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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,第一单元 细胞及其分子组成,1组成生物体蛋白质的氨基酸分子约20种，都至少含有一个氨基(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、排列顺序以及肽链的空间结构多种多样；根本原因是基因的多样性。 3蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，还具有催化、运输、免疫、信息传递等许多功能。,4高温使蛋白质变性的原因是高温破坏了蛋白质分子的空间结构。 5除R基外，蛋白质中N原子数目氨基酸数目肽键数肽链数。 6核酸是生物体内储存遗传信息的物质。 7观察DNA、RNA分布时，选择的材料可以是人的口腔上皮细胞，也可以是洋葱鳞片叶内表皮细胞；染色需要用甲基绿吡罗红染色剂。,基础回扣 一、蛋白质生命活动的主要承担者 1含量和组成元素 含量：占细胞鲜重7%10%，干重的50%以上。 组成元素： ，有些还含有S等。S为蛋白质的特征元素。,C、H、O、N,2基本组成单位、种类及特点 组成单位：氨基酸。 种类：组成生物体蛋白质的氨基酸约 种，取决于_不同，按人体能否合成分为 氨基酸和 氨基酸。 特点：至少都含有一个 (NH2)和一个羧基( )，并且都有一个氨基和一个羧基连接在 。 通式：,20,R基,必需,非必需,氨基,COOH,同一个碳原子上,3蛋白质的结构及多样性 结构层次：氨基酸 蛋白质。 形成方式：氨基酸通过 形成多肽，多肽通过盘曲、折叠及形成 键形成蛋白质。,多肽,脱水缩合,二硫,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种类和组成元素 种类：2种，根据 不同，可分为DNA( 核酸)和RNA(_核酸)。 组成元素：C、H、O、N、P。,五碳糖,脱氧核糖,核糖,2单体及单体的组成、种类 单体：核苷酸，可分为核糖核苷酸和脱氧核苷酸。,磷酸,含氮碱基,3核酸的结构 形成过程 多样性：脱氧核苷酸的排列顺序是多种多样的。 特异性：不同生物中核苷酸的排列顺序是特定的。特定的脱氧核苷酸排列顺序代表特定的遗传信息。,4核酸的功能 核酸是细胞内 的携带者。 在生物的遗传、变异和 的生物合成中具有极其重要的作用。,遗传信息,蛋白质,三、观察DNA和RNA在细胞中的分布 1原理 甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同。 甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。 2分布 真核生物的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内含有少量的DNA。 真核生物的RNA主要分布在细胞质中，在细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体和细胞质基质中也有。,3盐酸的作用 改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞。 使染色质中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合。 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 考查一 蛋白质生命活动 的主要承担者 1判一判 (1)有些氨基酸不能在人体细胞中合成( ) (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)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变( ) (4)蛋白质是生物体内主要能源物质( ) (5)蛋白质区别与脂质的特有元素是氮( ),2连一连,考查二 核酸遗传信息 的携带者 3. 判一判 (1)DNA有氢键，RNA没有氢键( ) 提示 tRNA为三叶草结构，也含有氢键。,(2)组成DNA和ATP的元素种类不同( ) (3)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质( ) (4)DNA分子中两条脱氧核苷酸之间的碱基一定是通过氢键连接的( ) (5)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同( ) (6)核酸都能控制蛋白质的合成，都与生物的性状有关( ) 提示 真核生物基因中存在大量高度重复的非编码序列，并不能合成出蛋白质。