二讲细胞中的生物大分子(二)——蛋白质和核酸
高一生物蛋白质与核酸的知识点
高一生物蛋白质与核酸的知识点蛋白质与核酸是生物体内两种重要的生物大分子，它们在生物体内担负着不同的功能和作用。
蛋白质是生物体内最为广泛存在的一类有机化合物，是生命活动的基础，而核酸则是构成生物体遗传信息的基本单位。
下面将详细介绍蛋白质与核酸的相关知识点。
一、蛋白质的概念和结构蛋白质是由氨基酸经肽键连接而成的聚合物，是生物体内最为重要的有机物之一。
蛋白质在生物体内具有多种功能，如构成细胞和器官的结构材料、参与物质运输和储存、催化生化反应、免疫防御等。
蛋白质的结构包括四个层次：一级结构是指蛋白质的氨基酸序列，二级结构是指氨基酸通过氢键形成的α-螺旋和β-折叠，三级结构是指蛋白质链的空间折叠形态，四级结构是指多个蛋白质链之间的相互作用形成的蛋白质复合物。
二、核酸的概念和结构核酸是由核苷酸经糖苷键连接而成的聚合物，是生物体内存储和传递遗传信息的分子。
核酸分为DNA（脱氧核酸）和RNA（核糖核酸）两种。
DNA主要存在于细胞核中，是遗传物质的主要组成部分，能够储存和传递遗传信息。
RNA则参与蛋白质的合成过程，包括mRNA、tRNA和rRNA等。
核酸的结构包括三个部分：碱基、糖和磷酸。
碱基是核酸的核心成分，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）五种，它们通过氢键相互配对形成双螺旋结构。
三、蛋白质的合成蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。
在细胞核中，DNA通过转录过程转录成mRNA，mRNA带着遗传信息离开细胞核进入细胞质。
在细胞质中，mRNA通过翻译过程转化成氨基酸序列，进而合成蛋白质。
蛋白质的合成过程是一个高度协调的过程，涉及到多个蛋白质和RNA分子的参与。
四、核酸的复制和转录核酸的复制是指DNA分子在细胞分裂过程中通过复制过程产生两个完全相同的DNA分子。
复制过程是通过DNA聚合酶酶催化下进行的，每个DNA链作为模板合成一个新的DNA链，最终形成两个完全相同的DNA分子。
蛋白质和核酸
• 命题点2 围绕蛋白质与核酸考查科学思维
3．图中甲、乙、丙表示生物大分子，①②③表示生理过程。 下列分析错误的是( )
B
A．a、b、c共有的元素为C、H、O、N B．a与b的区别只是含有的五碳糖不同 C．通过②③过程核酸控制蛋白质的合成 D．同一生物不同细胞中的丙有差异
归纳拓展
考点一
(1)DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系:
免疫作用 促进B细胞增殖、分化为浆细 胞或记忆B细胞 主要运输氧气 识别等作用
与信号分子特异性结合，引 起受体细胞代谢变化
结构蛋白
构成细胞和生物体的成分
蛋白 质的 结构 层次
氨基酸 脱水缩合
多肽
原因：氨基酸之
间能够形成氢键
等
盘曲、
具有一定空
折叠 间结构的蛋
白质
原因：两条或多条 肽链通过化学键如 二硫键相互结合在 一起。
考点2 核酸的结构与功能
完成【必备知识回顾】和【思考】 要求：先自己结合课本思考完成，
再小组之间核对统一答案， 准备好回答问题。
DNA与RNA的区别比较： Nhomakorabea(1)分子组成的不同
DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸) ①DNA 的 五 碳 糖 是
结构
双链
单链
_脱__氧__核__糖__而RNA的则是核
RNA分布在细胞质中 ③老鼠细胞质中的遗传物质是RNA ④把DNA的一条
单链中的T换成U就是一条RNA链了 ⑤原核细胞中既有DNA，又有RNA ⑥
鉴定物种可以选择DNA、RNA、核苷酸
A．①⑤
B．①②④⑤
C．①②⑤⑥
D．①②③⑤
易混辨析
不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况
2022版高考生物一轮复习课后集训2细胞中的生物大分子__糖类脂质和核酸含解析苏教版
课后限时集训(二) 细胞中的生物大分子——糖类、脂质和核酸(建议用时：40分钟)1．(2020·常熟检测)下列有关细胞中糖的叙述，正确的是( )A．葡萄糖、核糖都是不能再水解的糖B．蔗糖、果糖都是还原性糖C．脱氧核糖、麦芽糖都可存在于动物细胞中D．纤维素、糖原都是细胞中的储能物质A[葡萄糖、核糖都是单糖，属于不能再水解的糖，A正确；蔗糖属于非还原糖，B错误；麦芽糖是植物细胞特有的糖，不可能存在于动物细胞中，C错误；纤维素是植物细胞壁的组成成分之一，但是不是细胞中的储能物质，D错误。
