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1、第第 3 讲讲 蛋白质和核酸蛋白质和核酸考纲要求 1.蛋白质、核酸的结构和功能()。2.实验：观察 DNA、RNA 在细胞中的分布。考点一考点一 蛋白质的结构、功能及相关计算蛋白质的结构、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)二肽的形成过程过程 a：脱水缩合，物质 b：二肽，结构 c：肽键。H2O 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多肽蛋白质脱水缩合盘曲、折叠小贴士 蛋白质的盐析、变性和
2、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Error!(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
3、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)过程形成的化学键的分子式是NHCO或CONH，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)图中和分别是什么过程？有何区别？提示 是变
4、性的过程，蛋白质的空间结构丧失；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：形成肽链数形成肽键数脱去水分子数蛋白质相对分子质量1n1n1na18(n1)mnmnmna18(nm)特别提醒 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(SS)时，要再减去 2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式 na18(nm)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
5、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：碳原子数氨基酸的分子数2R 基上的碳原子数。氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2。氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。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。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
6、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 20202020204种)。(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20191817)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
7、选择，即(20191817)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( )ACH3CH2COOHBRCH2NH2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( )A5、9、4、1 B4、8、5、1C5、8、4、1 D4、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
8、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N
9、aCl 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
10、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
11、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(NMX)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(NMX)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
12、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
13、 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( )A9 种，9 种 B6 种，3 种C18 种，6 种
14、D27 种，6 种答案 D解析 足量的 3 种氨基酸构成的三肽有 3327 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 3216 种。考点二考点二 核酸的组成、结构与功能核酸的组成、结构与功能1核酸的结构层次2DNA 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Error!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
15、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
16、 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。其中 X、Y 代表元素，a、b、c是组成 A、B、C 三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用 d 或 e 表示，请分析：(1)A、B、C 分别表示 DNA、RNA、蛋白质；a、b、c 分别表示脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。(2)人体细胞中的 n 共有 5 种，d 共有 8 种。(3)d、e 都能水解吗？提示 d 能水解为 m、f 和 n；e 为氨基酸，不能水解。(4)C 具有多样性，从 c 角度分析原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同。A 具有多样性的主要原因是 a 的排列顺序千变万化。1不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳生
