2024年高中生物新教材同步必修第一冊(cè) 第2章 第4節(jié)　蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者含答案

2024年高中生物新教材同步必修第一冊(cè)第2章第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者含答案第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.概述蛋白質(zhì)的主要功能。2.說(shuō)明氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其種類(lèi)。3.描述氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的過(guò)程。4.闡明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其多樣性。一、蛋白質(zhì)的功能及其基本組成單位——氨基酸1．蛋白質(zhì)的功能(1)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。(2)2．蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸(1)氨基酸的種類(lèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中8種是人體細(xì)胞不能合成的，稱(chēng)為必需氨基酸，這些氨基酸必須從外界環(huán)境中獲??；另外13種氨基酸是人體細(xì)胞能夠合成的，稱(chēng)為非必需氨基酸。(2)氨基酸的元素組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①組成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸還含有S等元素。②氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a．每種氨基酸分子至少含有一個(gè)氨基(—NH2)和一個(gè)羧基(—COOH)。b．每種氨基酸分子中都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，該碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)，這個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)用R表示。各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同。③氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：。特別提醒(1)類(lèi)比推理法理解氨基酸的結(jié)構(gòu)①類(lèi)比：把氨基酸分子比喻成人，兩只手分別代表氨基和羧基，兩條腿代表氫，頭代表R基，軀干代表中心碳原子。②圖示(如圖)(2)氨基、羧基、R基的書(shū)寫(xiě)①正確的格式：—NH2、—COOH、—R(千萬(wàn)不要忘記在原子團(tuán)前面加“—”)。②避免兩種錯(cuò)誤格式a．寫(xiě)成NH2、COOH、R。b．寫(xiě)成NH3、—NH3、HCOOH等。③結(jié)構(gòu)通式及氨基和羧基不同表達(dá)形式的辨別判斷正誤(1)蛋白質(zhì)具有催化、免疫、遺傳、調(diào)節(jié)等各種功能()(2)蛋白質(zhì)是目前已知的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最多樣的分子()(3)氨基酸分子的氨基和羧基都連在同一個(gè)碳原子上()(4)非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸()答案(1)×(2)√(3)×(4)×解析(1)蛋白質(zhì)具有催化、運(yùn)輸、免疫、調(diào)節(jié)等各種功能，但是不具有遺傳的功能。(3)每種氨基酸至少含有1個(gè)氨基和1個(gè)羧基，且都有1個(gè)氨基和1個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，也有可能有多的氨基或羧基位于側(cè)鏈基團(tuán)，并未連在同一個(gè)碳原子上。(4)人體細(xì)胞可以合成的氨基酸稱(chēng)為非必需氨基酸。任務(wù)一：分析氨基酸的結(jié)構(gòu)觀察下列四種氨基酸的結(jié)構(gòu)，探究以下問(wèn)題：(1)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸共有的部分是。(2)這四種氨基酸分子的R基分別是—CH3、—CH2—SH、—(CH2)4—NH2、—CH2—COOH。(3)“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？提示“氨基酸”代表了其分子結(jié)構(gòu)中的主要部分，即氨基和羧基。(4)組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子中都只含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基嗎？若有一個(gè)以上的氨基或羧基，多出來(lái)的氨基或羧基分布在哪里？提示每種氨基酸至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，部分氨基酸分子中含有一個(gè)以上的氨基或羧基，多出來(lái)的氨基或羧基位于R基上。1．下列化合物中，屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是()A．①②③④ B．①②③C．①② D．②④答案B解析①②③中的化合物中都至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，都是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，①②③正確；④中化合物的氨基和羧基不連接在同一個(gè)碳原子上，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，④錯(cuò)誤。