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蛋白质和核酸 一轮复习


第3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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蛋白质、核酸的结构和功能(Ⅱ) 在细胞中的分布

实验:观察DNA、RNA

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知识点一

蛋白质——生命活动的主要承担者

1.含量:占细胞鲜重的7%~10%,占细胞干重________以 50% 上 C、H、O、N 2.组成元素:______________,有的含有P、S两种元素

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人体(或其他脊椎动物)必不可少,而机体内又不能合成 的,必须从食物中补充的氨基酸,称必需氨基酸

?种类:约20种,根据能否在体内合 ? 必需氨基酸 和 非必需氨基酸 ? 成分为 3. 氨基酸 ? ? (基本组成单位) ? 通式: ? ?结构特点:至少含有一个氨基和一个羧基, ? 都有一个氨基和一个羧基连在 ? ? 同一个碳原子 上, R基不同导致氨基酸种类不同

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闪记:蛋白质相关知识

(1)8 种必需氨基酸:. 一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬 . . . 氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸) . . . .

①都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上,否则不

是构成生物体蛋白质的氨基酸;
②氨基酸分子中至少有一个—NH2、一个—COOH,因为R基中 可能有—NH2、—COOH;
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4.多肽

?构成:多个氨基酸分子经脱水缩合形成含有 ? ? 肽键 的化合物,如n个氨基酸脱水缩合 ―→ ― ? 多个 ? n肽(含n-1个肽键)+(n-1)H2O ? ?结构:链状(即肽链) ?合成场所:核糖体 ?

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排列顺序

5. 蛋 白 质

胰岛素

运输作用 激素 免疫功能

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1.蛋白质结构层次 缩合 盘曲折叠 氨基酸― ― 多肽― ― ― ― ― 蛋白质 ― → ― ― ― ― →
议一议:多肽与蛋白质有什么区别?蛋白质的合成场所是核糖体 吗?

答案:多肽无复杂空间结构,一般不具有生物活性,蛋白质则都
具有;蛋白质的合成是在核糖体上,但其空间结构的形成(折叠盘 曲,其他化学键形成等)则与内质网、高尔基体有关。

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多肽和蛋白质的区别 蛋白
质 有

多肽 有无空间结构 无

联系

蛋白质可由一条或几条肽链形成
翻译的直接产物——多肽,不叫蛋白质,

提醒

必须经加工,形成一定的空间结构才

叫蛋白质

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3.蛋白质的结构多样性和功能多样性

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上述4个导致蛋白质结构多样性的原因并非同时

具备才能确定两个蛋白质分子结构不同,而是只要具备其中
的一点,这两个蛋白质分子的结构就不同。

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难点:

2.蛋白质形成过程分析

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。

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(2)肽键的结构式可表示如下: O H —C—O—或—CO—NH—或—NH—CO—

(3)H 2 O中的H来自于—COOH和—NH 2 ,而O则只来自于— COOH。

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(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)根据氨基酸结构通式可解决肽链中所含
氨基和羧基的数目问题,但一般限定于计算其

最小值,因为R基所含的氨基和羧基数目一般
不能确定。 注意:若题干中有图补充说明,特别注意R基 中含有的氨基和羧基数!

? 蛋白质初步水解的产物是多肽, ? 彻底水解的产物是氨基酸, ? 氧化分解的终产物有CO2、H2O和尿素

三、关于蛋白质形成过程的有关计算 1.蛋白质分子量的计算 必记公式:肽键数=脱水缩合产生的水分子数 蛋白质的相对分子质量=氨基酸相对分子质量的总和-失去的水

分子的相对分子质量的总和
如果氨基酸平均分子量为a,氨基酸数目为m,即 肽键 数目 一条 肽链 N条 肽链 m-1 m-n 脱去水 分子数 m-1 m-n 多肽链相对 分子质量 am-18 (m-1) am-18 (m-n) 氨基 数目 羟基 数目

至少1个 至少1个 至少n个 至少n个

相关计算公式:

(1)脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数
(2)氨基数=肽链数+R基上的氨基数 =各氨基酸中氨基的总数—肽键数 (3)羧基数=肽链数+R基上的羧基数 =各氨基酸中羧基的总数—肽键数

(4) N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数
=各氨基酸中N原子的总数

(5) O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数
=氨基酸数+肽链数+R基上的O原子数 =各氨基酸中O原子的总数—脱水数 (6) H原子数=各氨基酸中H原子的总数—2×脱水数

