考点二核酸的组成、结构与功能1．核酸的结构层次2．DNA和RNA的组成成分比较(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。

(2)不同成分DNA：脱氧核糖、胸腺嘧啶RNA：核糖、尿嘧啶知识延伸ATP、核苷酸、DNA、RNA中“A”的辨析3．核酸的功能与分布(1)(2)4．生物大分子以碳链为骨架生物大分子(多聚体) 基本单位(单体)多糖单糖蛋白质氨基酸核酸核苷酸1．判断关于核酸的叙述(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)与DNA相比，RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖( ×)2．判断关于生物遗传物质的叙述(1)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质( ×)(2)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( ×)(3)真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质( ×)(4)大肠杆菌体内既有DNA，又有RNA，但以DNA作为遗传物质( √)生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。