高三生物一轮复习讲义1-2-2

高三生物一轮复习讲义高三生物一轮复习讲义 第二章第二章 组成细胞的分子组成细胞的分子 考考 点点 展展 示示考情分析考情分析 1 蛋白质 核酸的结构和功能 2 糖类 脂质的种类和作用 3 水和无机盐的作用 4 观察 DNA RNA 在细胞中的分布 实验 5 检测生物组织中的还原糖 脂肪和蛋白质 实验 1 蛋白质与核酸的结构特点 功能和二者的关系以及蛋白 质的脱水缩合过程及相关计算 2 脂质 糖类的种类 作用 3 水 无机盐的存在形式及作用 4 观察 DNA RNA 在细胞中分布的原理及方法步骤 5 糖类 脂肪 蛋白质鉴定原理 方法步骤及注意事项 命题透析命题透析 1 考查内容 历年高考中 该部分侧重于对蛋白质 核酸 糖类等物质的考查 特别是氨基酸脱水缩合的相关运 算 核酸的结构特点等 结合细胞呼吸和血糖平衡考查糖类等更是近几年的高考热点 2 考查题型 该部分内容常见于计算类和实验类的选择题 在非选择题中出现时 常常考查蛋白质 核酸的结构和功能等 3 命题趋势 近几年高考常出现在新情境材料中考查蛋白质分子的相关计算类试题 借以考查考生的数据分析和处理能力 对 脂质的种类和作用的考查也较多 应引起足够重视 今年年高考中很少考查到水和无机盐的作用 第二章第二节第二章第二节 生命活动的主要承担着生命活动的主要承担着 蛋白质蛋白质 一 主干知识梳理 一 主干知识梳理 含量 占细胞鲜重的 干重的 以上 组成元素 等元素组成 很多还含有 P S 有的还含有 Fe Cu Mn I Zn 等 基本单位 种类 约 种 但 不同 其中有 8 种是人体细胞无法合成的 称为 通式 结构特点 至少有一个 和一个 且都有一个 和 连接在 碳原子上 方式 场所是 多肽 构成 多个氨基酸分子经脱水缩合形成含有多个肽键 的化合物 如 结构 链状 肽链 结构多样性 氨基酸 不同 变化多端 肽链 千差万别 构成细胞和生物体的重要成分 如人或动物肌肉中的蛋白质 蛋白 功能 如酶 蛋白质 功能多样性 运输功能 如 蛋白 载体 功能 如胰岛素 生长激素 功能 如抗体 二 核心考点突破 二 核心考点突破 一 蛋白质的结构层次及多样性一 蛋白质的结构层次及多样性 1 元素组成 C H O N 很多还含有 P S 有的还含有 Fe Cu Mn I Zn 等 拓展 基因表达时 从信使 RNA 起始密码子开始 两个起始密码子分别对应甲硫氨酸和缬氨酸 即蛋白质中第一个氨 基酸定为两种中其中之一 所以可以推测绝大多数蛋白质含 S 元素 但并非所有的蛋白质都含 S 基本元 素为 C H O N 特征元素为 S 且 S 一定存在于 R 基上 2 基本单位 氨基酸 种类 必需氨基酸 必须从外界获取 成年人 8 种 婴儿 9 种 一家写两三本书来 组氨酸 非必需氨基酸 可以通过其他化合物转化而来 12 种 特别提醒 非必需氨基酸共有 12 中 是在人体细胞中能够合成的氨基酸 而非人体不需要的氨基酸 结构特点 通式 特点 氨基酸分子中的氨基和羧基数目至少一个 也可以是几个 因为 R 基中可 能含有氨基或羧基 如谷氨酸 R 基中有羧基 赖氨酸 R 基中有氨基 在构成蛋白质的氨基酸中 都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子 上 否则就不是构成蛋白质的氨基酸 例如 H2NCH2CH2CH2COOH 不同的氨基酸分子 具有不同的 R 基 这是氨基酸分类的依据 例如甘氨 酸的 R 基是 H 丙氨酸的 R 基是 CH3 3 多肽 结构多样性 4 蛋白质 功能多样性 结构蛋白和功能蛋白 催化 运输 调节 免疫 拓展 1 DNA 多样性 蛋白质多样性 生物多样性 2 由于基因的选择性表达 不同细胞中蛋白质种类 结构不同 导致不同的细胞功能不同 3 蛋白质与多肽的区别 蛋白质有空间结构 多肽无 蛋白质多样性有四个方面原因 多肽 只有三个 无空间结构差异 联系 蛋白质可有一条或几条肽链形成 4 翻译的直接产物是多肽 不叫蛋白质 必须经再加工后 形成一定的空间结构才叫蛋白质 二 蛋白质的合成过程分析及相关计算二 蛋白质的合成过程分析及相关计算 1 多肽形成过程分析 1 形成过程中的产物水中的 H 来自于 COOH 和 NH2 而 O 只来自于 COOH 2 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 多余的氨基和羧基位于 R 基上 2 相关计算 1 氨基数 肽链数 R 基上的氨基数 各氨基酸中氨基总数 肽键数 2 羧基数 肽链数 R 基上的羧基数 各氨基酸中羧基总数 肽键数 3 N 原子数 肽键数 肽链数 R 基上的 N 原子数 各氨基酸中 N 的总数 4 O 原子数 肽键数 2 肽链数 R 基上的 O 原子数 各氨基酸中 O 的总数 脱去水分子数 5 H 原子数 各氨基酸中 H 的总数 2 脱去水分子数 6 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 条肽链或 m 条肽链 7 蛋白质相对分子质量 氨基酸数目 氨基酸的平均相对分子质量 脱去水分子数 18 拓展 1 只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键 R 基上的氨基或羧基不参与肽键的形成 2 由 n 个氨基酸形成一环状肽 则形成肽键数 失去水分子数 氨基酸 