第一單元生命活動(dòng)的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)專題01蛋白質(zhì)與核酸☆知識(shí)腦圖☆☆目標(biāo)導(dǎo)航☆1．識(shí)記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，說明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程；2．說出核酸的種類，簡(jiǎn)述核酸的分子結(jié)構(gòu)和功能?！钪R(shí)點(diǎn)貫通☆一、組成蛋白質(zhì)的氨基酸及其種類1．結(jié)構(gòu)通式：2．組成元素：C、H、O、N，有的還含有P、S等。3．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）氨基和羧基的數(shù)量：每個(gè)氨基酸至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。（2）氨基和羧基的連接位置：都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。（3）氨基酸不同的決定因素：R基的不同。（4）種類：約20種，根據(jù)能否在人體內(nèi)合成可分為必需氨基酸（8種，嬰兒9種）和非必需氨基酸（12種）。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1．二肽的形成過程（1）過程a名稱：脫水縮合，場(chǎng)所為核糖體。（2）物質(zhì)b名稱：二肽。（3）結(jié)構(gòu)c名稱：肽鍵，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：—NH—CO—（或—CO—NH—）。（4）H2O中各元素的來源：H來自—COOH和—NH2，O來自—COOH。（5）多個(gè)氨基酸發(fā)生脫水縮合，產(chǎn)物名稱為多肽。2．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次氨基酸eq\o(→,\s\up7(脫水縮合))多肽eq\o(→,\s\up7(盤曲、折疊))蛋白質(zhì)3．蛋白質(zhì)分子多樣性的原因（1）氨基酸種類不同、數(shù)目成百上千、排列順序千變?nèi)f化；（2）多肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別。三、蛋白質(zhì)的功能四、核酸的組成和結(jié)構(gòu)1．核酸的結(jié)構(gòu)層次2．DNA和RNA組成成分的比較①相同成分：含氮堿基A、G、C和磷酸。②不同成分：DNA中是脫氧核糖、胸腺嘧啶，RNA中是核糖、尿嘧啶。五、核酸的功能和分布1．核酸的功能（1）DNA：攜帶遺傳信息，控制生物體的性狀。（2）RNA：作為遺傳物質(zhì)（某些病毒）；傳遞遺傳信息（mRNA）；運(yùn)輸氨基酸（tRNA）；組成核糖體（rRNA）；作為酶，具有催化作用。2．核酸的分布（1）檢測(cè)原理：DNA＋甲基綠→綠色，RNA＋吡羅紅→紅色。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA主要分布在細(xì)胞核，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)?！钪仉y點(diǎn)突破☆（一）氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)及種類1.要點(diǎn)精析巧記：“8種必需氨基酸”甲（甲硫氨酸）來（賴氨酸）寫（纈氨酸）一（異亮氨酸）本（苯丙氨酸）亮（亮氨酸）色（色氨酸）書（蘇氨酸）。2．考場(chǎng)突破下列關(guān)于生物體內(nèi)氨基酸的敘述，正確的是（）A．氨基酸是蛋白質(zhì)分子的單體，由氨基和羧基組成B．組成蛋白質(zhì)的氨基酸共有的結(jié)構(gòu)是C．每個(gè)氨基酸分子都只含有C、H、O、N四種元素D．組成人體的氨基酸都在人體內(nèi)合成答案：B解析：氨基酸是蛋白質(zhì)分子的單體，由氨基、羧基、R基等組成，A錯(cuò)誤；由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，B正確；多數(shù)氨基酸分子只含有C、H、O、N四種元素，少數(shù)氨基酸含有S元素，C錯(cuò)誤；組成人體的氨基酸只有部分可在人體內(nèi)合成，少數(shù)需要從外界吸收，D錯(cuò)誤。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（二）蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算1.要點(diǎn)精析（1）計(jì)算蛋白質(zhì)中氨基酸、氨基、羧基、肽鏈、肽鍵、脫水?dāng)?shù)①蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量＝氨基酸數(shù)×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量－脫去水分子數(shù)×18。