第3課時蛋白質和核酸課標要求1.闡明蛋白質通常由21種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結構，細胞的功能主要由蛋白質完成。2.概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子。3.說出細胞內的元素以碳鏈為骨架形成復雜的生物大分子。考情分析1.蛋白質的結構和功能2024·黑吉遼·T12024·江蘇·T12023·河北·T12023·江蘇·T32023·湖南·T12023·湖北·T22023·海南·T22022·湖南·T12022·湖北·T·遼寧·T12021·重慶·T32.核酸和蛋白質的關系2024·北京·T22021·江蘇·T13.生物大分子2023·全國乙·T12021·全國甲·T1考點一蛋白質的結構和功能1．組成蛋白質的氨基酸[教材隱性知識]源于必修1P28“問題探討”：用膠原蛋白制成的手術縫合線可以不用拆線，其原理是________________________________________________________________。2．蛋白質的結構(1)氨基酸的脫水縮合①圖中產生的H2O中H來源于__________；O來源于________。②一條肽鏈含有的游離的氨基(或羧基)至少是______個，位于肽鏈的一端；其余的位于______________________上。(2)蛋白質的結構層次(以血紅蛋白為例)(3)蛋白質合成過程中的相關計算①“規(guī)律法”計算多肽形成過程中的相關數量形成肽鏈時：主鏈肽鍵數＝脫去的水分子數＝氨基酸數－肽鏈數(若為環(huán)肽，則肽鏈數為0)。②“公式法”計算蛋白質相對分子質量a．無二硫鍵時：蛋白質相對分子質量＝氨基酸數目×氨基酸平均相對分子質量－脫去的水分子數×18。b．有二硫鍵(—S—S—)時：蛋白質相對分子質量＝氨基酸數目×氨基酸平均相對分子質量－脫去的水分子數×18－二硫鍵數目×2。因為每形成一個二硫鍵脫去兩個氫。3．蛋白質結構和功能的多樣性[教材隱性知識]源于必修1P32“與社會的聯系”：(1)蛋白質變性是指蛋白質在某些物理和化學因素作用下其______________________被破壞，從而導致其理化性質的改變和生物活性喪失的現象。(2)熟雞蛋更容易消化的原因是高溫使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，容易被___________________________________________________。(1)膠原蛋白的氮元素主要存在于氨基中(2022·湖南，1A)()(2)膠原蛋白是細胞外基質的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。膠原蛋白比蛋清蛋白的營養(yǎng)價值高(2022·湖南，1D)()考向一蛋白質的結構和功能1．(2022·湖北，12)氨基酸在人體內分解代謝時，可以通過脫去羧基生成CO2和含有氨基的有機物(有機胺)，有些有機胺能引起較強的生理效應。組氨酸脫去羧基后的產物組胺，可舒張血管；酪氨酸脫去羧基后的產物酪胺，可收縮血管；天冬氨酸脫去羧基后的產物β丙氨酸是輔酶A的成分之一。下列敘述正確的是()A．人體內氨基酸的主要分解代謝途徑是脫去羧基生成有機胺B．有的氨基酸脫去羧基后的產物可作為生物合成的原料C．組胺分泌過多可導致血壓上升D．酪胺分泌過多可導致血壓下降氨基酸的功能和運輸[拓展]蛋白質在正常代謝中一般不供能，只有在病理狀態(tài)或衰老狀態(tài)下才氧化分解供能。2．(2024·黑吉遼，1)鈣調蛋白是廣泛存在于真核細胞的Ca2＋感受器。小鼠鈣調蛋白兩端有近似對稱的球形結構，每個球形結構可結合2個Ca2＋。下列敘述錯誤的是()A．鈣調蛋白的合成場所是核糖體B．Ca2＋是鈣調蛋白的基本組成單位C．鈣調蛋白球形結構的形成與氫鍵有關D．鈣調蛋白結合Ca2＋后，空間結構可能發(fā)生變化3．(2023·湖北，2)球狀蛋白分子空間結構為外圓中空，氨基酸側鏈極性基團分布在分子的外側，而非極性基團分布在內側。蛋白質變性后，會出現生物活性喪失及一系列理化性質的變化。下列敘述錯誤的是()A．蛋白質變性可導致部分肽鍵斷裂B．