第3讲 蛋白质核酸糖类和脂质 版高考生物北京一轮复习.docx

1、第3讲 蛋白质核酸糖类和脂质 版高考生物北京一轮复习第3讲蛋白质、核酸、糖类和脂质新课程标准北京市教学指导意见内容要求内容标准及活动要求(1)阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成概述蛋白质的结构和功能简述核酸的结构和功能(2)概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质概述糖类的种类和作用(3)举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用举例说出脂质的种类和作用(4)概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子说明生物大分子以碳链为骨架名师解读:通过本课程的学习,能明确蛋

2、白质、核酸、糖类和脂肪的结构和功能,从分子层面上认识细胞的组成,建立生命的物质观;了解这些物质在生活中的应用,建立社会责任观。明确细胞由多种多样的分子组成,这些分子是进行各项生命活动的基础,培养科学思维能力。备考指南:建立元素化合物结构功能的思维链学习有机物;结合表格和概念图,学习有机物的结构与功能。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元素、结构与种类2.蛋白质的合成及其结构、功能的多样性(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)蛋白质的形成过程3.蛋白质结构与功能的多样性1.蛋白质中游离氨基或羧基数目

3、的计算(1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。(2)游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。2.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。归纳如下(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质量氨基数目羧基数目1条mm-1m-1am-18(m-1)至少1个至少1个n条mm-nm-nam-18(m-n)至少n个至少n个注:a为氨基酸平均相对分子质量3.与蛋白质中的氮原子数、氧原子数相关的计算(1)由于R基上的碳

4、原子数不好确定,且氢原子数较多,故以氮原子数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。(2)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数。(3)氧原子数=肽键数+2肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数-脱去的水分子数。下图表示蛋白质的结构层次示意图,思考相关问题:(1)组成蛋白质的化学元素中通常含有S,S元素在b中存在于哪部分?(2)过程形成的化学键的分子式是,发生场所是在细胞中的上。(3)若该蛋白质是胰岛素,那么发生的场所是哪里?(4)图中和分别是什么过程?有何区别?答案(1)存在于b的R基中。(2)NHCO或CONH核糖体(3)由多肽到成熟分

5、泌蛋白的形成发生在内质网和高尔基体中。(4)是变性的过程,蛋白质的空间结构被破坏,但肽键不断裂;是水解的过程,多肽中肽键断裂。考向一考查氨基酸种类及结构特点1.下图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是()A.结构在一种蛋白质内约有20种B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自和C.结构中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合D.生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n种密码子1.答案C为氨基,为羧基,为侧链基团(R基)。构成人体氨基酸的种类约有20种,各种氨基酸之间的区别在于R基的不同,但一种蛋白质不一定由20种氨基酸组成,A错误;氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自和,B错误;生物体内n个氨基酸形

6、成一条多肽链需要n个密码子而不是需要n种密码子,D错误。2.(2018江苏常州检测)下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,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2.答案B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;图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上”,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

7、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都是1,D正确。题后悟道方法“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸考向二考查对蛋白质分子结构与功能的分析3.(2019北京五十五中阶段性调研)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,蛋白质分子中相邻近的巯基(SH)氧化形成二硫键(SS)。解冻时,蛋白质氢键断裂,二硫键仍保留(如下图所示)。下列说法不正确的是()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3.答案C根据氨基酸的结构通式可知,巯基应位于R基上,A正确;依题意,解冻时蛋白质氢键断裂,所以蛋白

8、质功能可能发生异常,B正确;依题意,冰冻时巯基氧化形成二硫键,解冻时蛋白质氢键断裂,并未涉及肽键的变化,C错误;细胞受到冰冻时,巯基会氧化形成二硫键,根据形态结构与功能相适应的观点,可推知抗冻植物具有较强的抗巯基氧化能力,D正确。4.(2018北京五十五中期中阶段性调研)有关蛋白质结构与功能的叙述,不正确的是()A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构4.答案C蛋白质的功能主要取决于组成它的氨基酸数目、种类、排列顺序、肽链的折叠方式及其形成的空间结构,

9、A正确;数量相同的5种氨基酸可以有多种组合方式,可以形成不同的多肽链,B正确;在质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)中,抗体将保持其生物活性,C错误;氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构,D正确。题后悟道归纳蛋白质的结构与功能的“一、二、三、四、五”考向三蛋白质的相关计算与分析 5.某化合物为一种分泌蛋白,该蛋白成熟之前由一条多肽组成,且肽链内部无二硫键,成熟后,该多肽被水解成了四条相对较短的肽,且此四条肽链内部及之间共形成了5个二硫键。假设该蛋白成熟过程中氨基酸残基数未变,那么该蛋白由未成熟的一条肽链变成成熟状态的过程中,相对分子质量的改变为()A.增加了44 B.增加了26

