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高考一轮复习第3讲 细胞中的蛋白质、核酸、糖类和脂质课件PPT
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这是一份高考一轮复习第3讲 细胞中的蛋白质、核酸、糖类和脂质课件PPT，共60页。
考点一 糖类、脂质的种类和功能
1.细胞中的糖类(1)元素:一般由 (元素)构成。 (2)糖类的种类和功能
2.细胞中的脂质(1)组成元素:主要是 ,有些种类还含有 。 (2)脂质的特点①脂质分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量高于糖类。②不同的脂质分子结构差异很大,通常都不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂, 如丙酮、乙醚、氯仿等。
(3)脂质的种类和功能
1.动物细胞培养过程中加入葡萄糖的目的是为动物细胞提供能源物质。(必 修1 P23问题探讨) ( )2.红糖、白糖、冰糖的主要成分都是蔗糖。(必修1 P24正文)( )3.糖尿病病人在饮食方面只需要严格限制其对甜味食品的摄取。(必修1 P24 旁栏思考) ( )4.构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子,但是葡萄糖的连接 方式不同。(必修1 P24图2-3) ( )5.几丁质是一种广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的脂质。(必修1 P25 正文) ( )
6.人和哺乳动物体内的脂肪主要分布在皮下和内脏器官周围。(必修1 P26思 考·讨论) ( )7.体内脂肪过多将增加内脏器官尤其是心脏的负担,因此脂肪类食物的摄入 量越少越好。(必修1 P26思考·讨论) ( )8.磷脂均由C、H、O、N、P组成,是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成 分。(必修1 P27正文) ( )9.糖类供应充足时可以大量转化为脂肪,糖类代谢发生障碍时,大量脂肪转化 为糖类。(必修1 P27正文) ( )
1.(必修1 P24正文拓展)葡萄糖可以口服,也可以注射,但淀粉、蔗糖只能口服, 不能注射,这是为什么?提示:葡萄糖是不能再水解的单糖,不需要消化就可以直接进入细胞,所以可 以口服,也可以静脉注射。淀粉、蔗糖必须经消化分解成单糖才能进入细胞, 所以淀粉、蔗糖只能口服,不能静脉注射。
2.(必修1 P24图2-3拓展)如图为几种多糖的分子结构示意图,请思考: (1)请具体指认甲、乙、丙名称。此三类分子有何共性?提示:甲为淀粉,乙为糖原,丙为纤维素;三类分子均为多聚体且单体均为葡萄 糖。
(2)就功能而言,与另外两种截然不同的是[丙] ,判断理由是 。(3)淀粉的水解过程是先生成相对分子质量较小的糊精,糊精继续水解生成麦 芽糖,最终水解产物是葡萄糖,如何检验淀粉是全部水解还是部分水解?提示:取一支试管,加入未知水解程度的淀粉液,再滴加少量碘液,如溶液变蓝 色,则淀粉未完全水解,如溶液为棕黄色,则已全部水解。
纤维素不可作为储能物质,糖原、淀粉均可作为储能物质
3.(必修1 P25正文拓展)相比于淀粉类作物种子,种植油料作物种子时要播种 的浅一些,为什么?提示:脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类 氧化分解时,脂肪释放的能量更多,需要的O2多,产生的H2O多。
考向一 借助糖类、脂质的种类与功能,考查生命观念1.(2020天津翔宇学校高三线上检测)下列关于糖的说法,不正确的是 ( )A.存在于ATP中而不存在于DNA中的糖是核糖B.存在于叶绿体中而不存在于线粒体中的单糖是葡萄糖C.存在于动物细胞中而不存在于植物细胞中的多糖是糖原D.在体内发生淀粉→麦芽糖→葡萄糖过程的生物一定是植物,而不是动物
解析 淀粉可在动物体内分解成麦芽糖,然后进一步分解成葡萄糖,D错误。
2.(不定项选择)脂质与人体健康息息相关,下列叙述正确的是 ( )A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用B.蛇毒中的磷脂酶会因水解细胞膜蛋白而导致溶血C.摄入过多的胆固醇会增加动脉硬化的风险D.鱼肝油中的维生素D有助于人体对钙的吸收
解析 酶具有专一性,磷脂酶可催化磷脂水解,但不能催化膜蛋白水 解,B错误。
题后悟道·易错关于糖类和脂质的4个易错点(1)淀粉、糖原和纤维素的单体都是葡萄糖,但二糖并不都是由葡萄糖组成 的,如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的。(2)并非所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分 解提供能量。(3)并非所有的糖都是还原糖,如淀粉、纤维素、蔗糖、糖原都是非还原糖, 不能用斐林试剂检测。(4)脂肪是主要的储能物质,但不构成膜结构,磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。
考向二 围绕糖类与脂质之间的相互转化及人体健康,考查科学思维能力与 社会责任3.(不定项选择)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维 细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研 究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F,检测两品系植株开 花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖B.曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量C.15~18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
解析 纤维素的基本组成单位是葡萄糖,A错误;品系F的纤维细胞SUT 表达水平高,蔗糖经SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期 被大量水解后参与纤维素的合成,曲线甲的最大值比曲线乙大,说明曲线甲表 示品系F纤维细胞中的蔗糖含量,B正确;曲线乙表示普通棉花品系纤维细胞 中的蔗糖含量,分析可知,15~18天曲线乙下降的主要原因是在纤维细胞的加 厚期蔗糖被大量水解,C正确;由题图曲线走势可知,提高SUT的表达水平会使 纤维细胞加厚期提前,D错误。
4.(2020山东淄博三模)在人体中,胆固醇可与载脂蛋白结合成低密度脂蛋白 (LDL)进入血液,然后被运送到全身各处细胞。已知细胞摄取LDL有两种途 径:一是LDL与细胞膜上的特异性受体结合后被胞吞,之后受体重新回到细胞 膜上;二是LDL随机被胞吞(不需要与受体结合)。如图为体外培养的正常细 胞和高胆固醇血症患者的细胞对LDL的摄取速率示意图。下列说法错误的 是 ( )
A.动物性食物如肝脏、牛羊肉等红色肉类含胆固醇较高B.当胞外LDL浓度大于35 μg/mL时,正常细胞的LDL摄取速率改变C.高胆固醇血症患者可能通过途径二吸收LDLD.破坏LDL受体后,高胆固醇血症患者摄取LDL的相对速率会受影响
解析 分析曲线可知,高胆固醇血症患者的细胞吸收LDL速率呈上升趋 势,且在实验浓度范围内不存在饱和点,推断高胆固醇血症患者的细胞吸收 LDL不需要与受体结合,故破坏LDL受体后,高胆固醇血症患者摄取LDL的相 对速率不会受影响,D错误。
