第三节 细胞中的蛋白质和核酸
第一课时 细胞的功能主要由蛋白质完成
基础过关练
题组一 氨基酸的结构及其种类
1.(易错题)下列四种物质中,属于构成蛋白质的氨基酸的是( )
2.已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,那么该氨基酸的R基团是( )
A.—C2H4O2N B.—C3H5O2
C.—C4H6O2 D.—C4H5O2
3.组成食物中的蛋白质的氨基酸种类,是评价蛋白质营养价值高低的重要指标。下列说法正确的是( )
A.每种氨基酸至少含1个氨基和1个羧基
B.食物中的抗体可被人体直接吸收从而提高免疫能力
C.必需氨基酸是指必须由人体细胞合成的氨基酸
D.每个蛋白质分子都含有20种氨基酸
题组二 蛋白质的结构及功能
4.下列关于蛋白质功能的举例,合理的是( )
A.催化——抗体
B.运输——唾液淀粉酶
C.防御——血红蛋白
D.调控——生长激素
5.如图分别表示蛋白质结构多样性形成的原因,选项中相关叙述错误的是 ( )
A.图甲所示肽链中氨基酸的数目不同
B.图乙所示肽链中氨基酸的种类不同
C.图丙所示肽链中氨基酸的排列顺序不同
D.图丁所示肽链以相同方式盘曲、折叠形成不同的空间结构
6.(教材习题改编)营养学家对一些食物中的蛋白质含量进行了测定,得出以下数据。下列相关叙述正确的是( )
食物名称 黄豆 绿豆 猪肉 牛肉 豆油
每100 g食物中 蛋白质的质量(g) 35.1 21.6 13.2 18.1 未检出
A.牛肉比猪肉蛋白质含量高,推测牛肉比猪肉更有营养价值
B.豆油中没有检测到蛋白质,说明提取豆油的豆类细胞中不含蛋白质
C.黄豆蛋白质含量最高,说明黄豆细胞中含量最多的化合物是蛋白质
D.不同食品营养价值不同,平衡膳食更利于人体健康
7.血红蛋白含有两条α肽链、两条β肽链(α肽链和β肽链不同),其空间结构模式图如图甲所示,图乙表示其β肽链一端的部分氨基酸排列顺序,请据图回答下列问题:
甲
乙
(1)写出氨基酸的结构通式: 。
(2)图乙中①的名称是 ,序号①~⑥中,代表R基团的有
(写序号),图乙所示的这段肽链由 种氨基酸脱水缩合而成。
(3)据两图可知一条β肽链至少含有 个游离的羧基,若两条β肽链完全相同,则一个血红蛋白分子至少含有 个游离的羧基。
(4)蛋白质分子结构复杂,加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用,会引起蛋白质的变性及功能丧失,其原因主要是 。
(5)蛋白质结构多样性的原因是
(至少写四点)。
题组三 有关蛋白质的计算
8.现有氨基酸800个,其中氨基共有810个,羧基共有808个,则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键(不考虑R基团间形成的肽键)、游离氨基和游离羧基的数目依次为( )
A.798、2和2 B.798、12和10
C.799、1和1 D.799、11和9
9.全世界每年有成百上千人由于误吃毒蘑菇而死亡。鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素,它是一种环状八肽。若氨基酸的平均相对分子质量为128,则鹅膏蕈碱的相对分子质量大约是( )
A.1 024 B.898 C.880 D.1 008
题组四 检测生物组织中的蛋白质
10.双缩脲试剂(A液:0.1 g/mL的氢氧化钠溶液,B液:0.01 g/mL的硫酸铜溶液)可以用来检测生物组织中是否存在蛋白质。下列操作步骤正确的是( )
A.待测组织样液→加入B液2 mL→注入A液4滴→观察颜色变化
B.待测组织样液→加入A液2 mL→注入B液4滴→观察颜色变化
C.待测组织样液→加入A液和B液的混合液2 mL→隔水加热→观察颜色变化
D.待测组织样液→加入A液2 mL→注入B液4滴→隔水加热→观察颜色变化
11.某玉米新品种籽粒中的蛋白质含量高于普通玉米,请用所学的方法设计实验加以验证。
(1)实验原理: 。
(2)材料用品:新鲜的普通玉米籽粒,新鲜的新品种玉米籽粒,研钵,试管,漏斗,纱布,吸管,清水,双缩脲试剂A液(0.1 g/mL的NaOH溶液),双缩脲试剂B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液),量筒。