,考查三 观察DNA和RNA在 细胞中的分布 4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)用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布( ) (4)盐酸在实验中可以改变膜的透性便于染色剂进入，也有利于DNA和染色剂结合( ) (5)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( ),考点一 蛋白质的结构和功能 关键点击 1组成生物体蛋白质的氨基酸的特点,2.蛋白质的形成过程,3蛋白质的多样性,6n,3n,易错清零 易错点1 不要将NH2错写为NH2或NH3；不要将COOH误写为COOH或 ；也不要将CONH误写为CONH或CONH。 易错点2 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。,易错点3 氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现“最多”、“至少”时，一般不应考虑终止密码的碱基数。 易错点4 环肽的肽键数脱去水分子数氨基酸数 易错点5 同种生物体的不同细胞中所含的蛋白质不完全相同。,演练提升 1. (2015郑州模拟)下列有关生物体内特殊蛋白质的叙述正确的是( ) A细胞膜上的载体蛋白对某些物质出入细胞具有运输作用 B抗体主要分布在血清中，其化学本质为糖蛋白 C酶的化学本质是蛋白质，只对细胞内的化学反应具有催化作用 D突触后膜上的蛋白质受体能够识别神经递质，识别后即被降解，不再识别其他神经递质,解析 协助扩散和主动运输都需要载体，这些载体蛋白就分布在细胞膜上。 答案 A,2. (2015南充模拟)某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是( ),解析 在这9个短肽分子中，最少应含有的氨基总数为9个，每一个短肽的肽键数氨基酸数1，故肽键总数为：(21)2(51)3(61)3(71)42，这些小分子肽共9个，水解成这些小分子肽需破坏8个肽键，需要8分子水，故选C。 答案 C,3. (2015扬州调研)一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：,据此判断，下列有关叙述错误的是( ) A1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸 B合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子 C1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基 D在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要基因中36个碱基,解析 肽链分子式C22H34O13N6中有6个N原子，其水解产物均是由含一个氨基的氨基酸组成，可推知该肽链是由6个氨基酸脱水缩合而成；一个谷氨酸含有4个氧原子，根据肽链氧原子数推知水解后可产生3个谷氨酸；一个谷氨酸含有两个羧基，故该多肽链应该含有4个游离的羧基。 答案 C,【解题技巧】 1有关氨基酸结构通式的分析 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 氨基数肽链数氨基酸总数肽键数(除R基外)； 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； 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的总数脱去水分子数。,考点二 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。,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,易错清零 易错点1 核苷酸、DNA、RNA和ATP中“A”的含义不同。核苷酸分子中的A是腺嘌呤；DNA和RNA中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸；ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。,演练提升 4. (2015黄冈模拟)流行性出血热是由汉坦病毒(一种RNA病毒)引起的，以鼠类为主要传染源的自然疫源性疾病。那么在人类患者、鼠类、汉坦病毒这几种生物体内，碱基种类及组成遗传物质的核苷酸种类数依次是( ) A8、5、4和8、8、4 B5、5、4和8、4、4 C5、5、4和4、4、4 D5、4、4和8、4、8,解析 人类患者和鼠类均为真核生物，其碱基种类有5种，即A、T、G、C、U，遗传物质都是DNA，所以构成遗传物质的核苷酸种类只有4种；汉坦病毒是一种RNA病毒，在它体内只有一种核酸也就是它的遗传物质RNA，其碱基种类和遗传物质的核苷酸种类都是4种。 