2013届高考生物一轮复习原创教案：4-细胞中的蛋白质和核酸

第四课时 细胞中的蛋白质和核酸

一、蛋白质——生命活动的主要承担者

1.元素组成

以C、

H、O和N为主，个别还含有S、Fe等。

2.基本单位

氨基酸是构成蛋白质的基本单位。生物体中构成蛋白质的氨基酸常见的有20多种，具有共同的结构特点即至少含有一个氨基和羧基并且连在同一碳原子上。结构同时为：

其中-R根据不同氨基酸种类而不同。

3.蛋白质的形成方式

蛋白质是由多个氨基酸通过缩合反应即一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连，同时脱掉一分子水，连接氨基酸分子的化学键叫肽键。

4.蛋白质结构的多样性

氨基酸的数目、氨基酸的种类、氨基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构四方面构成蛋白质结构多样性的原因。

5.蛋白质的功能

结构决定功能。蛋白质的结构具有多样性，在细胞中承担的功能也是多样的。

6.蛋白质的相关计算

基本公式：肽键数=脱掉水分数=m-n，m为构成蛋白质的氨基酸数，n为肽链数。

二、核酸——遗传信息的携带者

1.元素组成

C、H、O、N和P 五种元素组成。

2.种类

脱氧核糖核酸即DNA，主要存在于细胞核内；核糖核酸即RNA，主要存在于细胞质内。

3.基本单位

核苷酸是核酸的基本单位。核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成，根据五碳糖的不同可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸两种。

1.构成蛋白质氨基酸的判断：依据构成蛋白质氨基酸的结构特点及结构通式。

2.蛋白质的相关计算：基本公式m-n。

3.蛋白质与核算相关知识的综合：联系基因表达的相关知识。

1．现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050个，则由此合成的4条肽链中共有肽键、氨基和羧基的数目是（ ）

A.996 1016 1046 B.996 4 4

C.996 24 54 D.996 20 50

解析：根据基本公式m-n，可计算肽键为1000-4=996个，不考虑R集团一个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，则可判断R集团含有20个氨基和50个羧基，不考虑R集团，一条

肽链至少有一个氨基和一个羧基，考虑R集团可得出共有24个氨基和54个羧基。 答案：C

知识归纳

①脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数；

②蛋白质的相对分子量=氨基酸总量-脱掉水的总量=各氨基酸平均相对分子质量*氨基酸数-18*脱水数；

③一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基；

④一条肽链至少含有一个氨基和一个羧基；

⑤DNA碱基数：RNA碱基数：蛋白质氨基酸数=6：3：1

（2012海南卷）1.关于生物体内组成蛋白质的氦基酸的叙述，错误的是 ．．

A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸

B.有些氨基酸不能在人体细胞中合成

C.氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键

D.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的

【解析】甘氨酸是分子量最小的氨基酸，A错误；氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸只能从食物中获取，人体内不能合成，B正确；氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键，C正确； R基的不同决定了氨基酸之间的差异，D正确。

【答案】A

【试题点评】本题考查氨基酸的分子量、必需氨基酸和非必须氨基酸的区别、氨基酸的脱水缩合、氨基酸的结构差异等基础知识，考查了学生的识记和理解能力，难度不大。 （2012海南卷）2.关于蛋白质的叙述，错误的是 ．．

A.有些蛋白质是染色体的组成成分

B.酶在催化反应前后，其分子结构不变

C.食盐作用下析出的蛋白质发生了变性

D.蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应

【解析】染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质，A正确；作为催化剂的酶在反应前后不发生变化，B正确；少量的盐能够促进蛋白质的溶解，但如果向蛋白质溶液中加入浓的盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种现象叫做盐析，依据的原理是蛋白质在不同浓度盐溶液中的溶解度不同，没有改变蛋白质的空间结构，C不正确；蛋白质分子中含有肽键，可以与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。

【答案】C

【试题点评】本题考查了蛋白质的盐析、蛋白质催化作用和作为结构蛋白的功能、蛋白质的鉴定等知识点，同时考查学生的识记和理解能力，难度不大。

（2012上海卷）6．生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致

A．蛋白质分解为多肽链 B．多肽链分解为若干短肽

C．多肽链分解为氨基酸 D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物

【解析】酶具有专一性，蛋白酶将蛋白质水解成多肽，根据题干信息，可知某种肽酶使末端

的肽键水解，这样会得到一个氨基酸和一条肽链，这时多肽又出现新的末端肽键，这样水解，直到把多肽全水解为氨基酸。

【答案】C 中教网

【试题点评】本题考查肽酶所催化的底物及作用的结果，难度不大。

（11年北京卷.4）胰岛素的A，B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是

A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A,B两条肽链

B.沸水浴加热之后，构成胰岛素的充分伸展并断裂

C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。

D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素。

【解析】：DNA的双链在转录时只能把一条链作为模版链，A错。沸水浴加热只能破坏蛋白质的空间结构，肽链的断裂需要蛋白酶破坏肽键才可以，B错。蛋白质的功能取决于氨基酸的数目，排列顺序，空间结构，C错误。多肽链在核糖体合成后，需要在内质网加工，要通过蛋白酶处理，切掉部分肽段，然后进入高尔基体加工，最后在高尔基体内包装成成熟的蛋白质，D对。