题后悟道·归纳糖脂代谢异常与人体健康(1)高血糖(糖尿病):长期高血糖会导致各种组织,特别是眼、肾、心脏、血管 等器官的慢性损伤和功能障碍。(2)低血糖:血液中葡萄糖含量低会导致身体无力、眩晕等症状。(3)高血脂:血脂的主要成分是甘油三酯和胆固醇,血脂过高会导致动脉粥样 硬化、冠心病、胰腺炎等。(4)动脉粥样硬化:长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚,使动脉壁 增厚变硬、血管腔狭窄,由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈黄色粥样,因此称
为动脉粥样硬化。严重时会导致动脉阻塞,从而使相应组织或器官缺血或坏 死,发生在大脑(心脏)部位会导致脑(心)梗塞。预防以上疾病的最佳途径是控制饮食,维持合理的饮食结构,另外还要多做有 氧运动,促进糖脂的消耗。
考点二 蛋白质的结构、功能及相关计算
2.蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3.蛋白质的结构及其多样性(1)二肽的形成过程 ①过程a为 ,其场所 (填“一定”或“主要”)在 中;物质b为 ;结构c为 。②H2O中H来源于 ;O来源于 。
③肽的名称确定:一条多肽由几个氨基酸分子构成就称为几肽。④由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有 个游离的氨基和 个游基 的羧基,分别位于肽链的 ;其余的氨基(或羧基)在 上。(2)蛋白质的形成过程与结构多样性
1.胶原蛋白被分解为氨基酸后才能被人体组织细胞吸收。(必修1 P29正文) ( )2.组成蛋白质的21种氨基酸之间的区别在于R基的不同。(必修1 P29正文) ( )3.至少含有一个氨基和一个羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸。(必修 1 P29正文) ( )4.必需氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中获取。(必修1 P30 与社会的联系) ( )
5.一个氨基酸分子的羧基和同一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分 子水,这种结合方式叫作脱水缩合。(必修1 P30正文) ( )6.高温处理过的蛋白质仍能与双缩脲试剂发生紫色反应。(必修1 P32与社会 的联系) ( )7.一个由20种、500个氨基酸组成的蛋白质的氨基酸排列顺序可能有20500 种。(必修1 P33生物科学史话) ( )
1.(必修1 P28图2-8拓展)抗体和头发的主要成分均为蛋白质,但功能却相差极 大,请从氨基酸角度分析,原因是什么?提示:组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同,蛋白质的空间 结构也不同。
2.(必修1 P30与社会的联系拓展)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏 而导致疾病,请分析原因。提示:赖氨酸是人体的必需氨基酸,必须从食物中获得,而玉米等谷类食物中 缺少赖氨酸。
3.(必修1 P31思考·讨论拓展)现有足量的甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸,它们能形 成的三肽最多有几种?包含3种氨基酸的三肽最多有几种?提示:能形成的三肽最多有27种,包含3种氨基酸的三肽最多有6种。
4.(必修1 P32与社会的联系拓展)在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物,兑水 后絮状物消失,这一现象说明什么?相对于生鸡蛋,煮熟的鸡蛋更容易消化,这 是为什么?提示:盐析过程中蛋白质的结构没有发生变化,煮熟鸡蛋过程中,高温使蛋白 质变性,蛋白质空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。
1.蛋白质的盐析、变性和水解辨析
2.蛋白质形成过程中的相关计算(1)蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算①至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数②游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。(2)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的 关系①肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数②蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子 数×18
(3)蛋白质形成过程中的相关数量关系
注:氨基酸平均相对分子质量为a。
[特别提醒] 环状肽是由链状肽首尾氨基酸相连形成的,形成环状多肽时,肽 键数=脱去的水分子数=氨基酸数,其相对分子质量=am-18m(可视为n-0)。(4)利用原子守恒计算肽链中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,要失去部分氢原子和氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减 少。多肽中的相关数量关系如下:①碳原子数=氨基酸的个数×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。[注意] 由于R基上的碳原子数不容易确定,且氢原子数较多,因此以氮原子 数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
3.几种常见蛋白质的分布和功能
考向一 围绕氨基酸的结构与功能,考查生命观念1.下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是 ( )A.三种化合物可以用一个结构通式表示B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
解析 图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一 个羧基”,B错误。
2.(不定项选择)下列关于氨基酸结构的叙述,正确的是 ( )A.生物体组成蛋白质的21种氨基酸结构上的不同在于R基的不同B.半胱氨酸和甲硫氨酸均含有S,S一定位于R基中C.亮氨酸的R基为—C4H9,则它的分子式为C6H13O2ND.非必需氨基酸的合成与基因的功能无关
解析 组成蛋白质的氨基酸的不同在于R基的不同,A正确;根据氨基 酸的结构通式,氨基酸中的S一定位于R基中,B正确;根据氨基酸的结构通式, 若R基是—C4H9,则它的分子式为C6H13O2N,C正确;非必需氨基酸的合成需要 酶的催化,该酶是蛋白质,与基因的功能有关,D错误。
题后悟道·归纳“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
考向二 围绕蛋白质的结构与功能,考查生命观念3.(2020湖南长郡中学月考)如图表示蛋白质的结构层次示意图,据图分析,下 列说法错误的是 ( )A.a一定含有的元素是C、H、O、NB.图中c代表的化学键的数目可能等于b的数目C.①②为脱水缩合过程,发生的场所是核糖体D.蛋白质多样性与b的种类、数目、排列顺序和②过程有关,加热时不会发生④过程
解析 ①为脱水缩合过程,发生的场所是核糖体,②表示蛋白质的加工和 修饰,发生在内质网和高尔基体中,C错误。
4.(不定项选择)(2020山东菏泽郓城一中二模)图中①②③分别表示生物体内 的三个生理过程,其中Q分别代表三种物质,下列有关Q的叙述,正确的是 ( )A.①中Q是激素B.②中Q可能是载体C.③中Q可能是抗体D.①②③中Q都具特异性
