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必修1 第3节蛋白质与核酸知识点一蛋白质的组成、结构、功能整合【例1】 (2010年绍兴质量调测)某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽(如图)，下列有关该过程的叙述中，错误的是( )A．肽键数目减少7个B．C原子减少12个C．氨基和羧基分别增加3个 D．O原子数目减少8个解析：据图分析可知，4个丙氨酸在三十九肽中的位置是8、18、27、39。
去掉8、18、27这3个位置中的丙氨酸各需要破坏2个肽键，去掉39号位置中的丙氨酸需要破坏1个肽键，故该过程肽键数目共减少7个，故A正确。
水解7个肽键需要7分子水参与，O原子数目增加7个，而每个丙氨酸含有2个O原子，脱去4个丙氨酸，共减少8个O原子，故在该过程中，O原子数目减少1个，故D错误。
去掉4个丙氨酸，每个丙氨酸含有3个C原子，故C 原子数目减少12个，故B正确。
去掉的丙氨酸的R基中不含氨基和羧基，每条肽链中有1个游离的氨基和1个游离的羧基，故由1条肽链水解为4条肽链，氨基和羧基分别增加3个，故C正确。
答案：D。
知识点二核酸及其与蛋白质的关系【例2】核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是( )A．在细胞内存在的主要部位相同B．构成的五碳糖不同C．核苷酸之间的连接方式不同D．构成的碱基相同解析：构成DNA和RNA的五碳糖分别是脱氧核糖和核糖。
构成DNA和RNA的碱基分别为A、T、C、G和A、U、C、G。
构成DNA和RNA的核苷酸之间均以磷酸二酯键连接。
细胞中的DNA 主要存在于细胞核或拟核中，而RNA主要存在于细胞质中。
答案：B。
知识点三观察DNA和RNA在细胞中的分布【例3】在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”时，将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5 min。
(1)水浴加热的目的是_________________________；保温时间过短____ _____，过长则____________。
高一生物蛋白质与核酸的知识点蛋白质与核酸是生物体内两种重要的生物大分子，它们在生物体内担负着不同的功能和作用。
蛋白质是生物体内最为广泛存在的一类有机化合物，是生命活动的基础，而核酸则是构成生物体遗传信息的基本单位。
下面将详细介绍蛋白质与核酸的相关知识点。
一、蛋白质的概念和结构蛋白质是由氨基酸经肽键连接而成的聚合物，是生物体内最为重要的有机物之一。
蛋白质在生物体内具有多种功能，如构成细胞和器官的结构材料、参与物质运输和储存、催化生化反应、免疫防御等。
蛋白质的结构包括四个层次：一级结构是指蛋白质的氨基酸序列，二级结构是指氨基酸通过氢键形成的α-螺旋和β-折叠，三级结构是指蛋白质链的空间折叠形态，四级结构是指多个蛋白质链之间的相互作用形成的蛋白质复合物。
二、核酸的概念和结构核酸是由核苷酸经糖苷键连接而成的聚合物，是生物体内存储和传递遗传信息的分子。
核酸分为DNA（脱氧核酸）和RNA（核糖核酸）两种。
DNA主要存在于细胞核中，是遗传物质的主要组成部分，能够储存和传递遗传信息。
RNA则参与蛋白质的合成过程，包括mRNA、tRNA和rRNA等。
核酸的结构包括三个部分：碱基、糖和磷酸。
碱基是核酸的核心成分，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）五种，它们通过氢键相互配对形成双螺旋结构。
三、蛋白质的合成蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。
在细胞核中，DNA通过转录过程转录成mRNA，mRNA带着遗传信息离开细胞核进入细胞质。
在细胞质中，mRNA通过翻译过程转化成氨基酸序列，进而合成蛋白质。
蛋白质的合成过程是一个高度协调的过程，涉及到多个蛋白质和RNA分子的参与。
四、核酸的复制和转录核酸的复制是指DNA分子在细胞分裂过程中通过复制过程产生两个完全相同的DNA分子。
复制过程是通过DNA聚合酶酶催化下进行的，每个DNA链作为模板合成一个新的DNA链，最终形成两个完全相同的DNA分子。
1.3 蛋白质和核酸考点一 蛋白质的结构和功能1．组成蛋白质的氨基酸的结构和种类(1)氨基酸的结构(2)氨基酸的种类种类⎩⎪⎨⎪⎧必需氨基酸⎩⎪⎨⎪⎧特点：必须从外界环境中获取种类：8种非必需氨基酸⎩⎪⎨⎪⎧特点：人体细胞能够合成种类：13种2．蛋白质的合成(1)多肽的形成过程①肽的名称确定：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。
②H 2O 中各元素的来源：H 来自—COOH 和—NH 2，O 来自—COOH 。
③一条肽链上氨基数或羧基数的确定：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。
(2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)3．蛋白质结构多样性与功能多样性[概念检测](1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。