（若有其他化學(xué)鍵形成，則需再減去脫掉的原子質(zhì)量，如每形成一個(gè)“—S—S—”鍵，需脫掉2個(gè)“H”）②至少含有的游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)。③游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基或羧基數(shù)。（2）蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計(jì)算①N原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的N原子數(shù)＝各氨基酸中N原子總數(shù)②O原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋2×肽鏈數(shù)＋R基上的O原子數(shù)＝各氨基酸中O原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)（3）多肽中除去氨基酸的有關(guān)計(jì)算①若除去多肽內(nèi)部的一個(gè)氨基酸，需水解掉兩個(gè)肽鍵；若除去多肽一端的一個(gè)氨基酸，需水解掉1個(gè)肽鍵即可。②每水解1個(gè)肽鍵，則需要1分子水參與，肽鍵數(shù)減少1個(gè)，生成物與原多肽相比氧原子增加1個(gè)，氫原子增加2個(gè)，氨基增加1個(gè)，羧基增加1個(gè)。2．考場(chǎng)突破一條由39個(gè)氨基酸形成的環(huán)狀多肽，其中有4個(gè)谷氨酸（R基為—CH2—CH2—COOH），則該多肽（）A．有38個(gè)肽鍵B．可能沒有游離的氨基C．至少有5個(gè)游離的羧基D．至多有36種常見氨基酸答案：B解析：根據(jù)題干信息分析，由于該多肽是環(huán)狀多肽，因此其中含有39個(gè)肽鍵，A錯(cuò)誤；由于環(huán)狀多肽的主鏈上沒有游離的氨基，游離的氨基只能分布在R基上，而題干中沒有相應(yīng)信息說明R基上是否含有游離的氨基，所以不能推斷該多肽中有沒有游離的氨基.B正確；根據(jù)題干信息可知4個(gè)谷氨酸的R基中含有4個(gè)游離的羧基，由此推斷該多肽至少含有4個(gè)游離的羧基，C錯(cuò)誤；組成蛋白質(zhì)分子的常見氨基酸約有20種，因此由39個(gè)氨基酸形成的環(huán)狀多肽中最多也只有20種常見氨基酸，D錯(cuò)誤。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿☆易錯(cuò)辨析☆（一）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性與功能多樣性1．易混點(diǎn)辨析蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多，這是蛋白質(zhì)分子具有多種重要功能的基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：由于組成每種蛋白質(zhì)分子的氨基酸的種類不同，數(shù)目的多少也不等，排列的次序又變化多端，由氨基酸形成的肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)形形色色，多種多樣。從而決定了蛋白質(zhì)分子功能的多樣性。2．考場(chǎng)突破生長(zhǎng)激素和胰島素都是人體內(nèi)對(duì)生命活動(dòng)起著重要調(diào)節(jié)作用的激素，但是功能不同，與此無關(guān)的是（）A．氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序B．構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目C．構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)D．氨基酸至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基答案：D解析：蛋白質(zhì)功能不同的原因在于結(jié)構(gòu)不同，結(jié)構(gòu)多樣性的原因是組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序及多肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（二）核酸與蛋白質(zhì)的關(guān)系1．易混點(diǎn)辨析（1）核酸和蛋白質(zhì)的區(qū)別與聯(lián)系比較項(xiàng)目蛋白質(zhì)核酸組成元素C、H、O、N等C、H、O、N、P分子結(jié)構(gòu)形成場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的核糖體上細(xì)胞核、線粒體、葉綠體等內(nèi)在聯(lián)系（2）DNA、蛋白質(zhì)和生物多樣性的關(guān)系（1）生物多樣性的根本原因是DNA的多樣性。