四、蛋白质的常见种类、激素与蛋白质 1.激素与蛋白质 (1)生物体内的激素多数属于蛋白质类激素,但也有不属 于此类的,按其化学本质分类如下: 蛋白质类(含多肽类):胰岛素、生长激素、促激素、抗利 尿激素、胰高血糖素等; 氨基酸类:甲状腺激素、肾上腺素等; 类固醇类:性激素、醛固酮等; 其他:生长素(吲哚乙酸)、乙烯等。

(2)蛋白质的主要理化性质(了解 ) ①酸碱两性(分子内存在-NH2和-COOH);

②盐析(可以从浓的无机盐溶液中沉淀出来) 结 构
不发生变化;
③变性和凝固(一定的理化因素,如过酸,过碱,重金属等
,使其变性凝固); ④水解反应(在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸);

知识点二

核酸——遗传信息的携带者

1.元素组成:C、H、O、N、P
?脱氧核糖核苷酸(4种):磷酸+ ? 2.核苷酸 ? 脱氧核糖+碱基(A、G、C、T) ? (基本单位) ?核糖核苷酸(4种):磷酸+核糖+ ? 碱基(A、G、C、U) ?

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? ? ? ? ?主要分布在 细胞核 ? ? ? 中,线粒体、叶绿体内也含?染色剂 甲基绿 使其 ? ? ? ? ? ? ? 少量DNA 可显示 ? 呈 绿色 ?分布? ? ? 3.核酸 ? 其分布 ? ? DNA ? ?原核细胞的DNA ? ? ? 位于 拟核和质粒 ? ? ? (遗传信 ? ?结构:两条脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构 ?种类? 息的携带 ?功能:是绝大多数生物的遗传物质 ? ? ? ? ? 者) ? ? 分布:主要分布在 细胞质 中,染色剂 吡罗红 使其呈 红色 ? ? RNA ?结构:一条核糖核苷酸长链 ? ? ? ?功能:是某些病毒(如HIV、SARS病毒)的遗传物质 ? ? ?功能:核酸是细胞内携带 遗传信息 的物质,在生物体的 ? 遗传、变异 和在 蛋白质的生物合成 中具有极其重要的作用 ?

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核酸的组成与功能及与蛋白质的关系

高考地位:5年10考

(2011海南卷,2010江苏卷,
2009福建卷……)

1.图解核酸的组成成分

图一
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核苷酸结构模式图
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图二

DNA、RNA组成成分比较图

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2.识图解读:DNA和RNA结构组成区别

(1)组成成分上:核糖和碱基U为RNA特有;脱氧核糖和
碱基T为DNA特有。因而组成核酸的“核苷酸”是8种, 碱基是5种;其中组成核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸 (DNA)的含氮碱基(如上图二)依次均为4种、4种。 (2)空间结构上:DNA为规则双螺旋结构;RNA往往为单

链结构。
图示一中若碱基为A,五碳糖为核糖,则两 部分之和为“腺苷”,即ATP中“A”代表的含义。

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二、 核酸水解的产物

DNA
初步水解 四种脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖和 ATCG四种含氮碱基

RNA
四种核糖核苷酸

彻底水解

磷酸、核糖和 AUCG四种含氮碱 基

触类旁通 (1)只有DNA或RNA的生物(病毒)体内核苷酸种类和碱基种类 依次是多少? (2)同时含有DNA和RNA的生物(所有真核和原核生物)细胞内

呢?
答案 (1)含DNA的病毒具有4种脱氧核苷酸和4种碱基,含

RNA的病毒具有4种核糖核苷酸和4种碱基。 (2)具细胞结构的生物具有8种核苷酸和5种碱基。 (特别注意原核生物)
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规避3个易错点、辨析2个误区
易错点1 忽略核酸与蛋白质的内在关系,把蛋白质合成看

成孤立的事件

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易错点3

基因表达过程中,氨基酸数与相应的碱基(核苷酸)

数目的对应关系(难点)
转录 翻译 DNA(基因)― → mRNA― → 蛋白质? ― ― 点 拨脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸? 6 ∶ 3 ∶ 1 由于 mRNA 中存在终止密码子等原因,上述关系应理解为每形成

