2014版高中生物《复习方略》浙科版配套课件：必修1 第一章 第三节有机化合物及生物大分子(二).ppt

1、第三节有机化合物及生物大分子(二)考纲要求四年考情蛋白质的结构和功能 浙江高考无单独考查核酸的种类和功能 一、蛋白质1.将下列实例与相应蛋白质功能连线2.氨基酸及其种类(1)写出图中结构名称:a._,c._。(2)比较图中氨基酸,写出氨基酸的结构通式:_(3)不同的氨基酸取决于R基团的不同,图中两种氨基酸的R基团分别是_(用字母表示)。氨基羧基b、d3.氨基酸脱水缩合形成二肽(1)过程(2)物质:_(3)结构(4)H2O中H的来源:一个来自_,一个来自_。(5)多个氨基酸发生该反应,产物名称为:_。名称:_场所:_ 名称:_结构简式:_脱水缩合反应核糖体二肽肽键NHCO氨基羧基多肽4.蛋白质多

2、样性的原因(1)组成蛋白质的氨基酸的_、数量和_不同;(2)蛋白质的_不同。种类排列顺序空间结构二、核酸1.核酸的种类和组成脱氧核苷酸核糖核苷酸2.核酸的分布DNA主要在_中;RNA主要在_中。3.核酸的功能(1)DNA贮藏_,控制着细胞所有活动,决定着细胞和整个生物体的遗传特性;(2)RNA参与_的合成。细胞核细胞质遗传信息蛋白质1.(2009福建T4A)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。()【分析】肽链经盘曲和折叠构成具有一定空间结构的蛋白质,才具有生物活性,行使其特定功能。肽链的盘曲和折叠被解开时,空间结构发生改变,其特定功能也发生改变。2.细胞中氨基酸的种类和数量

3、相同的蛋白质是同一种蛋白质。()【分析】蛋白质的结构由氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的空间结构决定,氨基酸种类和数量相同的蛋白质,若排列顺序不同、肽链空间结构不同,会构成不同的蛋白质。3.动物细胞内合成的蛋白质都用于细胞膜蛋白的更新。()【分析】蛋白质合成后有的用于细胞膜蛋白的更新,有的留在细胞内参与构成核糖体、催化生化反应等,有的分泌到细胞外发挥作用。4.DNA是一切生物的遗传物质。()【分析】核酸是一切生物的遗传物质。大多数生物的遗传物质是DNA,少数RNA病毒的遗传物质是RNA,故DNA是主要的遗传物质。5.核酸彻底水解的产物是核苷酸。()【分析】核酸初步水解的产物是核苷酸,彻底水

4、解的产物是碱基、五碳糖和磷酸。6.在具有细胞结构的生物中,DNA和RNA都能控制蛋白质的合成,都与生物的性状有关。()【分析】有细胞结构的生物细胞中含有DNA和RNA,只有DNA能控制蛋白质的合成,与生物的性状有关。考点 一蛋白质的结构特点1.基本组成单位氨基酸(1)特点:“至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上”,否则不是组成生物体蛋白质的氨基酸,如H2NCH2CH2CH2COOH。(2)“至少”的原因:R基团中可能含有氨基或羧基,如2.蛋白质的形成过程氨基酸多肽蛋白质3.有关蛋白质合成问题的计算(1)与肽键生成有关的计算:(2)形成的蛋白质分子的相对分子质量计算:蛋白质相对分子质量=氨

5、基酸相对分子质量总和-失去的水分子相对分子质量总和。脱水缩合(核糖体)盘曲折叠、加工(内质网、高尔基体)氨基酸数肽键数脱去水分子数氨基数羧基数1条肽链mm-1m-1至少1个至少1个n条肽链mm-nm-n至少n个至少n个4.蛋白质结构多样性和功能多样性的关系【高考警示】(1)避开书写结构简式的几个误区:不要将氨基错写为NH2或NH3,不要将羧基误写为或COOH,也不要将肽键误写为CONH或。(2)不是含有几个肽键就是几肽,而是由几个氨基酸组成才称为几肽,如六肽由6个氨基酸组成,含有5个肽键。(3)不要误认为核糖体上形成的蛋白质都具有生物活性,事实上有些蛋白质必须经内质网和高尔基体加工后,才具有生