解析 由题图可知,①过程中L与Q结合,L变成其他物质,因此Q的功能 是催化功能,Q属于酶,不是激素,A错误;②过程中L与Q结合,L被排出细胞外, Q可能是载体,B正确;③过程中L与Q结合,L被消灭,此时Q起免疫作用,因此Q 可能是抗体,C正确;①酶、②载体、③抗体均具有特异性,D正确。
5.(2020安徽六安一中高三测试)胰岛素是在胰岛B细胞中合成的,刚合成的多 肽称前胰岛素原,在信号肽酶的作用下,前胰岛素原的信号肽被切除,而成为 胰岛素原,最后胰岛素原的C肽段切除后,生成胰岛素,基本过程如图所示。下 列有关说法错误的是 ( )
A.合成前胰岛素原需要相应的模板参与B.加工完成后游离的氨基和羧基可能会增加C.发生了水解反应,水中的氢用于形成—SHD.两次切除可能分别是在内质网和高尔基体内完成的
解析 二硫键的形成是由于R基团脱氢,水中的氢用于形成氨基或羧基,C 错误。
考向三 结合蛋白质结构与相关计算,考查科学思维能力6.(2020江苏南京师大附中高三)有关图中蛋白质的叙述,正确的是 ( )A.此蛋白质的R基团中共含有22个氨基B.此蛋白质共有97个肽键,2条肽链C.翻译此蛋白质时,一共需要99种tRNAD.形成此蛋白质时,共减少相对分子质量1 764
解析 分析图示,共有26个游离的羧基,其中R基团上有23个羧基,可知该 蛋白质共有3条肽链,又因为该蛋白质共含有25个游离的氨基,所以R基团中 共含有22个氨基,A正确;该蛋白质由99个氨基酸组成,含有3条肽链,则共有96 个肽键,B错误;转运氨基酸的tRNA最多61种,C错误;该蛋白质由99个氨基酸 组成,含有3条肽链,则脱水缩合时脱掉96个水分子,相对分子质量共减少约1 7 28,D错误。
7.(2020山东郓城一中二模)已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成,其中共有 氨基6个,甲硫氨酸5个且在肽链中的位置为3、25、56、78、82,甲硫氨酸的 分子式为C5H11O2NS,以下叙述正确的是 ( )①合成该多肽的氨基酸一定共有94个N②若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的肽键会减少10个③若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加 5个④若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的O会减少1个A.① B.①②④ C.①④ D.②③
解析 该多肽链含有88个氨基酸,故含有88-1=87(个)肽键,R基中的氨基 有6-1=5(个),故该多肽中N有88+5=93(个),①错误;根据甲硫氨酸的位置可知, 去除5个甲硫氨酸需要破坏5×2=10(个)肽键,②正确;若去掉该多肽中的5个甲 硫氨酸,会形成6条短肽,这些短肽与原来的多肽相比,氨基和羧基均分别增加 6-1=5(个),③正确;若去掉该多肽中的甲硫氨酸,需要破坏10个肽键,即需要10 个水分子参与,故会增加10个氧原子,又因为5个甲硫氨酸带走了5×2=10(个) 氧原子,故生成的若干肽链中的氧原子数目与原来的多肽相比不变,④错误。 综上所述,D符合题意。
考点三 核酸的结构与功能
1.核酸的结构层次
2.核酸的种类(1)分类: 和 。(2)“三看”法快速区分DNA、RNA
3.核酸分子的多样性和特异性(1)多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种,但如果数量不限,在连 成长链时, 是极其多样的,所以DNA分子具有多样性。(2)特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其代 表了特定的遗传信息。
4.核酸的功能核酸是细胞内 的物质,在生物体的遗传、变异和 中具有极其重要的作用。
5.生物大分子以碳链为骨架(1)生物大分子是由许多基本组成单位连接而成的,这些基本单位称为 。每一个单体都以 为基本骨架,由许 多单体连接成多聚体。常见的多聚体是多糖、蛋白质和核酸等,相应的单体 是 、 和 等。(2)生命的核心元素是 。
若干个相连的碳原子构成的碳链
1.真核细胞的DNA分布在细胞核中,RNA分布在细胞质中。(必修1 P34正文) ( )2.DNA分子一条链中的两个相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—” 相连。(必修1 P34图2-14) ( )3.核苷酸种类不同取决于碱基的不同。(必修1 P35图2-15) ( )4.DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链,RNA是由核糖核苷酸连接而成的长 链。(必修1 P35正文) ( )
5.脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息,DNA分子是储存、传递遗 传信息的生物大分子。(必修1 P35正文)( ) 6.核苷酸是生物体内携带遗传信息的物质。(必修1 P35正文) ( )
1.(必修1 P34问题探讨)为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息?提示:人类的遗传信息储存在DNA分子中,而且每个个体的DNA的脱氧核苷 酸序列各有特点。
2.(必修1 P35图2-15拓展)写出下列DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义。
1.归纳核酸的功能
2.核酸和蛋白质的比较
(1)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。
(2)细胞分化导致DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”①同一个体不同的体细胞中,核DNA相同。②由于基因的选择性表达,同一个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质等不完 全相同。
考向一 借助核酸的结构与功能,考查生命观念1.(2020云南师大附中高考适应性月考)下列有关DNA的叙述,不合理的是 ( )A.DNA能够储存、传递、表达遗传信息B.两个DNA分子的A+T/G+C的值不同,则这两个DNA分子储存的遗传信息不同C.在DNA分子的一条脱氧核苷酸链中某个磷酸可能只与一个脱氧核糖相连接D.组成DNA分子基本骨架的化学元素包括C、H、O、N、P
解析 DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的,所 以不含有N,D错误。
2.(不定项选择)关于DNA和RNA的叙述,正确的是 ( )A.DNA有氢键,RNA没有氢键B.新冠肺炎病毒的核酸彻底水解产生6种小分子C.原核细胞的核酸水解产生8种核苷酸D.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA和RNA
解析 DNA有氢键,tRNA中也有氢键,A错误;新冠肺炎病毒的核酸是 RNA,其彻底水解产生核糖、磷酸和4种碱基,共6种小分子,B正确;原核细胞 的核酸有DNA和RNA,水解会产生4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸,共8种核 苷酸,C正确;叶绿体和线粒体中含有DNA和RNA,但核糖体中只有RNA,D错 误。
题后悟道·归纳不同生物的核酸、核苷酸、碱基的归纳
考向二 结合核酸、蛋白质间的内在关系,考查科学思维能力3.(2020天津实验中学四月测试)对HIV的化学成分进行分析,得到如图所示组 成关系,下列叙述正确的是 ( ) A.a与a之间通过“—CO—NH—”相连接B.甲、乙的合成主要由HIV的线粒体供能C.乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基D.HIV的遗传信息主要储存在大分子甲中
