高考生物一轮复习必修1第2章第4、5节蛋白质是生命活动的主要承担者、核酸是遗传信息的携带者课件
展开考点一 蛋白质的功能与结构
1.组成蛋白质的氨基酸的元素组成、结构与种类。
(1)氨基酸形成蛋白质的过程。
①脱水缩合——连接氨基酸的方式。概念:一个氨基酸分子的_____(—NH2)与另一个氨基酸分子的_____(—COOH)相连接,同时脱去_____________。
ⅰ.过程 a 为__________,物质 b为_______,结构c为_______。ⅱ.H2O 中 H 来源于_____________,O 来源于__________。
(2)蛋白质的形成过程。
3.蛋白质结构多样性与功能多样性。
(1)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
②变性:是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化,肽链变得松散,蛋白质丧失了生物活性,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。
(2)高温能够破坏肽链盘曲、折叠形成的空间结构,但没有破坏氨基酸之间的肽键,所以蛋白质变性后仍可用双缩脲试剂检测。(3)高温、过酸、过碱、重金属盐,都会使蛋白质的空间结构
发生不可逆的变化,但低温不会。
(4)酒精、加热、紫外线等方法消毒、杀菌的原理是使细菌和
(5)由于基因的选择性表达,同一生物的不同细胞中蛋白质的
种类和数量会出现差异。
4.常考蛋白质的分布和功能。
考点二 蛋白质的合成过程及相关计算1.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水
(1)肽键数=失去水分子数=氨基酸数-_______。(2)蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-___________________。(不考虑形成二硫键)
注:氨基酸平均相对分子质量为 a。
2.蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算。(1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数×1。(2)游离氨基或羧基数目=肽链数×1+________________
_______________。
R 基上的 N 原子数
R 基上的 O 原子数
3.利用原子守恒法计算肽链中的原子数。(1)N 原子数=肽键数+肽链数+____________________=各氨基酸中 N 原子总数。(2)O 原子数=肽键数+2×肽链数+____________________=各氨基酸中 O 原子总数-脱去水分子数。
4.若为环状多肽:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。
考点三 核酸的种类及其分布1.核酸是由核苷酸连接而成的长链。
(1)核酸的结构层次。
(2)DNA 和 RNA 的比较。
(3)核酸分子的多样性和特异性。
②多样性原因:核苷酸的_____成千上万,核苷酸的________
③特异性原因:每个核酸中核苷酸的数目和排列顺序都是______的。
生物种类与核酸、核苷酸及碱基种类的关系
2.DNA、蛋白质和生物多样性的关系。
(1)生物多样性的根本原因是基因的多样性。(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。
3.借助基因表达中遗传信息的流动,明确 DNA、RNA 和蛋白
(2)利用“中心法则”判断核酸与蛋白质。
根据中心法则,可以推断出图中 A 为_______,B 为_______,C 为________,甲为 DNA 复制,乙为_________,丙为翻译;单体 a、b、c 分别为___________________________________;元素X 为________,Y 为 N 等。
脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
(1)关于核酸的两组必知概念①脱氧核糖≠脱氧核苷酸≠脱氧核糖核酸:脱氧核糖是一种五碳糖,脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位,脱氧核糖
②核糖≠核糖核苷酸≠核糖核酸:核糖是一种五碳糖,核糖核苷酸是核糖核酸的基本组成单位,核糖核酸即 RNA。
(2)核酸、蛋白质的水解产物和氧化分解产物
4.生物大分子以碳链为骨架。
