浙科高中生物一轮复习

第2讲蛋白质和核酸

【知识梳理】一、蛋白质1.将下列实例与相应蛋白质功能连线:2.基本组成单位:_______。(1)结构通式:_____________。(2)特点:一个中央碳原子上连接着一个_____、一个_____、一个H和一个R基团。(3)种类:约___种,不同的氨基酸______不同。氨基酸氨基羧基20R基团3.元素组成:根据氨基酸结构可推知,其组成元素包括___________,蛋白质的特征元素S位于__基团中。C、H、O、NR4.肽链形成:(1)过程①(2)物质②:_____。(3)结构③(4)多肽:多个氨基酸以_____相连接形成的长链。名称：_____________场所：_______脱水缩合反应核糖体二肽名称：_____结构简式：___________肽键—NH—CO—肽键5.蛋白质的结构:(1)形成方式:由___________多肽链组成。(2)结构特点:具有独特的_________。(3)结构多样性的原因。①组成蛋白质的氨基酸的_____、_____和_________不同。②蛋白质分子的_________有多种。一条或几条空间结构种类数量排列顺序空间结构二、核酸1.核酸的种类和组成:由核酸组成可知,其组成元素包括C、H、O、N、P。脱氧核苷酸核糖核苷酸2.核酸的分布:DNA主要在_______中,RNA主要在_______中。3.核酸的功能:(1)DNA贮藏_________,控制细胞所有活动、决定遗传特性。(2)RNA参与_______的合成。细胞核细胞质遗传信息蛋白质【速记卡片】1.组成蛋白质的氨基酸的组成:(1)氨基酸的结构特点:一个氨基、一个羧基、一个H和一个R基团,以上四部分连在同一个中央碳原子上。(2)化学式:可简记为R-C2H4O2N。(3)种类:约20种,种类的不同决定于R基团的不同。(4)元素组成:C、H、O、N,部分氨基酸R基团中含S。2.蛋白质的结构:(1)肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数。(2)氨基、羧基数:1条肽链至少含有1个氨基和1个羧基。(3)N、O原子数:1条肽链(由n个氨基酸构成),至少含有n个N原子,至少含有(n+1)个O原子。(4)结构多样性的4个决定因素,即4个不同。①氨基酸的种类;②氨基酸的数目;③氨基酸排列顺序;④蛋白质的空间结构。3.蛋白质的5大功能:(1)细胞和生物体的组成物质。(2)催化作用。(3)免疫作用。(4)运输作用。(5)调节作用。4.核酸的组成:(1)2种类型:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。(2)5种元素:C、H、O、N、P。考点一氨基酸结构1.结构特点:(1)氨基酸的结构通式:(2)结构通式分析。①数量:至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),“至少”的原因是在R基团中也可能含有氨基和羧基,如:②位置:必须有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连在同一个碳原子上,例如:⇒氨基与羧基未连接在同一个碳原子上,不是构成生物体蛋白质的氨基酸。(3)R基团分析。①R基团的判断:排除法,即找出氨基酸的共有结构(连接在同一碳原子上的—NH2、—COOH和—H),剩下的部分即为R基团。②R基团的意义:决定氨基酸的种类和理化性质。2.依据氨基酸的结构通式的两种计算:(1)依据:氨基酸的结构通式可以简写为R—C2H4O2N,氨基酸分子式中各原子数等于R基团中各原子数分别加上结构通式中C、H、O、N原子数。(2)两种计算类型。①已知氨基酸分子式,推测R基团的组成,如某氨基酸分子式为C6H14O2N2,则R基团为—C4H10N。②已知R基团,写出氨基酸的分子式,如丙氨酸的R基团为—CH3,则丙氨酸的分子式为C3H7O2N。【典例】某蛋白质由2条肽链、600个氨基酸组成,该蛋白质至少有氧原子的个数是 (

)A.604 B.602 C.601 D.598【解题指导】本题考查多肽中N、H、O原子数的计算。由氨基酸的结构通式可知,一个氨基酸至少含有2个氧原子,所以氧原子的总数至少是600×2=1200,形成蛋白质的缩合过程中要脱掉水,脱去的水分子数为(600-2),也等于脱去的氧原子的个数,所以该蛋白质至少有氧原子的个数为1200-(600-2)=602。答案:B【变式训练】在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中,用含35S标记的氨基酸作为原料,则35S存在于图中的 (

)

A.① B.② C.③ D.④【解题指南】(1)图示信息:图中为一个多肽的局部结构图,可以根据肽键的位置推断各基团位置。(2)关键知识:氨基酸中的S位于氨基酸的R基团中。【解析】选A。35S存在于氨基酸的R基团上,题图中①处为R基团,②处是肽键,③处是肽键或羧基,④处连接的是碳原子。考点二氨基酸缩合及蛋白质的结构1.氨基酸缩合:(1)参与脱水缩合的部位:一个氨基酸氨基中的—H与另一个氨基酸羧基中的—OH结合,生成一分子水,两氨基酸通过肽键连在一起。R基团中的氨基和羧基不参与脱水缩合。(2)脱水后连接相邻氨基酸的化学键:肽键。书写方式为—CO—NH—或。(3)脱水缩合反应的两种产物。①H2O:H2O中的H原子来自氨基和羧基,O原子只来自羧基。②多肽。a.氨基酸数目确定:由几个氨基酸经脱水缩合生成的产物就称为几肽。b.氨基酸数目不确定:由三个或三个以上的氨基酸经脱水缩合生成的产物称为多肽。(4)脱水缩合场所:核糖体。2.蛋白质结构相关计算:(1)氨基和羧基数。①氨基数=肽链数+R基团中的氨基数。②羧基数=肽链数+R基团中的羧基数。(2)肽键数、脱去水分子数和蛋白质相对分子质量。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:形成肽链数形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1n-1n-1至少1个至少1个na-18(n-1)mn-mn-m至少m个至少m个na-18(n-m)3.多肽种类的计算:假若有A、B和C3种氨基酸,由这3种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情形分析:(1)A、B、C3种氨基酸,每种氨基酸个数都无限的情况下,可形成肽类化合物的种类:形成二肽的种类:3×3=32=9(种)。形成三肽的种类:3×3×3=33=27(种)。形成n肽的种类:3×3…×3=3n(种)。(2)A、B、C3种氨基酸,且每种氨基酸只有一个的情况下,可形成肽类化合物的种类:形成二肽的种类:3×2=6(种)。形成三肽的种类:3×2×1=6(种)。【提分技法】