]2．(2020·某某某某二中调研)如图表示糖类的化学组成和种类，相关叙述正确的是( )A．⑤是肌糖原，它与淀粉分别是动物细胞内和植物细胞内的贮能物质B．①②③均属还原性糖，在加热条件下与斐林试剂发生紫色反应C．④是植物细胞壁的主要成分，同时也可作为植物细胞内的贮能物质D．①②③依次代表单糖、二糖、多糖，它们均可继续水解A[本题考查糖类的化学组成和种类。
⑤是肌糖原，它与淀粉分别是动物细胞内和植物细胞内的贮能物质，A正确；①②③依次代表单糖、二糖、多糖，单糖不能继续水解，多糖和二糖中的蔗糖不属于还原性糖，且还原性糖在加热条件下与斐林试剂发生反应，产生砖红色沉淀，B、D错误；④是纤维素，是植物细胞壁的主要成分，不是植物细胞内的贮能物质，C 错误。
]3．(2020·某某某某模拟)下列有关细胞中糖类和脂质的叙述，正确的是( )A．ATP、RNA和质粒水解都能生成核糖B．脂质具有构成生物膜、运输脂质和储存能量等生物学功能C．性激素进入细胞的方式与胰岛素从细胞内分泌出去的方式相同D．调节人体生命活动和缓冲压力的脂质都是在高尔基体中合成的B[本题考查糖类和脂质的功能、跨膜运输的方式。
质粒的化学本质是DNA，其水解不能生成核糖，但可生成脱氧核糖，A错误；脂质具有构成生物膜(如磷脂)、运输脂质(如胆固醇)和储存能量(如脂肪)等生物学功能，B正确；性激素进入细胞的方式是自由扩散，而胰岛素从细胞内分泌出去的方式是胞吐，C错误；调节人体生命活动和缓冲压力的脂质都是在光面内质网中合成的，D错误。
细胞中的生物大分子(蛋白质和核酸)
RNA分子通常是单链的，但也可以形成局部的双链结构。此外，RNA 还可以通过碱基配对、折叠等方式形成复杂的三级结构。
03
核酸与蛋白质的相互作用
在细胞内，核酸往往与蛋白质结合形成复合物，如染色体、核糖体等。
这些复合物具有特定的结构和功能，对于细胞的正常生命活动至关重要。
核酸的功能
遗传信息的携带者
核酸的链状结构
多个核苷酸通过磷酸二酯键连接成链状结构，形成核酸的 一级结构。在DNA中，两条链围绕一个共同的中心轴盘绕， 构成双螺旋结构。
核酸的高级结构
01 02
DNA的双螺旋结构
DNA的双螺旋结构是由两条反向平行的多核苷酸链围绕一个共同的中 心轴盘绕而成的。碱基之间通过氢键连接，形成碱基对，从而维持双螺 旋结构的稳定。
核酸降解
细胞内的核酸可被核酸酶 降解成核苷酸，进而被重 新利用或排出体外。
生物大分子的相互转化
转录
以DNA为模板，合成RNA的过程，实 现了遗传信息的传递。
翻译
逆转录
在某些病毒中，以RNA为模板合成 DNA的过程，实现了遗传信息的反向 传递。
以mRNA为模板，合成蛋白质的过程， 实现了遗传信息的表达。
05
生物大分子在细胞中的作用
生物大分子与细胞结构的关系
02
01
03
蛋白质是细胞结构的主要组成成分，如细胞膜、细胞 质和细胞核中的蛋白质。
核酸是遗传信息的携带者，DNA和RNA分别存在于细 胞核和细胞质中，参与遗传信息的传递和表达。
生物大分子与细胞器相互作用，维持细胞器的结构和 功能，如核糖体、内质网和高尔基体等。
核磁共振波谱学
利用核磁共振现象，研究生物大分 子在溶液中的结构和动力学行为。
蛋白质跟核酸
基因表达的调控
核酸通过与蛋白质的相互作用， 调控基因的表达，影响细胞功能 和发育。
细胞信号转导
某些核酸可以作为信号分子，参 与细胞信号转导过程，影响细胞 生长、分化和凋亡。
03
蛋白质与核酸的比较
组成上的比较
01
蛋白质是由氨基酸组成的生物大 分子，具有复杂的空间结构和功 能，是生命活动中不可或缺的物 质。
核酸分子通常以单链形式存在， 但在特定情况下可以形成双链结
构。
双螺旋结构
DNA通常以双螺旋结构存在，这 种结构由两条反向平行的链和碱基 之间的氢键形成。
三螺旋结构
某些情况下，DNA可以形成三螺旋 结构，这种结构由三条链和碱基之 间的氢键形成。
核酸的功能
遗传信息的载体
核酸是遗传信息的载体，通过 DNA的复制、转录和翻译过程， 将遗传信息传递给下一代或合成 蛋白质。
蛋白质跟核酸
• 蛋白质 • 核酸 • 蛋白质与核酸的比较 • 蛋白质与核酸的相互关系 • 蛋白质的组成