2．纈氨酸的R基為—C3H7，則一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為()A．2、4、2、1 B．5、11、2、1C．5、9、4、1 D．5、8、2、1答案B解析根據(jù)題意可知，纈氨酸的R基為—C3H7，因此纈氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為C5H11O2N，因此一分子纈氨酸含有的C、H、O、N原子數(shù)依次為5、11、2、1，B正確。二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次氨基酸↓脫水縮合eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：一個(gè)氨基酸分子的羧基與另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，,同時(shí)脫去一分子的水))二肽：由兩個(gè)氨基酸縮合而成的化合物↓多肽：由多個(gè)氨基酸縮合而成的，含有多個(gè)肽鍵的化合物，通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)↓盤(pán)曲、折疊(原因：氨基酸之間能形成氫鍵等)蛋白質(zhì)：具有一定的空間結(jié)構(gòu)2．脫水縮合的過(guò)程(1)過(guò)程①名稱(chēng)：脫水縮合。(2)物質(zhì)②名稱(chēng)：二肽。(3)結(jié)構(gòu)③名稱(chēng)：肽鍵。3．蛋白質(zhì)種類(lèi)多樣性的原因在細(xì)胞內(nèi)，組成一種蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目可能成千上萬(wàn)，氨基酸形成肽鏈時(shí)，不同種類(lèi)氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的盤(pán)曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)極其多樣。4．蛋白質(zhì)的變性(1)概念：蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。(2)應(yīng)用：①雞蛋、肉類(lèi)煮熟后由于高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因而易于消化。②經(jīng)過(guò)加熱、加酸、加酒精等引起細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達(dá)到消毒、滅菌的目的。判斷正誤(1)含有兩個(gè)肽鍵的化合物叫作二肽()(2)蛋白質(zhì)變性是由于肽鍵的斷裂造成的()(3)變性的蛋白質(zhì)也能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)()(4)蛋白質(zhì)變性是可逆的化學(xué)反應(yīng)()答案(1)×(2)×(3)√(4)×解析(1)由兩個(gè)氨基酸縮合形成的化合物叫作二肽，二肽含有一個(gè)肽鍵，含有兩個(gè)肽鍵的化合物叫作三肽。(2)高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等均會(huì)破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，引起蛋白質(zhì)的變性，但是肽鍵沒(méi)有斷裂。(3)變性的蛋白質(zhì)肽鍵還在，能與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)。(4)蛋白質(zhì)變性是不可逆的。任務(wù)二：分析氨基酸脫水縮合形成肽鏈的過(guò)程請(qǐng)結(jié)合脫水縮合過(guò)程，并參考如下多肽鏈的模式圖分析：(1)肽鏈形成過(guò)程中，失去的水分子中氫和氧元素的來(lái)源分別是什么？提示氫來(lái)自氨基和羧基，氧來(lái)自羧基。(2)氨基酸、肽鏈、形成的水分子、肽鍵的數(shù)量關(guān)系是什么？提示氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝形成的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)。(3)肽鏈中還有沒(méi)有游離的氨基和羧基？如果有，它們位于哪里？提示有。位于肽鏈的兩端，R基中也可能有。(4)假設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸形成1條肽鏈，則該多肽的相對(duì)分子質(zhì)量是多少？若形成m條肽鏈呢？提示na－18(n－1)。na－18(n－m)。3．兩種氨基酸結(jié)構(gòu)式如圖，它們?cè)谛纬啥幕衔飼r(shí)，最可能相互縮合的基團(tuán)是()A．①與③ B．②與④C．②與⑥ D．③與④答案B解析①與④均為氨基，②與⑤均為羧基，③與⑥均在R基中。圖示的兩種氨基酸分子通過(guò)脫水縮合形成二肽，而脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫去一分子水，因此最可能相互縮合的基團(tuán)是①與⑤或②與④，故選B。4．血紅蛋白分子含有兩條α肽鏈和兩條β肽鏈，其空間結(jié)構(gòu)如圖甲所示；圖乙表示β肽鏈一端的部分氨基酸序列。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)圖乙所示結(jié)構(gòu)含有________種氨基酸，①的名稱(chēng)是________。(2)血紅蛋白是由574個(gè)氨基酸組成的，氨基酸經(jīng)過(guò)________過(guò)程形成4條多肽鏈，該過(guò)程中形成________個(gè)肽鍵。(3)若兩條β肽鏈完全相同，則圖甲所示的血紅蛋白至少含有________個(gè)羧基。