球狀蛋白多數可溶于水，不溶于乙醇C．加熱變性的蛋白質不能恢復原有的結構和性質D．變性后生物活性喪失是因為原有空間結構破壞考向二蛋白質的相關計算4．(2022·重慶，3)將人胰島素A鏈上1個天冬氨酸替換為甘氨酸，B鏈末端增加2個精氨酸，可制備出一種人工長效胰島素。下列關于該胰島素的敘述，錯誤的是()A．進入人體后需經高爾基體加工B．比人胰島素多了2個肽鍵C．與人胰島素有相同的靶細胞D．可通過基因工程方法生產5．(2024·遼寧實驗中學階段檢測)如圖為一個由200個氨基酸構成的蛋白質分子，其中“—S—S—”是將兩條肽鏈連接起來的二硫鍵(由兩個—SH形成，即—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。下列敘述正確的是()A．該分子中含有197個肽鍵B．該蛋白質中至少含有2個游離的氨基C．參與構成該蛋白質分子的氨基酸中至少有200個氨基D．合成該蛋白質的過程中，其相對分子質量減少了3568考點二核酸是遺傳信息的攜帶者1．核酸是遺傳信息的攜帶者(1)核酸的結構(2)核酸的功能與分布(3)不同生物的核酸、核苷酸、堿基和五碳糖的歸納2．生物大分子以碳鏈為骨架(1)生物大分子以碳鏈為骨架單體(基本單位)eq\o(,\s\up7(脫水縮合),\s\do5(水解))多聚體(生物大分子)多聚體單體多糖蛋白質核苷酸(2)有機物初步水解產物、徹底水解產物和代謝終產物(3)依據元素組成推斷有機物的種類及功能(1)DNA指紋技術運用了個體遺傳信息的特異性(2021·福建，3D)()(2)蛋白質和DNA具有相同的空間結構，體內合成時都需要模板、能量和酶(2020·北京，2C、D)()(3)線粒體DNA位于線粒體外膜上，編碼參與呼吸作用的酶()核酸和蛋白質的關系銅綠假單胞菌是引起燒傷等感染的病原體，某些噬菌體是侵染細菌的病毒。研究人員欲利用某些噬菌體和宿主銅綠假單胞菌的相互作用，來達到殺滅銅綠假單胞菌的目的。噬菌體JG、噬菌體PaP1、噬菌體PaP1的DNA＋噬菌體JG的蛋白質外殼重組成的重組噬菌體對不同類型的銅綠假單胞菌(PA1、PAO1)的吸附率如圖所示。(1)根據B、C組的實驗結果可以得出的實驗結論是____________________________。比較A、B、C三組的實驗結果可知，噬菌體對銅綠假單胞菌的吸附主要取決于其__________________(填“DNA”或“蛋白質外殼”)的種類。(2)重組噬菌體繁殖產生的子代噬菌體，主要侵染銅綠假單胞菌________(填“PAO1”或“PA1”)，理由是________________________________________________________。(3)在侵染銅綠假單胞菌時，噬菌體的尾絲蛋白通過與宿主細胞壁上的脂多糖結合進而吸附在宿主細胞表面?？蒲腥藛T從某地污水中分離到一株可同時高效吸附并侵染PA1和PAO1的變異噬菌體，對其尾絲蛋白基因進行測序，部分結果如圖所示。據圖可知，與野生型噬菌體相比，變異噬菌體的尾絲蛋白基因發(fā)生了堿基________，使尾絲蛋白氨基酸序列改變，空間結構改變，變異后的尾絲蛋白能同時結合兩種銅綠假單胞菌的脂多糖。綜上，DNA是攜帶________________的物質，在生物體的遺傳、變異和________________中具有極其重要的作用。考向三核酸的結構和功能6．(2024·北京，2)科學家證明“尼安德特人”是現代人的近親，依據的是DNA的()A．元素組成 B．核苷酸種類C．堿基序列 D．空間結構7．(2024·襄陽期中)圖甲是組成乙或丙的基本單位(單體)。下列相關敘述錯誤的是()A．甲中a為核糖或脫氧核糖，b為腺苷B．病毒中的核酸可能是乙，也可能是丙C．人的神經細胞中含有甲的種類是8種D．小麥根尖細胞的遺傳物質中，甲中的m有4種考向四辨析蛋白質和核酸的關系8．(2021·江蘇，1)核酸和蛋白質都是重要的生物大分子，下列相關敘述錯誤的是()A．組成元素都有C、H、O、NB．細胞內合成新的分子時都需要模板C．在細胞質和細胞核中都有分布D．高溫變性后降溫都能緩慢復性9．(經典高考題)生物體內的DNA常與蛋白質結合，以DNA—蛋白質復合物的形式存在。下列相關敘述錯誤的是()A．真核細胞染色體和染色質中都存在DNA—蛋白質復合物B．