01
02
03
氨基酸
蛋白质是由氨基酸组成的 大分子化合物，常见的有 20种氨基酸，通过肽键连 接成肽链。
肽键
连接氨基酸的化学键，具 有极性，是蛋白质一级结 构的主要化学键。
生物检测
蛋白质和核酸具有高度的特异性和灵敏度，可以用于生物 检测中的标记和识别，为食品安全、环境监测等领域提供 技术支持。
THANKS
感谢观看
04
蛋白质与核酸的相互关系
蛋白质对核酸的影响
蛋白质是核酸的合成和复制过程中的 重要调节因子，可以影响核酸的转录 和复制过程，从而影响基因的表达。
蛋白质可以与核酸结合，形成复合物 ，对核酸的结构和稳定性产生影响， 从而影响核酸的功能。
第二章 生物大分子
groove)相间。
DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内
2.0 nm
側，与对側碱基形成氢键配
对（互补配对形式：A=T;
。
二 核 酸 的 一 级 结 构
DNA和RNA的一级 结构是指核苷酸的数量 和排列顺序。
单核苷酸通过3’,5’磷酸二酯键连接成大分子 ——多核苷酸。
5’-末端：P 3 ’-末端：OH
5´
酯 键
糖苷键
核 苷
单核苷酸
3´
书写方法
A G T G C T
5 P
P
P
P
P
POH 3Fra bibliotek5 pApCpTpGpCpT-OH 3
螺 旋 和 超 螺 旋 电 话 线
超螺旋
螺旋
环状DNA形成的超螺旋
• 超螺旋结构的特点：致密性
所有细菌、某些病毒以及真核细胞中的 线粒体或叶绿体中的DNA都是环形分子。
正超螺旋(positive supercoil)
盘绕方向与DNA双螺旋方同相同
负超螺旋(negative supercoil)
在天然情况下，绝大多数DNA以B构象存在。
1，主链: 2，碱基对 3，螺距 4，大沟和小沟
脱氧核糖-磷酸-为 骨架,排列在外侧
碱基堆积在 内侧
DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
DNA分子由两条相互平行但
走向相反的脱氧多核苷酸链
组成，两链以 - 脱氧核糖 - 磷
2015届《优化方案》高考生物(苏教版)一轮课后达标检测03 细胞中的生物大分子(二)——蛋白质和核酸
课后达标检测3细胞中的生物大分子(二)——蛋白质和核酸(建议用时：45分钟)[双基题]1．已知苯氨酸的分子式是C9H11NO2，那么该氨基酸的R基是()A．—C7H7O B．—C7H7C．—C7H7N D．—C7H5NO2．在生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择，下列叙述错误的是()A．可用斐林试剂甲液和乙液、蒸馏水来鉴定葡萄糖和尿液中的蛋白质B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料C．食用花生油最好选用苏丹Ⅳ染液来鉴定，而一般不选用苏丹Ⅲ染液来鉴定D．甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多糖且近于白色，因此可以用于还原性糖的鉴定3.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条长短不等的肽链(如图)，下列有关该过程的叙述，错误的是()A．肽键数目减少了8个B．新生的4条肽链总共至少有4个氨基C．如果新生的4条肽链总共有5个羧基，那么其中必有1个羧基在—R(侧链基团)上D．4条肽链若重新连接成一条长链将脱去3个水分子4．已知氨基酸的平均相对分子质量为128，测得某蛋白质的相对分子质量为5 646，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数以及至少含有的游离的氨基数分别为()A．51个、1个、51个B．51个、2个、2个C．51个、2个、51个D．44个、2个、2个5．关于核酸的叙述，正确的是()A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质B．DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的C．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D．用甲基绿和派洛宁混合染色剂对病毒染色可观察到DNA和RNA的分布6．关于糖蛋白的叙述正确的是()A．细胞膜上的糖蛋白分布在细胞膜的两侧B．糖蛋白的形成只与核糖体和高尔基体有关C．精子和卵细胞的识别与糖蛋白有关D．癌细胞表面的糖蛋白减少导致细胞无限增殖7．(2014·江苏十二校高三检测)经分析某条多肽链中有O原子p个，N原子q个，它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。