脂肪是由一分子甘油和三分子脂肪酸发生反应而形成的酯,脂肪的相对分子质量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多,一般不称其为生物大分子。磷脂和固醇也不属于生物大分子。
5.细胞中有机物的推断。
(1)“集合法”确定物质之间的关系(如图所示)。
(2)判断化合物的种类与功能的四种方法。①元素组成分析法。
【基础测评】1.易错诊断
(1)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。((2)糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子。
(3)细胞中的 DNA 一定有氢键,RNA 一定没有氢键。((4)蛋白质和 DNA 体内合成时需要模板、能量和酶。(
(5)真核细胞的核中有 DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.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
3.角蛋白是头发的主要成分,由 2 条肽链组成,含有 2 个二硫键(—S—S—) 。如图表示烫发的原理。下列相关说法正确的是
A.烫发过程中角蛋白的空间结构和氨基酸排列顺序均发生了
B.角蛋白中至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基C.氨基酸脱水缩合形成肽链的过程中,水中的 H 均来自羧基D.角蛋白二硫键的形成与肽键的形成场所都是核糖体答案:B
4.某科学家在研究太空坠落到地球的陨石时发现,该太空陨石中含有未知生物的 DNA,陨石上含有 DNA 的两类主要化学成分——嘧啶和嘌呤,由此说明,这个太空陨石很有可能是来自一个
生命星球。下列有关说法正确的是( )
A.DNA 是一切生物的遗传物质B.从化学组成上看,DNA 由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基构成C.从结构上看,DNA 多为双螺旋结构,RNA 通常为单链结构D.细胞的核酸中碱基种类有 8 种答案:C
考向 1 氨基酸的结构和种类[典例1](2023 年湖北荆州沙市中学月考)色氨酸是一种必需氨基酸,可由动物肠道微生物产生。当色氨酸进入大脑时会转化为血清素,血清素是产生饱腹感的一种重要信号分子,最终会转化
为褪黑素使人感觉困倦。下列叙述正确的是(
A.色氨酸中至少含四种大量元素,在人体内可由其他氨基酸
B.如果食物中色氨酸的含量较高,则产生饱腹感时需摄入的
C.血液中色氨酸含量较多的动物肠道中,产生色氨酸的微生
D.人在吃饱之后容易产生困倦的直接原因是血液中色氨酸含
解析:根据氨基酸的结构通式可知,色氨酸中一定含有C、H、O、N四种大量元素,但色氨酸是必需氨基酸,不能在人体内合成,A 错误。如果食物中色氨酸的含量较高,色氨酸转化为血清素,机体产生饱腹感,食物摄取量减少,B 错误。 色氨酸是一种必需氨基酸,可由动物肠道微生物产生,故血液中色氨酸含量较多的动物,其肠道中产生色氨酸的微生物可能更多,C 正确。人在吃饱后产生困倦的直接原因是血液中褪黑素的含量增加,D 错误。
【考向集训】1.(2022 年河北秦皇岛二模)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中
氨基酸的叙述, 正确的是(
A.各种氨基酸都含有元素 C、H、O、N、SB.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉
解析:组成蛋白质的基本元素是 C、H、O、N,有的含有 S,A 错误。双缩脲试剂是通过与蛋白质中的肽键发生反应而鉴定蛋白质的,而氨基酸中不含肽键,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测,B 错误。必需氨基酸是人体不能合成而且是人体需要的氨基酸,因此必需氨基酸只能从食物中获得,因此必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标,C 正确。通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有特异性,D 错误。
考向 2 蛋白质的合成过程及相关计算与分析[典例 2](2021 年甘肃平凉模拟)如图为某种肽的结构简式,据
图分析下列说法正确的是(
A.该肽由 3 种氨基酸脱水缩合而成,含有 4 个肽键B.该肽中含 1 个游离的氨基、2 个游离的羧基C.形成该肽时,各种氨基酸总相对分子质量减少了 72D.形成该肽时,脱去的水中的氧来自羧基,氢来自氨基