(3)方法步骤:
①将两种玉米籽粒分别进行研磨,制备组织样液。
②取A、B两支试管,向A试管中加入新品种玉米组织样液2 mL,B试管中加入 。
③向A、B两支试管中分别加入2 mL ,摇匀,再分别加入4滴 ,摇匀。
④观察 。
(4)预期的结果: 。
能力提升练
题组一 掌握蛋白质的形成过程
1.(多选题)如图表示有关蛋白质分子的简要概念图,下列对图示分析正确的是 ( )
A.A中肯定含有硫元素
B.①过程有水生成
C.多肽中B的数目等于C的数目
D.蛋白质结构的多样性决定了功能的多样性
2.肉毒杆菌是一种对人体有致命影响的病原体,在繁殖过程中分泌肉毒毒素(化学成分是蛋白质)。人们食入并吸收这种毒素后,神经系统的功能将遭到破坏。该毒素由两条肽链组成。如图为肉毒毒素的局部结构简式,据此判断下列说法不正确的是( )
A.由图示结构可知,肉毒毒素的单体是氨基酸
B.该局部结构由5种单体组成,含4个肽键
C.一分子肉毒毒素至少含有1个游离氨基和1个游离羧基
D.组成肉毒毒素的元素一定含有C、H、O、N
3.图甲表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子(数字表示相应位置),二硫键是由两个—SH形成的。图乙表示该蛋白质分子的一条肽链,其中有2个丙氨酸(R为—CH3)。下列相关叙述错误的是( )
甲
乙
A.该蛋白质分子中含有199个肽键
B.该蛋白质分子中至少含有2个游离的—NH2
C.200个氨基酸经脱水缩合形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了3 582
D.图乙中肽链脱去2个丙氨酸需消耗4个水分子
题组二 蛋白质结构和功能的综合
4.(多选题)胰岛素是动物胰岛细胞分泌的能够降低血糖的一种蛋白质,下图是牛胰岛素肽链结构示意图,其中的数字为氨基酸序号。下列说法中与结晶牛胰岛素的生物活性有直接关系的是( )
A.胰岛素分子中两条链的空间结构
B.胰岛素分子中二硫键的数目和位置
C.胰岛素分子中氨基酸缩合的方式
D.胰岛素分子中氨基酸的种类和肽键的数目
5.细胞受到冰冻时,蛋白质分子相互靠近,当接近到一定程度时,蛋白质分子中邻近的巯基(—SH)氧化形成二硫键(—S—S—)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留(如图)。下列说法错误的是( )
A.巯基位于氨基酸的R基上
B.解冻后蛋白质功能可能异常
C.结冰和解冻过程涉及肽键的变化
D.抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力
6.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
7.某致病细菌分泌的外毒素为无色细针状结晶,对小鼠和人体有很强的毒性,可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等,以致死亡。该外毒素为环状肽,其结构简式如图所示。
(1)该化合物中含有 个游离氨基, 个游离羧基。
(2)该化合物是由 个氨基酸组成的,区别这些氨基酸的种类是依靠其结构中的 。
(3)组成该化合物的氨基酸有 种,其中有 个氨基酸的R基团相同,这个R基团是 。
(4)该化合物称为 肽化合物,含有 个肽键。
(5)该化合物含有 个氮原子,其中 个位于R基团上。
(6)该外毒素在环状肽形成过程中失去了 个水分子,相对分子质量减少了 。
第二课时 核酸储存与传递遗传信息
基础过关练
题组一 核酸的结构
1.某小分子单体结构如图所示,则此单体参与构成的物质是( )
A.多糖 B.RNA C.DNA D.蛋白质
2.某些概念之间的相互关系可用如图表示。下列物质中都不属于阴影部分的是( )
A.磷酸、鸟嘌呤
B.核糖、胸腺嘧啶
C.腺嘌呤、鸟嘌呤
D.胞嘧啶、腺嘌呤
3.(易错题)核酸是遗传信息的携带者。下列有关核酸的叙述,正确的是( )
A.核酸分为脱氧核苷酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)
B.DNA和RNA都含有A、T、C、G、U五种碱基
C.DNA携带遗传信息,RNA不携带遗传信息
D.核酸含有C、H、O、N、P五种元素
