【生物】2021届一轮复习人教版蛋白质和核酸教案（湖北专用）

【生物】2021届一轮复习人教版蛋白质和核酸教案（湖北专用）

第3讲　蛋白质和核酸 课程内容 核心素养——提考能 ‎1.蛋白质的结构与功能 ‎2.核酸的结构与功能 生命观念 分析蛋白质与核酸的形成过程，加深对物质与功能观的认识 科学思维 分析蛋白质与核酸的关系图和多聚体的连接模式图，强化模型构建与解读 社会责任 蛋白质与人体健康及在疾病治疗等方面的应用问题分析，强化社会责任 ‎ 考点一　蛋白质的结构、功能及相关计算 ‎1.组成蛋白质氨基酸元素组成、结构与种类 ‎2.蛋白质的合成及其结构、功能多样性 ‎(1)二肽的形成过程 ‎①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。‎ ‎②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。‎ ‎(2)蛋白质的形成过程 ‎3.蛋白质结构与功能的多样性 ‎1.蛋白质的盐析、变性和水解辨析 ‎(1)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。‎ ‎(2)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，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。‎ ‎(3)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。‎ ‎2.利用数学思想深度理解蛋白质的结构与功能 ‎(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 ‎①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数；‎ ‎②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键)‎ 肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 多肽链相 对分子量 氨基 数目 羧基 数目 ‎1条 m m－1‎ m－1‎ am－‎ ‎18(m－1)‎ 至少 ‎1个 至少 ‎1个 n条 m m－n m－n am－‎ ‎18(m－n)‎ 至少 n个 至少 n个 注：氨基酸平均分子质量为a。‎ ‎(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算 ‎①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数×1。‎ ‎②游离氨基或羧基数目＝肽链数×1＋R基中含有的氨基或羧基数。‎ ‎(3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数 ‎①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。‎ ‎②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数。‎ 注：①环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同。即肽键的数目＝脱去的水分子的数目＝氨基酸的数目。‎ ‎②如果形成二硫键，需考虑每形成一个二硫键需去掉两个H。‎ ‎3.下面是某化合物的结构模型，解读相关内容 ‎(1)该化合物的名称是五肽，形成场所是核糖体，形成过程称为脱水缩合。‎ ‎(2)组成氨基酸的元素中一定含有C、H、O、N，若某氨基酸含有S元素，则S存在R基中。‎ ‎(3)该化合物中含有4个肽键，其结构简式是—NH—CO—，形成过程中共脱去4分子水。‎ 教材高考 ‎1.真题重组　判断正误 ‎(1)从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法(2017·全国Ⅱ，T3C)(　　)‎ ‎(2)蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化(2015全国Ⅰ，T5C)(　　)‎ ‎(3)植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质(2016·海南，T3A)(　　)‎ 提示　(1)√　(2)√　(3)√‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)教材P21“与生活的联系”：评价食物中蛋白质成分营养价值时，应特别关注什么？‎ 提示　必需氨基酸的种类和含量。‎ ‎(2)根据教材P23“知识链接”：说出遗传信息决定蛋白质中氨基酸排列顺序的两个重要步骤。‎ 提示　转录和翻译。‎ ‎　围绕组成蛋白质的氨基酸的种类与结构考查生命观念 ‎1.(2019·全国大联考)下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述错误的是(　　)‎ ‎ ‎ A.以上这三种氨基酸的R基依次是—H、—CH3、—CH2OH B.将这三种氨基酸(足量)置于适宜条件下，经脱水缩合可形成三肽化合物最多有27种 C.甲是最简单的氨基酸 D.