答案 C,5下列各种物质中的“A”表示碱基腺嘌呤的是( ),解析 图A中“A”表示腺苷；图B中“A”表示腺嘌呤；图C中“A”表示腺嘌呤脱氧核苷酸，图D中“A”表示腺嘌呤核糖核苷酸。 答案 B,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 BATP是由a连接两个高能磷酸键形成的 Cb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,解析 T2噬菌体为DNA病毒，主要成分是DNA和蛋白质；甲流病毒为RNA病毒，主要成分是RNA和蛋白质。由此可知，甲为DNA，乙为RNA，丙为蛋白质，相应的a为核苷酸，b为氨基酸。人体细胞内a共有8种；ATP为三磷酸腺苷，断裂两个高能磷酸键后为一磷酸腺苷，即腺嘌呤核糖核苷酸，而a是核苷酸，包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸；蛋白质或多肽因为有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，而氨基酸不能发生紫色反应。 答案 D,【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 4种碱基1种磷酸1种五碳糖 A、G、T、C 脱氧核糖,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 A、G、T、C 脱氧核糖,3.实验流程,易错清零 易错点1 选材不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。 易错点2 将载玻片用质量分数为8%的盐酸处理后再用蒸馏水的缓水流冲洗10s才能用吡罗红甲基绿混合染液染色。 易错点3 观察时应选择染色均匀、细胞质色泽较浅的区域。 易错点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。,演练提升 7. (2015滨州模拟)观察口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布实验中，加入8%盐酸的作用不包括( ) A促使细胞膜上蛋白质变性，利于染色剂进入细胞 B改变细胞膜通透性，加速染色剂进入细胞 C促使染色质中的DNA与蛋白质分离，利于染色 D促使染色质中的DNA解旋，有利于与染色剂结合,解析 染色体中的DNA的解旋要靠解旋酶的催化或温度变化，不是实验中盐酸的作用，因此D错误。 答案 D,8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,解析 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。 答案 B,【解题技巧】 1甲基绿和吡罗红为两种碱性染料，分别易与DNA和RNA结合，也可用派洛宁染色RNA，也呈现红色。 2和斐林试剂使用方法相同，甲基绿和吡罗红染色剂必须现用现配，混合使用,考向一 蛋白质的结构和功能(5年6考) 典例1 (2014上海卷， 28)一条由39个氨基酸形成的环状多肽，其中有4个谷氨酸(R基为一CH2一CH2一COOH)，则该多肽( ) A有38个肽键 B可能没有游离氨基 C至少有5个游离羧基 D至多有36种氨基酸,思路点拨 本题考查了蛋白质合成过程中相关的计算，肽键数、氨基数、羧基数的计算，同时考查了环肽的相关知识。组成生物体蛋白质的氨基酸一般约20种。 解析 一条由39个氨基酸形成的环状多肽，应用39个肽键，A错误；因为谷氨酸的R基上没有游离氨基，又不知其他的R基的情况，则可能没有游离氨基，B正确；由于谷氨酸的R基上有4个游离羟基，则至少有4个游离羧基，C错误；由于组成蛋白质的氨基酸一般为20种，所以D错误。 答案 B,易错辨析 (1)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。 (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(5年8考) 典例2 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分子结构图。下列相关叙述中，正确的是( ),A乙图表示的物质是甲图中的b B甲图中的X表示的元素是N，Y表示的是N和P C甲图中过程和过程发生的场所不同 D甲图中过程都进行了相同的碱基互补配对,思路点拨 读图甲可知表示的是中心法则的部分内容，因此单体a为脱氧核苷酸，单体c为氨基酸；图乙表示核糖核苷酸。 解析 由题图甲可以判断A是DNA，B是RNA，C是蛋白质，过程分别是DNA的复制、转录和翻译，进一步可判断单体a是脱氧核苷酸，b是核糖核苷酸，c是氨基酸。题图乙表示的是核糖核苷酸，对应甲图中的b，故A项正确。 