4.化学上常用降解的方法研究物质的组成。下列关于某种核酸样品降解的叙述错误的是( )
A.该样品的初步降解产物是核苷酸
B.该样品彻底降解的产物包括磷酸、五碳糖和碱基
C.若降解的产物中有脱氧核糖,可判断该样品是DNA
D.若降解的产物中有腺嘌呤,可判断该样品是RNA
题组二 核酸的功能
5.关于核酸的功能,下列叙述不正确的是( )
A.禽流感病毒的DNA可通过复制将遗传信息传递给子代
B.因为脱氧核苷酸链中碱基排列顺序多种多样,所以DNA分子具有多样性
C.某些病毒的遗传信息直接储存在RNA中
D.DNA分子上的遗传信息,控制着生物体的形态、结构、生理和行为等多种性状的表达
6.如图1为甲、乙两种核酸分子局部结构示意图,请据图回答:
图1
(1)核酸甲的中文名称是 ,最可靠的判断依据是 。
(2)图1中结构1、4、5的中文名称分别是 、 、 。
(3)核酸是细胞内携带 的物质。
(4)图1中共有 种碱基、 种核苷酸。
(5)由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b,如图2所示。若m为T,则b参与形成的多聚体能储存大量的遗传信息,原因是 。
答案与分层梯度式解析
第三节 细胞中的蛋白质和核酸
第一课时 细胞的功能主要由蛋白质完成
基础过关练
1.A 2.B 3.A 4.D 5.D 6.D 8.B 9.C
10.B
1.A 生物体中组成蛋白质的每个氨基酸分子中,至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连接,这个碳原子还分别与一个氢原子、一个侧链基团(R)相连接,A符合题意。
2.B 氨基酸的结构通式为,分子式为C2H4O2NR,已知谷氨酸的分子式是C5H9O4N,所以R基团是—C3H5O2,B符合题意。
3.A 人体摄入的蛋白质,一般需要在消化液的作用下水解成氨基酸才能被吸收和利用,抗体的化学本质是蛋白质,不能被人体直接吸收,B错误;必需氨基酸是指人体自身不能合成,必须由食物提供的氨基酸,C错误;在生物体内,常见的组成蛋白质的氨基酸有20种,但并不是每个蛋白质分子都含有这20种氨基酸,D错误。
4.D 抗体具有防御功能,A错误;唾液淀粉酶具有催化功能,B错误;血红蛋白能运输氧气,属于蛋白质的运输功能,C错误;生长激素对人体的生长发育起调控作用,D正确。
5.D 由图甲可知,上下两条肽链的氨基酸种类相同,数目不同,体现了蛋白质结构多样性与氨基酸数目不同有关,A正确;由图乙可知,上下两条肽链的氨基酸数目相同,氨基酸种类不同,体现了蛋白质结构多样性与氨基酸种类不同有关,B正确;由图丙可知,上下两条肽链的氨基酸的种类、数目相同,排列顺序不同,体现了蛋白质结构多样性与组成蛋白质的氨基酸的排列顺序不同有关,C正确;由图丁可知,上下两种蛋白质的肽链盘曲、折叠的方式不同,形成了不同的空间结构,体现了蛋白质结构多样性与其空间结构不同有关,D错误。
6.D 食物的营养价值并不取决于蛋白质含量的高低,主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量及组成比例, A错误;细胞的生命活动离不开蛋白质,则提取豆油的豆类细胞中肯定含有蛋白质,B错误;黄豆细胞中含量最多的化合物是水,C错误;不同食物的营养物质含量并不相同,营养价值也有差别,平衡膳食更利于人体健康,D正确。
7.答案 (1) (2)氨基 ②③④⑤ 3 (3)3 8 (4)蛋白质空间结构遭到破坏 (5)氨基酸的种类、数量、排列顺序,肽链的数量和形成的空间结构等不同
解析 (1)氨基酸的结构通式为。(2)图乙中②③④⑤是R基团,其中④⑤相同,故图乙所示的这段肽链由3种氨基酸脱水缩合而成。(3)图乙表示β肽链一端的部分氨基酸排列顺序,该段肽链中的R基团共有2个游离的羧基(分别位于④和⑤),可推知一条β肽链至少含有游离的羧基数=肽链数+已知的该段β肽链R基团中含有的羧基数=1+2=3;若两条β肽链完全相同,则一个血红蛋白分子至少含有游离的羧基数=血红蛋白含有的肽链数+已知的该段β肽链R基团中含有的羧基数×2=4+2×2=8。(4)蛋白质变性及功能丧失的原因主要是蛋白质空间结构遭到破坏。(5)蛋白质结构多样性的原因是氨基酸的种类、数量、排列顺序,肽链的数量和形成的空间结构等不同。
