【备战2015】高考生物热点题型和提分秘籍专题03蛋白质与核酸(解析版)

-1-专题03蛋白质与核酸【高频考点解读】1．近三年高考中，蛋白质的结构和功能、蛋白质的鉴定、核酸是高考命题的热点。在理综高考中蛋白质的结构和功能常与代谢、调节、遗传等知识进行综合考查。2．对本讲的复习可从以下角度展开：(1)按照网络图中的元素→氨基酸→多肽→结构→功能的层次依次掌握各部分知识。(2)联系翻译过程和分泌蛋白的加工理解氨基酸的脱水缩合和蛋白质的空间结构。(3)通过示意图和模型理解蛋白质结构的多样性，通过调节、免疫、催化、运输等具体实例理解蛋白质功能的多样性。(4)由蛋白质的多样性联系基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。（5）生物多样性与核酸分子多样性的关系；【热点题型】题型一考查蛋白质例1、如图是一种化合物的结构示意图，请根据图解回答下面的问题：(1)该化合物的具体名称是________，组成该化合物的基本结构单位是________，其结构特点是_________________________。(2)该化合物的基本连接键是________，是由一个________与另一个________缩去一分子________形成的。(3)如果该化合物的相对分子质量是a，则组成该化合物的基本单位的平均相对分子质量是________，若R1、R2、R3既可以相同也可以不同，理论上生物体可以形成________种上图所示化合物。解析：(1)该化合物含两个肽键，由三个氨基酸脱水缩合而成，所以为三肽；多肽的基本结构单位为氨基酸，组成蛋白质的氨基酸的结构特点为至少含有一个氨基和一个羧基，并且连在同一个碳原子上。(2)氨基酸脱水缩合形成的化学键为肽键，是由一个氨基酸分子的氨基提供一个—H，另一个氨基酸分子的羧基提供一个—OH，脱去一分子水形成的。(3)设氨基酸的相对分子质量为x，那么a＝3x－2×18，则x＝(a＋36)/3；组成蛋白质的氨基酸共有20-2-种，它们组成三肽化合物的可能性为20×20×20＝203种。答案：(1)三肽氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，并且连在同一个碳原子上(2)肽键氨基酸分子的氨基氨基酸分子的羧基水(3)(a＋36)/3(或a/3＋12)203【提分秘籍】需特别关注的3个蛋白质结构的易错易混问题(1)氨基、羧基和肽键的书写误区不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为或；也不要将肽键误写为CO—NH或CONH，两端短线不能省略。(2)不能含有几个肽键就是几肽，而是由几个氨基酸组成就称为几肽。(3)高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽键盘曲折叠形成的空间结构。【举一反三】下图是人体的三个生理过程示意图，其中Y代表不同类型的蛋白质。下列说法正确的是()X与Y结合引起细胞代谢的改变①X被清除②X变为其他物质③A．若过程①中的X为激素，则Y代表的物质是受体糖蛋白，该糖蛋白也可存在于细胞膜内侧B．若过程②中的X是抗原，则Y是抗体，产生Y物质的细胞可以识别相应的抗原C．若过程③中的X是食物蛋白，则Y的释放与细胞膜的流动性有关D．若过程③中的X为反应底物，则Y在人体细胞内均分布于生物膜上【热点题型】题型二氨基酸缩合形成多肽过程中的有关计算-3-例2、已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128。图1为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图2为部分肽链放大示意图，请据图回答下列问题。(1)该化合物由氨基酸脱去________个水分子形成，这种结合方式叫做________，图1所示的蛋白质的相对分子质量为________。如果核苷酸的平均相对分子质量为400，则指导该蛋白质产生的基因的相对分子质量最小为________。(2)图2中有________种R基，肽键是________(填序号)：该肽链至少有________个游离的羧基。(3)假设有一个十肽，分子式为CxHyOzNmSn，组成该肽的氨基酸只有图2中的几种，则含有①的氨基酸有________个。【提分秘籍】1．蛋白质分子量、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。2．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。-4-3．蛋白质中含有N、O原子数的计算(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。(2)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原子总数－脱去水分子数。4．氨基酸的排列与多肽种类的计算(1)假若有n种氨基酸形成一个三肽，那么形成三肽的种类有n3：(2)假若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类为nm种。(3)假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类：(4)假若有n种氨基酸形成一个n肽，且每种氨基酸只有一个，则形成n肽的种类：n×(n－1)×(n－2)×…×1＝n！。5．组成蛋白质的氨基酸与相应DNA、RNA上核苷酸或碱基数目之间的关系DNA(基因)――→转录mRNA――→翻译蛋白质脱氧核苷酸或碱基核糖核苷酸或碱基氨基酸6∶3∶1在利用DNA中脱氧核苷酸数或RNA中核糖核苷酸数求其指导合成的蛋白质中氨基酸数目时，一般不考虑终止密码子问题，所求出的氨基酸数为其最大值。6．特殊情况的相关计算(1)若形成的多肽是环状：氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。(2)在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。【易混易错】(1)区分“种类”与“数量”：关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。(2)氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”“至少”时，不应考虑该计算过程中终止密码子的碱基数。