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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

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1 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

2 [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

3 20 R、基 必需 非必需 氨基 羧基 氨基 羧基 缩合 同一个

4 脱水缩合 核糖体 氨基 羧基 n肽 链状 盘曲 折叠

5 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

6 【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。

7 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

8

9 遗传信息 遗传、变异 蛋白质合成

10 绿色 吡罗红染色剂 染色剂 DNA与蛋白质

11 【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。

12 [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。 (×)

13 (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 (√)

14 2.[连一连]

15 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。 (√)

16 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:

17 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

18 2.蛋白质的形成过程

19 多肽(肽链) 折叠 蛋白质

20 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—

21 (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。

22 3.蛋白质的结构多样性和功能多样性

23 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:

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25 [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。

26 (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。

27 【解题技巧】

28 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。

29 [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 (  )

30 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

31 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。]

32 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
(  )

33 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。]

34 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. D.15500

35 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。]

36 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。

37 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。

38 3.不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况

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40 4.核酸与蛋白质的区别

41

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43 5.核酸与蛋白质的联系 (1)核酸控制蛋白质的合成

44 [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。

45 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

46 【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

47 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

48 [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

49 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。]

50 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
(  )

51 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

52 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。]

53 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

54 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

55 实验三 观察DNA和RNA在细胞中的分布 [关键点击] 1.实验原理

56 2.实验流程

57 [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。

58 (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。

59 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。

60 【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)。

61 [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

62 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。]

63 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

64 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

65 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。]

66 [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……

67 [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

68 【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

69 【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。

70 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 (  )

71 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。

72 【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

73 【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。

74 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

75 【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

76 【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。

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78 课时作业(三)


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