答案 A,易错辨析 (1)核糖与脱氧核糖的不同在于核糖3C连接的基团是H和OH；脱氧核糖3C连接的基团是两个H。 (2)DNA复制和转录过程发生在细胞核中，翻译过程是发生在细胞质的核糖体上的脱水缩合过程。,考向三 观察DNA和RNA在细胞中的分布 (5年10考) 典例3 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；脂肪被苏丹染成橘黄色颗粒状。,考情一 蛋白质的结构和功能 1下图是有关蛋白质分子的简要概念图，下列对该图的分析正确的是( ),AA中可能含有S B从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性 C多肽中B的数目等于C的数目 D过程所需的模板和运输B的工具的基本组成单位都含有脱氧核糖,解析 由图分析可知，A为构成蛋白质的基本元素，构成蛋白质的元素包括C、H、O、N，有的还含有S、P，因此A中可能含有S；从根本上说，生物的多样性取决于遗传信息的多样性；B为氨基酸，对于直链多肽来说，肽键数氨基酸数肽链数，而对于环状多肽而言，氨基酸数等于肽键数；过程为氨基酸脱水缩合过程，所需的模板为mRNA，运输B的工具为tRNA，二者的基本组成单位均为核糖核苷酸，均含有核糖。 答案 A,2. 某些治疗自闭症的药物中含有一种激素催产素，它是由下丘脑合成的一种单链九肽化合物。下列叙述正确的是( ) A催产素含有C、H、O、N四种元素，且含有9个肽键 B自闭症患者直接口服适量催产素，可以有效地缓解症状 C下丘脑中某些细胞不仅能够分泌激素，而且能传导兴奋 D催产素参与的调节过程具有范围小、时间长等特点,解析 本题主要考查蛋白质类物质的元素组成、结构、功能等知识。由氨基酸结构简式可知，蛋白质中至少含有C、H、O、N，单链九肽化合物是由9个氨基酸脱去8分子水形成的，故形成8个肽键。催产素口服后，会被水解为氨基酸从而失去特有的功能。与神经调节相比，催产素调节属于激素调节，具有激素调节的特点，其调节过程具有范围大、时间长的特点。题目信息指出“催产素由下丘脑合成”，C正确。 答案 C,考情二 核酸的组成与功能 3(2015泰安检测)端粒存在于真核生物染色体的末端，是由DNA序列及其相关的蛋白质所组成的复合体。端粒酶是一种逆转录酶，由蛋白质和RNA构成。由此可知，属于核膜、端粒和端粒酶共同点的是( ) A都存在于所有生物细胞中 B都含有C、H、O、N、P等化学元素 C都与遗传信息的传递无关 D都含有遗传物质,解析 核膜是真核细胞的细胞核组成部分，端粒位于真核生物染色体的末端，而端粒酶是逆转录酶，应存在于逆转录病毒中；核膜主要是由磷脂和蛋白质构成，端粒是染色体的组成部分，而染色体是由DNA和蛋白质构成，端粒酶是由蛋白质和RNA构成，三者都含有C、H、O、N、P等化学元素；端粒中含有遗传物质，与遗传信息的传递有关。 答案 B,4(2015蚌埠模拟)某年春夏之交，甲型H1N1流感病毒大流行引起世界各国的关注。甲学者将甲型H1N1流感病毒的遗传物质彻底水解后得到了A、B、C三种化合物，乙学者将组成T2噬菌体的遗传物质彻底水解后得到了A、B、D三种化合物。你认为C、D两种化合物分别指的是( ) A尿嘧啶、胸腺嘧啶 B胸腺嘧啶、尿嘧啶 C核糖、脱氧核糖 D尿嘧啶、腺嘌呤,解析 甲型H1N1流感病毒的遗传物质是RNA，彻底水解后得到核糖、碱基、磷酸；T2噬菌体的遗传物质是DNA，彻底水解后得到脱氧核糖、碱基、磷酸。C、D分别是核糖和脱氧核糖。 答案 C,考情三 观察DNA和RNA在细胞中的分布 5. 若要观察DNA和RNA在细胞中的分布，下列四组材料或用具中全部需要用到的一组是( ) A显微镜、盐酸和蒸馏水 B吡罗红甲基绿染色剂和蔗糖溶液 C口腔上皮细胞、盐酸和龙胆紫 D健那绿、酒精灯和生理盐水,解析 在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中，不需要蔗糖溶液、龙胆紫和健那绿。 答案 A,6狂犬病是由狂犬病毒(遗传物质为RNA)引起的，人类也会因猎犬咬伤而感染，其他感染此病的恒温动物如猫、狼、狐等也可传播。就目前而言，注射狂犬疫苗是预防狂犬病的有效途径。要研制狂犬疫苗，必须知道狂犬病毒的大分子组成，设计实验探究其物质组成。 (1)实验原理：RNA溶液遇吡罗红染液显红色。 还需要补充的两个实验原理是： _； _。,(2)实验步骤： 用三支洁净的试管分别取等量的含有狂犬病病毒的溶液，编号为A、B、C； 向A试管中滴加适量的甲基绿染液； 向B试管中滴加适量吡罗红染液； 向C试管中_。 (3)设计一个表格并记录实验结果。,解析 由题干可知，狂犬病毒的遗传物质是RNA，故不含DNA，通过双缩脲试剂可检测蛋白质，通过吡罗红染液可检测RNA。 答案 (1)蛋白质溶液与双缩脲试剂反应显紫色 DNA溶液遇甲基绿染液呈绿色 (2)滴加适量的双缩脲试剂，振荡 (3),
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