从上式可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸 答案　D ‎　借助蛋白质的结构与内能考查科学思维 ‎2.(2018·全国卷Ⅱ，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 解析　浆细胞产生的特异性抗体可与相应抗原结合而发挥免疫功能，A正确；肌细胞中的肌球蛋白、肌动蛋白等参与肌肉收缩，B正确；参与氧气运输的血红蛋白中有Fe2＋，而没有Mg2＋，C错误；染色体主要由蛋白质和DNA组成，所以细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分，D正确。‎ 答案　C ‎3.如图为由30个氨基酸组成的多肽链，经加工，第1位甲硫氨酸被切除，第 ‎16与17位氨基酸之间的肽键被切断并生成两条多肽链，两条多肽链通过二硫键相连。有关此过程的说法错误的是(　　)‎ A.加工过程中，氧原子数目增加1个 B.经加工，比原多肽链增加了1个氨基和1个羧基 C.此加工过程是在内质网中进行的 D.此多肽链的合成过程生成了29个水分子、加工过程消耗了2个水分子 解析　加工过程减少了1个肽键(含1个氧)，另1个肽键(含1个氧)被水解，生成1个羧基(含2个氧)和1个氨基，所以氧原子数没变；此多肽链的合成过程生成了29个肽键，形成29个水分子，加工过程水解了2个肽键，消耗了2个水分子。‎ 答案　A ‎(1)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(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。‎ ‎(2)若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。　‎ 考点二　核酸的组成、结构与功能 ‎1.核酸的结构层次 ‎2.核酸的功能与分布 ‎3.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 ‎1.“三看法”判断DNA和RNA ‎2.核酸与蛋白质的归纳与整合 项目 核酸 蛋白质 DNA RNA 元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等 组成单位 核苷酸 氨基酸 形成场所 主要在细胞核中复制产生 主要在细胞核中转录生成 核糖体 分子结构 一般为规则的双螺旋结构 一般为单链结构 氨基酸→多 肽→蛋白质 结构多样性的决定因素 核苷酸的种类、数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别 ‎3.甲图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系，乙图是甲图中某种物质的单体结构图。试分析：‎ ‎(1)甲图中X、Y各代表何类元素？‎ ‎(2)请写出甲图中A、B、C所代表的物质名称，并写出推断依据______________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)人体细胞中①～④发生的场所分别是什么？‎ ‎(4)C具有多样性，从c角度分析原因是_____________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ A具有多样性的主要原因是______________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(5)若图乙中m为胸腺嘧啶，则a为________，其b位置为________(填“—OH”或“—H”)。‎ ‎(6)若ATP水解可形成乙图结构物质，则a的名称为________，b处为________(填“—OH”或“—H”)。‎ ‎(7)核糖体中m有几种？其代号为____________。‎ 提示　(1)X—N、P；Y—N ‎(2)A.DNA、B.RNA、C.蛋白质。A可复制，则A为DNA，DNA可转录为RNA进而指导蛋白质生物合成。‎ ‎(3)在人体细胞中①②主要发生于细胞核，其次发生于线粒体，③④只发生于核糖体或细胞质。‎ ‎(4)氨基酸的种类、数目和排列顺序不同　a的排列顺序千变万化 ‎ ‎(5)脱氧核糖　—H ‎(6)核糖　—OH ‎(7)四种。A、U、C、G 教材高考 ‎1.真题重组　判断正误 ‎(1)细胞中RNA合成过程不会在细胞核外发生(2017·全国Ⅲ，T1C)(　　)‎ ‎(2)在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶(2017·全国Ⅱ，T3A)(　　)‎ ‎(3)酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸(2016·全国Ⅰ，T1B)(　　)‎ ‎(4)原核生物拟核区中含有环状的DNA分子(2017·海南，T2C)(　　)‎ 提示　(1)×　线粒体与叶绿体中有DNA，在转录过程会发生RNA的合成。‎ ‎(2)×　线粒体与叶绿体中有DNA，DNA复制有参与DNA合成的酶。‎ ‎(3)√　(4)√‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)(人教版必修1 P26“问题探讨”拓展)DNA指纹法在案件侦破工作中有重要的用途。