高一生物 蛋白质和核酸

DNA、mRNA 中碱基数，则一般用关键词“至少”， 原因是该计算过程中都不考虑终止密码子的问题。
5．长多肽链断裂成几段短多肽链 某三十九肽中共有丙氨酸 4 个，现去掉其中的丙氨 酸得到 4 条长短不等的多肽(如图所示)，分析该过 程中肽键数、游离的氨基、羧基数。C、H、O、N 数如何变化？
断裂前
(3)氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同。 —□—○—○—□—○— —○—□—○—□—○— (4)空间结构不同，构成的蛋白质不同。
提醒 若两个肽链中的氨基酸的数目、种类都相同， 但功能不同，是由排列次序不同造成的；若仅数目相 同，则是由氨基酸的种类和排列次序不同造成的；若 两个蛋白质分子的结构和功能都不同，则答全四个方 面。
在酶的作用下，一个氨基酸的羧基提供的－OH与 另一个氨基酸的氨基提供的－H 生成 1 分子水被脱 去，而羧基和氨基剩余的基团相连成为肽键，其结
构式为
。
2．蛋白质结构多样性的原因 (1)组成蛋白质多肽链的氨基酸在 种类 、 数量 和 排列顺序 上的不同。 (2)构成蛋白质的多肽链在 空间结构 上的不同。
考点二 蛋白质与核酸 1．肽键和磷酸二酯键的形成
(1)两种化学键的形成都伴随着 H2O 生成，都是吸 能反应，都消耗 ATP。 (2)肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶；磷酸二酯键的形 成需 DNA 聚合酶或 DNA 连接酶(片段连接)，断裂 需 DNA 水解酶或限制性核酸内切酶。 (3)肽键形成场所——核糖体；磷酸二酯键形成场所 ——细胞核、叶绿体、线粒体等。
的化学组成及它们之间的关系。下列相关说法中，
不正确的是
()
A.A 和 B 是染色体的主要成分 B．过程 1、2、4 都有水的产生 C．密码子存在于 B 和 C D．过程 3、4 进行的场所和所利用的酶不同
解析 小分子 a 的组成元素是 C、H、O、N，由此可 以初步判断其为氨基酸，小分子 b 的组成元素是 C、 H、O、N、P，由此可以初步判断其为核苷酸。再根 据 A、B、C 三种大分子物质的相互关系图解，联想 到转录和翻译过程，B→C→A 为基因表达过程，C 为 mRNA，这样就可以判断 A 是蛋白质，B 是 DNA。 因 a(b)合成 A(B)的过程属于聚合过程，该过程有水产 生。C→A 属于氨基酸的脱水缩合，也有水的生成。 B→C 是转录过程，主要在细胞核中进行，C→A 是翻 译过程，在核糖体上进行，转录和翻译所利用的酶不 同。密码子是指在 mRNA(C)上三个相邻的决定氨基 酸的碱基，所以 C 项错误。 答案 C
方法体验 DNA 与蛋白质的关系 正确理解蛋白质和 DNA 的关系，首先要从二者的元 素组成、基本单位、结构和功能等了解区别，然后通 过基因的表达过程了解两者的内在联系，同时在相关 的图解中能准确判断物质和过程的名称。计算时要注 意碱基与氨基酸的换算。
典例 如图是人体细胞中两种重要有机物 A 和 E 的 元素组成及相互关系图，请据图回答：
2．蛋白质与核酸的关系
(1)由 A、B、C 三种大分子之间的关系分析推断甲、 乙、丙三个过程分别为：甲是 DNA 复制，乙是转录， 丙是翻译。组成单位 a、b、c 分别是脱氧核苷酸、核 糖核苷酸和氨基酸，大分子物质 A、B、C 分别是 DNA、mRNA 和蛋白质。 (2)生物多样性的直接原因是蛋白质多样性；根本原 因是 DNA 多样性(不能说核酸多样性，因为核酸有两 种)；同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原 因是基因的选择性表达(转录形成的 RNA 不同)。
第 3 讲 生物大分子——蛋白质和核酸
回扣基础构建网络
一、蛋白质的功能与组成 1．功能
蛋白质通常不作为生物体的能源物质，其功能有： (1)可作为生物体与细胞的组成成分，如肌肉中的蛋 白质。 (2)推动 化学反应 的进行，如消化酶。 (3)负责与疾病作斗争，如能源参与对病原体的清除。 (4)帮助物质出入细胞，如细胞膜上的 载体蛋白 。
5．如图为人体中的两种重要有机物 B、E 的组成及 相互关系图，关于此图的叙述中正确的是 ( )
A.E 和 G 在同一个体的不同细胞中含量基本相同 B．G 是遗传物质的载体，在细胞核中合成 C．B 是细胞中含量最多的有机物 D．鉴定 B 时需要水浴加热
解析 由元素的种类和 E、G、B 的关系可知，E 代 表 DNA，G 代表 mRNA，B 代表蛋白质，蛋白质是 细胞中含量最多的有机物。在同一个体的不同细胞 中，DNA 基本相同，但由于基因的选择性表达，合 成的 mRNA 的种类和数量不同。染色体是遗传物质 的载体。用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，不需要加热。 答案 C
(3)蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而 可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白 质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑 事案件的侦破或亲子鉴定。 特别提醒 生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨 基酸等则不具有物种差异性。