(×)(2)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。
(×)(3)氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中，氢来自氨基和羧基。
(√)(4)胰岛素的不同肽链之间通过肽键相连。
(×)[教材拾遗]1．(必修1 P29正文)请叙述氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
2．(必修1 P32“与社会的联系”)熟鸡蛋更容易消化的原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
3．(必修1 P32“与社会的联系”)蛋白质变性后能(填“能”或“不能”)用双缩脲试剂检测，理由是蛋白质变性后空间结构改变，但没有破坏氨基酸之间的肽键。
4．(必修1 P32图文213)人正常血红蛋白的空间结构呈球状，由它参与组成的红细胞呈两面凹的圆盘状，如果血红蛋白某一处的谷氨酸被缬氨酸取代，就可能形成异常的血红蛋白。
这样的血红蛋白可聚合成纤维状，性质也与正常血红蛋白有差异，由它参与组成的红细胞就会扭曲成镰刀状，运输氧的能力会大大削弱。
结合镰状细胞贫血的致病原理说明蛋白质结构与功能的关系？提示：每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。
1．归纳总结常考蛋白质的分布和功能2．归纳概括蛋白质形成过程中的相关数量关系(1)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数；②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(2)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数；②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键)。
能力一借助组成蛋白质的氨基酸种类与结构，考查理解能力1．(2021·广州模拟)人体第21种氨基酸硒代半胱氨酸是蛋白质中硒的主要存在形式，体内硒含量很少，合成硒代半胱氨酸的原料需不断从食物中获取。
下列叙述不正确的是() A．硒元素属于微量元素B．硒代半胱氨酸是非必需氨基酸C．人体的蛋白质均含有硒D．硒位于硒代半胱氨酸的R基中解析：C由题意可知，人体内硒含量很少，硒元素属于微量元素，A正确；由题意可知，合成硒代半胱氨酸的原料需不断从食物中获取，人体细胞能够合成硒代半胱氨酸，因此硒代半胱氨酸是非必需氨基酸，B正确；并不是所有的蛋白质都含有硒，C错误；氨基酸的不同在于R基的不同，硒位于硒代半胱氨酸的R基中，D正确。
2．(2021·山东潍坊统考)下面是三种化合物的结构简式，下列有关这三种化合物的叙述，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数相同解析：B三种物质都是构成生物体中蛋白质的氨基酸，都可用氨基酸的结构通式表示，A正确；图中三种氨基酸的共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”，B错误；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，故不能与双缩脲试剂发生紫色反应，C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，D正确。
能力二结合蛋白质的结构和功能，考查生命观念3．(2021·昌平区二模)下列生理过程中没有蛋白质直接参与的是()A．DNA进行半保留复制B．内环境中O2进入线粒体C．组织细胞识别生长激素D．人体内血糖平衡的调节解析：B DNA进行半保留复制需要DNA聚合酶的催化，DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，A错误；内环境中的O2进入线粒体的方式为自由扩散，该过程不需要载体蛋白的参与，也不需要消耗能量，B正确；组织细胞识别生长激素与细胞膜上的糖蛋白有关，C错误；人体内血糖平衡的调节离不开胰岛素和胰高血糖素的作用，胰岛素和胰高血糖素的化学本质是蛋白质，D错误。
4．(2021·聊城一模)用高浓度的尿素溶液处理从细胞中分离纯化的蛋白质，可使其失去天然构象变为松散肽链(称为“变性”)；除去尿素后，蛋白质又可以恢复原来的空间结构(称为“复性”)，且蛋白质分子越小复性效果越好。
下列相关叙述正确的是() A．尿素与蛋白酶的作用效果相似B．氨基酸的种类和数量会影响蛋白质的空间结构C．过氧化氢酶经高浓度尿素溶液处理后活性不变D．变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生紫色反应解析：B由题意分析可知，尿素处理蛋白质后，蛋白质还可以复性，但蛋白酶处理蛋白质后不能复性，A错误；氨基酸的种类和数量会影响蛋白质的空间结构，B正确；过氧化氢酶经高浓度尿素溶液处理后失去天然构象变为松散肽链(称为“变性”)，由于结构决定功能，其经过尿素处理后结构改变，因此其活性也发生改变，C错误；变性蛋白质的空间结构改变，但其肽键没有断裂，因此仍可与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。