8.B 肽键数=氨基酸数-肽链数,所以题述蛋白质共有798个肽键。每个氨基酸上除R基团外都有一个氨基和一个羧基,800个氨基酸除R基团外共有800个氨基和800个羧基,故R基团上共有10个氨基和8个羧基,形成的每条肽链除R基团外都有一个游离的氨基和一个游离的羧基,所以题述蛋白质含有的游离氨基和羧基的数目分别是12和10,故选B。
9.C 鹅膏蕈碱是一种环状八肽,所以在形成过程中,脱去水分子数=肽键数=氨基酸数=8,鹅膏蕈碱的相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量-脱去水分子数×水的相对分子质量=128×8-8×18=880,故选C。
特别提醒 在蛋白质分子合成过程中,脱去水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数(对于环状肽来说,脱去水分子数=肽键数=氨基酸数);蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数-脱去水分子数×水的相对分子质量(18)。
10.B 双缩脲试剂由质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.01 g/mL的硫酸铜溶液组成,用于检测蛋白质,使用时要先向待测组织样液中加入氢氧化钠溶液2 mL,摇匀后再加入3~4滴硫酸铜溶液,摇匀,最后观察颜色的变化,若试管中颜色变成紫色,说明待测组织样液中有蛋白质的存在,B正确。
11.答案 (1)蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,蛋白质含量越高紫色越深 (3)②普通玉米组织样液2 mL ③双缩脲试剂A液 双缩脲试剂B液 ④颜色变化并比较紫色的深浅 (4)新品种玉米组织样液(A试管)紫色较深
解析 (1)本实验是要检测蛋白质含量,实验原理为蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,且蛋白质含量越高紫色越深。(3)①由于蛋白质存在于细胞中,所以需要将两种玉米籽粒分别进行研磨,释放出蛋白质,制备组织样液。②取A、B两支试管,向A试管中加入新品种玉米组织样液2 mL,则B试管中应加入普通玉米组织样液2 mL,以形成对照。③向A、B两支试管中分别加入2 mL双缩脲试剂A液(0.1 g/mL的NaOH溶液),摇匀,再分别加入4滴双缩脲试剂B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液),再摇匀。④观察两支试管中溶液的颜色变化并比较紫色的深浅。(4)新品种玉米组织样液蛋白质含量较普通玉米高,因此A试管紫色较深。
能力提升练
1.BD 2.C 3.C 4.ABD 5.C 6.D
1.BD 不是所有的蛋白质都含有硫元素,A错误;①过程表示氨基酸经脱水缩合形成多肽,该过程中会有水的生成,B正确;链状多肽中,B氨基酸的数目不等于C肽键的数目,肽键数=氨基酸数-肽链数,C错误;蛋白质结构多样性决定功能多样性,D正确。
2.C 肉毒毒素的化学本质是蛋白质,其单体是氨基酸,A正确;题图片段含有4个肽键,是由5个氨基酸脱水缩合形成的,图示结构中5个氨基酸的R基团各不相同,因此这5个氨基酸是5种氨基酸,B正确;肉毒毒素是由两条肽链组成的,因此一分子肉毒毒素至少含有2个游离氨基和2个游离羧基,C错误;由题图能够判断组成肉毒毒素的元素一定有C、H、O、N,D正确。
3.C 图甲蛋白质中含有的肽键数为200-2+1=199,A正确;图甲蛋白质由两条肽链组成,因此至少含有2个游离的—NH2,B正确;200个氨基酸形成该蛋白质时经脱水缩合脱去199个水分子,形成一个二硫键脱去2个H,所以合成该蛋白质时相对分子质量减少了199×18+2×1=3 584,C错误;图乙脱去两个丙氨酸需要断开4个肽键,消耗4个水分子,D正确。
思路点拨 “—S—S—”是由两个—SH脱去两个H形成的,因此,形成一个“—S—S—”,蛋白质的相对分子质量减少2。
4.ABD 胰岛素的生物活性与胰岛素分子的空间结构有关,胰岛素分子中氨基酸的种类和肽键的数目、二硫键的数目和位置、两条链的空间结构都会影响胰岛素分子的空间结构,A、B、D符合题意;胰岛素分子中氨基酸缩合的方式都是脱水缩合,不会影响其空间结构,故与结晶牛胰岛素的生物活性没有直接关系,C不符合题意。