【答案】：D

3.某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质。下列叙述正确的是

A.该蛋白酶分子结构中至少含有l29个氨基和l29个羧基

B.该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应

C.利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液

D.用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好

【解析】：①蛋白质分子氨基和羧基数量至少等于该蛋白质分子的肽链数量；②蛋白酶的化学本质是蛋白质，它可遇双缩脲呈紫色；③为避免pH变化影响蛋白质等生物大分子的活性，在进行透析时，一般要用缓冲液做为透析液。由多个氨基酸通过脱水缩合形成的多肽，至少含有一个氨基和一个羧基；双缩脲试剂与肽键作用，形成紫色络合物，这是鉴定蛋白质的原理；透析法纯化蛋白质时，应该以食盐水作为透析液，该方法称作盐析法；酶具有专一性，蛋白酶只分解蛋白质的污渍，对油渍的洗涤效果不好。

【答案】：B

4探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括 ．

A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异

B.蛋白质与生物的性状密切相关

C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制

D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息

【解析】：蛋白质的热稳定性没有DNA高，蛋白质在70～80℃左右一般都会变性，而在此温度下DNA结构稳定。

【答案】：C

5.（2006江苏卷）下图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系，相关叙述中正确的是

A．a的种类约有20种，b的种类有8种

B．a的结构通式可表示为

C．B是人的遗传物质

D．A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则不同

考点定位 本题主要考察蛋白质和核酸的区别与联系

指点迷津 对于生物体内的化合物的判断可以从基本组成元素和特征组成元素入手。从题干中可知，A、B都含有C、H、O元素，因此肯定为有机物，又因为是染色体的主要成分，可推知二者是蛋白质和核酸。A中只含有N元素，而B中还含有P元素，因此A是蛋白质，B是核酸。a是氨基酸，约有20种，b是脱氧核苷酸，应当有4种。对于同一生物而言，各体细胞细胞核中的核酸相同，即B相同，而细胞中的蛋白质不同，即A不同

参考答案 BC

6．(2010年高考江苏卷)下列关于核酸的叙述中，正确的是( )

A．DNA和RNA中的五碳糖相同

B．组成DNA与ATP的元素种类不同

C．T2噬菌体的遗传信息储存在RNA中

D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数

解析：本题考查核酸的组成及DNA与RNA的比较。核酸由一分子五碳糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成，其中，组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，组成RNA的五碳糖是核糖；在DNA和ATP中，组成元素都是C、H、O、N、P；T2噬菌体是以DNA为遗传物质的病毒，其遗传信息储存在DNA的脱氧核苷酸序列中；根据碱基互补配对原则(A＝T，C＝G，A＋G＝T＋C)，双链DNA中嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和。

答案：D

7．关于下列四图的叙述，正确的是(

)

A．甲图中共有5种核苷酸

B．乙图所示的化合物中不含糖类物质

C．组成丙物质的单糖是脱氧核糖或核糖

D．在小鼠的体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖

解析：甲图中共有5种碱基、8种核苷酸。 乙图物质为ATP，含有核糖。丙若为脱氧核苷酸，含有脱氧核糖，若为核糖核苷酸，含有核糖。丁是二糖，动物细胞内的二糖是乳糖，蔗糖是植物细胞内的二糖。答案：C

8．(2012年台州检测)某蛋白质由4条肽链构成，含有65个氨基酸，则该蛋白质至少含有的氨基数、肽键数及将该蛋白质彻底水解至少需要的水分子数分别是( )

A．65 61 61 B．4 61 4

C．61 61 61 D．4 61 61

解析：根据蛋白质计算相关规律可知，该蛋白质有4条肽链构成，至少含有的氨基数＝肽链条数＝4，肽键数＝65－4＝61，彻底水解需要的水分子数＝肽键数＝61。答案：D

9．甲学者将HIV病毒的遗传物质彻底水解后得到A、B、C三种化合物，乙学者将组成T2噬菌体的遗传物质彻底水解后得到了A、B、D三种化合物。你认为C、D两种化合物分别指的是( )

A．尿嘧啶、胸腺嘧啶 B．胸腺嘧啶、尿嘧啶

C．核糖、脱氧核糖 D．尿嘧啶、腺嘌呤

解析：HIV病毒的遗传物质是RNA，彻底水解后得到核糖、碱基、磷酸；T2噬菌体的遗传物质是DNA，彻底水解后得到脱氧核糖、碱基、磷酸。C、D分别是核糖和脱氧核糖。 答案：C