真核細胞的核中有DNA—蛋白質復合物，而原核細胞的擬核中沒有C．若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能是DNA聚合酶D．若復合物中正在進行RNA的合成，則該復合物中含有RNA聚合酶常見的核酸—蛋白質復合體考向五比較細胞中的生物大分子10．(2023·全國乙，1改編)生物體內參與生命活動的生物大分子可由單體聚合而成，構成蛋白質等生物大分子的單體和連接鍵以及檢測生物大分子的試劑等信息如表。單體連接鍵生物大分子檢測試劑或染色劑葡萄糖—①—②③蛋白質④⑤—核酸⑥根據表中信息，下列敘述錯誤的是()A．①可以是淀粉或糖原B．②是氨基酸，③是肽鍵，⑤是堿基C．②和⑤都含有C、H、O、N元素D．④可以是雙縮脲試劑11．(2021·全國甲，1)已知①酶、②抗體、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人體內有重要作用的物質。下列說法正確的是()A．①②③都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的B．③④⑤都是生物大分子，都以碳鏈為骨架C．①②⑥都是由含氮的單體連接成的多聚體D．④⑤⑥都是人體細胞內的主要能源物質1．下列關于蛋白質的敘述，錯誤的是()A．抗體是發(fā)揮免疫功能的蛋白質，胰島素是調節(jié)機體生命活動的蛋白質B．酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異是由R基的不同引起的C．評價各種食物中蛋白質成分的營養(yǎng)價值時，應注重必需氨基酸的種類和含量D．苯丙氨酸(C9H11NO2)是人體的一種必需氨基酸，在人體細胞中，苯丙氨酸不可能由其他氨基酸轉化而來E．由n個氨基酸脫水縮合形成的m條多肽鏈中含有(n－m)個肽鍵F．含有m條肽鏈、n個氨基酸殘基的蛋白質中至多有n個氮原子G．某物質是一種環(huán)狀八肽，分子中含有8個肽鍵H．蛋白質中的N元素主要存在于氨基中I．蛋白質的多樣性與氨基酸的種類、數目、排列順序等有關J．肽鏈可通過氨基酸之間形成的氫鍵，折疊成具有一定空間結構的蛋白質K．蛋白質煮沸后變性失去生物活性的過程發(fā)生了肽鍵斷裂L．蛋白質徹底水解的產物不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應M．高溫變性后的蛋白質不能恢復原有的結構和性質2．下列關于核酸的敘述，正確的是()A．人的DNA主要分布于細胞核，少數分布在細胞質基質中B．細胞質基質、線粒體、葉綠體和細胞核中均有蛋白質和核酸C．大腸桿菌和酵母菌細胞中都不含RNAD．組成核酸的基本單位是脫氧核糖核苷酸E．把DNA的一條單鏈中的T換成U就是一條RNA鏈F．由A、T、G、C四種堿基參與構成的核苷酸有7種G．葉肉細胞遺傳物質中堿基、核苷酸、五碳糖的種類分別是5種、8種和2種H．真核生物的遺傳信息儲存在DNA中，原核生物和病毒的遺傳信息儲存在RNA中I．幽門螺桿菌的遺傳物質徹底水解得到的化合物最多有8種J．核酸分子的多樣性取決于核酸中核苷酸的排列順序K．核酸在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中起作用L．蛋白質合成需要核酸參與，核酸合成不需要蛋白質參與答案精析考點一整合1．氨基羧基教材隱性知識膠原蛋白能被分解為人體可以吸收的氨基酸2．(1)①氨基和羧基羧基②1R基(或側鏈基團)(2)脫水縮合復雜的空間結構3．排列順序空間結構酶血紅蛋白激素抗體教材隱性知識(1)特定的空間構象(2)蛋白酶水解判斷正誤(1)×[膠原蛋白的氮元素主要存在于“—CO—NH—”結構中。](2)×[由題意可知，膠原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人體需要從食物中獲取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，衡量蛋白質營養(yǎng)價值的高低主要取決于所含必需氨基酸的種類、數量及組成比例，因此并不能說明膠原蛋白比蛋清蛋白的營養(yǎng)價值高。]評價1．