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第3讲 蛋白质和核酸
第一单元 细胞及其分子组成
课标要求 1.蛋白质的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。
2.概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子
考点一 核酸的组成、结构和功能
1.1元素组成： 。
知识延伸
由C、H、O、N、P组成的物质有: 。
核酸、磷脂、ATP
C、H、O、N、P
标志元素
1. 核酸的结构
P
磷酸基团
1.2 基本单位:
DNA: 脱氧核糖 A、T、C、G
RNA: 核糖 A、U、C、G
五碳
糖
含氮碱基
核苷酸
1.3 命名
核酸 碱基 核苷酸
DNA ( 核酸)
RNA ( 核酸)
A
C
G
T
—— 腺嘌呤脱氧(核糖)核苷酸
—— 胞嘧啶脱氧(核糖)核苷酸
—— 鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸
——胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸
—— 腺嘌呤核糖核苷酸
—— 胞嘧啶核糖核苷酸
—— 鸟嘌呤核糖核苷酸
—— 尿嘧啶核糖核苷酸
核糖
脱氧核糖
A
C
G
U
1.4 核酸的结构层次
A
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
A
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
A
核糖
P
O
C
P
O
U
P
O
G
P
O
核糖
核糖
核糖
(DNA)脱氧核苷酸双链 (RNA)核糖核苷酸单链
A
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
A
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
(DNA)脱氧核苷酸双链
【思考】DNA片段中有几个游离的磷酸基团？DNA分子中，相邻的碱基靠什么连接？
2个；
A
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
T
脱氧
核糖
P
O
A
脱氧
核糖
P
O
G
脱氧
核糖
P
O
C
脱氧
核糖
P
O
(DNA)脱氧核苷酸双链
【思考】DNA片段中有几个游离的磷酸基团？DNA分子中，相邻的碱基靠什么连接？
2个；
①在DNA分子的一条链中，连接两个相邻碱基A和T的化学结构是:
—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
②在DNA分子的两条链之间，连接两个相邻碱基A和T的化学结构是_____
氢键
2. 核酸的特性
组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种,但是如果数量不限,在连成长链时,排列顺序就是极其多样的,所以DNA分子具有多样性。
每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的___________。
遗传信息
①多样性:
②特异性:
公式: DNA种类 = （n表示碱基对数）
单链RNA种类 = (n表示碱基个数）
4n
4n
由核苷酸(碱基或碱基对)的数目和排列顺序决定的
特定的核苷酸(碱基或碱基对)排列顺序
3. ATP、核苷酸、DNA、RNA中“A”的辨析
4. 核酸的功能
原核细胞中的DNA分布在拟核和质粒中
真核细胞的线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA
真核细胞的细胞核、线粒体和叶绿体内也含有少量的RNA
原核细胞中的RNA分布在细胞质中
DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
功能 是主要的 ，携带 和复制 ，并指导 的合成。 ①是RNA病毒的 。
②mRNA: 携带 ，传递
。
③tRNA: 运输 。
④rRNA: 组成 ，
⑤少数作为 ，具有 作用
遗传物质
遗传信息
蛋白质
遗传物质
密码子
遗传信息
氨基酸
核糖体
酶
催化
2. 核酸的功能
【检测】判断正误
(1)DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。(　　)
(2)与DNA相比，RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖。(　　)
(3)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键。(　　)
(4)同一生物体的不同细胞中，DNA基本相同，RNA不完全相同。(　　)
(5)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。(　　)
(6)相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。(　　)
×　
×　
×　
√
×　
×　
氢键
RNA
DNA
RNA也可以有氢键，如tRNA
(5)没有细胞结构的生物，如DNA病毒和RNA病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
虽然这些都相同, 但他们的碱基排列顺序可能不同, 就会导致所携带的遗传信息不同。
不一定
(1)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”
①相同:
同一个生物的不同体细胞中，核DNA和tRNA相同
②不同:
由于基因的选择性表达，同种生物的不同体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同。
(2)线粒体和叶绿体中含有DNA和RNA，核糖体中含有RNA。
3. DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
4. DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系
生物多样性的直接原因是 ；
根本原因是 ；同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原因是 。
蛋白质的多样性
DNA的多样性
基因的选择性表达
【互动探究】D项中,某人的神经细胞和浆细胞中，有相同的RNA吗
有。同一生物体不同的细胞，tRNA是相同的。
氨基酸
核苷酸
DNA
RNA
蛋白质
【检测】右图中a、b为小分子生命物质，甲、乙、丙代表大分子生命物质。下列相关叙述不正确的是( )
A.在T2噬菌体、HIV和SARS病毒体内，a都只有4种
B.甲、乙可共存于大肠杆菌的细胞质基质中
C.连接两个a之间和两个b之间的化学键不同
D.在某人的神经细胞和浆细胞中，甲、乙一般相同，丙不同
D
核DNA相同，mRNA和蛋白质不完全相同
5.不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况