课后作业

1．催产素、牛加压素、血管舒张素是氨基酸数目相同的蛋白质，但其生理功能不同。主要 原因是

A．氨基酸种类不同 B．蛋白质合成场所不同

C．蛋白质合成时期不同 D．氨基酸排列顺序不同

2．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，水解得到的氨基酸个数为 ( )

A．q＋1 B．p－1 C．q－2 D．p＋1

3.下列有关蛋白质的叙述，错误的是 （ ）

A.淀粉酶的化学本质肯定是蛋白质 B.蛋白质进出细胞需要载体蛋白的协助

C.一切生命活动都离不开蛋白质 D.通过蛋白质工程可以制造出新的蛋白质

4．含有的氨基酸数为c个，则氨基酸的平均相对分子质量是 （ ）

a＋18（c－n）a－18（c－n）A． B．cc

c－18（c－n）c＋18（c－n）C． D．aa

5．有关下图中蛋白质的叙述，正确的是 （ ）

A．含有两条肽链

B．共有126个肽键

C．R基中共含17个氨基

D．形成该蛋白质时共脱掉125个水分子

6．某种酶是由419个氨基酸形成的蛋白质。科学家利用生物技术做出5种不同长度的该酶的片段，并分别测定其活性如图所示，请分析该酶具有活性的部分最可能是下列哪一片段?

说明：“+”表示有酶活性，

“—”表示没有酶活性。图

中数目代表氨基酸的编号，

例如86—419代表此酶片

段由第86号氨基酸到第

419号氨基酸形成。

A. 第196号氨基酸到第419号氨基酸 B．第1号氨基酸到第43号氨基酸

C．第44号氨基酸到第196号氨基酸 D. 第197号氨基酸到第302号氨基酸

7．下面是胰岛素分子的有关计算公式，不正确的是 （ ）

Ａ．胰岛素分子中氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数 Ｂ．胰岛素分子中羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数 Ｃ．胰岛素分子中N原子数＝肽链数＋肽键数＋R基中N原子数＝各氨基酸中N原子总数 Ｄ．胰岛素分子中O原子数＝肽链数＋肽键数＋R基中O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱水数

8．经测定某多肽分子式为C21HxOyN4S2 (无二硫键)。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作原料合成的：苯丙氨酸(C9H11NO2)，天冬氨酸(C4H7NO4)，丙氨酸((C3H7NO2)，亮氨酸(C6H13NO2)

，

半胱氨酸(C3H7NO2 S)。下列有关叙述不正确的是 ．．．

A．该多肽水解后形成3种氨基酸 B．该多肽中氢原子数和氧原子数分别为32和5

C．该多肽中有3个肽键 D．该多肽不止1个羧基

9．已知某基因相对分子质量为m，游离的脱氧核苷酸和氨基酸的相对分子质量分别为a、b。则由该基因指导合成的含两条多肽链的蛋白质相对分子质量最多约为

A．(m 36)(b 18) 36 B．(m 36)b C．m(b 18) 36 D．(m 36)(b 18) 18 6a6(a 18)6(a 18)6(a 18)

10．现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOWS(z>12，w>13)。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。

COOH CH2 CH2－COOH （CH2）3－NH2 CH2－C6H5

NH2－CH－CH2SH NH2－CH－COOH NH2－CH－COOH NH2－CH－COOH NH2－CH－COOH 半胱氨酸 丙氨酸 天门冬氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸

下列对以上内容的叙述不正确的是

A．合成该多肽时，需脱去11个水 B．多肽含有1个半胱氨酸

C．该分子彻底水解后有(z—12)个赖氨酸 D．该分子彻底水解后有(W—13)个天门冬氨酸

二、非选择题

1．下图为一条肽链的分子结构简式。

H H

│ │

H2N—C—C—N—C—C—N—C—COOH │ ‖ │ │ ‖ │ │

R1 O H R2 O H R3

据图填空回答：

这条肽链中的肽键数是____，构成肽链的氨基酸数目是______，合成肽链的细胞器是______，在合成肽链时决定肽链的氨基酸种类和顺序的是__________________ 。

2．下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位。请回答下列问题：

(1)图中X是____________。

(2)图中P的结构通式为P形成Ⅳ的结构层次______________。

(3)Ⅲ和Ⅳ两者都有多样性，两者多样性的关系是前者后者。

(4)构成细胞的化合物中，随着年龄增长明显减少的主要是___。

非选择题

1．2 3 核糖体 信使RNA(mRNA)上碱基排列顺序

2．（1）葡萄糖 淀粉 （2） 氨基酸→多肽→蛋白质

（3）决定 （4）水

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