6、物活性。(4)不要误认为蛋白质的热变性是破坏了肽键,事实上它破坏的是蛋白质的空间结构,从而使蛋白质失去生物活性。【考查角度1】考查氨基酸的结构特点【典例1】下面是构成蛋白质的四种氨基酸的结构式,有关叙述错误的是()甲:乙:丙:丁:A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、NB.上述四种氨基酸的R基团依次是H、CH3、CH2OH、CH2COOHC.R基团中可以有氨基或羧基D.只要是含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸【解析】选D。解答本题可进行以下分析:A项,根据氨基酸结构通式可知,氨基酸的组成元素为C、H、O、N等;B项,氨基酸的种类取决于R基团的不同,如H、CH3、CH2OH、C

7、H2COOH;C项,R基团中可能包含氨基或羧基;D项,构成蛋白质的氨基酸的一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。【互动探究】(1)写出上述四种氨基酸中共有的结构。提示:(2)由题中所给的四个氨基酸可形成多少种三肽?提示:432=24种。【变式训练】某有机分子的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生如图所示3种氨基酸,下列正确的一项是()A.在细胞中合成1个这样的分子至少需要3种tRNAB.合成1个这样的分子同时将产生6个水分子C.该分子中存在一个游离氨基和一个游离羧基D.1个这样的分子水解后可以产生2个谷氨酸【解析】选A。一种氨基酸至少由一种tRNA转运,即至少应有3种tRNA参与,

8、A项正确。题干中每一个氨基酸都只有一个N原子,则此化合物由6个氨基酸组成,属于六肽,形成这样1个分子,需产生5个水分子,B项错误。同时分析又发现只有谷氨酸才有2个羧基,另外2种氨基酸都只有1个羧基,因此可巧用O原子数相等来进行计算。设谷氨酸为x个,其他两种氨基酸数目为(6-x),则4x+2(6-x)=13+5,可算出x=3,即由3个谷氨酸组成,D项错误。再分析氨基数和羧基数,不难得出游离的氨基数为1个,羧基数为4个,C项错误。【考查角度2】考查蛋白质的结构和功能【典例2】下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是()A.蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关B.已知

9、某化合物具有催化功能,可以推断此物质为蛋白质C.有些蛋白质具有防御功能,如抗体;有些蛋白质具有接受信息的功能,如受体。抗体与受体都具有专一性D.蛋白质空间结构改变,不会影响其生物活性【解析】选C。蛋白质结构的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构等有关;具有催化功能的是酶,酶绝大多数是蛋白质,少部分是RNA;蛋白质具有防御、信息传递等功能,而抗体只能与特异性抗原相结合,受体只能与特定的信号分子结合,它们都具有专一性;蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。【变式训练】下列关于蛋白质功能的举例合理的是()A.催化抗体B.运输唾液淀粉酶C.调节胰岛素D.免疫血红蛋白【解析】选C。生物体内

10、的蛋白质功能很多,如起催化作用的酶;起调节作用的激素,如胰岛素、生长激素;起免疫作用的抗体;起运输作用的载体蛋白等。考点 二核酸的种类和功能1.基本组成单位核苷酸2.核酸的种类及功能分 类脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸成分磷酸相同(磷酸)五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A、G、C、TA、G、C、U功能主要的遗传物质某些RNA病毒的遗传物质参与蛋白质的合成催化作用存在主要存在于细胞核中,少量分布在线粒体和叶绿体中主要存在于细胞质中【思维拓展】与“A”有关的知识联系(1)联系核苷酸:核苷酸分子中的A是腺嘌呤;(2)联系DNA:DNA结构图中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸

11、;(3)联系RNA:RNA结构图中的A是腺嘌呤核糖核苷酸;(4)联系ATP:ATP中的A是腺苷,由腺嘌呤和核糖组成。【典例3】如图是生物体内核酸的基本组成单位核苷酸的模式图,相关叙述正确的是()A.若a为核糖,则m有4种,分别是A、T、G、CB.若m为鸟嘌呤,则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸C.构成DNA的b共有8种,a有2种,m有5种D.在RNA中共可以检测到2种a,5种m,8种b【解析】选B。题干中图示结构为核苷酸,其中a表示五碳糖,m表示含氮碱基。构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,其中所含a为脱氧核糖,m有4种,分别是A、T、G、C;构成RNA的基本单位是核糖核苷酸,其中所

12、含a为核糖,m有4种,分别是A、U、G、C。若a为核糖,则可判定b为核糖核苷酸,所含m为A、U、G、C 4种。若m为鸟嘌呤,无法确定a的种类,若a为核糖,则b是鸟嘌呤核糖核苷酸;若a为脱氧核糖,则b是鸟嘌呤脱氧核苷酸。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,共有4种,包括1种a(脱氧核糖)和4种m(A、T、G、C)。RNA中只有1种a(核糖)、4种m(A、U、G、C)和4种b(核糖核苷酸)。【变式训练】在下列四种化合物的化学组成中,与圆圈中“A”所对应的名称相符合的是()A.腺嘌呤核糖核苷酸B.腺苷C.腺嘌呤脱氧核苷酸D.腺嘌呤【解析】选D。为双链结构,含有T,为DNA;是单链结构,含有U,为RNA

13、。四种化合物中的“A”,依次为腺苷(腺嘌呤+核糖)、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤。【拓展延伸】蛋白质与核酸的比较(1)二者的区别:物质项目 蛋白质核酸元素组成C、H、O、NC、H、O、N、P基本单位氨基酸:物质项目 蛋白质核酸连接方式形成场所细胞质内核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体等(2)二者的联系:DNA指导蛋白质的合成:DNA多样性与蛋白质多样性的关系:【高考警示】生物多样性的直接原因与根本原因不同(1)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性;(2)生物多样性的根本原因是DNA的多样性,其根本原因不能表述为核酸的多样性,因为核酸只有两种。【备选典例】在细胞内,某些重要化合物的元素

14、组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素,A、B、C是生物大分子,下列相关描述中错误的是()A.图中A和C是组成染色体的主要成分B.人体细胞中,单体a的种类有4种C.图中仅过程遵循碱基互补配对原则D.生物多样性的根本原因是A具有多样性【解析】选C。根据图中A到C的信息流可知,A表示DNA,B表示RNA,C表示蛋白质,表示DNA复制,表示转录,表示翻译。染色体的主要成分是DNA和蛋白质,因此A项正确。人体细胞中组成DNA的单体a为脱氧核苷酸,共有4种,所以B项正确。DNA复制、转录和翻译均遵循碱基互补配对原则,因而C项错误。生物多样性的根本原因是DNA具有多样性,生物多样性的直接原因是蛋白质具

15、有多样性,故D项正确。【互动探究】(1)上题图中X、Y各代表什么元素?提示:X代表N和P;Y代表N。(2)上题图中B和C组成的结构是什么?提示:核糖体。【变式训练】如图为人体中的两种重要有机物B、E的组成及相互关系图,关于此图的叙述中正确的是()A.E和G在同一个体的不同细胞中含量基本相同B.G是遗传物质的载体,在细胞核中合成C.B是细胞中含量最多的有机物D.鉴定B时需要水浴加热【解析】选C。首先判断出B、G、E分别是蛋白质、RNA、DNA,然后对各选项进行分析。在同一个体的不同细胞中,E(DNA)含量基本相同,而G(RNA)含量不一定相同;E(DNA)是遗传物质的载体,在细胞核中合成;B(蛋

16、白质)是细胞中含量最多的有机物;鉴定B(蛋白质)的试剂是双缩脲试剂,不需要加热。氨基酸脱水缩合过程中的计算方法【典例】某多肽,经测定其分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的。苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H6NO2)、亮氨酸(C6H13NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)。下列有关该多肽的叙述,不正确的是()A.该多肽水解后能产生3种氨基酸B.该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5C.该多肽中有3个肽键,为三肽化合物D.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了54【解析】选C。依据分子式中N为4个,并