10、 C.减少了24 D.减少了545.答案A该蛋白由一条肽链变成四条相对较短的肽,应有三个肽键被水解,即有三个水分子参与水解,同时形成了5个二硫键,形成一个二硫键,需要失去两个氢原子,因此该蛋白成熟的过程中相对分子质量增加了183-25=44,A正确。6.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 600D.该蛋白质中至少含有4个游离的羧基6.答案C该蛋白质分子含有2条肽链,且2条肽链之间由2个肽键连接,故该分子一共含有200个肽键,A错误;由图可知,第70位、120

11、位的氨基酸R基上有氨基,故组成该蛋白质分子的200个氨基酸中至少含有202个氨基,B错误;合成该蛋白质时脱去的水分子数与形成的肽键数相等,故合成该蛋白质时相对分子质量减少了18200=3 600,C正确;该蛋白质分子含有2条肽链,至少含有2个游离的羧基,D错误。题后悟道方法(1)环状肽的结构与计算环状肽如图所示:根据图示可知,肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连,故形成一个环状肽时,比形成一条直链肽要多脱去一个水分子)。(2)在蛋白质相对分子质量的计算中,若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时,要考虑脱去的氢的相对分子质量,每形成一个二硫键,脱去2个H。考点二核

12、酸的结构与功能1.核酸的结构层次2.核酸的功能与分布(1)(2)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.比较法区分生物体中核苷酸种类与碱基种类病毒细胞生物2.列表法比较核酸、蛋白质的水解产物和氧化分解产物比较项目DNARNA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:甲乙(1)甲图中X、Y各代表何类元素?(2)请写出甲图中A、

13、B、C所代表的物质名称,并写出推断依据。(3)人体细胞中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。答案(1)X代表N、P;Y代表N。(2)A代表DNA、B代表RNA、C代表蛋白质。A为DNA,可自我复制,DNA可转录为RNA进而指导蛋白质的生物合成。(3)主要发生于细胞核,其次发生于叶绿体和线粒体,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考向一考查核酸的组成、结构及功能1.(2019北京门头沟高三一模)下列有关细胞中DNA和RNA的叙述中,正确的是()A.真核细胞的叶绿体、线粒体和核糖体中都含有少量的DNA

14、和RNAB.真核细胞和原核细胞中通常一个mRNA分子可以结合多个核糖体C.真核生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质是DNA或RNAD.真核细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和1.答案B叶绿体和线粒体同时含有DNA和RNA,核糖体只含有RNA,无DNA,A错误;翻译时,一条mRNA分子上可以同时结合多个核糖体,提高翻译的效率,B正确;真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA,C错误;基因是有遗传效应的DNA片段,所以真核细胞中DNA分子中碱基对数大于基因中碱基对数之和,D错误。2.如图中a、b和c构成了化合物m。下列叙述正确的是()A.若c为腺嘌呤,则m为腺嘌呤脱氧核苷酸B.

15、b和c交替连接,构成遗传物质的基本骨架C.ATP脱去两个磷酸基团,可形成m中的一种D.禽流感病原体和幽门螺杆菌体内的m都为4种2.答案C腺嘌呤可与脱氧核糖、核糖相连,故若c为腺嘌呤,则m是腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸,A错误;a磷酸和b五碳糖交替连接,构成遗传物质的基本骨架,B错误;ATP脱去两个磷酸基团,形成腺嘌呤核糖核苷酸,C正确;流感病毒是一种RNA病毒(只含有RNA),其体内的m(核糖核苷酸)有4种,而幽门螺杆菌是细菌,含有DNA和RNA两种核酸,其体内的基本单位m有8种(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸),D错误。题后悟道方法“三看法”快速确认DNA、RNA考向二考查蛋白质与核酸

16、的关系3.(2020北京西城期末)关于生物大分子的叙述不正确的是()A.生物大分子都是以碳链为骨架构成的B.生物大分子均由其各自的基本单位缩(聚)合而成C.核酸的多样性是由碱基的数量、排列顺序决定的D.蛋白质功能的多样性决定了其结构的多样性3.答案D生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖,这些物质都是以碳链为骨架构成的,A正确;蛋白质、核酸、多糖的单体分别为氨基酸、核苷酸、葡萄糖,这些单体构成各自的生物大分子,B正确;碱基的数量、排列顺序决定了核酸的多样性,C正确;蛋白质的结构与其功能相适应,D错误。4.如图是人体细胞中两种重要有机物A和E的元素组成及相互关系图。下列相关叙述中,错误的是()A.小分