(4)據(jù)圖分析，蛋白質(zhì)分子的多樣性是由___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________不同導(dǎo)致的。(5)若圖甲血紅蛋白某一處的谷氨酸被纈氨酸取代，就可能形成聚合成纖維狀的異常血紅蛋白，則由其參與組成的紅細(xì)胞運(yùn)輸氧的能力將________(填“不變”“減弱”或“失去”)。由此能得到什么結(jié)論？___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)圖丙為血紅蛋白變性和水解的示意圖，總結(jié)兩者的區(qū)別：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)3氨基(2)脫水縮合570(3)8(4)氨基酸的數(shù)目、種類(lèi)、排列順序及肽鏈的盤(pán)曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)(5)減弱蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)(6)水解是蛋白質(zhì)或者多肽中肽鍵斷裂，分解為氨基酸的過(guò)程，和脫水縮合的過(guò)程相反。變性是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被破壞的過(guò)程，此過(guò)程肽鍵一般不斷裂題組一蛋白質(zhì)的功能1．下列選項(xiàng)中不能作為“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”證據(jù)的是()A．胃蛋白酶起催化作用B．血紅蛋白能運(yùn)輸氧氣C．性激素能促進(jìn)生殖器官的發(fā)育D．肌肉的成分主要是蛋白質(zhì)答案C解析性激素不屬于蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤。2．蛋白質(zhì)是目前已知結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，功能最多樣的分子。下列有關(guān)蛋白質(zhì)及其功能的敘述，不正確的是()A．生物體的很多結(jié)構(gòu)，如肌肉、頭發(fā)、羽毛等的主要成分都是蛋白質(zhì)B．血紅蛋白能夠運(yùn)輸氧氣，說(shuō)明蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸?shù)墓δ蹸．在病毒感染自愈者的體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了抗體的存在，說(shuō)明蛋白質(zhì)具有免疫功能D．總體來(lái)說(shuō)，蛋白質(zhì)具有催化、免疫、運(yùn)輸、遺傳等功能答案D解析蛋白質(zhì)不具有遺傳功能，D錯(cuò)誤。題組二蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸3．在下列分子中，屬于組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸是()A．①②④ B．①④⑤C．①③⑤ D．②③⑤答案C解析②中缺乏羧基，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，②不符合題意；④中氨基和羧基沒(méi)有連在同一個(gè)碳原子上，不是組成蛋白質(zhì)的氨基酸，④不符合題意。4．組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸中，酪氨酸幾乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，這種差異的產(chǎn)生取決于()A．酪氨酸的氨基比較多B．兩者R基組成不同C．精氨酸的羧基比較多D．兩者的結(jié)構(gòu)不同答案B5．已知苯丙氨酸的分子式是C9H11NO2，那么該氨基酸的R基是()A．—C7H7O B．—C7H7C．—C7H7N D．—C7H5NO答案B解析根據(jù)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式和苯丙氨酸的分子式C9H11NO2可知，它的R基是—C7H7，故選B。題組三蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性6．如圖表示二肽分子的結(jié)構(gòu)，①②③④中代表肽鍵的是()A．①B．②C．③D．④答案C7．如圖所示為某多肽化合物，關(guān)于其組成部分?jǐn)?shù)目的判斷，錯(cuò)誤的是()A．1個(gè)氨基 B．2個(gè)羧基C．2個(gè)肽鍵 D．3種R基答案D解析據(jù)圖可知，該多肽是由3個(gè)氨基酸組成的三肽，含有1個(gè)氨基(—NH2)、2個(gè)羧基(—COOH)、2個(gè)肽鍵，有2種R基，即—CH3、—CH2COOH。8．(2023·北京通州區(qū)高一期中)如圖為人的兩種功能不同的多肽類(lèi)激素——催產(chǎn)素和抗利尿激素的結(jié)構(gòu)示意圖，數(shù)字表示氨基酸的序號(hào)，文字表示氨基酸的縮寫(xiě)，如半胱氨酸縮寫(xiě)為“半胱”。兩種激素功能不同的原因是()A．連接氨基酸間的化學(xué)鍵不同B．氨基酸種類(lèi)不同C．氨基酸結(jié)合方式不同D．氨基酸數(shù)目不同答案B解析連接氨基酸間的化學(xué)鍵都是肽鍵，A錯(cuò)誤；據(jù)圖分析可知，催產(chǎn)素中含有異亮氨酸、亮氨酸，而抗利尿激素中含有苯丙氨酸、精氨酸，二者氨基酸種類(lèi)不同，導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，則功能不同，B正確；氨基酸之間的結(jié)合方式都一樣，都是脫水縮合，C錯(cuò)誤；據(jù)圖分析可知，催產(chǎn)素和抗利尿激素的氨基酸數(shù)目一致，D錯(cuò)誤。9．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了組成人體的第21種氨基酸—硒代半胱氨酸，其化學(xué)式為C3H7NO2Se，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該氨基酸是非必需氨基酸，其R基為－CH3SeB．