17、分析提供的氨基酸种类,可得出由4个氨基酸组成,为四肽,存在3个肽键,即C项是错误的。再分析多肽的形成在核糖体上,形成过程中相对分子质量减少了54;再分析S的数目为2个,可得出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸(C3H7NO2S),再结合C数目为21个,减去6个C(2个是半胱氨酸),为15个C,可分析出另两个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸,即水解能形成的氨基酸为3种,进一步推出该多肽中H和O的原子数分别是32和5,A、B、D三项是正确的。【方法归纳】氨基酸脱水缩合形成多肽,其中存在一些数量关系,具体总结如下:(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-

18、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)蛋白质相对分子质量=各氨基酸平均相对分子质量氨基酸数-18脱水数。(5)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N的总数。(6)O原子数=肽键数+2肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O的总数-脱水数。(7)H原子数=各氨基酸中H的总数-2脱水数。【易错提醒】(1)计算由多肽水解成的氨基酸中的O和H的数量变化时,不要漏掉增加H2O中O、H数值。(2)环状肽中肽键数目等于氨基酸数目,而不是氨基酸数目-1。【变式训练】(2013金华模拟)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、

19、3个六肽、3个七肽,则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数依次是()A.9、42B.2、42C.2、51D.9、51【解析】选A。某肽链水解的结果是生成9个短肽,氨基数最小值是9,9个短肽的肽键数是1+8+15+18=42,A正确。1.下列关于肽键的描述,正确的是()A.在缩合过程中所形成的肽键数一定等于所失去的水分子数B.肽键可以表示为CONH或NHCOC.几条肽链在形成蛋白质的过程中也通过肽键连接起来D.在链状肽中一个十肽分子比一个八肽分子多一个肽键【解析】选A。每形成一个肽键就失去一分子的水,故形成的肽键数一定等于所失去的水分子数;肽键可表示为CONH或NHCO或,但不能表示为CONH或

20、NHCO;几条肽链在形成蛋白质的过程中是通过其他化学键连接起来的,如二硫键等,而不可能形成肽键;在链状肽中十肽分子中有9个肽键,八肽分子中有7个肽键,所以一个十肽分子比一个八肽分子多2个肽键。2.(2013郑州模拟)下面是三种化合物的结构简式,有关三种化合物的叙述中错误的是()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、羧基数不同【解析】选B。A正确,三种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示;B错误,这句话应为“都至少含有一个氨基、一个羧基”;

21、C正确,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,不能与双缩脲试剂发生紫色反应;D正确,三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1,羧基数分别是2、1、2。3.有三个核酸分子,经分析知共有五种碱基,八种核苷酸,四条核苷酸链,它们是()A.一个DNA分子,两个RNA分子B.三个DNA分子C.两个DNA分子,一个RNA分子D.三个RNA分子【解析】选A。根据题意,这三个核酸分子共有五种碱基,八种核苷酸,也就是DNA分子和RNA分子均有,而三个分子共有四条核苷酸链,由于DNA是由两条脱氧核苷酸链构成,而RNA是由一条核糖核苷酸链构成,则这三个分子只能是一

22、个DNA分子和两个RNA分子。4.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.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基C.200个氨基酸缩合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582D.该蛋白质中至少含有3个-NH2【解析】选C。由题图看出该蛋白质有两条肽链,并且两条肽链由一个肽键连接,故含有199个肽键。参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有201个氨基。缩合成该蛋白质时脱去水分子199个,相对分子质量减少了19918=3 582。该蛋白质有两条肽链,至少含有2个-NH2。5.某化合物含C、H、O、N和S,不含有P,该化合物一定不具有