解析 HIV不具有细胞结构,其体内没有线粒体,B错误;RNA中含有碱基 U,不含有碱基T,因此RNA彻底水的产物是磷酸、核糖和A、G、U、C四种 碱基,C错误;HIV是RNA病毒,遗传信息储存在RNA中,即图中的乙物质,D错 误。
4.如图表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能,其中C、D、E1、E2为 小分子化合物,F、G、H、I、J为大分子化合物。下列分析不正确的是( )A.控制生物性状的物质是FB.C和D共有的元素有C、H、O、NC.E1与E2的区别是空间结构不同D.J具有改变化学反应速率的作用
解析 依题意并分析图示可知:C为核苷酸,D为氨基酸,E1为脱氧核苷酸,E 2为核糖核苷酸,F是DNA,G是RNA,H是蛋白质,I是结构蛋白,J是酶。脱氧核苷 酸和核糖核苷酸的区别是含有的五碳糖不同以及含有的碱基不完全相同,C 错误。
题后悟道·归纳DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系 (1)图解
(2)基因表达过程中的数量关系
1.(2020北京,2,2分)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子,下列对两者共性 的概括不正确的是 ( )A.组成元素含有C、H、O、NB.由相应的基本结构单位构成C.具有相同的空间结构D.体内合成时需要模板、能量和酶
解析 蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N,DNA的基本组成元素 是C、H、O、N、P,故两者组成元素都含有C、H、O、N,A正确;蛋白质的 基本组成单位是氨基酸,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,两者都由相应 的基本结构单位构成,B正确;蛋白质具有多种多样的空间结构,DNA具有双 螺旋结构,C错误;蛋白质和DNA在体内合成时都需要模板、能量和酶,D正 确。
2.(2020浙江7月选考,2,2分)下列关于生物体中有机物的叙述,正确的是 ( )A.淀粉的结构单元是蔗糖B.胆固醇是人体所需的物质C.蛋白质是生物体内重要的贮能物质D.人细胞中储存遗传信息的物质是RNA
解析 淀粉是植物体内的多糖,水解产物为葡萄糖,所以淀粉的结构单元 为葡萄糖,A错误;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液 中脂质的运输,所以胆固醇是人体所需的物质,B正确;蛋白质是生命活动的主 要承担者,脂肪是细胞内良好的储能物质,C错误;人细胞中储存遗传信息的物 质是DNA,D错误。
3.(2019海南单科,2,2分)下列关于淀粉和纤维素的叙述,正确的是( )A.淀粉是植物细胞壁的主要成分B.淀粉与纤维素中所含的元素不同C.分解淀粉与纤维素所需的酶不同D.纤维素是由果糖聚合而成的多糖
解析 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,A错误;淀粉与纤维素中 所含的元素均为C、H、O,B错误;分解淀粉的酶是淀粉酶,分解纤维素的酶是 纤维素酶,C正确;纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖,D错误。
4.(2018江苏单科,1,2分)下列关于糖类的叙述,正确的是( )A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物B.构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
解析 单糖不能被进一步水解,A错误;构成淀粉、糖原和纤维素的单体 均为葡萄糖,B错误;细胞膜上糖类与蛋白质分子结合而成的糖蛋白与细胞识 别有着密切关系,C错误;大多数植物体干重中含量最多的化合物是纤维素,D 正确。
5.(2018课标全国Ⅱ,1,6分)下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是 ( )A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
解析 浆细胞产生的抗体可与相应的病毒抗原特异性结合,A正确;肌细 胞内的肌动蛋白和肌球蛋白参与肌肉收缩过程,B正确;蛋白质结合Fe2+形成 的血红蛋白参与O2运输,C错误;染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质,D正 确。
6.(2018课标全国Ⅰ,2,6分)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质 复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
解析 真核、原核细胞中的DNA复制时,与DNA结合的蛋白质可能是解 旋酶或DNA聚合酶,故真核细胞的染色体、染色质和原核细胞的拟核中均可 能含有DNA-蛋白质复合物,A正确,B错误;若复合物中的某蛋白质参与DNA 复制,则该蛋白质可能是解旋酶或DNA聚合酶,C正确;RNA聚合酶催化转录 过程,若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶,D正 确。
7.(2018江苏单科,3,2分)下列关于DNA和RNA的叙述,正确的是 ( )A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
解析 原核细胞内DNA的合成需要单链DNA或RNA片段作为引物,A错 误;真核细胞内DNA和RNA的合成主要在细胞核内完成,B错误;格里菲思的 肺炎双球菌(肺炎链球菌)转化实验证明了转化因子的存在,艾弗里的肺炎双 球菌(肺炎链球菌)转化实验证实了细胞内的DNA是遗传物质,均未证明RNA 是遗传物质,C错误;原核细胞和真核细胞中基因的表达包括转录和翻译两个 过程,转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,翻译是在mRNA、tR- NA、核糖体的参与下合成蛋白质的过程,故基因的表达需要DNA和RNA的 参与,D正确。
8.(2018课标全国Ⅲ,30,10分)回答下列与蛋白质相关的问题:(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是 。在细胞中合成蛋白质时, 肽键是在 这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白, 如 (填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋 白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体,此过程中高尔基体的功能是 。(2)通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和 结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常,变性的蛋白质 易被蛋白酶水解,原因是 。
(3)如果DNA分子发生突变,导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一 个碱基被另一个碱基替换,但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变,其原因可 能是 。