蛋白质结构计算中常用规律由n个氨基酸构成的m条多肽链中,(1)至少含有n个N原子。(2)至少含有n+m个O原子。(3)至少含有m个氨基。(4)至少含有m个羧基。【典例】(2016·浙江10月选考真题)下列关于蛋白质的叙述,正确的是 (

)A.蛋白质分子都含有碳、氢、氧、氮B.组成每种蛋白质的氨基酸都有20种C.每种蛋白质分子都由多条肽链组成D.蛋白质发生热变性后不影响其功能【解题指导】本题主要考查蛋白质的组成、影响其活性的因素等相关知识。逐项分析如下:答案:A选项具体分析正误A项蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N正确B项组成蛋白质的氨基酸最多有20种错误C项组成蛋白质的肽链条数最少为1条错误D项蛋白质发生热变性后,其原有功能丧失错误【变式训练】下列关于蛋白质的叙述,正确的是 (

)A.血红蛋白的空间结构呈纤维状B.蛋白质经高温蒸煮后可以产生丰富的氨基酸C.蛋白质不同的原因取决于其空间结构不同D.鸟类的羽毛和人的指甲主要是由同一种蛋白质组成的【解析】选D。血红蛋白的空间结构像一个表面粗糙的球,A项错误;蛋白质经高温蒸煮后空间结构被破坏,发生变性,但不产生氨基酸,B项错误;蛋白质多样性取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构,C项错误;鸟类的羽毛和人的指甲主要是由同一种蛋白质——角蛋白组成的,D项正确。考点三核酸的种类及功能1.基本组成单位——核苷酸:2.核酸的种类及功能:分类项目脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸成分磷酸相同(磷酸)戊糖脱氧核糖核糖含氮碱基A、G、C、TA、G、C、U分类项目脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)功能主要的遗传物质①某些RNA病毒的遗传物质②参与蛋白质的合成③催化作用存在主要存在于细胞核中,少量分布在线粒体和叶绿体中主要存在于细胞质中【典例】(2017·嘉兴模拟)下列关于核酸的叙述中,正确的是 (

)A.DNA和RNA中的五碳糖相同B.组成DNA与ATP的元素种类不同C.T2噬菌体的遗传信息储存在RNA中D.双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数【解题指导】本题主要考查核酸的组成结构。逐项分析如下:选项具体分析正误A项DNA中的五碳糖是脱氧核糖,RNA中的五碳糖是核糖错误B项DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成的错误选项具体分析正误C项T2噬菌体的遗传物质为DNA,其遗传信息储存在DNA中错误D项双链DNA中嘌呤碱基总是和嘧啶碱基互补配对,故两者数量相等正确答案:D

【易错易混】1.避开书写结构简式的几个误区:不要将氨基误写为NH2或—NH3,不要将羧基误写为或COOH,也不要将肽键误写为CO—NH或。2.并不是一条多肽链中只含有一个游离的氨基和一个游离的羧基:肽链中所含的—NH2(或—COOH)实际上就是氨基酸缩合为肽链时,不参与缩合反应的—NH2(或—COOH),它们位于肽链的两端和R基中。3.多肽≠蛋白质:在核糖体上合成的是多肽,而不是蛋白质,多肽必须经加工后,才能形成有一定空间结构和特定功能的蛋白质。4.不要误认为蛋白质的热变性是破坏了肽键:事实上它破坏的是蛋白质的空间结构,从而使蛋白质失去生物活性。5.不同生物体内核苷酸及碱基的种类有差别:(1)原核生物和真核生物体内有8种核苷酸,5种碱基。(2)RNA病毒中只有4种核糖核苷酸,无碱基T。(3)DNA病毒中只有4种脱氧核苷酸,无碱基U。

【强化训练】1.据报道,既不增加睡眠时间又能提高睡眠质量的方法就是补充“睡前氨基酸”。下列物质分子中,不属于构成生物体蛋白质的氨基酸的是 (

)A.B.

C.

D.【解析】选D。构成生物体蛋白质的氨基酸必须有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。A、B、C三项的物质分子中,都有一个氨基和一个羧基连在同一个中央碳原子上,而D项是连在不同的碳原子上,因此不属于构成生物体蛋白质的氨基酸。2.现有氨基酸800个,其中氨基总数为810个,羧基总数为808个,则由这些氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为 (

)A.798、2和2 B.798、12和10C.799、1和1 D.799、11和9【解析】选B。由氨基酸结构通式知,800个氨基酸中至少有氨基和羧基各800个,另外的10个氨基和8个羧基位于R基团上。每条肽链两端各有一个氨基和一个羧基,