能力三围绕蛋白质的合成和相关计算，考查科学思维能力5．(2021·枣庄质检)如图所示，该蛋白质分子共由67个氨基酸构成，包括两条多肽链和一个环状肽。
数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字，该蛋白质由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，下列说法错误的是()A.该蛋白质分子至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基B．该蛋白质分子至少含有氧原子67个C．该蛋白质分子含有肽键65个D．该蛋白质的相对分子质量为67a－1 174解析：B环状肽可能没有游离的氨基和羧基，所以该蛋白质至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，A正确；该蛋白质分子至少含有O原子的数量为(18－1＋2)＋(14－1＋2)＋35＝69(个)，B错误；该蛋白质共有肽键(32－2)＋35＝65(个)，C正确；一个蛋白质分子由两条多肽链(32个氨基酸)和一个环状肽(35个氨基酸)组成，且它们之间由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，则该蛋白质的相对分子质量为(32＋35)×a－[65×18＋2×2]＝67a－1 174，D正确。
6．经测定，某多肽链的分子式是C21H x O y N4S2，其中含有一个二硫键(—S—S—)。
已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的：苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。
下列关于该多肽的叙述，错误的是()A．该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和半胱氨酸B．该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5C．该多肽形成过程中至少需要3种tRNAD．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：D该多肽链的分子式是C21H x O y N4S2，含有2个硫，所以水解产物中有2个半胱氨酸。
根据C原子守恒和N原子的数目，可知该多肽由三种氨基酸组成，半胱氨酸含有3个C，所以另两个氨基酸共含有15个C，可知为苯丙氨酸和亮氨酸。
该多肽水解后产生的氨基酸分别是2个半胱氨酸、1个苯丙氨酸和1个亮氨酸；该多肽形成过程中脱去3分子水，形成二硫键脱去2个氢，所以多肽中O原子数为8－3＝5，H原子数为38－6－2＝30；该多肽由3种氨基酸组成，形成过程中至少需要3种tRNA；该多肽形成时脱去3分子水和2个氢，相对分子质量减少18×3＋2＝56。
脱水缩合中相关数量变化规律考点二 核酸的组成、结构和功能1．核酸的结构层次2．DNA 和RNA 的组成成分(1)相同成分：含氮碱基A 、G 、C 和磷酸。
(2)不同成分⎩⎪⎨⎪⎧DNA ：脱氧核糖、胸腺嘧啶T RNA ：核糖、尿嘧啶U 3．核酸的功能(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
(2)核酸控制生物的遗传、变异和蛋白质的合成。
4．生物大分子以碳链为骨架[概念检测](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)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。
(×)[教材拾遗]1．(必修1 P34“问题探讨”)DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是DNA是遗传物质，而每个人的遗传物质有所区别。
DNA鉴定技术还可以应用在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面。
2．(必修1 P36正文)碳是“生命的核心元素”的原因是生物大分子以碳链为基本骨架。
1．归纳概括生物种类与核酸、核苷酸及碱基种类的关系2．蛋白质与核酸之间的关系图3．DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系能力一借助核酸的结构与功能，考查生命观念1．(2021·天津一模)目前科研人员研究表明，导致新型肺炎的元凶是一种新型冠状病毒，该病毒的遗传物质为RNA。
下列关于新型冠状病毒的叙述中，正确的是() A．将该病毒的核酸彻底水解后，可得到5种碱基、2种五碳糖、1种磷酸B．该病毒在宿主细胞的核糖体上合成多肽链时，需要RNA聚合酶的催化C．由于该病毒的核酸为单链结构，所以更容易发生变异D．可在含有碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等营养全面的培养基上培养新型冠状病毒用于科学研究解析：C新型冠状病毒只含有RNA一种核酸，RNA彻底水解后，可得到4种碱基(A、U、C、G)、1种五碳糖(核糖)、1种磷酸，A错误；RNA聚合酶催化转录过程，不能催化多肽链的形成，B错误；由于该病毒的核酸为单链结构，所以更容易发生变异，C正确；病毒没有细胞结构，不能独立生存，必须用宿主活细胞培养，D错误。
