生物步步高3.蛋白质和核酸

生物步步高3.蛋白质和核酸

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蛋白质的结构、功能及相关计算

• 组成蛋白质的氨基酸

  • 元素组成：、、 和 等

  • 结构：

    • 通式：

    • 特点：至少都有一个氨基和一个羧基，都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

  • 种类：

    • 非必需氨基酸：能在人体内合成。

    • 必需氨基酸：不能在人体内合成。

必需氨基酸成人有 8 种，巧记为甲来写一本亮色书，即甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸。
婴儿多一种必需氨基酸：组氨酸。

• 蛋白质的合成及其结构层次

  • 脱水缩合：一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基相连接，同时脱去一分子水。

  • 肽键：

  • C H O N 等元素组成氨基酸，氨基酸脱水缩合形成多肽链，一条或数条多肽链盘曲折叠形成蛋白质。

• 蛋白质的多样性

  • 结构多样性

    • 氨基酸：数目、种类、排列顺序不同。

    • 蛋白质：空间结构不同。

  • 功能多样性

    • 功能蛋白

      • 催化：绝大多数酶。

      • 运输：血红蛋白、载体蛋白。

      • 调节：蛋白质类激素。

      • 免疫：抗体和淋巴因子。

    • 结构蛋白：如肌肉、头发中的蛋白质。

世界上第一个人工合成蛋白质的诞生：1965 年我国科学家完成了结晶牛胰岛素的全部合成，这是世界上第一个人工合成并具有生物活性的蛋白质。

1969 年，人们在坠落的陨石中发现了氨基酸，这些氨基酸不是来自地球，可以推测出？
宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式，因为氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是生命活动的主要承担者。

判断：胰岛素的不同肽链之间通过肽键相连。
错误，通过二硫键相连。

长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，分析原因。
赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，从食物中摄取才能保证正常生命活动。
玉米中不含赖氨酸，以玉米为主食的人容易缺乏赖氨酸。

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。

熟鸡蛋更容易消化的原因？
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。

蛋白质变性后可以用双缩脲试剂检测吗？为什么？
可以，高温破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构，但没有破坏肽键。

判断：不同氨基酸的 R 基一定不同。
正确。

判断：氨基酸是胰岛素等各种激素分子的基本单位。
错误，只有蛋白质类激素分子的基本单位才是氨基酸。

判断：酪氨酸缺乏是人患白化病的根本原因。
错误，根本原因是缺乏有关的基因。

生命活动的主要承担者是？
蛋白质。

判断：一切生命活动都离不开蛋白质。
正确。

判断：蛋白质纤维组成的细胞骨架与信息传递生命互动相关。
正确。

判断：人体不需要非必需氨基酸。
错。非必需氨基酸和必需氨基酸按人体能否自行合成划分，不是按照人体是否需要划分。

什么是分泌蛋白？
在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。这些蛋白质都要经过内质网和高尔基体。

蛋白质的盐析会造成其生命活性的丧失吗？
不会。

核糖体有膜结构吗？
没有。

判断：蛋白质都在核糖体上合成。
正确。

氨基酸元素组成？
C H O N，还有某些其他元素（例如 S）。

核酸的组成、结构与功能

• 核酸的结构层次

  • 元素组成：、、、 和

  • 小分子物质：磷酸、五碳糖、碱基

  • 核苷酸

  • 核苷酸链

  • 核酸：DNA 或 RNA

核酸的功能？
携带遗传信息，控制遗传、变异和蛋白质的合成。

DNA 与 RNA 分别主要分布在哪里？
DNA：细胞核中。
RNA：细胞质中。

原核细胞的 DNA 也是双链链状结构吗？位于细胞内的什么部位？
不是，是双链环状结构。
位于拟核和细胞质中。

构成 DNA 分子的脱氧核苷酸虽然只有 4 种，但是如果数量不限，在组成长链时，排列顺序是极其多样化的，所以 DNA 分子具有多样性。

判断：DNA 分子多样性表现在脱氧核苷酸的种类、数目、排列顺序和 DNA 分子空间结构的多样性上。
错误，没有空间结构多样性。

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。

生物大分子以什么为骨架？
碳链。

判断：生物大分子包括蛋白质、核酸和糖类。
错误，糖类中的多糖才是生物大分子。

判断：同一生物体的不同细胞中，DNA 基本相同，RNA 不完全相同。
正确。

判断：只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。
错误，例如病毒无细胞结构。

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。

碳是“生命的核心元素”的原因是？
生物大分子以碳链为骨架。

人体内氨基酸有多少种？
20 种。

DNA 初步水解产物？
4 种脱氧核苷酸。

DNA 彻底水解产物？
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。

核酸结构多样性的决定性因素？
核苷酸的数量及排列顺序。

生物多样性表现为？
基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。

DNA 含有的四种含氮碱基分别是？
腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)

