(江苏通用)2019版高考生物大一轮复习第一单元细胞的概述及其分子组成第3讲蛋白质和核酸学案

第3讲 蛋白质和核酸[考纲要求] 1.蛋白质的结构和功能(B)。

2.核酸的结构和功能(B)。

考点一 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①过程a ：脱水缩合，物质b ：二肽，结构c ：肽键。

②H 2O 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―――→脱水缩合多肽――――→盘曲、折叠蛋白质 小贴士 蛋白质的盐析、变性和水解(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⎩⎪⎨⎪⎧①种类不同②数目成百上千③排列顺序千变万化(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)①过程形成的化学键的分子式是—NH —CO —或—CO —NH —，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②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③和④分别是什么过程？有何区别？提示 ③是变性的过程，蛋白质的空间结构丧失；④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：特别提醒①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(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。

②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)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：①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。

②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。

③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。

④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。

⑤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。

可以借助下面的示意图(▭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20×20×20×20＝204种)。

(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)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种中选择……，即(20×19×18×17)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( )A．CH3—CH2—COOHB．R—CH2—NH2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( )A．5、9、4、1 B．4、8、5、1C．5、8、4、1 D．4、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．有关蛋白质结构与功能的叙述，错误的是(多选)( )A．蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构无关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AC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项错误；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NaCl 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·苏锡常镇四市一模)某兴趣小组采用两种途径处理鸡蛋清溶液，过程如图所示。

有关叙述正确的是( )A．①②所依据的原理不同，过程②破坏了蛋白质的空间结构和肽键B．③④所依据的原理不同，过程③破坏了蛋白质的空间结构和肽键C．在溶解后产生的溶液中分别加入双缩脲试剂，都会变成紫色D．过程②产生的蛋白块也可用③的方法进行溶解答案 C解析蛋白质在低浓度的无机盐中溶解度较大，如果无机盐的浓度过大，则会出现盐析现象。

①②所依据的原理不同，过程①属于蛋白质盐析，该过程中蛋白质空间结构不被破坏，过程②属于高温导致蛋白质变性，该过程破坏了蛋白质的空间结构，但肽键没有被破坏，A错误；③④所依据的原理不同，过程③表示蛋白质在低盐溶液中的溶解过程，该过程中蛋白质的空间结构和肽键不被破坏，过程④表示蛋白酶催化蛋白质水解的过程，水解产物为小分子肽和少量氨基酸，B错误；在溶解后产生的溶液中，过程①③蛋白质未被破坏，过程④中含蛋白酶，其化学本质为蛋白质，可与双缩脲试剂反应，呈紫色，C正确；变性后产生的蛋白质不能溶解于低盐溶液，D错误。

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(N－M＋X)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(N－M＋X)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项错误。

6．(2017·连云港三中质检)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．(2018·苏北四市一模)下列关于组成生物体的氨基酸和蛋白质的叙述，正确的是(多选)( )A ．氨基酸分子中含有一个氨基和一个羧基B ．血红蛋白中不同肽链之间是通过肽键连接的C ．氨基酸按不同的排列顺序脱水缩合可形成不同的蛋白质D ．由1 001个氨基酸脱水缩合形成的环状肽链含有1 001个肽键 答案 CD解析 每个氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，但R 基上也可能含有氨基或羧基；肽键是连接两个氨基酸的化学键，连接两条肽链的化学键有二硫键等；蛋白质分子多样性的原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及多肽链的空间结构不同；环状肽链中的肽键数等于氨基酸数。

考点二 核酸的组成、结构与功能1．核酸的结构层次2．DNA 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⎩⎪⎨⎪⎧DNA ：脱氧核糖、胸腺嘧啶RNA ：核糖、尿嘧啶知识延伸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。