5.C 巯基(—SH)中含有S,由氨基酸的结构通式可知,巯基位于氨基酸的R基上,A正确;蛋白质的结构决定蛋白质的功能,由题干“解冻时,蛋白质氢键断裂”可知解冻后的蛋白质结构会发生变化,其功能也可能发生异常,B正确;结冰会增加蛋白质分子中的二硫键数量,解冻会减少蛋白质分子中的氢键数量,结冰和解冻过程未涉及肽键的变化,C错误;细胞受到冰冻时,蛋白质分子中邻近的巯基(—SH)会被氧化形成二硫键(—S—S—),可推知抗冻植物能够适应较冷的环境,是因为抗冻植物有较强的抗巯基氧化能力,D正确。
6.D 两种激素都是由九个氨基酸分子脱水缩合形成的链状肽,A错误;氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢来自氨基和羧基,B错误;肽链中游离的氨基包括肽链末端的氨基和R基团中的氨基,故肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类有关,C错误;题图中两种激素间因2个氨基酸种类不同,导致两种激素的生理功能不同,D正确。
7.答案 (1)0 0 (2)7 R基团 (3)5 3 —CH3 (4)环状七 7 (5)8 1 (6)7 126
解析 (1)分析该化合物的结构简式可知,该化合物中没有游离的氨基和羧基。(2)该化合物为环状肽,含有7个肽键,所以该化合物是由7个氨基酸组成的,区别这些氨基酸的种类是依靠其结构中的R基团。(3)氨基酸的不同是由R基团决定的,该化合物由7个氨基酸组成,其中共有3个氨基酸的R基团相同,该R基团为—CH3,则组成该化合物的氨基酸有5种。(4)该化合物称为环状七肽化合物,含有7个肽键。(5)该化合物含有8个氮原子,其中1个位于R基团上。(6)n个氨基酸脱水缩合形成环状肽,脱去n个水分子,形成n个肽键,所以形成7个肽键需脱去7个水分子,相对分子质量减少了7×18=126。
第二课时 核酸储存与传递遗传信息
基础过关练
1.B 2.B 3.D 4.D 5.A
1.B 题图所示单体由磷酸、核糖和含氮碱基组成,为核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位,B符合题意。
2.B 题图中阴影部分表示DNA和RNA共有的物质。磷酸、鸟嘌呤、胞嘧啶和腺嘌呤是DNA和RNA共有的,脱氧核糖和胸腺嘧啶只存在于DNA中,核糖和尿嘧啶只存在于RNA中,B符合题意。
3.D 核酸分为DNA和RNA两种,DNA中文名为脱氧核糖核酸,其基本单位是脱氧核苷酸;RNA中文名为核糖核酸,其基本单位是核糖核苷酸,A错误。DNA含有的碱基是A、T、G、C,RNA含有的碱基是A、U、G、C,B错误。DNA和RNA都可以携带遗传信息,C错误。
4.D 核酸的基本组成单位是核苷酸,因此,该样品的初步降解产物是核苷酸,A正确;核苷酸是核酸的基本组成单位,一分子的核苷酸包括一分子的磷酸、一分子的含氮碱基和一分子的五碳糖,因此,核酸彻底降解的产物包括磷酸、五碳糖、含氮碱基,B正确;核酸分为DNA和RNA两类,组成DNA的五碳糖是脱氧核糖,组成RNA的五碳糖是核糖,因此若降解的产物中有脱氧核糖,可判断该样品是DNA,C正确;腺嘌呤既是组成DNA的碱基,也是组成RNA的碱基,因此若降解的产物中有腺嘌呤,不能判断该样品是DNA还是RNA,D错误。
5.A 禽流感病毒是RNA病毒,其遗传物质为RNA,因此禽流感病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代,A错误。
6.答案 (1)脱氧核糖核酸 核酸甲含有碱基T (2)磷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 核糖 (3)遗传信息 (4)5 7 (5)DNA中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息,核苷酸的排列顺序具有多样性