为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？你能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？‎ 提示　DNA是主要的遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上，在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面，也可以利用DNA鉴定技术。‎ ‎(2)(人教版必修1 P28图拓展)DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义是什么？‎ 提示　‎ ‎　围绕核酸组成、结构与功能考查生命观念 ‎1.(2018·海南卷，10)下列与真核生物中核酸有关的叙述，错误的是(　　)‎ A.线粒体和叶绿体中都含有DNA分子 B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量 C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键 D.转录时有DNA双链解开和恢复的过程 解析　线粒体和叶绿体是半自主性细胞器，在其基质中都含有DNA和RNA分子，A正确；合成核酸需要能量(ATP)、模板、原料和酶，B错误；DNA和RNA都是由核苷酸形成的，相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；转录时DNA双链解开，以其中一条链为模板转录生成RNA，转录结束后RNA从DNA上脱下，DNA双链恢复，D正确。‎ 答案　B ‎2.科学家发现蛋白质合成用到的供能物质有鸟苷三磷酸(GTP)，GTP与ATP类似。下图为与基因表达相关的三种分子示意图，下列相关叙述错误的是(　　)‎ A.甲、乙、丙的组分中均有糖 B.乙的水解产物中含有丙 C.丙可为乙的合成提供原料 D.甲、乙共由8种核苷酸组成 解析　乙的水解产物中含有鸟嘌呤核糖核苷酸，与丙水解产生的G－P分子的组成相同，因此丙水解的产物可以作为合成乙的原料。‎ 答案　B ‎　围绕核酸与蛋白质的关系考查生命观念与科学思维 ‎3.(2015·海南卷，11)关于蛋白质的叙述，错误的是(　　)‎ A.rRNA能参与蛋白质的生物合成 B.DNA和蛋白质是染色体的组成成分 C.人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质 D.核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用 解析　所有的蛋白质均在核糖体上合成，即核糖体上合成的蛋白质能在细胞核中发挥作用，D错误。‎ 答案　D ‎4.(2019·康杰中学模考)图中甲、乙、丙表示生物大分子，①②③表示生理过程。下列分析错误的是(　　)‎ A.a、b、c共有的元素为C、H、O、N B.a与b的区别只是含有的五碳糖不同 C.通过②③过程核酸控制蛋白质的合成 D.同一生物不同细胞中的丙有差异 解析　根据图示可判断，甲代表DNA，乙代表RNA，丙代表蛋白质，①代表DNA的复制，②代表转录，③代表翻译。单体a是脱氧核苷酸，单体b是核糖核苷酸，单体c是氨基酸。核酸的组成元素是C、H、O、N、P，氨基酸的主要组成元素是C、H、O、N；a与b的区别除了五碳糖不同，碱基种类上也有差别；通过转录和翻译可合成蛋白质，进而控制生物性状；由于基因的选择性表达，同一生物不同细胞中合成的蛋白质有差异。‎ 答案　B ‎　结合细胞内有机物的推断考查科学思维能力 ‎5.(2019·衡水中学金卷)如图表示细胞内某物质甲由①②两部分组成。以下说法错误的是(　　)‎ A.若图中甲为组成蛋白质的氨基酸，②为R基，则①中的氨基和羧基都至少有一个 B.若①②为两个DNA片段，则通过DNA聚合酶可将其连接为甲 C.若图中甲为ATP，①为腺苷，则②含有三个磷酸基团 D.若①②均为葡萄糖，则小麦幼苗体细胞中的甲为麦芽糖 解析　根据氨基酸的通式可知，若图中甲为氨基酸，②为R基，则①中的氨基和羧基都至少有一个，且连接在同一个碳原子上；DNA连接酶可将两个DNA片段连接起来，因此若①②为两个DNA片段，则通过DNA连接酶可将其连接为甲；ATP是由腺苷和3个磷酸基团组成的，因此若图中甲为ATP，①为腺苷，则②‎ 含有三个磷酸基团；麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合形成的，若①②均为葡萄糖，则小麦幼苗体细胞中的甲为麦芽糖。‎ 答案　B ‎6.如图表示细胞中一种常见的水解反应，下列化合物能发生此种反应的是(　　)‎ A.脂肪 B.蛋白质 ‎ C.淀粉 D.DNA 解析　由图可知，组成该生物大分子的单体是相同的。组成脂肪的单体是甘油和脂肪酸两种，不可能发生此种反应；蛋白质的单体是多种氨基酸，不可以发生此种反应；淀粉的单体是葡萄糖，可以发生此种反应；DNA的单体是4种脱氧核糖核苷酸，不可以发生此种反应。‎ 答案　C 生物大分子多聚体的连接方式判断 ‎(1)若该图为一段肽链结构模式图，则1表示中心碳原子，2表示肽键，3的种类大约有20种。