高中生物《细胞中的蛋白质和核酸》教案
《高中生物细胞中的蛋白质和核酸》教案教学目标1.知识与技能：o理解蛋白质和核酸的基本结构和功能。
o掌握蛋白质和核酸在细胞中的重要作用。
o能够识别并区分不同类型的蛋白质和核酸。
2.过程与方法：o通过实验操作和观察，培养学生的实验能力和科学探究精神。
o通过小组讨论和案例分析，培养学生的合作学习和问题解决能力。
3.情感态度与价值观：o激发学生对蛋白质和核酸等生物大分子的兴趣。
o培养学生的实验安全意识和对科学实验的尊重。
教学重难点•重点：蛋白质和核酸的结构与功能，它们在细胞中的作用。
•难点：蛋白质的结构多样性和功能的复杂性，核酸的遗传信息存储和表达过程。
教学准备•细胞结构模型、蛋白质和核酸的结构模型。
•多媒体课件，包含蛋白质和核酸的结构示意图、动画演示等。
•实验材料：o蛋白质电泳实验材料（如蛋白质样品、电泳缓冲液、凝胶电泳设备等）。
o DNA提取实验材料（如植物叶片、洗涤液、乙醇、离心管等）。
o安全防护用品（如实验服、手套、护目镜等）。
教学过程一、导入新课•通过展示细胞结构模型，引导学生回顾细胞的基本组成，并引出本节课的主题——蛋白质和核酸。
二、新课讲解1.蛋白质的结构与功能o介绍氨基酸的基本结构和性质，解释肽键的形成和蛋白质的多肽链结构。
o介绍蛋白质的一级、二级、三级和四级结构，并通过模型展示不同结构层次的特点。
o阐述蛋白质在细胞中的多种功能，如酶、结构蛋白、运输蛋白等。
2.核酸的结构与功能o介绍核苷酸的组成和连接方式，解释DNA和RNA的结构差异。
o通过图示和动画演示，介绍DNA的双螺旋结构和RNA的链状结构。
o阐述核酸在遗传信息存储、复制和表达过程中的作用，包括DNA的复制、转录和翻译等。
三、实验操作1.蛋白质电泳实验o学生分组进行蛋白质电泳实验，观察不同蛋白质在电场作用下的迁移速度和位置。
o通过实验结果分析，理解蛋白质大小和电荷对迁移的影响，进而理解蛋白质的电泳分离原理。
2.DNA提取实验o学生使用植物叶片等材料进行DNA提取实验，通过洗涤、离心等步骤分离并提取DNA。
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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
第3讲 细胞中的生物大分子（二）
——蛋白质和核酸
必备知识梳理
回扣基础要点
一、蛋白质
1.相关概念 （1）氨基酸：蛋白质的基本组成单位，组成蛋
白质的氨基酸约有20种 。 （2）脱水缩合：一个氨基酸的氨基（-NH2）与
另一个氨基酸的羧基（-COOH）相连接，同时 失去一分子水 。
（3）肽键：肽链中连接两个氨基酸分子的化学键 。 （4）二肽：由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化
合物，只含有一个肽键 。 （5）多肽：由三个或三个以上的氨基酸分子脱水
缩合而成的链状结构 。 （6）肽链： 多肽通常呈链状结构，叫肽链 。
2.两个氨基酸脱水缩合的过程（反应式）
能力提升 蛋白质相对分子质量的计算 （1）必记公式：肽键数=脱水缩合产生的水分子数。 （2）蛋白质的相对分子质量=氨基酸相对分子质量 的总和-失去水分子的相对分子质量的总和。 （3）一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基。
拓展提升 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 白质中的第一个氨基酸是这两种中的一个，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”。所以基本元素为C、H、 O、N，特征元素为“S”，且S一定存在于R基团 上。
对位训练
1.在下列物质中，有的属于构成人体蛋白质的氨基