各種氨基酸理化性質(zhì)不同的原因在于R基不同C．兩個(gè)氨基酸分子通過(guò)肽鍵連接成二肽D．兩個(gè)硒代半胱氨酸分子脫水縮合過(guò)程產(chǎn)生的H2O中的氫來(lái)源于羧基答案D解析兩個(gè)硒代半胱氨酸分子脫水縮合過(guò)程產(chǎn)生的H2O中的氫，一個(gè)來(lái)源于羧基，一個(gè)來(lái)源于氨基，D錯(cuò)誤。10．在胰島B細(xì)胞中先合成胰島素原，胰島素原再通過(guò)蛋白酶的水解作用，生成胰島素(如圖)。胰島素原水解所需的水分子中的氫用于()A．形成—SH和—OHB．形成—NH2和—COOHC．形成—NH2、—COOH和—SHD．形成—COOH和連接碳的—H答案B解析胰島素原是在胰島B細(xì)胞中由氨基酸經(jīng)脫水縮合反應(yīng)形成的，氨基酸經(jīng)脫水縮合形成胰島素原的過(guò)程中，脫去的水中的氫來(lái)自氨基酸的—NH2和—COOH，反之，胰島素原水解所需的水中的氫用于形成—NH2和—COOH，B符合題意。11．某條多肽鏈由31個(gè)氨基酸構(gòu)成，如圖為其部分結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述不正確的是()A．該多肽的側(cè)鏈基團(tuán)有31種B．該多肽至少有1個(gè)游離氨基C．該多肽有30個(gè)肽鍵D．該多肽形成過(guò)程中相對(duì)分子質(zhì)量減少了540答案A解析組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，所以該多肽的側(cè)鏈基團(tuán)最多有21種，A錯(cuò)誤；該多肽鏈由31個(gè)氨基酸構(gòu)成，其含有的肽鍵數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝31－1＝30(個(gè))，C正確；該多肽鏈由31個(gè)氨基酸構(gòu)成，形成過(guò)程中脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝31－1＝30(個(gè))，其相對(duì)分子質(zhì)量減少18×30＝540，D正確。12．細(xì)胞受到冰凍時(shí)，蛋白質(zhì)分子相互靠近，當(dāng)接近到一定程度時(shí)，蛋白質(zhì)分子中相鄰近的巰基(—SH)氧化形成二硫鍵(—S—S—)。解凍時(shí)，蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂，二硫鍵仍保留(如圖所示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．結(jié)冰和解凍過(guò)程中蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量均不變B．在解凍以后蛋白質(zhì)的功能可能會(huì)出現(xiàn)異常C．巰基(—SH)一定位于氨基酸的R基上D．抗凍植物可能具有較強(qiáng)的抗巰基氧化的能力答案A解析結(jié)冰時(shí)蛋白質(zhì)中巰基氧化形成二硫鍵，蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量變小，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的功能，由題干信息“解凍時(shí)，蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂”可知，解凍后的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，其功能也可能發(fā)生異常，B正確；細(xì)胞受到冰凍時(shí)，蛋白質(zhì)分子中相鄰近的巰基(—SH)會(huì)被氧化形成二硫鍵(—S—S—)，抗凍植物能夠適應(yīng)較冷的環(huán)境，根據(jù)形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，可推知抗凍植物有較強(qiáng)的抗巰基氧化能力，D正確。13．(2023·河北邢臺(tái)高一期末)如圖表示胰島素分子中一條多肽鏈，其中有3個(gè)甘氨酸且分別位于第8、20、23位。下列敘述正確的是()A．圖中所示多肽至少含有一個(gè)羧基和一個(gè)氨基B．該多肽一定含有21種氨基酸C．用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個(gè)甘氨酸的過(guò)程需要破壞5個(gè)肽鍵D．用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個(gè)甘氨酸，形成的產(chǎn)物中只有4條多肽答案A解析組成蛋白質(zhì)的氨基酸共有21種，但并不是每種蛋白質(zhì)都含有21種氨基酸，B錯(cuò)誤；要想除去圖中的3個(gè)甘氨酸，需要將甘氨酸前后的肽鍵都斷裂，因此特殊水解酶選擇性除去圖中的3個(gè)甘氨酸的過(guò)程需要破壞6個(gè)肽鍵，加6個(gè)水，C錯(cuò)誤；用特殊水解酶選擇性除去圖中的3個(gè)甘氨酸，形成的產(chǎn)物中有3條多肽，一個(gè)二肽，3個(gè)甘氨酸，D錯(cuò)誤。14．我國(guó)科學(xué)家合成了一種具有鎮(zhèn)痛作用而又不會(huì)像嗎啡那樣使病人上癮的藥物——腦啡肽，如圖是該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。腦啡肽的合成采用的是蛋白質(zhì)工程技術(shù)，這是生物發(fā)展在分子水平上的又一突破。請(qǐng)根據(jù)此化合物的結(jié)構(gòu)分析回答下列問(wèn)題：(1)該化合物有________個(gè)氨基和________個(gè)羧基。(2)該化合物是由________個(gè)氨基酸失去________分子水而形成的，這樣的反應(yīng)叫作____________，該化合物叫______肽。在形成時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量減少了________。