（2）生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性。2．考場(chǎng)突破下列關(guān)于細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸的敘述，正確的是（）A．核酸和蛋白質(zhì)的組成元素相同B．核酸在蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用C．蛋白質(zhì)的分解都需要核酸的直接參與D．高溫會(huì)破壞蛋白質(zhì)和核酸分子中的肽鍵【答案】B【解析】核酸的組成元素是C、H、O、N、P，而蛋白質(zhì)的基本組成元素是C、H、O、N，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)的生物合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程，其中轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，翻譯是以mRNA為模板，以tRNA為搬運(yùn)氨基酸的工具合成具有一定氨基酸序列的肽鏈的過程，所以核酸在蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用，B正確；蛋白質(zhì)的分解需要蛋白酶的參與，而蛋白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此蛋白質(zhì)的分解不需要核酸的直接參與，C錯(cuò)誤；高溫會(huì)破壞蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)，但是不會(huì)破壞肽鍵，且核酸分子中不含肽鍵，D錯(cuò)誤。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿☆鞏固練習(xí)☆1．α—鵝膏蕈堿是一種環(huán)狀八肽，下列相關(guān)判斷正確的是（）A．與雙縮脲有紫色反應(yīng)B．分子中含有7個(gè)肽鍵C．至少含有一個(gè)游離的氨基D．分子中可能含有8種氨基酸【解析】α—鵝膏蕈堿是一種環(huán)狀八肽，說明其分子是由8個(gè)氨基酸脫水縮合而成，但不一定是8種不同的氨基酸，所以D正確；凡是含肽鍵的化合物常與雙縮脲試劑反應(yīng)，出現(xiàn)紫色，但不是與雙縮脲反應(yīng)，A錯(cuò)誤；環(huán)狀肽中含有的肽鍵數(shù)等于組成的氨基酸數(shù)，B錯(cuò)誤；組成環(huán)狀肽的氨基酸中R基沒有游離的氨基或者羧基，則1個(gè)環(huán)狀肽則沒有游離的氨基或羧基，所以C錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿2．下列有關(guān)核酸的敘述中正確的是（）A．由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成B．是遺傳信息的攜帶者，是一切生物的遺傳物質(zhì)C．一切生物體都具有DNA和RNAD．DNA和RNA都主要存在于細(xì)胞核中【解析】核酸包括DNA和RNA兩種，由含氮堿基、五碳糖和磷酸組成，A錯(cuò)誤；核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的攜帶者，B正確；細(xì)胞生物含有DNA和RNA兩種核酸，病毒只含有一種核酸DNA或RNA，C錯(cuò)誤；DNA主要存在于細(xì)胞核，RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽3．用一定的方法將SARS病毒中核酸徹底水解后，可得到（）A．1種五碳糖 B．5種含氮堿基C．4種核糖核苷酸 D．8種核苷酸【解析】SARS病毒主要是由蛋白質(zhì)和RNA組成的，RNA徹底水解的產(chǎn)物是1種核糖、4種含氮堿基和1種磷酸。綜上分析，A正確，BCD錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼4．朊病毒蛋白（PrP）有兩種：一種是PrPc，一種是PrPsc，它們的比較如下表。朊病毒蛋白PrPcPrPsc空間結(jié)構(gòu)以螺旋為主以折疊為主溶解度高低致病性不致病致病肽鏈中氨基酸排列順序相同由此可以推測(cè)這兩種蛋白質(zhì)表現(xiàn)出不同性質(zhì)的原因是（）A．溶解度不同 B．氨基酸的種類不同C．空間結(jié)構(gòu)不同 D．氨基酸的數(shù)量不同【解析】由表格信息可知，PrPc和PrPsc的氨基酸序列相同，因此二者溶解度和致病性不同的原因是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同?！敬鸢浮緾5．根據(jù)下圖回答問題：（1）圖中A表示__________，D表示__________。（寫出基團(tuán)的中文名稱）（2）由氨基酸分子形成該化合物的反應(yīng)叫做__________。（3）圖中表示R基團(tuán)的字母是__________，表示肽鍵的字母是__________。（4）該化合物是由____種氨基酸組成的____________________。【解析】（1）由圖可知