答案 (1)氨基酸 核糖体 胃蛋白酶 对蛋白质进行加工、分类和包装 (2)空间 蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降 解 (3)遗传密码具有简并性
考点一 糖类、脂质的种类和功能
1.细胞中的糖类(1)元素:一般由 (元素)构成。 (2)糖类的种类和功能
2.细胞中的脂质(1)组成元素:主要是 ,有些种类还含有 。 (2)脂质的特点①脂质分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量高于糖类。②不同的脂质分子结构差异很大,通常都不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂, 如丙酮、乙醚、氯仿等。
(3)脂质的种类和功能
1.动物细胞培养过程中加入葡萄糖的目的是为动物细胞提供能源物质。(必 修1 P23问题探讨) ( )2.红糖、白糖、冰糖的主要成分都是蔗糖。(必修1 P24正文)( )3.糖尿病病人在饮食方面只需要严格限制其对甜味食品的摄取。(必修1 P24 旁栏思考) ( )4.构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子,但是葡萄糖的连接 方式不同。(必修1 P24图2-3) ( )5.几丁质是一种广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的脂质。(必修1 P25 正文) ( )
6.人和哺乳动物体内的脂肪主要分布在皮下和内脏器官周围。(必修1 P26思 考·讨论) ( )7.体内脂肪过多将增加内脏器官尤其是心脏的负担,因此脂肪类食物的摄入 量越少越好。(必修1 P26思考·讨论) ( )8.磷脂均由C、H、O、N、P组成,是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成 分。(必修1 P27正文) ( )9.糖类供应充足时可以大量转化为脂肪,糖类代谢发生障碍时,大量脂肪转化 为糖类。(必修1 P27正文) ( )
1.(必修1 P24正文拓展)葡萄糖可以口服,也可以注射,但淀粉、蔗糖只能口服, 不能注射,这是为什么?提示:葡萄糖是不能再水解的单糖,不需要消化就可以直接进入细胞,所以可 以口服,也可以静脉注射。淀粉、蔗糖必须经消化分解成单糖才能进入细胞, 所以淀粉、蔗糖只能口服,不能静脉注射。
2.(必修1 P24图2-3拓展)如图为几种多糖的分子结构示意图,请思考: (1)请具体指认甲、乙、丙名称。此三类分子有何共性?提示:甲为淀粉,乙为糖原,丙为纤维素;三类分子均为多聚体且单体均为葡萄 糖。
(2)就功能而言,与另外两种截然不同的是[丙] ,判断理由是 。(3)淀粉的水解过程是先生成相对分子质量较小的糊精,糊精继续水解生成麦 芽糖,最终水解产物是葡萄糖,如何检验淀粉是全部水解还是部分水解?提示:取一支试管,加入未知水解程度的淀粉液,再滴加少量碘液,如溶液变蓝 色,则淀粉未完全水解,如溶液为棕黄色,则已全部水解。
纤维素不可作为储能物质,糖原、淀粉均可作为储能物质
3.(必修1 P25正文拓展)相比于淀粉类作物种子,种植油料作物种子时要播种 的浅一些,为什么?提示:脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类 氧化分解时,脂肪释放的能量更多,需要的O2多,产生的H2O多。
考向一 借助糖类、脂质的种类与功能,考查生命观念1.(2020天津翔宇学校高三线上检测)下列关于糖的说法,不正确的是 ( )A.存在于ATP中而不存在于DNA中的糖是核糖B.存在于叶绿体中而不存在于线粒体中的单糖是葡萄糖C.存在于动物细胞中而不存在于植物细胞中的多糖是糖原D.在体内发生淀粉→麦芽糖→葡萄糖过程的生物一定是植物,而不是动物
解析 淀粉可在动物体内分解成麦芽糖,然后进一步分解成葡萄糖,D错误。
2.(不定项选择)脂质与人体健康息息相关,下列叙述正确的是 ( )A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用B.蛇毒中的磷脂酶会因水解细胞膜蛋白而导致溶血C.摄入过多的胆固醇会增加动脉硬化的风险D.鱼肝油中的维生素D有助于人体对钙的吸收
解析 酶具有专一性,磷脂酶可催化磷脂水解,但不能催化膜蛋白水 解,B错误。
题后悟道·易错关于糖类和脂质的4个易错点(1)淀粉、糖原和纤维素的单体都是葡萄糖,但二糖并不都是由葡萄糖组成 的,如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的。(2)并非所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分 解提供能量。(3)并非所有的糖都是还原糖,如淀粉、纤维素、蔗糖、糖原都是非还原糖, 不能用斐林试剂检测。(4)脂肪是主要的储能物质,但不构成膜结构,磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。
考向二 围绕糖类与脂质之间的相互转化及人体健康,考查科学思维能力与 社会责任3.(不定项选择)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维 细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研 究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F,检测两品系植株开 花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖B.曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量C.15~18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
解析 纤维素的基本组成单位是葡萄糖,A错误;品系F的纤维细胞SUT 表达水平高,蔗糖经SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期 被大量水解后参与纤维素的合成,曲线甲的最大值比曲线乙大,说明曲线甲表 示品系F纤维细胞中的蔗糖含量,B正确;曲线乙表示普通棉花品系纤维细胞 中的蔗糖含量,分析可知,15~18天曲线乙下降的主要原因是在纤维细胞的加 厚期蔗糖被大量水解,C正确;由题图曲线走势可知,提高SUT的表达水平会使 纤维细胞加厚期提前,D错误。
4.(2020山东淄博三模)在人体中,胆固醇可与载脂蛋白结合成低密度脂蛋白 (LDL)进入血液,然后被运送到全身各处细胞。已知细胞摄取LDL有两种途 径:一是LDL与细胞膜上的特异性受体结合后被胞吞,之后受体重新回到细胞 膜上;二是LDL随机被胞吞(不需要与受体结合)。如图为体外培养的正常细 胞和高胆固醇血症患者的细胞对LDL的摄取速率示意图。下列说法错误的 是 ( )
A.动物性食物如肝脏、牛羊肉等红色肉类含胆固醇较高B.当胞外LDL浓度大于35 μg/mL时,正常细胞的LDL摄取速率改变C.高胆固醇血症患者可能通过途径二吸收LDLD.破坏LDL受体后,高胆固醇血症患者摄取LDL的相对速率会受影响
解析 分析曲线可知,高胆固醇血症患者的细胞吸收LDL速率呈上升趋 势,且在实验浓度范围内不存在饱和点,推断高胆固醇血症患者的细胞吸收 LDL不需要与受体结合,故破坏LDL受体后,高胆固醇血症患者摄取LDL的相 对速率不会受影响,D错误。
题后悟道·归纳糖脂代谢异常与人体健康(1)高血糖(糖尿病):长期高血糖会导致各种组织,特别是眼、肾、心脏、血管 等器官的慢性损伤和功能障碍。(2)低血糖:血液中葡萄糖含量低会导致身体无力、眩晕等症状。(3)高血脂:血脂的主要成分是甘油三酯和胆固醇,血脂过高会导致动脉粥样 硬化、冠心病、胰腺炎等。(4)动脉粥样硬化:长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚,使动脉壁 增厚变硬、血管腔狭窄,由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈黄色粥样,因此称