(3)腦啡肽水解后可產(chǎn)生________種氨基酸，造成氨基酸種類(lèi)不同的原因是___________。(4)其基本單位的結(jié)構(gòu)通式為_(kāi)_____________________________________________________。答案(1)11(2)54脫水縮合五72(3)4R基(或側(cè)鏈基團(tuán))不同(4)解析(1)據(jù)圖可知，該化合物含有1個(gè)游離的氨基和1個(gè)游離的羧基。(2)該化合物中有4個(gè)肽鍵，它是由5個(gè)氨基酸通過(guò)脫水縮合而形成的，所以叫作五肽。在形成該多肽時(shí)，共脫去4個(gè)水分子，相對(duì)分子質(zhì)量減少了4×18＝72。(3)不同氨基酸的差別在于R基的不同，從腦啡肽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式上可以看出，有2個(gè)氨基酸的R基相同，所以其水解后可產(chǎn)生4種氨基酸。(4)蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式見(jiàn)答案。15．乙型腦炎是由腦炎病毒引起的急性傳染病。一種三肽化合物N－S－K(其結(jié)構(gòu)如圖所示)能夠抑制乙型腦炎病毒的活性，這為預(yù)防和治療乙腦提供了一條研究途徑。圖中字母N、S、K分別是三種氨基酸的簡(jiǎn)稱(chēng)。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)圖中虛線框⑤所示結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______，箭頭______(填序號(hào))所指結(jié)構(gòu)為肽鍵，圖中有________個(gè)游離氨基，構(gòu)成三肽的三種氨基酸在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于________________不同。(2)為研究新合成的三肽“S－N－K”的抗病毒效果，研究者選取了若干只生理狀況相同的小鼠平均分為四組，各組的處理方式和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。組別A組B組C組D組處理方式注射適量N－S－K和病毒注射等量S－N－K和病毒注射等量緩沖液和病毒？八天后小鼠存活率90%10%0100%①表中的“？”處的實(shí)驗(yàn)操作是________________。②比較A、B兩組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知______________影響三肽化合物的抗病毒效果。答案(1)羧基③3R基(或側(cè)鏈基團(tuán))(2)①注射等量緩沖液②氨基酸的排列順序第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.說(shuō)出核酸的種類(lèi)及其在細(xì)胞中的分布。2.簡(jiǎn)述核酸的結(jié)構(gòu)和功能。3.說(shuō)明生物大分子以碳鏈為基本骨架。一、核酸的種類(lèi)、分布及其組成1．種類(lèi)：一類(lèi)是脫氧核糖核酸，簡(jiǎn)稱(chēng)DNA；另一類(lèi)是核糖核酸，簡(jiǎn)稱(chēng)RNA。2．分布：真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA。RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。3．核酸是由核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈(1)核酸的基本組成單位——核苷酸①組成②種類(lèi)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(分類(lèi)依據(jù)：五碳糖的不同,類(lèi)別：脫氧核苷酸和核糖核苷酸))a．脫氧核苷酸：構(gòu)成DNA的基本單位。b．核糖核苷酸：構(gòu)成RNA的基本單位。(2)DNA和RNA的區(qū)別①分子組成的不同a．DNA的五碳糖是脫氧核糖，而RNA特有的則是核糖。b．DNA特有的堿基是胸腺嘧啶(T)，而RNA特有的則是尿嘧啶(U)。②分子結(jié)構(gòu)的不同DNA是由脫氧核苷酸連接而成的，一般由兩條鏈構(gòu)成，RNA則是由核糖核苷酸連接而成的，由一條鏈構(gòu)成。(3)通過(guò)DNA指紋獲得遺傳信息的根本原因生物的遺傳信息儲(chǔ)存在DNA分子中，而且每個(gè)個(gè)體的DNA的脫氧核苷酸序列各有特點(diǎn)(特異性)。(4)核酸的多樣性及功能①多樣性的原因：核苷酸數(shù)目不同和排列順序多樣。②功能a．核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。b．核酸在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。判斷正誤(1)真核細(xì)胞的RNA只分布在細(xì)胞質(zhì)中()(2)真、原核細(xì)胞內(nèi)均有兩種核酸()(3)核酸分子中，五碳糖∶磷酸∶含氮堿基＝1∶1∶1()(4)構(gòu)成DNA的脫氧核苷酸有4種，構(gòu)成RNA的核糖核苷酸有4種()(5)DNA中遺傳信息的多樣性主要取決于脫氧核苷酸的種類(lèi)()答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×解析(1)真核細(xì)胞的細(xì)胞核中也含有RNA。(5)DNA中遺傳信息的多樣性主要取決于脫氧核苷酸的數(shù)量和排列順序。任務(wù)一：整理歸納核酸的結(jié)構(gòu)、分布和水解產(chǎn)物1．整理歸納核酸的結(jié)構(gòu)層次、分布。