解析 (1)题图1中的核酸甲含有碱基T,说明这条链是脱氧核苷酸链,由它参与构成的核酸是脱氧核糖核酸。(2)一分子脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子脱氧核糖、1分子含氮碱基组成,从图1中的核酸甲可以看出1为磷酸,2为腺嘌呤,3为脱氧核糖,1、2、3一起构成4腺嘌呤脱氧核苷酸。图1中的核酸乙含有碱基U,说明这条链是核糖核苷酸链,可以判断该链中的5为核糖。(3)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。(4)图1中核酸甲的局部结构中有A、T、C、G 4种碱基,构成的脱氧核苷酸有4种,核酸乙的局部结构中有A、U、G 3种碱基,构成的核糖核苷酸有3种,故图1中共有A、T、C、G、U 5种碱基,7种核苷酸。(5)T是DNA特有的碱基,若m为T,则b参与形成的多聚体是DNA,其中的脱氧核苷酸的排列顺序具有多样性,而DNA中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息,所以DNA能储存大量的遗传信息。(共29张PPT)
第三节 细胞中的蛋白质和核酸
1.组成蛋白质的氨基酸
知识点 1 细胞的功能主要由蛋白质完成
必备知识 清单破
知识链接
(1)必需氨基酸:人体自身不能合成,必须由食物提供的氨基酸,有8种,包括苯丙氨酸、甲硫氨
酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸。
(2)非必需氨基酸:人体能自行合成并满足自身需要,不必由食物供给的氨基酸。
(3)半必需氨基酸:人体合成精氨酸、组氨酸的能力常常不足以满足自身正常的需要,需要从
食物中摄取一部分,因此精氨酸、组氨酸被称为半必需氨基酸。
2.蛋白质的结构及其多样性
(1)蛋白质的形成过程
1、这种结合方式称为脱水缩合,两个氨基酸分子经该过程形成的化合物是二肽和水。
2、连接两个氨基酸分子的化学键是肽键。
3、由n个(n≥3)氨基酸分子以肽键彼此相连形成的物质称为n肽或多肽。多肽通常呈链状结
构,称为肽链。
4、不同的蛋白质分子由一条或多条、相同或不同的肽链构成。肽链的盘曲、折叠形成了
蛋白质分子复杂的空间结构。
(2)蛋白质的多样性:组成肽链的氨基酸在种类、数量、排列顺序上的不同,以及构成蛋白质
的肽链在数量和空间结构上的千差万别,决定了细胞中的蛋白质是多种多样的。
生理功能 举例
催化 绝大多数酶都是蛋白质
运输 血红蛋白运输氧气;脂蛋白随血流将脂肪从肝脏运输到身体其他部位
运动 肌肉中的一些蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关
防御 抗体是一类具有免疫功能的蛋白质;凝血因子是一类能保护受伤血管的蛋白质
调控 生长激素能调节人体的生长发育
3.蛋白质的功能
蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结构,并具有特定的生理功能。
4.检测生物组织中的蛋白质
(1)检测原理:蛋白质+双缩脲试剂→紫色反应。
(2)检测步骤及结论
巧学妙记
苏丹Ⅲ遇脂肪,颜色变化为橘黄。
砖红沉淀何时显 斐林试剂把糖验。
蛋白质类双缩脲,紫色络合无处藏。
1.核酸的结构和功能
知识点 2 核酸储存与传递遗传信息
比较项目 脱氧核糖核酸 核糖核酸
简称 DNA RNA
基本组成单位 脱氧核苷酸(四种) 核糖核苷酸(四种)
组 成 五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮 碱基 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)、 T(胸腺嘧啶) A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)、U(尿嘧啶)
酸 磷酸 2.脱氧核糖核酸与核糖核酸的比较
3.核酸分子多样性的原因:核苷酸数量不同和排列顺序多样。
4.遗传信息的储存
(1)脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息,DNA分子是储存、传递遗传信息的生物
大分子。
(2)部分病毒的遗传信息储存在RNA中,如禽流感病毒、脊髓灰质炎病毒等。
知识辨析
1.鸡蛋中含有的蛋白质可直接承担人体的生命活动,这种说法正确吗
2.鸟类的结构比草履虫复杂,构成鸟类的每一种蛋白质都至少由20种氨基酸构成,这种说法正
确吗
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,这种说法正确吗
提示
提示