23、的功能是()A.使细菌细胞发生凝集B.识别并转运氨基酸进入核糖体C.催化化学反应的进行D.参与细胞间信息交流【解析】选B。该化合物含有S,不含有P,说明此化合物为蛋白质,而B项识别并转运氨基酸进入核糖体的是tRNA。A项中使细菌细胞发生凝集的是抗体。C项中酶能催化化学反应的进行。D项中参与细胞间信息交流的是糖蛋白等。6.(2013宁波模拟)下列是蛋白质的形成过程图,请据图回答下列问题:(1)图中A、C依次表示、。(2)氨基酸中的N参与组成的结构主要是;核苷酸中的N参与组成的结构主要是_。某些蛋白质中含有S,在氨基酸中S存在的部位是。(3)双缩脲试剂可以鉴定蛋白质,是因为蛋白质都有_,其表示式是

24、:。【解析】构成蛋白质的基本元素是C、H、O、N,构成蛋白质的基本单位是氨基酸;在氨基酸中N主要存在于氨基(NH2)中,S存在于R基团中;在核苷酸中,N主要存在于含氮碱基中。蛋白质中的肽键,在碱性条件下能与Cu2+结合生成紫色络合物,从而达到鉴定蛋白质的目的。答案:(1)C、H、O、N 多肽(肽链)(2)氨基 含氮碱基 R基团(3)肽键-CO-NH-7.(2011北京高考)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述,正确的是()A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链B.沸水浴加热之后,构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列,与空间结构

25、无关D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素【解析】选D。A项,胰岛素基因表达时,只以一条链为模板编码氨基酸形成肽链,胰岛素A、B两条肽链的形成是因为蛋白酶对肽链的再加工;B项,沸水浴加热之后,构成胰岛素的肽链空间结构发生改变,可能会充分伸展,但肽键不会打开,因此不会断裂;C项,胰岛素的化学本质为蛋白质,功能取决于空间结构,蛋白质空间结构的多样性与组成它的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠及其形成的空间结构千差万别有关;D项,胰岛素合成过程中,先在核糖体上合成多肽链,然后经内质网、高尔基体的加工、修饰等才能形成胰岛素,这个加工、修饰的过程需要蛋白酶的水解作用,适当去掉一些氨

26、基酸等。8.(2011江苏高考)下列物质合成时,需要模板的是()A.磷脂和蛋白质B.DNA和酶C.性激素和胰岛素D.化学递质和受体【解析】选B。A项,磷脂属于脂质,在内质网上合成,不需要模板。B项,DNA复制是以亲代DNA为模板,绝大多数酶是蛋白质,它的合成是以mRNA为模板,少数酶是RNA,以DNA的一条链为模板。C项,性激素属于脂质,在内质网上合成,不需要模板;胰岛素的化学本质是蛋白质,它的合成是以mRNA为模板。D项,化学递质种类有很多,主要有乙酰胆碱、多巴胺等,合成不需要模板。9.(2011海南高考改编)关于核酸的叙述,正确的是()A.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质B.DNA分

27、子中两条脱氧核苷酸链的碱基之间一定是通过氢键连接的C.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D.RNA通常只有一条链,它的碱基组成与DNA完全不同【解析】选B。核酸是一切生物的遗传物质,病毒中的核酸也能携带遗传信息,A项错误。DNA分子中的两条链的碱基之间依靠氢键连接,B项正确。决定遗传信息种类的主要是碱基的种类、数量和排列顺序,即使分子大小相同,碱基含量相同,但是排列顺序不一定相同,C项错误。RNA与DNA在碱基方面的区别是有U而无T,其余三种碱基与DNA相同,D项错误。10.(2010江苏高考)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

28、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【解析】选D。本题主要考查核酸的组成、结构和功能。DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖,A项错误;DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成的,B项错误;T2噬菌体的遗传物质为DNA,故其遗传信息也贮存在DNA中,C项错误;双链DNA中嘌呤和嘧啶碱基互补配对,故两者数量相等,D项正确。【方法技巧】区别DNA和RNA的方法(1)五碳糖组成:DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖。(2)结构特点:DNA分子一般为双链结构,嘌呤数等于嘧啶数,RNA分子一般为单链结构,嘌呤数不一定等于嘧啶数。(3)生理功能:细胞内既含DNA又含RNA的生物和体内只含DNA的生物,遗传物质是DNA。RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。