比較項(xiàng)目脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)組成元素C、H、O、N、P基本單位名稱(chēng)脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)結(jié)構(gòu)圖組成無(wú)機(jī)酸磷酸五碳糖脫氧核糖核糖含氮堿基A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鳥(niǎo)嘌呤)T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)一般結(jié)構(gòu)兩條核苷酸鏈一條核苷酸鏈分布主要在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體內(nèi)也少量含有主要在細(xì)胞質(zhì)中2.比較真核生物、原核生物及病毒的核酸類(lèi)型，并完成表格。項(xiàng)目核酸遺傳物質(zhì)類(lèi)型核苷酸種類(lèi)堿基種類(lèi)類(lèi)型核苷酸種類(lèi)堿基種類(lèi)細(xì)胞生物真核生物DNA和RNA85DNA44原核生物DNA和RNA85DNA44非細(xì)胞生物(病毒)DNA病毒DNA44DNA44RNA病毒RNA44RNA443．DNA、RNA初步水解的產(chǎn)物和徹底水解的產(chǎn)物分別是什么？請(qǐng)完善表格。物質(zhì)初步水解的產(chǎn)物徹底水解的產(chǎn)物DNA脫氧核苷酸脫氧核糖、磷酸、4種堿基(A、T、C、G)RNA核糖核苷酸核糖、磷酸、4種堿基(A、U、C、G)1．如圖為核苷酸的模式圖，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A．DNA與RNA的不同點(diǎn)只體現(xiàn)在②處B．若②為核糖，則③可以是胸腺嘧啶C．在人類(lèi)免疫缺陷病毒中核苷酸共有8種D．人體內(nèi)的③有5種，②有2種答案D解析圖中①②③分別是磷酸、五碳糖、含氮堿基，DNA與RNA的不同點(diǎn)體現(xiàn)在②③兩處，A錯(cuò)誤；若②為核糖，則③可以是A、U、C、G，但不可能是T(胸腺嘧啶)，B錯(cuò)誤；人類(lèi)免疫缺陷病毒是RNA病毒，只含有一種核酸，4種核苷酸，C錯(cuò)誤；人體內(nèi)有2種核酸，故有2種②和5種③，D正確。2．如圖為某種核苷酸(已知圖甲的右上角部分為腺嘌呤)和某核苷酸鏈(圖乙)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)圖甲中該核苷酸的名稱(chēng)為_(kāi)_______________，該核苷酸是構(gòu)成哪一種核酸的基本原料？________________________________________________________________________。(2)請(qǐng)指出圖甲中哪一位置上的氧去掉后便可成為合成細(xì)菌遺傳物質(zhì)的基本原料：________(填序號(hào))。(3)圖乙中1、2、3的中文名稱(chēng)分別是________、________、________。(4)通常由圖乙中________條圖示的核苷酸鏈構(gòu)成一個(gè)________分子。(5)在豌豆的葉肉細(xì)胞中，由A、C、T、U4種堿基參與構(gòu)成的核苷酸共有________種。答案(1)腺嘌呤核糖核苷酸RNA(2)③(3)磷酸脫氧核糖胞嘧啶(4)2DNA(5)6解析(1)根據(jù)圖甲中③判斷，該核苷酸的五碳糖是核糖，因此名稱(chēng)為腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位之一。(2)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA，基本原料是脫氧核苷酸，應(yīng)去掉③中的氧。(3)圖乙中1、2、3分別為磷酸、脫氧核糖、胞嘧啶。(4)圖乙中含有T，為DNA分子的一條鏈，DNA分子一般含有兩條鏈。(5)豌豆的葉肉細(xì)胞中含有DNA和RNA，因此A、C分別參與構(gòu)成兩種核苷酸，T、U各自參與構(gòu)成一種核苷酸，共6種核苷酸。二、生物大分子以碳鏈為骨架1．單體和多聚體生物大分子是由許多基本單位連接而成的，這些基本單位稱(chēng)為單體，這些生物大分子又稱(chēng)為單體的多聚體。單體(基本單位)多聚體(生物大分子)單糖多糖氨基酸蛋白質(zhì)核苷酸核酸2.生物大分子以碳鏈為基本骨架的原因：每一個(gè)單體都以若干個(gè)相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架，由許多單體連接成多聚體。3．碳的重要作用：碳是生命的核心元素。4．細(xì)胞是由化學(xué)元素和化合物構(gòu)成的(1)以碳鏈為骨架的多糖、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子，構(gòu)成細(xì)胞生命大廈的基本框架。(2)糖類(lèi)和脂質(zhì)提供了生命活動(dòng)的重要能源。(3)水和無(wú)機(jī)鹽與其他物質(zhì)一起，共同承擔(dān)著構(gòu)建細(xì)胞、參與細(xì)胞生命活動(dòng)等重要功能。(4)細(xì)胞中的化合物，含量和比例處在不斷變化之中，但又保持相對(duì)穩(wěn)定，以保證細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。特別提醒脂肪不屬于生物大分子的原因：脂肪類(lèi)化合物是由甘油和脂肪酸結(jié)合而成的，而且脂肪的分子量與蛋白質(zhì)、核酸、多糖相比小很多，一般不稱(chēng)其為生物大分子。判斷正誤(1)構(gòu)成生物大分子的單體在排列順序上并不都具有多樣性()(2)由基本單位葡萄糖組成的生物大分子都是植物細(xì)胞壁的主要成分()(3)多聚體最終水解的產(chǎn)物不一定是單體()答案(1)√(2)×(3)√解析(1)組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，構(gòu)成任一種核酸的單體都有4種，因此，蛋白質(zhì)和核酸的單體在排列順序上都具有多樣性，而淀粉的單體是葡萄糖，只有一種，因此在排列順序上不具有多樣性。(2)由葡萄糖構(gòu)成的生物大分子為淀粉、纖維素、糖原，其中淀粉、糖原作為儲(chǔ)能物質(zhì)，纖維素構(gòu)成植物細(xì)胞壁的成分。