第三讲 生命活动的主要承担者—蛋白质遗传信息的携带者—核酸 第三讲 生命活动的主要承担者—蛋白质遗传信息的携带者—核酸

[回扣基础] 一、蛋白质—生命活动的主要承担者 　①含量：占细胞鲜重的 ，干重的 以上 ②组成元素： 等元素组成，很多还含有P、S， 　有的还含有Fe、Cu、Mn、I、Zn等 7%～10% 50% C、H、O、N

20 R、基 必需 非必需 氨基 羧基 氨基 羧基 缩合 同一个

脱水缩合 核糖体 氨基 羧基 n肽 链状 盘曲 折叠

种类 数目 排列次序 空间结构 细胞和生物体 结构 催化 血红 信息传递 免疫

【解惑】　多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数，即2个氨基酸形成二肽，3个氨基酸形成三肽。

二、核酸——遗传信息的携带者 　①组成元素： C、H、O、N、P 含氮碱基 五碳糖 脱氧核苷酸 核糖核苷酸

遗传信息 遗传、变异 蛋白质合成

绿色 吡罗红染色剂 染色剂 DNA与蛋白质

【解惑】　一分子脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，许多核苷酸连在一起组成脱氧核苷酸链，两条脱氧核苷酸链通过氢键连在一起组成DNA。

[优化落实] 一、蛋白质－生命活动的主要承担者 1．[判一判] (1)在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种。 (√) (2)分子式中只要有氨基和羧基，就可以判断其为构成生物体的氨基酸。 (×) (3)评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。 (√) (4)每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。 (×)

(5)各种氨基酸都共有的结构是 。(√) (6)各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基的不同 (√)

2．[连一连]

二、核酸－遗传信息的携带者 3. [判一判] (1)DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞核中。 (×) (2)甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。 (√) (3)可选用植物的叶肉细胞作为观察DNA和RNA在细胞中分布的实验材料。 (×) (4)盐酸的作用：改变膜的透性便于染色剂进入；将染色体中的蛋白质水解，便于DNA染色。 (√)

蛋白质的结构和功能 [关键点击] 1．组成蛋白质的氨基酸的特点 特点分析 举例 至少有一个—NH2和一个—COOH，R基中也可能含有—NH2和—COOH R基中含－COOH： R基中含－NH2：

都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上 反例： 非生物体内氨基酸

2.蛋白质的形成过程

多肽(肽链) 折叠 蛋白质

从以上图示过程明确： (1)肽的名称：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽(三个或三个以上的称为多肽)，如：由六个氨基酸分子构成一条链，则其名称是六肽，也可称为多肽。 (2)肽键的结构式可表示如下： 或—CO—NH—或—NH—CO—

(3)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基(或羧基)在R基上。 (4)H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。

3．蛋白质的结构多样性和功能多样性

4．蛋白质合成过程中的有关计算 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条肽链或m条肽链：

[误区警示] 　有关蛋白质的3个误区 (1)氨基、羧基和肽键的书写误区 不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为 COOH或 ；也不要将肽键误写为CO—NH 或CONH。

(2)蛋白质变性的误区分析 高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。 (3) 氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、“至少”时，不应考虑该计算过程中终止密码的碱基数。

【解题技巧】

2．组成蛋白质的氨基酸的判断标准 (1)数量标准：至少含有一个—NH2和一个—COOH。 (2)位置标准：一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上。 3．蛋白质合成中的相关计算：①氨基数＝肽链数＝氨基酸总数－肽键数(除R基外)；②氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中N的总数；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O的总数一脱去水分子数。

[演练提升] 1．下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述不正确的是 (　　)

A．以上这三种氨基酸的R基依次分别是—H、—CH3、—CH2OH B．这三种氨基酸理化性质的不同取决于R基不同 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

D　[根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可判断：甲、乙、丙三种氨基酸的R基分别是－H、－CH3、－CH2OH，不同氨基酸R基的不同决定了其理化性质的不同；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。]

2. 在胰岛B细胞中先合成胰岛素原，胰岛素原再通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素(如图所示)。胰岛素原水解所需的水分子中的氢用于 (　　)

A．形成—COOH和—SH B．形成—NH2和—COOH C．形成—SH和—OH D．形成—COOH和连接碳的—H B　[比较胰岛素原与胰岛素的结构，可见胰岛素原通过蛋白酶的水解作用破坏的是氨基酸之间的肽键。肽键形成时水分子中的氢来自—NH2和—COOH，故肽键被破坏时消耗的水分子中的氢用于形成—NH2和—COOH。]