为动脉粥样硬化。严重时会导致动脉阻塞,从而使相应组织或器官缺血或坏 死,发生在大脑(心脏)部位会导致脑(心)梗塞。预防以上疾病的最佳途径是控制饮食,维持合理的饮食结构,另外还要多做有 氧运动,促进糖脂的消耗。
考点二 蛋白质的结构、功能及相关计算
2.蛋白质的基本组成单位——氨基酸
3.蛋白质的结构及其多样性(1)二肽的形成过程 ①过程a为 ,其场所 (填“一定”或“主要”)在 中;物质b为 ;结构c为 。②H2O中H来源于 ;O来源于 。
③肽的名称确定:一条多肽由几个氨基酸分子构成就称为几肽。④由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有 个游离的氨基和 个游基 的羧基,分别位于肽链的 ;其余的氨基(或羧基)在 上。(2)蛋白质的形成过程与结构多样性
1.胶原蛋白被分解为氨基酸后才能被人体组织细胞吸收。(必修1 P29正文) ( )2.组成蛋白质的21种氨基酸之间的区别在于R基的不同。(必修1 P29正文) ( )3.至少含有一个氨基和一个羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸。(必修 1 P29正文) ( )4.必需氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中获取。(必修1 P30 与社会的联系) ( )
5.一个氨基酸分子的羧基和同一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分 子水,这种结合方式叫作脱水缩合。(必修1 P30正文) ( )6.高温处理过的蛋白质仍能与双缩脲试剂发生紫色反应。(必修1 P32与社会 的联系) ( )7.一个由20种、500个氨基酸组成的蛋白质的氨基酸排列顺序可能有20500 种。(必修1 P33生物科学史话) ( )
1.(必修1 P28图2-8拓展)抗体和头发的主要成分均为蛋白质,但功能却相差极 大,请从氨基酸角度分析,原因是什么?提示:组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同,蛋白质的空间 结构也不同。
2.(必修1 P30与社会的联系拓展)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏 而导致疾病,请分析原因。提示:赖氨酸是人体的必需氨基酸,必须从食物中获得,而玉米等谷类食物中 缺少赖氨酸。
3.(必修1 P31思考·讨论拓展)现有足量的甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸,它们能形 成的三肽最多有几种?包含3种氨基酸的三肽最多有几种?提示:能形成的三肽最多有27种,包含3种氨基酸的三肽最多有6种。
4.(必修1 P32与社会的联系拓展)在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物,兑水 后絮状物消失,这一现象说明什么?相对于生鸡蛋,煮熟的鸡蛋更容易消化,这 是为什么?提示:盐析过程中蛋白质的结构没有发生变化,煮熟鸡蛋过程中,高温使蛋白 质变性,蛋白质空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。
1.蛋白质的盐析、变性和水解辨析
2.蛋白质形成过程中的相关计算(1)蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算①至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数②游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。(2)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的 关系①肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数②蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子 数×18
(3)蛋白质形成过程中的相关数量关系
注:氨基酸平均相对分子质量为a。
[特别提醒] 环状肽是由链状肽首尾氨基酸相连形成的,形成环状多肽时,肽 键数=脱去的水分子数=氨基酸数,其相对分子质量=am-18m(可视为n-0)。(4)利用原子守恒计算肽链中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,要失去部分氢原子和氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减 少。多肽中的相关数量关系如下:①碳原子数=氨基酸的个数×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。[注意] 由于R基上的碳原子数不容易确定,且氢原子数较多,因此以氮原子 数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
3.几种常见蛋白质的分布和功能
考向一 围绕氨基酸的结构与功能,考查生命观念1.下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是 ( )A.三种化合物可以用一个结构通式表示B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
解析 图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一 个羧基”,B错误。
2.(不定项选择)下列关于氨基酸结构的叙述,正确的是 ( )A.生物体组成蛋白质的21种氨基酸结构上的不同在于R基的不同B.半胱氨酸和甲硫氨酸均含有S,S一定位于R基中C.亮氨酸的R基为—C4H9,则它的分子式为C6H13O2ND.非必需氨基酸的合成与基因的功能无关
解析 组成蛋白质的氨基酸的不同在于R基的不同,A正确;根据氨基 酸的结构通式,氨基酸中的S一定位于R基中,B正确;根据氨基酸的结构通式, 若R基是—C4H9,则它的分子式为C6H13O2N,C正确;非必需氨基酸的合成需要 酶的催化,该酶是蛋白质,与基因的功能有关,D错误。
题后悟道·归纳“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
考向二 围绕蛋白质的结构与功能,考查生命观念3.(2020湖南长郡中学月考)如图表示蛋白质的结构层次示意图,据图分析,下 列说法错误的是 ( )A.a一定含有的元素是C、H、O、NB.图中c代表的化学键的数目可能等于b的数目C.①②为脱水缩合过程,发生的场所是核糖体D.蛋白质多样性与b的种类、数目、排列顺序和②过程有关,加热时不会发生④过程
解析 ①为脱水缩合过程,发生的场所是核糖体,②表示蛋白质的加工和 修饰,发生在内质网和高尔基体中,C错误。
4.(不定项选择)(2020山东菏泽郓城一中二模)图中①②③分别表示生物体内 的三个生理过程,其中Q分别代表三种物质,下列有关Q的叙述,正确的是 ( )A.①中Q是激素B.②中Q可能是载体C.③中Q可能是抗体D.①②③中Q都具特异性
解析 由题图可知,①过程中L与Q结合,L变成其他物质,因此Q的功能 是催化功能,Q属于酶,不是激素,A错误;②过程中L与Q结合,L被排出细胞外, Q可能是载体,B正确;③过程中L与Q结合,L被消灭,此时Q起免疫作用,因此Q 可能是抗体,C正确;①酶、②载体、③抗体均具有特异性,D正确。