(3)计算O和H的数量变化时，不要漏掉产生H2O中O、H的数量。【举一反三】回答下列有关蛋白质的问题。-5-(1)下图为脑啡肽的结构简式，据图回答：①脑啡肽是由5个氨基酸失去4分子的水形成的，这样的反应叫________。该化合物中有________个羧基。②脑啡肽分子是由________种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________。(2)一些大分子蛋白质的结构非常复杂，高温、X射线、强酸、强碱、重金属盐等会引起蛋白质变性，其原因主要是蛋白质的________遭到破坏。(3)现有800个氨基酸，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质，共有________个肽键和________个氨基，至少含有的O原子个数是________。(4)肉毒类毒素可用________试剂鉴定，该试剂使用方法是________________________________________________________________________。反应颜色为________。【热点题型】题型三考查核酸-6-例3．请仔细观察分析图后回答下列问题：(1)该图表示的物质名称为________，是构成________的基本单位，则碱基有________种，包括________。(2)若图中碱基为腺嘌呤，其生物学名称为________。(3)若把图中虚线框内的氧去掉，则其名称应为________，是构成________的基本单位，在人体细胞中有________种。(4)若要观察DNA和RNA在细胞中的分布，可选用________和________两种染色剂。解析：本题考查核苷酸的基本结构，核糖核苷酸是RNA的组成单位，脱氧核苷酸是DNA的组成单位。答案：(1)核糖核苷酸RNA4A、G、C、U(2)腺嘌呤核糖核苷酸(3)脱氧核苷酸DNA4(4)甲基绿吡罗红【提分秘籍】1．核酸与蛋白质的区别与联系(1)DNA和蛋白质均存在物种特异性，可作为鉴别不同物种的依据。(2)由于基因选择性表达，不同细胞中核DNA相同，mRNA和蛋白质不完全相同。2．不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况(1)核苷酸、DNA、RNA和ATP中“A”的含义辨析①核苷酸分子中的A是腺嘌呤。②DNA和RNA结构中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。③ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA呈双螺旋结构，所以具有稳定性；而RNA一般呈单链，结构不稳定，更容易发生变异。【举一反三】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()-7-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．构成人体遗传物质的b共有8种，a有2种，m有5种D．在HIV和SARS病毒中共可以检测到2种a、5种m、8种b【热点题型】题型四糖类、脂质的种类和作用例4．请回答以下有关细胞物质组成和功能的问题：(1)细胞中含有N元素的生物大分子是()A．核苷酸和糖原B．胰岛素和核酸C．氨基酸和胰高血糖素D．血红蛋白和纤维素(2)细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是________，完全由葡萄糖缩合而成的二糖是________。(3)构成细胞膜的脂质是________和________。(4)癌细胞转移与细胞膜上________减少有关。解析：(1)含N元素的分子有核苷酸、胰岛素、核酸、氨基酸、胰高血糖素和血红蛋白。-8-其中含N的大分子有胰岛素、核酸、胰高血糖素和血红蛋白。(2)细胞中糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是单糖，完全由葡萄糖缩合成的二糖是麦芽糖。(3)构成细胞膜的脂质是磷脂和胆固醇。(4)癌细胞转移与细胞膜上糖蛋白减少有关。糖蛋白减少，黏着性减小，癌细胞易分散、转移。答案：(1)B(2)单糖麦芽糖(或纤维二糖)(3)磷脂胆固醇(4)糖蛋白【提分秘籍】需特别关注的3个易错易混点(1)多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。(2)糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量，但脂肪中氧元素含量低，碳和氢元素比例较高，而糖类则相反，同质量的脂肪比淀粉在氧化时耗氧多。因此播种含脂肪较多的油料作物的种子时应比播种含淀粉多的谷类作物的种子时要浅一些。(3)性激素属于固醇类激素，而细胞膜主要由磷脂构成，根据相似相溶原理，性激素能够通过自由扩散进入细胞内，与细胞内受体结合，从而调节代谢过程。【举一反三】胆固醇是人体中的一种重要化合物，血浆中胆固醇的含量受LDL(一种胆固醇含量为45%的脂蛋白)的影响。下图表示细胞中胆固醇的来源，分析并回答下列问题：(1)人体中胆固醇的主要作用有：①________，②_________。(2)图中①过程为________。其产物彻底水解能得到________种不同的物质。②过程所需原料是______。已知mRNA1片段中有30个碱基，其中A和C共有12个，则其对应基因中G和T共有________个。(3)LDL受体的化学本质是________，LDL可以与细胞膜上的LDL受体结合，通过________(方式)进入细胞，此过程与细胞膜的________有关。-9-(4)从图中可以看出，当细胞胆固醇含量较高时，它可以抑制酶的合成和活性，也可以抑制________的合成。(5)脂蛋白是蛋白质和脂质的复合体，细胞中既是蛋白质加工，又是脂质合成的“车间”是________，据上图分析可知，细胞对胆固醇的合成过程存在________机制。(6)当LDL受体出现遗传性缺陷时，会导致血浆中的胆固醇含量________。【解析】人体中胆固醇的作用有两种：构成细胞膜的重要成分和参与血液中脂质的运输；由图可知，图中①②过程分别为转录和翻译，已知mRNA1片段中有30个碱基，其中A和C共有12个，则G和U共18个，则其对应基因中共有60个