17、子物质a只含有C、H、O、NB.过程和都发生于核糖体上C.遗传信息位于A上,密码子位于D上D.B折叠成E的过程可能在内质网上完成4.答案A从图中A、D、B的关系及染色体的成分可判断,A是DNA,D是RNA,B是多肽,E是蛋白质,进一步可判断a是脱氧核苷酸,b是氨基酸。脱氧核苷酸含有的元素是C、H、O、N、P,A错误。题后悟道归纳核酸和蛋白质的联系考点三糖类、脂质的种类和功能1.细胞中的糖类(1)元素:仅由 C、H、O 元素构成。 (2)糖类的种类和功能2.细胞中的脂质糖类、脂质的区别与联系比较糖类脂质元素组成C、H、OC、H、O(N、P),其中脂肪、固醇只含C、H、O,磷脂含C、H、O、N、P

18、合成部位葡萄糖、淀粉:叶绿体糖原:主要是肝脏、肌肉主要是内质网生理作用主要的能源物质参与细胞(细胞壁)的构成,核糖、脱氧核糖参与核酸的组成细胞中的储能物质,如糖原、淀粉生物体的主要储能物质,如脂肪构成生物膜的重要成分,如磷脂、胆固醇调节新陈代谢和生殖,如性激素联系糖类脂肪哺乳动物越冬时,褐色脂肪组织在维持体温恒定方面具有重要作用。为了解寒冷条件下褐色脂肪组织产热的调节机理,研究人员以雄性布氏田鼠为实验材料展开相关研究。实验的部分结果如下表所示:检测项目对照冷处理1 d冷处理4周褐色脂肪组织线粒体中的蛋白质总量(mg)3.55.310.4具有生物活性的甲状腺激素含量(ng/mL血清)0.571.

19、001.48(1)随冷处理时间的延长,褐色脂肪组织线粒体中的蛋白质总量发生了怎样的变化?有何生理意义?(2)根据表中的数据,推测雄性布氏田鼠在寒冷条件下褐色脂肪组织产热的调节机理。答案(1)分析表中数据可知,实验过程中,随冷处理时间的延长,褐色脂肪组织线粒体中的蛋白质总量逐渐增多,生理意义是:线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,线粒体中的酶数量增多,促使其产热增多。(2)根据表中的数据,可推测雄性布氏田鼠在寒冷条件下褐色脂肪组织产热的调节机理是:田鼠处于寒冷环境中,在神经调节下,由下丘脑释放的TRH(促甲状腺激素释放激素)增多,进而导致垂体分泌的TSH(促甲状腺激素)增多,TSH使甲状腺分泌的甲状

20、腺激素增多,甲状腺激素作用于脂肪组织细胞,促进细胞代谢增强,有机物氧化分解增多,最终产热增多。考向一考查糖类的种类和功能1.下列关于生物体内糖类的叙述,正确的是()A.脱氧核糖参与DNA和ATP的组成B.麦芽糖和葡萄糖是动植物细胞共有的还原性糖C.糖参与形成的糖蛋白主要分布在细胞膜外表面D.肌糖原通过水解为葡萄糖直接补充人体降低的血糖1.答案C构成DNA的五碳糖是脱氧核糖,构成ATP的五碳糖是核糖,A错误;麦芽糖是植物细胞内的还原性糖,葡萄糖是动植物细胞共有的还原性糖,B错误;糖蛋白主要位于细胞膜外侧,与细胞识别有关,通常以此作为判断细胞膜内外的标志,C正确;肝糖原通过水解为葡萄糖直接补充人体

21、降低的血糖,肌糖原不能直接分解为葡萄糖,D错误。2.如图为糖的分类示意图,下列相关叙述正确的是()A.糖原、淀粉和纤维素是细胞中的储能物质B.糖类不参与细胞识别和免疫调节C.动物中的糖原都能与血液中的葡萄糖相互转换,以维持血糖浓度的相对稳定D.枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖2.答案D纤维素是结构物质,不储能;细胞识别主要与细胞表面的糖蛋白有关,糖蛋白是由多糖和蛋白质结合形成的;肌糖原不能与血液中的葡萄糖相互转换,所以A、B、C都错误。纤维素的单体为葡萄糖,D正确。题后悟道归纳高考常考的“糖”(1)还原糖与非还原糖:还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖,非还原糖包括蔗糖、多糖