5.(2020安徽六安一中高三测试)胰岛素是在胰岛B细胞中合成的,刚合成的多 肽称前胰岛素原,在信号肽酶的作用下,前胰岛素原的信号肽被切除,而成为 胰岛素原,最后胰岛素原的C肽段切除后,生成胰岛素,基本过程如图所示。下 列有关说法错误的是 ( )
A.合成前胰岛素原需要相应的模板参与B.加工完成后游离的氨基和羧基可能会增加C.发生了水解反应,水中的氢用于形成—SHD.两次切除可能分别是在内质网和高尔基体内完成的
解析 二硫键的形成是由于R基团脱氢,水中的氢用于形成氨基或羧基,C 错误。
考向三 结合蛋白质结构与相关计算,考查科学思维能力6.(2020江苏南京师大附中高三)有关图中蛋白质的叙述,正确的是 ( )A.此蛋白质的R基团中共含有22个氨基B.此蛋白质共有97个肽键,2条肽链C.翻译此蛋白质时,一共需要99种tRNAD.形成此蛋白质时,共减少相对分子质量1 764
解析 分析图示,共有26个游离的羧基,其中R基团上有23个羧基,可知该 蛋白质共有3条肽链,又因为该蛋白质共含有25个游离的氨基,所以R基团中 共含有22个氨基,A正确;该蛋白质由99个氨基酸组成,含有3条肽链,则共有96 个肽键,B错误;转运氨基酸的tRNA最多61种,C错误;该蛋白质由99个氨基酸 组成,含有3条肽链,则脱水缩合时脱掉96个水分子,相对分子质量共减少约1 7 28,D错误。
7.(2020山东郓城一中二模)已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成,其中共有 氨基6个,甲硫氨酸5个且在肽链中的位置为3、25、56、78、82,甲硫氨酸的 分子式为C5H11O2NS,以下叙述正确的是 ( )①合成该多肽的氨基酸一定共有94个N②若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的肽键会减少10个③若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加 5个④若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的O会减少1个A.① B.①②④ C.①④ D.②③
解析 该多肽链含有88个氨基酸,故含有88-1=87(个)肽键,R基中的氨基 有6-1=5(个),故该多肽中N有88+5=93(个),①错误;根据甲硫氨酸的位置可知, 去除5个甲硫氨酸需要破坏5×2=10(个)肽键,②正确;若去掉该多肽中的5个甲 硫氨酸,会形成6条短肽,这些短肽与原来的多肽相比,氨基和羧基均分别增加 6-1=5(个),③正确;若去掉该多肽中的甲硫氨酸,需要破坏10个肽键,即需要10 个水分子参与,故会增加10个氧原子,又因为5个甲硫氨酸带走了5×2=10(个) 氧原子,故生成的若干肽链中的氧原子数目与原来的多肽相比不变,④错误。 综上所述,D符合题意。
考点三 核酸的结构与功能
1.核酸的结构层次
2.核酸的种类(1)分类: 和 。(2)“三看”法快速区分DNA、RNA
3.核酸分子的多样性和特异性(1)多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种,但如果数量不限,在连 成长链时, 是极其多样的,所以DNA分子具有多样性。(2)特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其代 表了特定的遗传信息。
4.核酸的功能核酸是细胞内 的物质,在生物体的遗传、变异和 中具有极其重要的作用。
5.生物大分子以碳链为骨架(1)生物大分子是由许多基本组成单位连接而成的,这些基本单位称为 。每一个单体都以 为基本骨架,由许 多单体连接成多聚体。常见的多聚体是多糖、蛋白质和核酸等,相应的单体 是 、 和 等。(2)生命的核心元素是 。
若干个相连的碳原子构成的碳链
1.真核细胞的DNA分布在细胞核中,RNA分布在细胞质中。(必修1 P34正文) ( )2.DNA分子一条链中的两个相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—” 相连。(必修1 P34图2-14) ( )3.核苷酸种类不同取决于碱基的不同。(必修1 P35图2-15) ( )4.DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链,RNA是由核糖核苷酸连接而成的长 链。(必修1 P35正文) ( )
5.脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息,DNA分子是储存、传递遗 传信息的生物大分子。(必修1 P35正文)( ) 6.核苷酸是生物体内携带遗传信息的物质。(必修1 P35正文) ( )
1.(必修1 P34问题探讨)为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息?提示:人类的遗传信息储存在DNA分子中,而且每个个体的DNA的脱氧核苷 酸序列各有特点。
2.(必修1 P35图2-15拓展)写出下列DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义。
1.归纳核酸的功能
2.核酸和蛋白质的比较
(1)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。
(2)细胞分化导致DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”①同一个体不同的体细胞中,核DNA相同。②由于基因的选择性表达,同一个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质等不完 全相同。
考向一 借助核酸的结构与功能,考查生命观念1.(2020云南师大附中高考适应性月考)下列有关DNA的叙述,不合理的是 ( )A.DNA能够储存、传递、表达遗传信息B.两个DNA分子的A+T/G+C的值不同,则这两个DNA分子储存的遗传信息不同C.在DNA分子的一条脱氧核苷酸链中某个磷酸可能只与一个脱氧核糖相连接D.组成DNA分子基本骨架的化学元素包括C、H、O、N、P
解析 DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的,所 以不含有N,D错误。
2.(不定项选择)关于DNA和RNA的叙述,正确的是 ( )A.DNA有氢键,RNA没有氢键B.新冠肺炎病毒的核酸彻底水解产生6种小分子C.原核细胞的核酸水解产生8种核苷酸D.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA和RNA
解析 DNA有氢键,tRNA中也有氢键,A错误;新冠肺炎病毒的核酸是 RNA,其彻底水解产生核糖、磷酸和4种碱基,共6种小分子,B正确;原核细胞 的核酸有DNA和RNA,水解会产生4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸,共8种核 苷酸,C正确;叶绿体和线粒体中含有DNA和RNA,但核糖体中只有RNA,D错 误。
题后悟道·归纳不同生物的核酸、核苷酸、碱基的归纳
考向二 结合核酸、蛋白质间的内在关系,考查科学思维能力3.(2020天津实验中学四月测试)对HIV的化学成分进行分析,得到如图所示组 成关系,下列叙述正确的是 ( ) A.a与a之间通过“—CO—NH—”相连接B.甲、乙的合成主要由HIV的线粒体供能C.乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基D.HIV的遗传信息主要储存在大分子甲中