3．(2013·上海卷)某蛋白质由124 个氨基酸组成，其中有8个—SH， 在肽链形成空间结构时，生成4个 二硫键(—S—S—)，若氨基酸平均分 子量为125，则该蛋白质的分子量约为 (　　) A．13278　　　　　　　　 B．13286 C．13294 D．15500

A　[氨基酸形成肽链的脱水缩合过程中脱去水分子数为 124－1＝123个，蛋白质相对分子质量为na－18(n－m)＝124×125－18(124－1)＝13286，在肽链形成空间结构时，还生成了4个二硫键(－S－S－)，脱去了8个H，因此蛋白质的相对分子质量为13278。]

核酸的组成与功能 [关键点击] 1． 核酸的组成成分 核苷酸分为脱氧核苷酸和核糖核苷酸，脱氧核苷酸链形成DNA，核糖核苷酸链形成RNA。

2．DNA和RNA结构组成区别与联系 (1)组成成分上：①五碳糖不同：RNA中五碳糖为核糖，DNA中五碳糖为脱氧核糖； ②含氮碱基不同：碱基U为RNA特有，碱基T为DNA特有。 ③磷酸相同 ④碱基种数相同：都为4种，都含有A、G、C和特有碱基。 (2)空间结构上：DNA为规则双螺旋结构；RNA往往为单链结构。

3．不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况

4.核酸与蛋白质的区别

5.核酸与蛋白质的联系 (1)核酸控制蛋白质的合成

[误区警示] 1．核苷酸、DNA、RNA和ATP中“A”的含义辨析 (1)核苷酸分子中的A是腺嘌呤。 (2)DNA和RNA中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。 (3)ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。

2．核酸彻底水解与初步水解的产物 物质 彻底水解产物 部分水解产物 DNA 磷酸、脱氧核糖和碱基 脱氧核苷酸 RNA 磷酸、核糖和碱基 核糖核苷酸

【解题技巧】 碱基种类与核苷酸种类的关系 1．只有DNA或RNA的生物——病毒 4种碱基＋1种磷酸＋1种五碳糖

2.同时含有DNA和RNA的生物——所有真核生物和原核生物 5种碱基＋1种磷酸＋2种五碳糖

[演练提升] 4．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噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数

D　[DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖；组成DNA和ATP的元素是C、H、O、N、P 5种元素；T2噬菌体的遗传物质是DNA，遗传信息贮存在DNA中；双链DNA分子中碱基比例A＝T①，C＝G②，①＋②得出嘌呤数等于嘧啶数。]

5．(易错点合编题)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，如图所示，下列有关叙述正确的是 (　　)

A．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B．若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位 C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物 D．若由b构成的核酸能被吡罗红染成红色，则a为脱氧核糖 E．组成化合物b的元素有C、H、O、N四种 F．a属于不能水解的糖，是生物体内的能源物质 G．若a为核糖，则由b组成的核酸主要分布在细胞核中 H．幽门螺杆菌体内含的化合物m共四种

C　[A错误，若m为腺嘌呤，因五碳糖有2种，则b对应2种核苷酸；B错误，若a为核糖，则b为RNA的基本单位；D错误，a应为核糖，RNA被染成红色；E错误，组成化合物b的元素有C、H、O、N、P五种；F错误，a应为结构物质非能源物质；G错误，RNA主要存在于细胞质中；H错误，因细菌中既含DNA又含RNA，故m共五种。]

6.细胞内的生物大分子是由单体相互结 合形成的多聚体。图中甲、乙、丙为 细胞内重要的三种多聚体，a和b为其 单体。请结合此图，判断相关叙述中 正确的是

A．在人体细胞内，a共有4种 B．ATP是由a连接两个高能磷酸键形成的 C．b可与双缩脲试剂发生紫色反应 D．在某人的神经细胞和肝细胞中，甲一般相同，乙、丙一般不相同 答案　D

实验三　观察DNA和RNA在细胞中的分布 [关键点击] 1．实验原理

2．实验流程

[误区警示] 　观察DNA和RNA在细胞分布实验中的4个注意问题 (1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。 (2)缓水流冲洗目的：防止载玻片上的细胞被冲走。

(3)几种试剂在实验中的作用 ①0.9%的NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。 ②8%的盐酸：a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色质中DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

③蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。 ④吡罗红甲基绿染液：混合使用，且现用现配。 (4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。

【解题技巧】 教材实验再现题的解题技巧 教材实验在复习中不仅要注意对实验技术的掌握，对实验原理、实验流程、实验现象、实验结论等内容的分析、归纳与总结，而且要站在全新的、应用的角度去重新分析已做过的每一个实验，从中提取出真正要掌握的最重要的内容，主要包括两部分：一是每个实验的设计思路，做到触类旁通、能力迁移；二是每个实验中最基本的实验方法和技术(如显微镜的使用、徒手切片、临时装片的制作、研磨、过滤、细菌培养等)。