提示
不正确。鸡蛋中的蛋白质必须经过人体消化作用,水解为氨基酸,才能被人体细胞吸收。人体利用细胞吸收的氨基酸重新合成蛋白质,进而承担人体的生命活动。
不正确。生物体内,蛋白质通常由常见的20种氨基酸分子组成,但蛋白质不一定都由20种氨基酸构成。
不正确。蛋白质多种多样与氨基酸的种类、数量、排列顺序,肽链的数量和盘曲、折叠形成的空间结构有关。
4.血红蛋白中的不同肽链之间通过肽键连接,这种说法正确吗
5.绝大多数生物的遗传信息储存在RNA中,只有部分病毒的遗传信息储存在DNA中,这种说
法正确吗
6.禽流感病毒的核酸彻底水解后可得到6种物质,这种说法正确吗
7.DNA和RNA的碱基组成相同,五碳糖不同,这种说法正确吗
提示
提示
提示
提示
不正确。血红蛋白中同一条肽链上的不同氨基酸之间通过肽键连接,不同肽链之间一般通过二硫键等连接。
不正确。绝大多数生物的遗传信息储存在DNA中,只有部分病毒的遗传信息储存在RNA中。
正确。禽流感病毒的遗传信息直接储存在RNA中,禽流感病毒的核酸彻底水解后可得到6种物质(4种碱基、1种磷酸、1种五碳糖)。
不正确。DNA和RNA的碱基组成不完全相同,DNA中有T无U,RNA中有U无T。
1.链状多肽的肽键数、基团数和相对分子质量的计算
(1)肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链条数。
(2)至少含有游离氨基或羧基数=肽链条数。
(3)游离氨基数或游离羧基数=肽链条数+R基团中的氨基数或羧基数。
(4)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由m个氨基酸分别形成1条肽链和n条肽链,则有:
关键能力 定点破
定点 1 有关蛋白质的计算
肽链 氨基酸数 肽键数 脱去水分子数 多肽链相对分子质量
1条 m m-1 m-1 am-18(m-1)
n条 m m-n m-n am-18(m-n)
即:蛋白质的相对分子质量等于氨基酸的总相对分子质量减去脱去的水的总相对分子质量。
2.链状多肽中各原子数的计算
(1)碳原子数=氨基酸数×2+R基团中的碳原子数。
(2)氢原子数=各氨基酸总的氢原子数-脱水数×2=氨基酸数+肽键数+3×肽链条数+R基团中的
氢原子数。
(3)氧原子数=肽键数+2×肽链条数+R基团中的氧原子数=氨基酸数+肽链条数+R基团中的氧
原子数。
(4)氮原子数=氨基酸数+R基团中的氮原子数。
3.有关二硫键“—S—S—”的计算
在计算蛋白质相对分子质量时,还要考虑蛋白质分子形成过程中是否存在特殊的变化,
如二硫键(—S—S—)的形成,每形成一个二硫键,脱去2个H,蛋白质相对分子质量减少2。
4.环状多肽
(1)肽键数=氨基酸数=脱水数。
(2)游离氨基(或羧基)数=R基团中的氨基(或羧基)数。
典例 现有一条链状“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:
回答下列问题:
(1)一个该“十二肽”分子水解时需要的水分子数是 。
(2)将一个该“十二肽”分子彻底水解后有 个半胱氨酸、 个赖氨酸和
个天冬氨酸(用数字和字母z、w表示)。
11
1
z-12
(w-13)/2
思路点拨 首先根据S的数目判断半胱氨酸的数目,再根据反应前后元素守恒列出关系式来
解题。
解析 (1)该“十二肽”含有12个氨基酸,其形成时需要脱去的水分子数为12-1=11,故其水解
时需要消耗的水分子数为11。(2)由该“十二肽”分子彻底水解得到的5种氨基酸的结构简
式可知,只有半胱氨酸的R基团上含有1个硫原子,只有天冬氨酸R基团上含有一个羧基,只有
赖氨酸R基团上含有一个氨基。该“十二肽”分子式为CxHyNzOwS,分子中只含有1个S,所以
只有1个半胱氨酸;设天冬氨酸的数目为a,则该多肽中氧原子的数目为w=2a(R基团中的氧原
子数)+11(肽键数)+2×1(除R基团之外游离的羧基中氧原子的数目),故a=(w-13)/2;设赖氨酸的
数目为b,则氮原子的数目为z=b(R基团中氮原子的数目)+11(肽键数)+1(除R基团之外游离的
氨基中氮原子的数目),故b=z-12。
1.关注实验中的四个注意点
定点 2 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质相关实验的问题剖析