解析 HIV不具有细胞结构,其体内没有线粒体,B错误;RNA中含有碱基 U,不含有碱基T,因此RNA彻底水的产物是磷酸、核糖和A、G、U、C四种 碱基,C错误;HIV是RNA病毒,遗传信息储存在RNA中,即图中的乙物质,D错 误。
4.如图表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能,其中C、D、E1、E2为 小分子化合物,F、G、H、I、J为大分子化合物。下列分析不正确的是( )A.控制生物性状的物质是FB.C和D共有的元素有C、H、O、NC.E1与E2的区别是空间结构不同D.J具有改变化学反应速率的作用
解析 依题意并分析图示可知:C为核苷酸,D为氨基酸,E1为脱氧核苷酸,E 2为核糖核苷酸,F是DNA,G是RNA,H是蛋白质,I是结构蛋白,J是酶。脱氧核苷 酸和核糖核苷酸的区别是含有的五碳糖不同以及含有的碱基不完全相同,C 错误。
题后悟道·归纳DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系 (1)图解
(2)基因表达过程中的数量关系
1.(2020北京,2,2分)蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子,下列对两者共性 的概括不正确的是 ( )A.组成元素含有C、H、O、NB.由相应的基本结构单位构成C.具有相同的空间结构D.体内合成时需要模板、能量和酶
解析 蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N,DNA的基本组成元素 是C、H、O、N、P,故两者组成元素都含有C、H、O、N,A正确;蛋白质的 基本组成单位是氨基酸,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,两者都由相应 的基本结构单位构成,B正确;蛋白质具有多种多样的空间结构,DNA具有双 螺旋结构,C错误;蛋白质和DNA在体内合成时都需要模板、能量和酶,D正 确。
2.(2020浙江7月选考,2,2分)下列关于生物体中有机物的叙述,正确的是 ( )A.淀粉的结构单元是蔗糖B.胆固醇是人体所需的物质C.蛋白质是生物体内重要的贮能物质D.人细胞中储存遗传信息的物质是RNA
解析 淀粉是植物体内的多糖,水解产物为葡萄糖,所以淀粉的结构单元 为葡萄糖,A错误;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液 中脂质的运输,所以胆固醇是人体所需的物质,B正确;蛋白质是生命活动的主 要承担者,脂肪是细胞内良好的储能物质,C错误;人细胞中储存遗传信息的物 质是DNA,D错误。
3.(2019海南单科,2,2分)下列关于淀粉和纤维素的叙述,正确的是( )A.淀粉是植物细胞壁的主要成分B.淀粉与纤维素中所含的元素不同C.分解淀粉与纤维素所需的酶不同D.纤维素是由果糖聚合而成的多糖
解析 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,A错误;淀粉与纤维素中 所含的元素均为C、H、O,B错误;分解淀粉的酶是淀粉酶,分解纤维素的酶是 纤维素酶,C正确;纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖,D错误。
4.(2018江苏单科,1,2分)下列关于糖类的叙述,正确的是( )A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物B.构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
解析 单糖不能被进一步水解,A错误;构成淀粉、糖原和纤维素的单体 均为葡萄糖,B错误;细胞膜上糖类与蛋白质分子结合而成的糖蛋白与细胞识 别有着密切关系,C错误;大多数植物体干重中含量最多的化合物是纤维素,D 正确。
5.(2018课标全国Ⅱ,1,6分)下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是 ( )A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
解析 浆细胞产生的抗体可与相应的病毒抗原特异性结合,A正确;肌细 胞内的肌动蛋白和肌球蛋白参与肌肉收缩过程,B正确;蛋白质结合Fe2+形成 的血红蛋白参与O2运输,C错误;染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质,D正 确。
6.(2018课标全国Ⅰ,2,6分)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质 复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
解析 真核、原核细胞中的DNA复制时,与DNA结合的蛋白质可能是解 旋酶或DNA聚合酶,故真核细胞的染色体、染色质和原核细胞的拟核中均可 能含有DNA-蛋白质复合物,A正确,B错误;若复合物中的某蛋白质参与DNA 复制,则该蛋白质可能是解旋酶或DNA聚合酶,C正确;RNA聚合酶催化转录 过程,若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶,D正 确。
7.(2018江苏单科,3,2分)下列关于DNA和RNA的叙述,正确的是 ( )A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
解析 原核细胞内DNA的合成需要单链DNA或RNA片段作为引物,A错 误;真核细胞内DNA和RNA的合成主要在细胞核内完成,B错误;格里菲思的 肺炎双球菌(肺炎链球菌)转化实验证明了转化因子的存在,艾弗里的肺炎双 球菌(肺炎链球菌)转化实验证实了细胞内的DNA是遗传物质,均未证明RNA 是遗传物质,C错误;原核细胞和真核细胞中基因的表达包括转录和翻译两个 过程,转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,翻译是在mRNA、tR- NA、核糖体的参与下合成蛋白质的过程,故基因的表达需要DNA和RNA的 参与,D正确。
8.(2018课标全国Ⅲ,30,10分)回答下列与蛋白质相关的问题:(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是 。在细胞中合成蛋白质时, 肽键是在 这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白, 如 (填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋 白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体,此过程中高尔基体的功能是 。(2)通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和 结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常,变性的蛋白质 易被蛋白酶水解,原因是 。
(3)如果DNA分子发生突变,导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一 个碱基被另一个碱基替换,但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变,其原因可 能是 。
答案 (1)氨基酸 核糖体 胃蛋白酶 对蛋白质进行加工、分类和包装 (2)空间 蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降 解 (3)遗传密码具有简并性
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