‎ ‎(2)若该图为一段核酸结构模式图，则1表示五碳糖，2表示磷酸基团，3表示含氮碱基。‎ ‎(3)若该图表示多糖结构模式图，则1、2、3连接形成的化合物是葡萄糖。　　　‎ 澄清易错易混·强化科学思维 ‎[易错易混]‎ 易错点1　对蛋白质的结构分辨不清 点拨　(1)组成蛋白质的元素一定有C、H、O、N，一般还含有S元素。‎ ‎(2)避免书写错误：不要将氨基写为NH2或—NH3；不要将羧基写为 或COOH；也不要将肽键写为CO—NH或。‎ ‎(3)肽键数≠几肽(环状肽除外)：由几个氨基酸构成的化合物称为几肽。而不是含有几个肽键称为几肽。‎ ‎(4)多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经过加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。‎ 易错点2　对影响蛋白质结构与功能的因素分辨不清 点拨　(1)蛋白质变性的原因在某些物理和化学因素作用下，特定的空间构象被改变，导致其理化性质改变和生物活性丧失，但肽键没有被破坏。‎ ‎(2)煮熟的食物易被人体消化，是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。‎ ‎(3)高温、过酸、过碱、重金属盐，都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化，但低温不会。‎ 易错点3　对核酸的组成、结构与功能分辨不清 点拨　(1)DNA一般是双链结构，某些病毒中存在单链的DNA；RNA中的碱基也能相互配对形成氢键构成双链，如tRNA。‎ ‎(2)脱氧核糖≠脱氧核苷酸≠脱氧核糖核酸：脱氧核糖是一种五碳糖，脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位，而脱氧核糖核酸是生物大分子。‎ ‎(3)核糖≠核糖核苷酸≠核糖核酸：核糖是一种五碳糖，核糖核苷酸是核糖核酸的基本组成单位，而核糖核酸是生物大分子。‎ ‎(4)DNA与RNA在分子组成上的区别是DNA含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，RNA含有核糖和尿嘧啶。‎ 易错点4　对核酸、蛋白质的初步水解产物与彻底水解产物分辨不清 点拨　核酸、蛋白质的水解产物和氧化分解产物的比较 比较项目 DNA RNA 蛋白质 初步水解产物 ‎4种脱氧核苷酸 ‎4种核糖核苷酸 多肽 彻底水解产物 脱氧核糖、含氮碱基和磷酸 核糖、含氮碱基和磷酸 氨基酸 氧化分解产物 CO2、H2O、尿素和磷酸盐等 CO2、H2O 和尿素 ‎[深度纠错]‎ ‎1.(针对易错点1)下列有关肽键的叙述，错误的是(　　)‎ A.蛋白质中的肽键数等于或小于脱水缩合过程中的氨基酸数 B.含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 C.核糖体上可形成肽键，溶酶体内可发生肽键的水解 D.肽键的元素组成为C、H、O、N，其牢固程度与碳碳双键紧密相关 解析　肽键的元素组成为C、H、O、N，其结构式为，不含碳碳双键。‎ 答案　D ‎2.(针对易错点2)下列关于肽和蛋白质的叙述，正确的是(　　)‎ A.α－鹅膏蕈碱是一种环状八肽，分子中含有8个肽键 B.蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的 C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的 D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应 解析　环状肽有几个氨基酸就会形成几个肽键，所以环状八肽含有8 个肽键，A正确；蛋白质是由肽链盘曲折叠形成的，也可能只含有一条肽链，B错误；蛋白质变性是空间结构被破坏，氨基酸之间形成的肽键不被破坏，C错误；含有两个或两个以上肽键的化合物都能与双缩脲试剂产生紫色反应，变性蛋白质仍然含有肽键，仍可与双缩脲试剂发生反应，D错误。‎ 答案　A ‎3.(针对易错点3)下列关于RNA分子的叙述，正确的是(　　)‎ A.线粒体中含有mRNA、tRNA和rRNA B.ATP中的“A”在RNA分子中不存在 C.RNA分子中不含氢键，有的RNA具有催化功能 D.RNA可以在细胞内运输某种物质，还可以作为细菌的遗传物质 解析　线粒体中有少量的DNA，其通过转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA，A正确；ATP中的“A”‎ 是腺苷，是由腺嘌呤与核糖构成的，RNA分子中也存在腺嘌呤与核糖，B错误；有的RNA也具有氢键，如tRNA呈三叶草结构，其双链区含有氢键，C错误；RNA(tRNA)可以在细胞内运输某种物质，但不可以作为细菌的遗传物质，细菌的遗传物质是DNA，D错误。‎ 答案　A ‎4.(针对易错点4)在人体内，HIV与特异性抗体结合后产生沉淀，被吞噬细胞摄取后彻底水解可得到(　　)‎ A.20种氨基酸、5种含氮碱基 B.20种氨基酸、4种脱氧核糖 C.多种氨基酸、1种核糖 D.多种氨基酸、4种核糖核苷酸 解析　HIV的成分是蛋白质和RNA，抗体的成分是蛋白质，HIV与特异性抗体结合后产生沉淀，被吞噬细胞摄取后彻底水解可得到多种氨基酸、1种核糖。‎ 答案　C