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第3讲蛋白质和核酸考纲要求1.蛋白质、核酸的结构和功能()。2.实验:观察DNA、RNA在细胞中的分布。考点一蛋白质的结构、功能及相关计算1组成蛋白质的氨基酸及其种类巧记“8种”必需氨基酸甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。2蛋白质的合成及其结构、功能多样性(1)二肽的形成过程过程a:脱水缩合,物质b:二肽,结构c:肽键。H2O中H来源于氨基和羧基;O来源于羧基。(2)蛋白质的结构层次氨基酸多肽蛋白质特别提醒蛋白质的盐析、变性和水解盐析:是由溶解度的变化引起的,蛋白质的空间结构没有发生变化。变性:是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的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。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。3蛋白质分子多样性的原因(1)氨基酸:种类不同;数目成百上千;排列顺序千变万化。(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。4蛋白质的功能(连线)1判断有关氨基酸的叙述(1)具有氨基和羧基的化合物,都是构成蛋白质的氨基酸()(2)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合()(3)脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽()(4)组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上()2判断有关蛋白质的叙述(1)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能()(2)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时,其特定功能不会发生变化()(3)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质()(4)蛋白质是生物体主要的能源物质()(5)所有的蛋白质在核糖体中合成后已具有正常的生理功能()图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图;图乙中的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,图丙为酶、激素、抗体、载体蛋白与蛋白质、脂质的关系概念图。请分析:(1)图甲中a的元素一定有哪些?可能还会有哪些?提示一定有C、H、O、N,可能还会有S等。(2)真核细胞中进行图甲中过程的场所有哪些?提示内质网、高尔基体。(3)图甲中b、c内容是什么?请写出b、c的通式。提示b、c依次为“氨基酸”“肽键”;b的结构通式为;c的结构通式为CONH。(4)图乙中分别体现了蛋白质怎样的功能?提示催化功能、运输功能、免疫功能。(5)请写出图丙中af对应的物质依次为脂质、激素、抗体(或载体蛋白)、蛋白质、载体蛋白(或抗体)、酶。1有关蛋白质结构的计算规律(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽:形成肽链数形成肽键数脱去水分子数蛋白质相对分子质量1n1n1na18(n1)mnmnmna18(nm)特别提醒计算多肽的相对分子质量时,除了考虑水分的减少外,还要考虑其他化学变化过程,如肽链上出现一个二硫键(SS)时,要再减去2(两个氢原子),若无特殊说明,不考虑二硫键。若为环状多肽,则可将相对分子质量计算公式na18(nm)中的肽链数(m)视为零,再进行相关计算。(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数: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、氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下:碳原子数氨基酸的分子数2R基上的碳原子数。氢原子数各氨基酸中氢原子的总数脱去的水分子数2。氧原子数各氨基酸中氧原子的总数脱去的水分子数。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。由于R基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。2利用“排列组合”解答多肽种类的计算题多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说,则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助右面的示意图(代表要安放的氨基酸的位置),结合数学中“排列组合”的相关知识,推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。(1)若每种氨基酸数目不限,可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种,2、3、4号也是如此,即20202020204种)。(2)若每种氨基酸只有一个,可形成肽类化合物的种类有(20191817)种即1号位置安放氨基酸的情况有20种,2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择,即(20191817)种。命题点一组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断1下面是三种化合物的结构简式,下列有关三种化合物的叙述,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答案B解析三种物质都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示,A正确;图中三种氨基酸共同点应为至少都含有一个氨基、一个羧基,B错误;双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中有肽键,氨基酸中无肽键,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1,D正确。2下列四种化合物中,哪种是构成蛋白质的氨基酸()ACH3CH2COOHBRCH2NH2CD答案D解析组成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,故D项正确。科学思维“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸命题点二蛋白质分子结构与功能的分析3哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如下图,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是()A两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基C肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关D两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同答案D解析分析题中激素的结构简式可知,激素中的环状肽都是由6个氨基酸构成的,故为六肽环,A错误;氨基酸脱水缩合形成的水分子中的氢分别来自氨基和羧基,B错误;肽链中游离氨基的数目与构成肽链的氨基酸R基上的氨基数目有关,C错误;分析题中激素的结构简式可知,两种激素间有2个氨基酸种类不同,故这两种激素的生理功能不同是由这2个氨基酸种类不同导致的,D正确。4(2018全国,1)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答案C解析浆细胞产生的抗体能与相应的抗原(如病毒抗原)发生特异性结合,A项正确;肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等参与肌肉收缩的过程,B项正确;Fe2参与构成血红蛋白,血红蛋白具有运输O2的功能,C项错误;细胞核中染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA,D项正确。生命观念蛋白质的结构与功能的“一、二、三、四、五”命题点三蛋白质的相关计算与分析5(2018临汾模拟)如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是()A该分子中含有198个肽键B这200个氨基酸中至少有200个氨基C合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582D该蛋白质中至少含有3个NH2答案C解析分析题图可知,该蛋白质分子由两条肽链组成,且两条链之间的R基上的氨基和羧基脱水缩合形成了一个肽键,则该分子中含有199个肽键,A错误;这200个氨基酸中至少有201个氨基,B错误;合成该蛋白质时脱去了199个水分子,相对分子质量减少了181993 582,C正确;该蛋白质中至少有2个游离的氨基,D错误。6某50肽中有丙氨酸(R基为CH3)4个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示),得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是()A该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子B若将得到的5个氨基酸缩合成5肽,则有5种不同的氨基酸序列C若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链,则将脱去4分子H2OD新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基答案C解析据图分析可知,每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键,脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键,则有8分子水参与,故该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子,A正确;得到的5个氨基酸,其中有4个是丙氨酸,故将这5个氨基酸缩合成5肽,可有5种不同的氨基酸序列,B正确;若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链,需要形成3个肽键,脱去3分子水,C错误;每条肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基,故新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基,D正确。7现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸,它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有()A9种,9种 B6种,3种C18种,6种 D27种,6种答案D解析足量的3种氨基酸构成的三肽有3327种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解,可借用示意图“”来分析,即第一个位置的氨基酸有3种情况,第二个位置只能从另2种氨基酸中任选1种氨基酸,第三个位置只能安放剩余的1种氨基酸,即3216种。考点二核酸的组成、结构与功能1核酸的结构层次2DNA和RNA的组成成分比较(1)相同成分:含氮碱基A、G、C和磷酸。(2)不同成分易混辨析ATP、核苷酸、DNA、RNA中“A”的辨析3核酸的功能与分布(1)(2)4生物大分子以碳链为骨架生物大分子(多聚体)基本单位(单体)多糖单糖蛋白质氨基酸核酸核苷酸归纳总结(1)同种生物不同细胞中DNA一般相同,由于基因的选择性表达,mRNA不完全相同,蛋白质种类和含量也不完全相同。(2)核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性,因而可以从分子水平上,通过分析核酸、蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。(3)RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA作为遗传物质时,由于RNA单链结构不稳定,容易发生突变。生物体内的少数RNA具有催化功能。1判断关于核酸的叙述(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接()(2)DNA和RNA的碱基组成相同,五碳糖不同()(3)细胞中的DNA一定有氢键,RNA一定没有氢键()(4)与DNA相比,RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖()(5)细胞中RNA的合成过程不会在细胞核外发生()
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