对位训练
4．如图表示人体细胞内的几种重要化合物 A、B、C
字为氨基酸序号)及部分肽链的放大图(图 2)。请据
图判断，下列叙述中正确的是
()
A.该蛋白质中含有 1 条肽链，124 个肽键 B．图 2 中含有的 R 基团是①②④⑥⑧ C．从图 2 可推知该肽链含有 2 个游离的羧基 D．该蛋白质合成的场所是细胞质中的核糖体
解析 由图 1 可知，该蛋白质是由 124 个氨基酸组成 的一条肽链，因此形成的肽键数为 123 个。图 2 中含 有的 R 基团是②④⑥⑧，①为氨基。该蛋白质由一条 肽链构成，结合图 2 可推知肽链至少含有 3 个游离的 羧基。蛋白质的合成场所为核糖体。 答案 D
假设 m 个 H 原子)＋14(7 ＝14 个，即减少
个 H2O 含 14 个
14 个
H 原子)
特别提醒 计算 O 和 H 的数量变化时，不要漏掉 增加的 H2O 中 O、H 数值。 6．蛋白质结构的多样性 蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次加以 理解 (1)氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。 —□—□—□—□—□—□— —○—○—○—○—○—○— (2)氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。 —□—□—□—□—□—□— —□—□—□—□—
3．蛋白质的热变性 (1)蛋白质的空间结构表现蛋白质的 生物活性 。 (2)温度过高使空间结构发生改变而失去生物活性。
4．蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的 结构 多样性决定了其 功能 多样性，二者 是高度统一 的。
识图析图
想一想 (1)多肽的多样性和蛋白质多样性有何不 同？ (2)所有酶、激素都是蛋白质吗？
作用 必需 的
构建知识网络
突破考点提炼方法
考点一 蛋白质的合成过程及相关计算
1．氨基酸、多肽、肽键的关系 (1)由脱水缩合反应可知，多肽在形成的过程中，每 形成一个肽键就脱去一个水分子，因此肽键数＝脱 去的水分子数。 (2)如果形成的多肽为一条肽链，则有如下等式：肽 键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数目－1；该多肽 至少含有一个氨基和一个羧基，它们分别位于肽链 的两端，R 基团中也可能有氨基和羧基。
该蛋白质分子中共有 m 条肽链，其中肽键数＝脱 去的水分子数＝氨基酸数目－m；该蛋白质分子中 至少含有 m 个氨基和 m 个羧基。
归纳提升 假定氨基酸的平均相对分子质量为 a，参与
脱水缩合反应的氨基酸数目为 n，则存在以下关系：
肽键 脱去水分 多肽相对分子 氨基 羧基
数目 子数目
质量
数目 数目
1条 肽链 n－1
断裂后
变化数量
肽键数变化 39－1＝ 35(氨基酸数)－ 38－31＝7 个，即
38
4(肽链数)＝31
减少 7 个
氨基、羧基数
(至少)
各1个
各4个
1－4＝－3 个，即 增加 3 个
N 原子数
假设 m 个
m－4(4 个丙氨 酸每个含 1 个
氮原子)
m－m＋4＝4 个， 减少 4 个
C 原子数
假设 m 个
误区警示 氨基、羧基及肽键的写法及多肽的命名
正确
错误(举例)
氨基
—NH2
NH2 或—NH3
—COOH
COOH
羧基
肽键
—CO—NH—
CO—NH
含 5 个肽键 H2O 中“H”
的来源
六肽
五肽
一个来自羧基， 都来自氨基或都来
一个来自氨基
自羧基
2.m 条肽链的相关计算 下图为形成某蛋白质分子的 m 条肽链的结构模式 图，两个氨基酸中间的横线为肽键，1 条肽链的两 端的横线分别表示直接连接氨基和羧基的化学键。
4．氨基酸与相应 DNA、RNA 片段中碱基数目之间的 关系 DNA(基因)—转—录→mRNA—翻—译→蛋白质(性状) 碱基数 6 ∶ 碱基数 3 ∶ 氨基酸数 1 mRNA 为单链，DNA 为双链，故 DNA∶RNA(碱 基数)＝2∶1；而 mRNA 上每相邻的 3 个碱基决定 1 个氨基酸，故碱基与氨基酸为 3∶1 的关系。 特别提醒 若已知 DNA、mRNA 中碱基数求氨基 酸数，一般用关键词“最多”；若已知氨基酸数求
疑误辨析 蛋白质与多肽的区别与联系
蛋白质
多肽
有无空间结构有无源自多样性原因四个方面
只有三个方面， 无空间结构差异
联系
蛋白质可由一条或几条肽链形成
翻译的直接产物——多肽，不叫蛋
提醒
白质，必须经内质网和高尔基体再 加工后，形成一定的空间结构才叫
蛋白质
对位训练
1．如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图 1，其中数
2．免疫球蛋白ⅠgG 的结构如图所示，其中—S—S—
表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该ⅠgG 由 m
个氨基酸构成，则该ⅠgG 有肽键数及形成该蛋白
质时相对分子质量减少了
(D)
A.m 个 (m－4)×18 B．(m＋1)个 (m－4)×18 C．(m－1)个 (m－4)×18－6 D．(m－4)个 (m－4)×18＋6 解析 计算分子量时若出现二硫键不要漏掉脱去 氢的数量。