B[人體內氨基酸的主要分解代謝途徑是經過脫氨基作用，含氮部分轉化成尿素，而不含氮部分中一部分轉化為糖類和脂肪，一部分氧化分解產生二氧化碳和水，A錯誤；有的氨基酸脫去羧基后的產物可作為生物合成的原料，如天冬氨酸脫去羧基后的產物β丙氨酸是輔酶A的成分之一，B正確；組胺可舒張血管，組胺分泌過多可導致血壓下降，C錯誤；酪胺可收縮血管，酪胺分泌過多可導致血壓上升，D錯誤。]2．B[Ca2＋不是鈣調蛋白的基本組成單位，鈣調蛋白的基本組成單位是氨基酸，B錯誤。]3．A[蛋白質的變性作用主要是破壞了蛋白質分子內部的結構，天然蛋白質的空間結構是通過氫鍵等維持的，而蛋白質變性后肽鍵一般不被破壞，A錯誤；球狀蛋白氨基酸側鏈極性基團分布在分子的外側，而非極性基團分布在內側，說明外側主要是極性基團，可溶于水，不易溶于乙醇，B正確；加熱變性的蛋白質空間結構發(fā)生改變，導致一系列理化性質改變，生物活性喪失，該空間結構的改變不可逆，不能恢復原有的結構和性質，C、D正確。]4．A[作為蛋白質類激素，胰島素進入人體后作用于靶細胞表面受體，不進入細胞內，高爾基體在細胞內，A錯誤；與人胰島素相比，人工長效胰島素A鏈上氨基酸數目不變，B鏈增加了2個氨基酸，故其比人胰島素多了2個肽鍵，B正確；人工長效胰島素和人胰島素都可降低血糖，二者的靶細胞相同，C正確；根據人工長效胰島素的氨基酸序列，可獲得其基因序列，可將其基因導入工程菌中進行生產，D正確。]5．D[該蛋白質分子含有3條肽鏈并且乙和丙這2條肽鏈間有一個肽鍵，所以鏈內肽鍵數＝氨基酸數－肽鏈數＝200－3＝197(個)，鏈間肽鍵1個，該蛋白質分子共有肽鍵數＝197＋1＝198(個)，A錯誤；該蛋白質中含有3條肽鏈，至少含有3個游離的氨基，B錯誤；圖中1條肽鏈的R基上的氨基與另一條肽鏈的R基上的羧基反應形成了一個肽鍵，因此在組成該蛋白質分子的200個氨基酸中，至少含有201個氨基和201個羧基，C錯誤；200個氨基酸經脫水縮合形成該蛋白質時脫去的水分子數為198個，并形成2個二硫鍵，所以合成該蛋白質時相對分子質量減少198×18＋2×2＝3568，D正確。]考點二整合1．(1)磷酸五碳糖含氮堿基A、G、C核糖(2)遺傳信息擬核2．(1)單糖氨基酸核酸(2)脫氧核苷酸脫氧核糖核糖核苷酸核糖氨基酸葡萄糖甘油和脂肪酸(3)葡萄糖糖原脂肪承擔者N、P脫氧核苷酸判斷正誤(1)√(2)×[蛋白質具有多種多樣的空間結構，DNA具有相同的雙螺旋結構。](3)×[線粒體DNA位于線粒體基質中。]提升(1)噬菌體JG主要侵染銅綠假單胞菌PAO1，噬菌體PaP1主要侵染銅綠假單胞菌PA1蛋白質外殼(2)PA1重組噬菌體的DNA來自噬菌體PaP1，產生的子代噬菌體的蛋白質外殼和噬菌體PaP1的相同，因此子代噬菌體主要侵染銅綠假單胞菌PA1(3)替換遺傳信息蛋白質的生物合成評價6．C[不同生物DNA的元素組成都是C、H、O、N、P，A不符合題意；不同生物DNA的核苷酸種類都只有4種，B不符合題意；不同生物DNA的空間結構都是規(guī)則的雙螺旋結構，D不符合題意。]7．A[甲中a為核糖或脫氧核糖，b為核苷酸，A錯誤；病毒只含有一種核酸，即DNA或RNA，故病毒中的核酸可能是乙(DNA)，也可能是丙(RNA)，B正確；人的神經細胞含有DNA和RNA，因此含有4種核糖核苷酸和4種脫氧核苷酸，共8種核苷酸，C正確；小麥根尖細胞的遺傳物質是DNA，含有4種含氮堿基(A、T、C、G)，D正確。]8．D[DNA經高溫變性后，降溫能緩慢復性，蛋白質經高溫變性后，降溫不能復性，D錯誤。]9．B[真核細胞的染色體和染色質都主要是由DNA和蛋白質組成的，都存在DNA—蛋白質復合物，A正確；原核細胞中沒有以核膜為界限的細胞核，DNA裸露存在，不含染色體(質)，但是其DNA會在相關酶的催化下發(fā)生復制，DNA分子復制時會出現DNA—蛋白質復合物，B錯誤；DNA復制需要DNA聚合酶，若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能為DNA聚合酶，C正確；在DNA轉錄合成RNA時，需要有RNA聚合酶的參與，故該DNA—蛋白質復合物中含有RNA聚合酶，D正確。]10．B[組成蛋白質的單體是②氨基酸，連接兩個氨基酸分子的化學鍵是③肽鍵，組成核酸的單體是⑤核苷酸，B錯誤。]11．C[酶的化學本質是蛋白質或RNA，抗體的化學本