22、等。(2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。(3)植物细胞壁中的糖:纤维素。(4)细胞膜中的糖:糖蛋白、糖脂。(5)病毒中的糖:RNA病毒含核糖,DNA病毒含脱氧核糖。考向二考查脂质的种类和功能3.(2019山东济南济钢中学期末考试)下列有关脂质的叙述,正确的是()A.脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分B.维生素D和性激素不属于固醇类物质C.脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少D.脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成3.答案A组成细胞膜的脂质主要是磷脂,A正确;维生素D和性激素属于固醇类物质,B错误;相同质量的脂肪中因含有较大比例的H,故彻底氧化后比糖类产能多,C错误;脂质在内

23、质网上合成,D错误。4.据表中分析同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异,以下说法错误的是()物质各元素比例氧化分解时CO耗氧量释放能量产生的水脂肪75%13%较多较多X糖类44%50%较少较少YA.相同质量条件下,脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多B.脂肪中的H元素的比例是12%C.相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量XYD.脂肪中H元素的比例较高,所以释放的能量较多4.答案C同质量的脂肪和糖类相比,脂肪的H含量多,氧化分解产生的还原氢多,所以耗氧量多,产生的水也多,释放的能量也多,A、D正确,C错误;脂肪的组成元素是C、H、O,故H元素的比例为1-75%-13%=12%,B正确。题后悟道归纳

24、澄清脂肪、磷脂、固醇与脂质脂肪是脂质中的一类物质,脂质除包括脂肪外,还包括磷脂和固醇等。脂肪、固醇的元素组成只有C、H、O三种,磷脂的元素组成除C、H、O外,还含有N、P。磷脂是构成生物膜的主要成分,是脂质的一种。固醇则主要包括胆固醇、性激素和维生素D。实验观察DNA和RNA在细胞中的分布1.实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同显示DNA和RNA在细胞中的分布(2)盐酸2.实验流程3.观察DNA和RNA在细胞中分布实验的注意问题(1)选材:口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞,不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞,防止颜色的干扰。(2)缓水流冲洗的目的:防止载玻片上的细胞被冲走。(

25、3)几种试剂在实验中的作用质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水):保持口腔上皮细胞的正常形态。蒸馏水:a.配制染色剂;b.冲洗载玻片。甲基绿和吡罗红染液:混合使用且现用现配。(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布,只是量的多少不同。故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。1.在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,下列说法正确的是()A.染色时先用甲基绿染液,再用吡罗红染液B.用8%的盐酸的目的之一是使DNA与蛋白质分离,使DNA水解C.酒精灯烘干载玻片,可迅速杀死细胞,防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏D.用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的细胞质和呈红

26、色的细胞核1.答案C观察DNA和RNA在细胞中的分布时,加入的染色剂是甲基绿吡罗红混合染液,即两种试剂是同时加入的,A错误;加入盐酸的目的是增大细胞膜的通透性,并使蛋白质和DNA分离便于染色,但不能使DNA水解,B错误;酒精灯烘干载玻片,可迅速杀死细胞,防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏,C正确;在高倍显微镜下可以观察到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质,D错误。2.下图表示“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验步骤,下列叙述错误的是()A.表示制片,首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液B.表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片C.表示用缓水流冲洗,以免影响

27、染色D.表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色2.答案D表示用甲基绿吡罗红混合染色剂对标本同时进行染色,D错误。网络构建要语强记填充:C、H、O、N肽键功能免疫种类排列顺序盘曲折叠形成的空间结构C、H、O细胞核脱氧核苷酸双螺旋结构细胞质核糖核苷酸C、H、O脂肪、磷脂、固醇1.一个特点: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。2.一个概念:脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)相连接,同时脱去一分子水形成一个肽键的过程。3.一个过程:氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键,由

28、肽键连接氨基酸分子形成肽链,肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。4.多种功能:蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,具有催化、运输、免疫、调节等多种功能。一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。5.两个原因(1)蛋白质结构多样性的直接原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。(2)高温使蛋白质发生变性的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,易被蛋白酶水解。6.两类核酸(1)脱氧核糖核酸,简称DNA,分布场所:主要是真核细胞的细胞核,少数分布在线粒体、叶绿体,原核细胞的拟核、质粒。(2)核糖核酸,简称RNA,主要分布场所:细胞质。7.两个必清(1)有细胞结构的生物遗传物质是DNA;病毒的遗传物质是DNA或RNA。(2)真、原核细胞含5种碱基、8种核苷酸;同一种病毒体内含有4种碱基、4种核苷酸。8.一个核心元素:多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都以碳链为基本骨架,因此说“碳是生命的核心元素”。A组基础题组 题组一蛋白质的结构和功能1.下列生理过程中,没有蛋白质直接参与的是()A.线粒体基质中的CO2进入细胞