解析:该肽由 4 种氨基酸组成,含有 4 个肽键,A 错误。该肽中含 1 个游离的氨基、1 个游离的羧基,B 错误。形成该肽时产生 4 个 H2O,总相对分子质量减少了 72,C 正确。脱去的水中的O 来自羧基,H 来自一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基,D 错误。答案:C
计算氨基酸的个数常以氮原子数或氧原子数的计算为突破口。可依据“氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数”进行计算。
2.(2023 年吉林通化梅河口五中期末)有一条多肽链,分子式为CxHyOpNqS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸:
分析推算可知,水解得到的赖氨酸氨基酸个数为(
A.p+q-1C.p-2q-1
B.q-p+1D.p+2q+1
解析:半胱氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸中都只有一个氨基和一个羧基,而赖氨酸中含有两个氨基和一个羧基。所以它们在核糖体上合成蛋白质时,通过脱水缩合形成的一条多肽链中,含两个游离的氨基和一个游离的羧基,因此,按氧原子数目计算,氧原子数=氨基酸数+肽链条数+R 基上氧原子数,分析这四种氨基酸的 R 基可知,四种氨基酸的 R 基上均无氧原子,所以氨基酸数为 p-1;多肽中 N 原子数=氨基酸数+R 基上的 N 原子总数,四种氨基酸中只有赖氨酸的 R 基上有一个 N 原子,所以赖氨酸数为q-(p-1)=q-p+1。
考向 3 蛋白质的合成、结构与功能[典例 3](2023 年湖北高考)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质
的变化。下列叙述错误的是(
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏
解析:蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏,天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的,而变性后次级键被破坏,A 错误。球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧,说明外侧主要是极性基团,可溶于水,不易溶于乙醇,B 正确。加热变性的蛋白质空间结构发生改变,该空间结构改变不可逆,不能恢复原有的结构和性质,C 正确。变性后空间结构改变,导致一系列理化性质变化,生物活性丧失,D 正确。
【考向集训】3.(2022 年湖南高考)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。
A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染
解析:碱性蛋白酶的化学本质是蛋白质,当碱性蛋白酶受到其他成分的影响或在加热等条件下部分解折叠后,可被正常碱性蛋白酶特异性识别并自溶失活,A 正确。加热引起蛋白质部分解折叠后,可以通过降温恢复天然状态,说明碱性蛋白酶构象的改变在一定温度条件下是可逆的,B 错误。添加酶稳定剂可以减少碱性蛋白酶失活,可以提高洗涤剂的去污效果,C 正确。添加碱性蛋白酶能提高洗涤剂的去污能力,可以减少洗涤剂的用量,从而减少环境污染,D 正确。
考向4 核酸的结构和功能分析[典例4](2023 年新疆联考)碱性蛋白酶能降解多种蛋白类污垢的蛋白质,在液体洗涤剂中使用量较大,但碱性蛋白酶易受到失活因素的干扰而变性,降低去污效率,增加使用成本。下列有关
A.热水洗涤可能会引起碱性蛋白酶变性失活B.污水中的重金属会抑制碱性蛋白酶的活性C.适当延长洗涤时间不会影响碱性蛋白酶的活性D.变性的碱性蛋白酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应
解析:酶的作用条件温和,热水洗涤可能会引起碱性蛋白酶变性失活,A 正确。过酸,过碱和重金属会使蛋白质变性,因此污水中的重金属会抑制碱性蛋白酶的活性,B 正确。适当延长洗涤时间不会影响碱性蛋白酶的活性,C 正确。酶空间结构改变后,肽键仍然存在,能与双缩脲试剂产生紫色反应,D 错误。
常见核酸—蛋白质复合体
【考向集训】4.(2023 年河北邯郸二模)研究人员在细胞膜上发现一种新型生物分子——糖 RNA(如图),揭示了其在人类自身免疫性疾病中
发挥的作用。下列说法错误的是(
A.图中细胞膜上的 RNA 为双链结构B.组成 RNA 的基本单位是核糖核苷酸C.图中糖 RNA 可能参与细胞间信息交流D.细胞膜功能的复杂性与蛋白质及糖链结构的多样性有关
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