不同，而呈多样性
主要 功能
结构物质：蛋白质是细胞中重 核酸是生物的 遗传
要的结构物质，如血红蛋白 物质，对生物体的
功能物质： 的催化酶，
血红的蛋运白输载，的体携氧，遗传变异和
蛋白
的免疫，抗蛋体白质类激素的
质的生物合成有极
等
调节
其重要的作用
练一练 下图是人体细胞中两种重要有机物B、E元素组成 的相互关系图。关于此图的叙述正确的是（ ）
说明 真核生物中由已知氨基酸数目计算求得的DNA 片段中的碱基数目，相当于基因结构中外显子的碱基数 目。
对位训练 3.据下图所示的化合物结构简式，请回答问题：
（1）该化合物中有 个氨基和 个羧基。
（2）该化合物中有
种氨基酸构成，形成
这种化合物的不同氨基酸的R基编号是
。
（3）该化合物是由
（2）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：H2N—CH2—CH2—CH2—COOH。 （3）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。
信息3 利用N原子个数求氨基酸的个数 氨基酸通式中N的数目最少、最简单，一般只出 现在氨基中。若氨基酸R基中没有氨基，则N原 子数=氨基酸数；若R基中含1个氨基，则氨基酸 个数=N原子个数-1。 信息4 分子式求某种氨基酸中各原子个数 分子式：C2H4O2NR在此基础上告诉具体的R基团 即可求解。
构建知识网络
高频考点突破
考点一 氨基酸结构通式的信息解读
信息1 通式：
元素组成：基本元素C、H、O、N。 R基团中可能含有S。
信息2 结构特点 （1）氨基酸分子中的氨基和羧基数目至少含一 个，也可以是几个，因为R基中可能含有氨基或 羧基。 例如：
谷氨酸（R基上含—COOH）
赖氨酸（R基上含—NH2）
考点二 蛋白质的合成过程及相关计算 1.氨基酸、多肽、肽键的关系图解
提醒 ①肽键的正确写法是—CO—NH—。 ②脱去的水分子中，H既来自氨基又来自 羧基，O来自羧基。
2.氨基酸数、肽键数、失去水分子数及多肽的相对 分子质量之间的关系
氨基酸平 均相对分
子质量
氨基 酸数
肽键 数目
脱去水
分子数 目
肽链相 对分子
质量
氨基 羧基 数目 数目
一条
a
肽链
m m-1 m-1
ma- 至少 至少
18(m-1) 1个 1个
n条 肽链
a
ma- 至少 至少 m m-n m-n 18(m-n) n个 n个
3.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
酸，有的不是。若将其中构成人体蛋白质的氨基
酸缩合成化合物，则其中含有的氨基、羧基、肽
键的数目依次是
（）
A.3、3、2
B.4、3、3
C.2、2、2
D.3、4、2
解析 解答本题时，要根据氨基酸的结构通式把属
于构成人体的氨基酸挑选出来。由于②号没有羧
基，④号氨基和羧基没有同时连在同一个碳原子
上，所以它们不是组成人体蛋白质的氨基酸。①③
⑤是构成蛋白质的氨基酸，它们脱水缩合后形成三
肽，由于③号氨基酸R基上有1个羧基,⑤号氨基酸R
基上有1个氨基，因此三肽中有氨基2个，羧基2个，
肽键2个。
答案 C
2.丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—C3H5O2， 它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比
例为
()
A.7∶16∶6
B.7∶14∶5
二、蛋白质与核酸的比较
蛋白质
核酸
主要组 成元素
C、H、O、N
C、H、O、N、P
基本
单位
(通式)
氨基酸 脱水缩合 多
分子结构 肽 空间结构 蛋 白质分子
DNA：双螺旋 结构 RNA：一般是单链
氨基酸的 数量 、种类 、排列 核苷酸的数量、种
多样性 次序 以及肽链空间结构 的不 类及 排列次序 的
同，使蛋白质具有多样性
C.8∶12∶5
D.8∶14∶5
解析 先根据R基推导出两种氨基酸的结构简式或
分子式，再根据脱水缩合的原理计算原子数。注
意，计算H原子数、O原子数时，应减去脱去水分
子中的原子数。
丙氨酸的结构简式是
，谷氨酸的
结构简式是
。当缩合成二肽时
需脱去一分子水。故缩合成的二肽分子中，C原子 数为3+5=8，H原子数为7+9-2=14，O原子数为2+ 4-1=5。故选D。 答案 D