材料选择 色浅或无色,检测物质含量丰富
预留样品 物质检测中,预留组织样液作为对照组
待测液处理 鸡卵清蛋白作为蛋白质检测材料时,必须充分稀释,防止鸡卵清蛋白黏附在试管内壁
材料处理 检测脂肪时,用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色,不能用清水,因为染色液易溶于有机溶剂而不溶于水
2.掌握有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
唯一需要加热 检测还原糖时,隔水加热
唯一需要显微镜 检测脂肪时,需用显微镜观察染色后的脂肪颗粒
唯一使用乙醇 检测脂肪时,需用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色
1.根据元素组成判断有机物的种类
定点 3 有机物的归纳
(1)甲是由多种单体构成的生物大分子,可表示多肽。
(2)乙是由4种单体构成的生物大分子,可表示核酸(DNA或RNA)。
(3)丙是由相同单体构成的生物大分子,可表示淀粉、纤维素和糖原,它们都是由葡萄糖构成
的。
2.根据单体种类判断多聚体的种类
3.根据功能判断有机物的种类
(1)主要的能源物质——糖类。
(2)重要的储能物质——脂肪。
(3)生命活动的主要承担者——蛋白质。
(4)遗传信息的携带者——核酸。
4.有机物的水解产物
淀粉、糖 原、纤维素 脂肪 蛋白质 核酸 DNA RNA
初步水解 产物 二糖 甘油和脂 肪酸 多肽 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
彻底水解 产物 葡萄糖 氨基酸 脱氧核糖、磷酸、A、C、G、T 核糖、磷酸、A、C、G、U
冬小麦在生长过程中会经历春化和光照两大阶段,收获后的种子可以制作加工成各类食
品,食品被人体消化吸收后通过一系列代谢来提供营养,具体途径如下图所示。冬小麦种子
中富含淀粉。
学科素养 情境破
素养 科学思维——细胞内有机物的转化
情境探究
问题1 冬小麦在冬天来临前,含水量会降低,但结合水的比例会逐渐上升,试分析这种变化有
何生理意义
提示 结合水占比越大,细胞抵抗寒冷的能力越强(避免气温下降时,自由水过多导致结冰而
损害自身)。
问题2 已知淀粉一般不会直接氧化分解提供能量,冬小麦种子萌发过程中,干重会先增加后减
少,试分析其原因。
提示 种子萌发的初始阶段,淀粉水解为葡萄糖,导致干重增加,然后葡萄糖又会氧化分解供
能导致干重减少。
问题3 花生是一种油料种子,其叶片光合作用产生的有机物主要是糖类,试推测其种子在成熟
过程中,主要发生图示哪些有机物的转化
提示 葡萄糖→中间产物→甘油、脂肪酸→脂肪。
种子成熟过程(储存有机物) 种子萌发过程(消耗有机物)
非油料作物种子(储能物质主要是淀粉) 有机物转化 可溶性糖(主要是还原糖)→淀粉 淀粉→可溶性糖(主要是还原糖)
干重变化 母体(植株)光合作用制造有机物运输到种子储存→干重增加 萌发初期:淀粉水解为可溶性糖→干重增加;
萌发后期:可溶性糖氧化分解→干重减少
油料作物种子(储能物质主要是脂肪) 有机物转化 糖类→脂肪 脂肪→甘油和脂肪酸→糖类
干重变化 母体(植株)光合作用制造有机物运输到种子储存→干重增加 萌发初期:脂肪转化为糖类(增加了氧元素)→干重有所增加;
萌发后期:糖类氧化分解→干重减少
讲解分析
种子成熟和萌发过程中有机物的变化
特别提醒
一般而言,种子在秋季成熟,该过程储存有机物(淀粉或脂肪),以便脱离母体后种子的过冬和
萌发。种子在春季萌发,该过程消耗有机物(糖类)为种子萌发提供能量,整体干重减少。
典例呈现
例题 蓖麻种子富含脂肪,小麦种子富含淀粉。某研究小组将蓖麻种子置于黑暗及其他各项
条件均适宜的环境中培养。定期检查萌发种子(含幼苗)的干重以及部分物质的含量的变化
情况,结果如图所示。据图分析,下列相关叙述不正确的是 ( )
A.在蓖麻种子萌发过程中,脂肪可以转化成糖类
B.第8~10天蓖麻种子的干重减少与有机物消耗有关
C.前6天蓖麻种子的干重增加,导致种子干重增加的主要元素是O
D.小麦种子萌发时种子中有机物种类变化与图2一致
D
小麦种子富含淀粉,小麦种子萌发时淀粉会转化为可溶性糖,与蓖麻种子不同,D错误。
解题思路 将题干中的两幅曲线图对比分析如下,结合分析可知A、C正确。