(3)多聚體最終水解的產(chǎn)物不一定是單體，如核酸初步水解的產(chǎn)物是單體——核苷酸，而徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、五碳糖和含氮堿基。任務(wù)二：辨析細(xì)胞中的有機(jī)物1．請(qǐng)根據(jù)元素組成判斷細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物種類(lèi)。(1)只含C、H、O→糖類(lèi)、脂肪或固醇類(lèi)。(2)除C、H、O、N外，有的還含有S→蛋白質(zhì)。(3)只含有C、H、O、N、P→磷脂或核酸等。2．組成細(xì)胞的化合物，具有物種特異性的物質(zhì)有哪些？提示具有物種特異性的物質(zhì)是蛋白質(zhì)和核酸。3．如圖表示細(xì)胞內(nèi)不同化學(xué)元素所組成的化合物。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．若圖中①為某種多聚體，則①可具有傳遞信息的作用B．若②分布于內(nèi)臟器官周?chē)?，則②可具有緩沖和減壓作用C．若③為某種多聚體，則③一定是DNAD．若④存在于昆蟲(chóng)的外骨骼中，則④可能是幾丁質(zhì)答案C解析①為多聚體，且含有C、H、O、N4種元素，則其可能是蛋白質(zhì)，可具有傳遞信息的作用，A正確；②只含有C、H、O3種元素，且分布于內(nèi)臟器官的周?chē)?，則其可能是脂肪，脂肪具有緩沖和減壓的作用，B正確；③為多聚體，且含有C、H、O、N、P5種元素，則其可能是核酸，即③可能是DNA或RNA，C錯(cuò)誤；④只含有C、H、O3種元素，且存在于昆蟲(chóng)的外骨骼中，則其可能是幾丁質(zhì)，D正確。4．生命科學(xué)常用圖示表示微觀物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，圖1～3分別表示植物細(xì)胞中常見(jiàn)的三種有機(jī)物，則圖1～3可分別表示()A．多肽、RNA、淀粉 B．DNA、RNA、纖維素C．DNA、蛋白質(zhì)、糖原 D．蛋白質(zhì)、核酸、糖原答案A解析圖1中，單體具有很多不同的形狀，這些不同的單體只能表示21種氨基酸，因此圖1可能表示蛋白質(zhì)或者多肽；圖2中，有4種不同的單體，因此這些單體可以表示RNA分子的4種核糖核苷酸，或者表示DNA分子的4種脫氧核苷酸；圖3中只有1種單體，最可能表示由葡萄糖聚合形成的多糖，而植物細(xì)胞中的多糖只有淀粉和纖維素。綜合三幅圖，圖1～3可分別表示蛋白質(zhì)或多肽、RNA或DNA、淀粉或纖維素，故選A。題組一核酸的種類(lèi)及其分布1．核酸在真核細(xì)胞里的分布情況，下列哪項(xiàng)最合適()A.DNA全部分布在細(xì)胞核中，RNA全部分布在細(xì)胞質(zhì)中B.DNA和RNA全部分布在細(xì)胞核中C.DNA主要分布在細(xì)胞膜中，RNA分布在細(xì)胞質(zhì)中D.DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中答案D2．下列有關(guān)核酸分布的敘述，正確的是()A．SARS病毒中的RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中B．真核細(xì)胞的DNA和RNA全部分布在細(xì)胞核中C．原核細(xì)胞的DNA主要存在于細(xì)胞核中D．人體細(xì)胞中的RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中答案D題組二核酸是由核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈3．下列各圖能正確表示核苷酸結(jié)構(gòu)的是()答案B4．有關(guān)下列概念圖的敘述，不正確的是()A．①表示含氮堿基B．②表示核糖C．④表示脫氧核苷酸D．組成DNA的元素有5種答案B解析圖示概念圖表示了DNA的結(jié)構(gòu)層次，DNA的單體是脫氧核苷酸，每一分子脫氧核苷酸都由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，所以①表示含氮堿基，②表示脫氧核糖，④表示脫氧核苷酸，組成DNA的元素有C、H、O、N、P，共5種。5.如圖為DNA和RNA化學(xué)成分的比較概念圖，圖中陰影部分表示()A．脫氧核糖、鳥(niǎo)嘌呤、腺嘌呤、磷酸B．胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸C．核糖、脫氧核糖、磷酸D．胞嘧啶、鳥(niǎo)嘌呤、腺嘌呤、磷酸答案D解析分析題圖可知，陰影部分是DNA和RNA共同含有的，DNA中含有的是脫氧核糖，RNA中含有的是核糖，A、C錯(cuò)誤；胸腺嘧啶是DNA特有的堿基，B錯(cuò)誤；胞嘧啶、鳥(niǎo)嘌呤、腺嘌呤和磷酸是DNA和RNA共同含有的，D正確。6．DNA指紋技術(shù)在案件偵破工作中有著重要作用，從案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)提取DNA樣品，可為案件偵破提供證據(jù)，其中的生物學(xué)原理是()A．不同人體內(nèi)的DNA所含的堿基種類(lèi)不同B．不同人體內(nèi)的DNA所含的五碳糖和磷酸不同C．不同人體內(nèi)的DNA的空間結(jié)構(gòu)不同D．不同人體內(nèi)的DNA所含的脫氧核苷酸排列順序不同答案D解析不同人體內(nèi)的DNA所含的堿基種類(lèi)相同，都是A、T、C、G，A錯(cuò)誤；不同人體內(nèi)的DNA所含的五碳糖(脫氧核糖)和磷酸相同，B錯(cuò)誤；DNA的空間結(jié)構(gòu)相同，C錯(cuò)誤；DNA指紋技術(shù)根據(jù)人與人之間的遺傳信息不同，遺傳信息儲(chǔ)存在DNA分子中，每個(gè)個(gè)體的DNA的脫氧核苷酸的排列順序各有特點(diǎn)，D正確。題組三生物大分子以碳鏈為骨架7．下列關(guān)于生物大分子的敘述，不正確的是()A．生物大分子的主要功能是為細(xì)胞提供能量B．核酸是儲(chǔ)存遺傳信息、控制蛋白質(zhì)合成的生物大分子C．淀粉、糖原、纖維素都是生物大分子D．