RNA 含有的四种含氮碱基分别是？
腺嘌呤(A)、尿嘧啶(U)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)

判断：有的病毒可能同时含 DNA 和 RNA。
错。病毒只含 DNA 和 RNA 中的一种作为遗传物质。

观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布

• 实验原理

  • 甲基绿和吡罗红对 DNA 和 RNA 的亲和力不同

  • 利用甲基绿吡罗红混合染色液将细胞染色。

  • 盐酸的作用：

    • 改变细胞膜通透性，以加速染色剂进入细胞。

    • 使染色质中的 DNA 与蛋白质分离，有利于DNA 与染色剂结合。

• 观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布的步骤

  • 制片

    • 在载玻片上滴一滴质量分数为 的氯化钠溶液

    • 用消毒牙签取口腔上皮细胞

    • 将涂有口腔上皮细胞的载玻片用酒精灯烘干

  • 水解

    • 在小烧杯中放入 质量分数为 的盐酸和烘干的载玻片

    • 在大烧杯中加入 温水

    • 将小烧杯放在大烧杯中保温 5min

  • 冲洗

    • 用蒸馏水的缓水流重洗载玻片 10s

  • 染色

    • 用吸水纸吸去载玻片上的水分

    • 将吡罗红甲基绿染色剂滴 2 滴在载玻片上，染色 5min

    • 吸去多余染色剂，盖上盖玻片

  • 观察

    • 先低倍镜，后高倍镜

观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布实验中，不选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞，原因是？
紫色洋葱鳞片野外表皮细胞含紫色液泡，叶肉细胞含叶绿体，造成颜色干扰。

• 观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布实验中各种处理的目的

  • 取材前漱口：防止食物残渣影响。

  • 质量分数为 的氯化钠溶液：保持口腔上皮细胞的正常形态。

  • 酒精灯烘干载玻片：快速杀死并固定细胞。

  • 质量分数为 的盐酸：

    • 改变细胞膜通透性，加速染色剂进入细胞。

    • 使染色质中 DNA 与蛋白质分离，有利于 DNA 与染色剂结合。

  • 蒸馏水冲洗涂片：洗去盐酸，防止影响染色效果。

  • 用甲基绿吡罗红染色：使 DNA 和 RNA 着色便于观察。

甲基绿吡罗红染色液需要现配现用吗？
需要。

观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布时，用什么细胞作为材料？
口腔上皮细胞。

判断：观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布时，为了给细胞染色，要先滴加甲基绿染液，再滴加吡罗红染液。
错。必须添加甲基绿吡罗红的混合染液。

判断：观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布时，在染色后要用 的酒精溶液洗去浮色。
错。染色后要用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片 10s。

判断：核仁能被甲基绿和吡罗红染成红色，说明核仁中含有 RNA.
正确。

RNA 有催化功能吗？
有的 RNA 有催化的功能。

脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水的过程。

组成蛋白质的氨基酸的共同特点是？
每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

由肽键连接氨基酸分子形成肽链，肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。

蛋白质结构和功能具有多样性的根本原因？
基因多样性和基因选择性表达。

蛋白质结构和功能具有多样性的直接原因？
形成肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，
肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

判断：细胞中生物大分子的合成需要酶来催化。
正确。

判断：细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子。
正确。

合成分泌蛋白的过程中，高尔基体的功能？
对蛋白质进行加工、分类和包装。

变性的蛋白质容易被蛋白酶水解的原因？
蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质水解。

可以口服蛋白质类激素吗？
不能，会被消化分解而失去生物活性。

判断：使用高倍显微镜可以清楚看到染色体和 RNA 分子。
错误，可以看到染色体，不能看到 RNA 分子。

判断：观察 DNA、RNA 在细胞中分布实验步骤是制片→水解→染色→冲洗→观察。
错误，是制片→水解→冲洗→染色→观察。
水解后先冲洗再染色。

DNA 通过 RNA 控制蛋白质的合成来控制生物性状的过程叫做？
基因的表达。

RNA 的作用？
mRNA：遗传信息媒介，携带遗传密码，直接指导蛋白质合成。
tRNA：识别并转运氨基酸，转运到核糖体上参与翻译过程。
rRNA：核糖体的组成部分，具有催化作用。