[演练提升] 1．(2013·新课标卷Ⅱ)关于DNA和RNA的叙述，正确的是 (　　) A．DNA有氢键，RNA没有氢键 B．一种病毒同时含有DNA和RNA C．原核细胞中既有DNA，也有RNA D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA

C　[DNA为双链，两条链间以氢键连接，RNA为单链，但也有双链区域，如tRNA三叶草构象，双链区域也含氢键，A错误；病毒是非细胞生物，只含有DNA或者RNA一种核酸，B错误；细胞生物都含有DNA和RNA，C正确；线粒体、叶绿体为半自主性细胞器，具有DNA，核糖体含rRNA和蛋白质，D错误。]

2．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法，正确的是 (　　) A．甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应分别加入甲基绿和吡罗红 B．盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞

C．该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞不含RNA D．盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分开，不利于DNA与染色剂结合

B　[实验中加入质量分数为8%的盐酸的重要作用：一是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；二是使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于染色，故B正确、D错误；甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应配成吡罗红甲基绿染色剂，故A错误；叶肉细胞中含有叶绿体，绿色会干扰实验结果，因此不用叶肉细胞作实验材料，故C错误。]

[高考回顾] 2013新课标卷Ⅱ、重庆卷、江苏卷、海南卷、上海卷 2012安徽卷、海南卷 2011北京卷、天津卷、海南卷、重庆卷、山东卷、福建卷 2010江苏卷……

[典题例析] 考向一　蛋白质的结构和功能 (2013·江苏卷)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是 (　　) A．不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同 B．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能 C．组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合 D．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合

【思路点拨】　 蛋白质多样性的根本原因是基因的多样性，直接原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序以及肽链的空间结构。 【解析】　不同蛋白质的氨基酸的数目、排列顺序可能不同，A正确；结构不同的蛋白质，功能可能相似，比如酶，B正确；组成蛋白质的氨基酸之间的脱水缩合的顺序可能不同，方式相同的，因此C正确，氨基酸脱水缩合方式都是相同的，D错误。 【答案】　D

【易错辨析】　(1)蛋白质多样性的直接原因必须强调出为肽链的空间结构，而不能只说空间结构； (2)加热只是使蛋白质的空间结构被破坏，并没有破坏肽键； (3)不论蛋白质的结构是否相同，形成肽链的脱水缩合方式都相同。

考向二　核酸的组成与功能 图示某胰岛素分子及其局部放大示意图，若该胰岛素由51个氨基酸分子脱水缩合形成的，下列有关此图的叙述中，不正确的是 (　　)

A．人体内该分子的表达只能在胰岛B细胞内且在内质网上的核糖体上合成 C．该胰岛素分子中游离的氨基、羧基数至少是2、2 D．在局部放大图中能标志不同氨基酸的标号是①、③和⑤ 【思路点拨】　 本题考查了蛋白质合成场所，蛋白质相对分子质量的计算，肽键数、氨基数、羧基数的计算，同时考查了学生的识图能力。此题注意肽链的部分放大图信息。

【解析】　由图示可知②、④是肽键，①、③、⑤是R基，R基决定氨基酸的种类，D正确；胰岛素属于分泌蛋白，是由在内质网上的核糖体合成的，A正确；每形成一个二硫键失两个氢，因此该胰岛素在合成过程中，相对分子质量比合成前减少了(51－2)×18＋3×2＝888，B正确；①处有氨基，⑤处有羧基，且仅为肽链的部分放大图信息，所以该胰岛素分子中游离的氨基、羧基数至少为3和3，而不是2和2，即C不正确。 【答案】　C

【易错辨析】　一条肽链中至少含有一个氨基一个羧基，是指除R基以外，解题时注意R基中游离的氨基和羧基；氨基酸不同取决于R基的种类。

考向三　观察DNA和DNA在细胞中的分布 (2012·安徽高考)某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是 (　　) A．经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核 B．经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质 C．经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体 D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质

【思路点拨】　本题考查物质的鉴定，只要掌握准确物质鉴定的原理，很容易解答本题。 【解析】　吡罗红甲基绿染色剂用于鉴定细胞中DNA和RNA的分布，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，因此经染色后，可观察到绿色的细胞核和红色的细胞质；线粒体经健那绿染色呈蓝绿色；经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的脂肪，而不是蛋白质。 【答案】　C

【易错辨析】　甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色；健那绿是染线粒体的唯一的活体染色剂；脂肪被苏丹Ⅲ染成橘黄色颗粒状。

课时作业(三)