3 二硫键二硫键 蛋白质分子中除了肽键外 还含有其他化学键 如二硫键 一个 二硫键 S S 是由 2 个 SH 形成的 形成过程中要脱去 2 个氢 故计算蛋白质分 子量是除减去水外 还应考虑脱去 H 的分子量 如胰岛素中有三个二硫键 3 氨基酸与相应 DNA 及 RNA 片段中碱基数目之间的关系 由于 mRNA 中有终止密码子等原因 上述关系应理解为每合成 1 个 氨基酸至少需要 mRNA 上的 3 个碱基和 DNA 基因 上的 6 个碱基 特别提醒 若已知 DNA mRNA 中碱基数求氨基酸数 一班用关键词 最多 若已知氨基酸数求 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 4 长多肽链断裂成几段短多肽链 某 39 肽中共有丙氨酸 4 个 现去掉其中的丙氨酸得到 4 条长短不等得多肽 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 断裂前断裂后变化数量 肽键数变化39 1 38 35 氨基酸数 4 肽键数 3138 31 7 即减少 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 N m m 4 4 个 减少 4 个 C 原子数假设 m 个m 3 4 4 个丙氨酸 每个含 3 个 Cm m 3 4 12 个 减少 12 个 O 原子数假设 m 个m 8 4 个丙氨酸含 8 个 O 7 肽键减少 7 个 需 消耗 7 分子水 m m 8 7 1 个 减少 1 个 H 原子数假设 m 个m 7 4 4 个丙氨酸含 28 个 H 14 7 个水含 14 个 H m m 28 14 14 个 减少 14 个 特别提醒 计算 O 和 H 的数量变化时 不要漏掉增加的水中 O H 数值 5 氨基酸的排列与多肽的种类计算 假若有 A B C 三种氨基酸 由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析 A B C 三种氨基酸 在每种氨基酸数目无限的情况下 可形成肽类化 合物的种类 A B C 三种氨基酸 且在每种氨基酸只有一个的情况下 可形成肽类 化合物的种类 三 蛋白质的主要理化性质三 蛋白质的主要理化性质 1 两性 蛋白质分子中存在氨基和羧基 所以具有酸 碱两性 2 盐析 由于蛋白质分子的直径达到了胶体微粒的大小 所以蛋白质溶液是胶体 加入浓的无机盐溶 液可以使蛋白质从溶液中沉淀出来 这个过程叫盐析 利用此法可以分离 提纯蛋白质 3 变性和凝固 蛋白质分子在一定的理化因素的影像下 其分子结构发生改变 从而改变蛋白质的性 质 此为变性 蛋白质变性后就失去了生理活性 也不能再溶于水 而从溶液中凝结沉淀出来 这个过 程叫蛋白质的凝固 高温灭菌 消毒 就是利用加热使蛋白质变性凝固而使细胞死亡的 1 引起蛋白质变性的因素 a 重金属盐 汞盐 银盐 b 酸 碱 乙醇 尿素 c 高温 d 紫外线 X 射线等 2 蛋白质变性的应用 a 灭菌 加热或用乙醇处理可使细菌蛋白质变性 从而达到灭菌的目的 b 生物制品保存 为防止生物制品 如疫苗 抗毒血清等 变性 应将它们保存在适宜环境中 4 水解反应 蛋白质在酸 碱或酶的作用下 能生成一系列的中间产物 最后生成氨基酸 5 显色反应 蛋白质可以与许多试剂发生颜色反应 如 分子中有苯环的蛋白质与硝酸作用时呈黄色 蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色 四 教材中常见蛋白质成分归纳四 教材中常见蛋白质成分归纳 1 大部分酶 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 除少数是 RNA 外绝大多数是蛋白质 2 部分激素 如下丘脑激素 垂体激素 胰岛素和胰高血糖素 3 载体 位于细胞膜上 在物质运输过程中起作用 4 抗体 指集体受抗原刺激后产生的 并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白 主要分布于血清中 也 分布于组织液及外分泌液中 抗毒素 属于抗体 成分为蛋白质 一般指给动物注射外毒素后 在其血清中产生的能特异性中和外毒素毒性的成分 凝集素 属于抗体 成分为蛋白质 指给动物注射季军后 在其血清中产生的能使细菌发生特异性凝集的成分 另外 人体红细胞膜上存在不同的凝集原 血清中则含有相应种类的凝集素 5 部分抗原 引起机体产生特异性免疫反应的物质叫抗原 某些抗原的本质是蛋白质 如红细胞携带的凝集原 决定病毒 抗原特异性的衣壳 其成分都是蛋白质 6 神经递质受体 突触后膜上存在的一些特殊蛋白质 能与一定的递质发生特异性的结合 从而改变突触后膜对例子的 通透性 激起突触后膜神经元产生神经冲动或发生抑制 7 朊病毒 只由蛋白质组成 导致疯牛病 8 糖被 位于细胞膜的外表面 由蛋白质和多糖组成 有保护 润滑 识别等作用 9 单细胞蛋白 指通过发酵获得的大量微生物菌体 可用作饲料 食品添加剂 蛋白食品等 10 细胞色素 C 是动植物细胞线粒体中普遍存在的一种呼吸色素 由一条大约含有 110 个氨基酸的多肽链组成 11 血浆中的纤维蛋白原和凝集酶原 均为蛋白质 在凝血酶原激活物的作用下 凝血酶原转变成凝血酶 在凝血酶 的作用下纤维蛋白原转变成不溶性纤维蛋白 起到止血和凝血作用