生物类别 核酸 核苷酸 碱基 遗传物质 举例
原核生物和真核生物 细菌、人等
病毒 DNA 噬菌体
烟草花叶病毒
8
5
4
4
4
4
DNA
RNA
含有DNA
和RNA两种核酸
只含DNA
只含RNA
考点二 生物大分子以碳链为骨架
1.生物大分子:_____________________都是生物大分子。
2.单体: 多糖的基本单位是___________,蛋白质的基本单位是_________,核酸的基本单位是_________,这些基本单位称为单体。
3.多聚体: 生物大分子是由许多_______连接而成的多聚体。
4. 碳是生命的核心元素的原因: 氨基酸、核苷酸、葡萄糖等单体都是
以_____________形成的,单体连接成多聚体,多聚体也是以碳链为基本骨架的。
多糖、蛋白质、核酸
单糖
氨基酸
核苷酸
单体
碳链为骨架
(1)若该图为一段肽链结构模式图，则1表示____________，组成人体的3的种类大约有21种。
(2)若该图为一段核酸结构模式图，则1表示_________，2表示__________，3表示__________。
(3)若该图表示多糖结构模式图，则1、2、3连接形成的化合物是___________________。
中心碳原子
五碳糖　
磷酸
含氮碱基
葡萄糖(或单糖)
【检测】下图表示生物大分子(多聚体)的连接方式，请结合下图回答有关问题:
2. DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较
项目 DNA RNA 蛋白质
基本 单位
初步 水解产物
彻底 水解产物
代谢 终产物
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
氨基酸
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
多肽
脱氧核糖、含氮碱基和磷酸
核糖、含氮碱基和磷酸
氨基酸
CO2、H2O、尿素和磷酸盐等
CO2、H2O
和尿素
【检测】(2022·湖北模拟) 下列有关细胞中的有机物彻底水解的叙述，正确的是（ ）
A. 蛋白质彻底水解的产物中最多含有21种氨基酸
B. ATP彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和腺嘌呤
C. 糖原彻底水解的产物是葡萄糖，纤维素彻底水解的产物是葡萄糖和果糖
D. DNA和RNA彻底水解的产物中相同的有磷酸和五碳糖，不同的是含氮碱基
A
核糖
×
DNA:脱氧核糖、T
RNA: 核糖、U
磷酸、A、G、C
A. 如果图甲中的a是核糖，则b是丙的基本单位
B. 如果m是胸腺嘧啶(T)，则b是乙的基本单位
C. 多个b聚合成乙或丙的过程中都要产生水
D. 乙或丙彻底水解的产物是甲
【典例】(2022·北京模拟) 下图甲所示物质b是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是( )
D
五碳糖、碱基和磷酸
◎思维延伸◎
(1)线粒体内含有的核酸有几种？其中DNA也是双链结构吗？位于线粒体内的什么部位？线粒体内含有核糖体吗？能合成自己的蛋白质吗？
线粒体内含有DNA和RNA两种核酸，其中DNA也是双链结构，位于线粒体基质中。线粒体内含有核糖体，能合成自己的蛋白质。
(2)DNA只存在于细胞核，RNA只存在于细胞质吗？
DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，故强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
A.大分子甲和乙的元素组成一定
相同,乙和丙的元素组成一般不同,
丙和丁的元素组成一定不同
B.乙、丙具有多样性是因为b、c种类多样
C.在植物细胞内和在动物细胞内丁代表不同物质,
但d代表同一物质
D.乙、丙、丁分解成b、c、d的过程都会消耗水
【检测】(2022 ·重庆渝中区高三模拟) 如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程, 其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子，丁是细胞内的储能物质，b、c、d表示组成对应大分子的单体,下列叙述错误的是( )
B
酶(蛋白质)
RNA
DNA
A.若图中物质甲能与碘液发生蓝色反应，则单体3为葡萄糖
B.若图中结构丁是一种细胞器,则单体1为氨基酸,单体2为核糖核苷酸
C.若图中结构丁能被碱性物质染成深色，则物质丙可控制物质乙的合成
D.物质甲、乙、丙为生物大分子，都有物种特异性
【检测】下图为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲～丙及结构丁的示意图。下列相关叙述错误的是( )
D
淀粉
核糖体
染色体(质)
DNA
蛋白质
物质甲若是多糖，则没有物种特异性
【检测】现有一种十二肽，分子式为CXHYNZOWS(Z＞12，W＞13)。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸:下列对以上内容的叙述，正确的是(　　)
A.合成该多肽时，至少需
36个密码子
B.控制合成该多肽相应的
基因至少有36个碱基
C.将一个该十二肽分子彻
底水解后有(Z－12)个赖氨酸
D.该分子是在核糖体上合成
的，并且一定需要62种tRNA 参与
C
12个
72个
D项: 由于肽链含有12个氨 基酸，因此mRNA上编码氨基酸的密码子是12 个，合成过程中tRNA最多是12个，因此最多需要12种tRNA。
【检测】(2018·全国卷Ⅲ)回答下列与蛋白质相关的问题：
(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是__________，在细胞中合成蛋白质时，肽键是在____________这一细胞器上形成的。合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如______________________(填“胃蛋白酶”、“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是_______________________________________________________。
氨基酸
核糖体
胃蛋白酶
对蛋白质进行加工、分类和包装
(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构，某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是___________________________________________________________。
(3)如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是________________________。
空间
蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解
密码子具有简并性

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