1 个氨基酸,至少需要 mRNA 上 3 个碱基,DNA 上的 6 个碱基。

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易错点2

氨基酸缩合形成多肽过程中孕含的计算规律不熟

练,尤其是一些特例(如二硫键、环状肽、最值计算处理不

到位)
温馨提示 (1)若由氨基酸脱水缩合形成环状肽,则其肽键数

=缩合产生的水分子数=氨基酸个数。 (2)环状DNA分子,如质粒,其相对分子质量=脱氧核苷酸

数×脱氧核苷酸平均相对分子质量-脱氧核苷酸数×18。

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误区1

不能分清化合物及其组成单位在物种间的统一性及

差异性
点 拨 核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性,

因而可以从分子水平上,通过分析核酸与蛋白质的相似程度 来推断物种亲缘关系的远近,也可用于刑事案件的侦破或亲 子鉴定。而氨基酸、核苷酸、糖类、脂质等小分子物质不具

有特种的特异性,因此这些物质不能作为鉴定物种亲缘关系
的依据。

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——蛋白质多样性与生物多样性的关系
DNA(基因)多样性 蛋白质多样性

?基因多样性? ? 生物多样性?物种多样性? ?生态系统多样性 ?

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误区2

不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因





①不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因

或遗传信息)的特异性。②同一生物不同细胞蛋白质不同的 直接原因是mRNA不同,根本原因是“基因的选择性表达”。 注 ①同一生物不同体细胞都是由一个受精卵分裂分化形成

的,故其DNA相同。②mRNA和蛋白质不同,由于基因的选

择性表达,不同细胞表达的基因不同,产生的mRNA、蛋白
质不同。

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观察DNA和RNA在细胞中的分布

高考地位:5年9考
1.实验原理

(2012安徽卷,2011山东卷、 新课标全国卷、福建卷……)

(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同 呈现 ? 甲基绿+DNA― → ― 绿色?? 用甲基绿吡罗红混合染 ?― ― ― ― ― ― ― ― → ―――――――― 色剂将细胞染色 呈现 ? 吡罗红+RNA― →红色 ? ― 显示DNA和RNA在细胞中的分布
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?改变细胞膜的通透性→加速染色剂进入细胞使 ? (2)盐酸? 染色质中的DNA和蛋白质分离→有利于 ? DNA与染色剂结合 ?

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2.实验流程

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3.试剂及作用
(1)甲基绿吡罗红染色剂——染DNA和RNA,混合使用,现 用现配。 (2)质量分数为0.9% NaCl溶液——保持口腔上皮细胞的正 常形态和生理功能。 (3)质量分数为8%盐酸——改变细胞膜的通透性,使染色 质DNA和蛋白质分离。

(4)蒸馏水——配制染色剂,冲洗涂片。

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知识辨析小结
蛋白质和核酸的关系

蛋白质 元素组成 组成单位 结构通式
H2N

核酸 C 、H、O、N、P 核苷酸

C、H、O、N;有 的含S,P 氨基酸
R C H COOH

蛋白质
R H C NH2 H R’

核酸

COOH+

连 接 方 式

NH

C
H R

COOH

缩合

R’

H

C NH2

CO—

NH

C H

COOH

+H2O

蛋白质 形成 场所

核酸 细胞核、线粒体、叶 绿体等

细胞质内核糖体上

结构物质:胶原蛋白、肌 ①生物的遗传物质, 纤维蛋白等 遗传信息的复制与传 功能物质: 递 ①运输——血红蛋白、载 ②遗传信息表达,从 体②催化——酶(多数) 而合成蛋白质 主要 ③免疫——抗体 功能 ④调节——胰岛素,生长 ③遗传信息的变异, 提供进化原材料 激素 ④某些RNA具有催化 能源物质:可以被氧化放 作用 能,产物有尿素、CO2和 H2O等

蛋白质

核酸

相 互 关 系

①核酸→蛋白质 ②DNA复制、转录、翻译过程要有酶的参与,蛋白 质(酶)影响核酸的代谢
决定 决定

③DNA的多样性→蛋白质多样性→生物多样性

四大有机物的总结

1、组成生物体的有机物共有的元素是
糖 类 脂 类 蛋白质 核 酸 (C (C (C (C H H H H O) O) O N) O N P)

能源物质

糖类

储能物质 结构物质 遗传物质

脂肪 蛋白质 核酸

能源物质( 糖、脂肪、蛋白质 )总结
细胞中主要的能源物质 葡萄糖 植物细胞中储能物质 淀粉 动物细胞中储能物质 糖元 生物体内的储能物质 脂肪 生物体内的主要能源物质 糖类 植物所特有的二糖 植物所特有的多糖 动物所特有的二糖 动物所特有的多糖 蔗糖、麦芽糖 淀粉和纤维素 乳糖 糖元


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