多糖、蛋白質(zhì)等生物大分子體現(xiàn)了“碳是生命的核心元素”答案A解析生物大分子包括多糖、蛋白質(zhì)和核酸等，細(xì)胞內(nèi)的糖類(lèi)是主要的能源物質(zhì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；多糖、蛋白質(zhì)等生物大分子都以若干相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架，由許多單體連接成多聚體，體現(xiàn)了“碳是生命的核心元素”，D項(xiàng)正確。8．(2022·甘肅蘭州高一月考)0～9,10個(gè)數(shù)字可以有若干不同位數(shù)的組合；a～z,26個(gè)字母可以構(gòu)成若干不同的單詞；相似地，以碳鏈為基本骨架的小分子單體也能構(gòu)成許多不同的多聚體，模式圖如下。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．若圖中S1、S2、S3、S4……為同一種單體，則該多聚體可以表示淀粉B．多聚體多糖的單體都是葡萄糖C．若圖中單體表示氨基酸，則形成此長(zhǎng)鏈時(shí)所有氨基和羧基都參與脫水縮合D．若圖中多聚體為DNA，構(gòu)成其的脫氧核糖的組成元素為C、H、O、N、P答案A解析淀粉為生物大分子，其單體均為葡萄糖，可用題圖表示，A正確；多聚體多糖的單體是單糖，而并非都是葡萄糖，如幾丁質(zhì)的單體不是葡萄糖，B錯(cuò)誤；若圖中單體表示氨基酸，則該長(zhǎng)鏈為肽鏈，其一端為游離的氨基，另一端為游離的羧基，且單體R基所帶氨基和羧基一般不參與脫水縮合，C錯(cuò)誤；若圖中多聚體為DNA，構(gòu)成其的脫氧核糖的組成元素為C、H、O，D錯(cuò)誤。9．(2022·廣東佛山高一期末)如圖為某種有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)圖，數(shù)字1～5代表五個(gè)碳原子相應(yīng)的位置。下列敘述正確的是()A．該化合物是構(gòu)成DNA及其基本單位的成分之一B．形成核苷酸時(shí)，碳原子1與磷酸相連，碳原子5與含氮堿基相連C．SARS病毒的遺傳物質(zhì)徹底水解可以產(chǎn)生該化合物D．該化合物在核苷酸單鏈中，與下一個(gè)核苷酸相連的是碳原子2答案C解析該化合物是核糖，是構(gòu)成RNA及其基本單位的成分之一，A錯(cuò)誤；形成核苷酸時(shí)，碳原子5與磷酸相連，碳原子1與含氮堿基相連，B錯(cuò)誤；SARS病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，徹底水解能得到核糖，C正確；該化合物在核苷酸單鏈中，與下一個(gè)核苷酸相連的是碳原子3，D錯(cuò)誤。10.核酸是由許多核苷酸聚合成的生物大分子，為生命的最基本物質(zhì)之一，如圖為某核苷酸鏈片段的示意圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖示化合物的元素組成共有5種B．圖中化合物含胞嘧啶核糖核苷酸C．圖示化合物的核苷酸序列中儲(chǔ)存著遺傳信息D．圖示化合物在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均能找到答案B解析圖中含有胸腺嘧啶(T)，說(shuō)明這是脫氧核糖核苷酸鏈，應(yīng)含有胞嘧啶脫氧核糖核苷酸，B錯(cuò)誤。11．(2022·南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高一期末)如圖是生物體內(nèi)核酸的基本單位——核苷酸的結(jié)構(gòu)模式圖，下列敘述正確的是()A．構(gòu)成人體遺傳物質(zhì)的b共有4種，a有1種，m有4種B．構(gòu)成人體的遺傳物質(zhì)的b共有8種，a有2種，m有5種C．在HIV病毒中可以檢測(cè)到2種a、5種m、8種bD．若m為尿嘧啶，則b的名稱(chēng)是尿嘧啶核糖核苷酸或尿嘧啶脫氧核苷酸答案A解析人體的遺傳物質(zhì)為DNA，DNA中的核苷酸有4種，五碳糖為脫氧核糖，含氮堿基有A、T、G、C4種，B錯(cuò)誤；HIV病毒的核酸只有RNA，因此可以檢測(cè)到1種a,4種m,4種b，C錯(cuò)誤；若m為尿嘧啶，尿嘧啶是RNA特有的堿基，則b的名稱(chēng)只能是尿嘧啶核糖核苷酸，D錯(cuò)誤。12．鯉春病毒病是一種由彈狀病毒引起的常在鯉科魚(yú)類(lèi)中流行的疾病。該病毒外包一層囊膜，內(nèi)含一條單鏈RNA。下列相關(guān)敘述不合理的是()A．該彈狀病毒的組成元素一定含有C、H、O、N、PB．該彈狀病毒的RNA初步水解產(chǎn)物有4種核糖核苷酸C．鯉科魚(yú)類(lèi)的遺傳物質(zhì)與該彈狀病毒的遺傳物質(zhì)相同D．該彈狀病毒的遺傳物質(zhì)徹底水解可得到6種水解產(chǎn)物答案C解析據(jù)題意可知，該病毒含有RNA，RNA的元素組成是C、H、O、N、P，A合理；該彈狀病毒的RNA初步水解產(chǎn)物有4種核糖核苷酸，B合理；鯉科魚(yú)類(lèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，該彈狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，C不合理；該彈狀病毒的遺傳物質(zhì)徹底水解可得到磷酸、核糖和4種堿基(A、U、C、G)，共6種水解產(chǎn)物，D合理。13．下列關(guān)于生物遺傳物質(zhì)的敘述正確的是()A．只有細(xì)胞內(nèi)的核酸才是攜帶遺傳信息的物質(zhì)B．分子大小相同、堿基含量相同的核酸分子所攜帶的遺傳信息一定相同C．有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物以DNA為遺傳物質(zhì)，病毒以RNA為遺傳物質(zhì)D．大腸桿菌體內(nèi)既有DNA，又有RNA，但以DNA作為遺傳物質(zhì)答案D解析病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但病毒的核酸也是攜帶遺傳信息的物質(zhì)，A錯(cuò)誤；遺傳信息是指核酸分子中的堿基排列順序，所以分子大小相同、堿基含量相同的核酸分子所攜帶的遺傳信息不一