蛋白質(zhì)和核酸是構(gòu)成生物體生命活動的重要化合物。核酸通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)的合成,蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者,核酸是遺傳信息的攜帶者。兩者在歷年的高考命題中既是重點又是熱點,也是同學(xué)們在學(xué)習(xí)中最感困難的問題。因此,學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時可以通過構(gòu)建關(guān)系模型對其進(jìn)行歸納和總結(jié)。
一、模型構(gòu)建
二、模型解讀
1.逐一分析
1.1 蛋白質(zhì)的考查
⑴氨基酸的知識(約為20種)
①結(jié)構(gòu)特點:至少含一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH),但都有一個與中心碳原子相連;R基不同決定氨基酸不同,該特點也是判斷組成生物體氨基酸的依據(jù)。
②連接方式:通過脫水縮合反應(yīng),形成肽鍵(-CO-NH-)連接成肽,多個氨基酸分子縮合而成的多肽就是肽鏈。注意:多肽種類的計算。
⑵蛋白質(zhì)的功能:參見2.1蛋白質(zhì)的主要功能。
⑶蛋白質(zhì)的計算:①肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)目=水解所需水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù);②至少含有的游離氨基或羧基的數(shù)目=肽鏈數(shù);③蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸的相對分子質(zhì)量(氨基酸數(shù)目×氨基酸平均分子質(zhì)量)-脫去水分子的相對分子質(zhì)量(18×脫去水的分子數(shù)目)。注意:鏈狀肽和環(huán)狀肽的計算。
1.2 核酸的考查
核酸種類
中文
名稱
基本
單位
基本單位的成分
鏈狀結(jié)構(gòu)
分布
鑒別
磷酸
五碳糖
含氮堿基
DNA
脫氧核糖核酸
脫氧核苷酸
相同
脫氧核糖
A、T
C、G
由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成
主要在細(xì)胞核中
DNA+甲基綠→綠色
RNA
核糖核酸
核糖核苷酸
核糖
A、U
C、G
由一條核糖核苷酸鏈構(gòu)成
主要在細(xì)胞質(zhì)中
RNA+吡羅紅→紅色
備注:①有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物(包括原核生物和真核生物):核酸種類數(shù)為2種,五碳糖種類數(shù)為2種,堿基種類為5種,核苷酸種類數(shù)為8種;②無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物(以病毒為例):核酸種類數(shù)為1種,五碳糖的種類數(shù)為1種,堿基種類數(shù)為4種,核苷酸種類數(shù)為4種。③DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì),RNA是少數(shù)不含DNA的病毒的遺傳物質(zhì)。
2.綜合分析
2.1從“結(jié)構(gòu)和功能” 的角度看
種類
組成元素
基本單位
水解產(chǎn)物
主要功能
蛋
白
質(zhì)
都含C、H、O、N元素,有的還含P、S等
氨基酸
蛋白質(zhì)初步水解→多肽
①構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì),如肌肉蛋白;②催化作用,如大多數(shù)的酶;③運(yùn)輸作用,如血紅蛋白;④調(diào)節(jié)作用,如胰島素;⑤免疫作用,如抗體;⑥識別和信息傳遞作用,如糖蛋白
蛋白質(zhì)徹底水解→氨基酸
核
酸
主要由C、H、O、N、P等組成
核苷酸
核酸初步水解→核苷酸
①遺傳信息的攜帶者;②一切生物體的遺傳物質(zhì);③對于生物體的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要的作用
核酸徹底水解→堿基、五碳糖和磷酸
2.2 從“基因的表達(dá)”的角度看
⑴細(xì)胞的分化:①分化的實質(zhì):基因在特定的時間和空間內(nèi)選擇性表達(dá)的結(jié)果。同一個體的不同體細(xì)胞中,核DNA種類相同,而mRNA和蛋白質(zhì)的種類則不完全相同,這是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。從而使細(xì)胞在形態(tài)與功能上發(fā)生改變。②一般地說,同一個個體的體細(xì)胞的基因型理論上是完全相同的,即遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變。因為它們都來自同一個受精卵的有絲分裂過程形成。
⑵分泌蛋白的形成:①合成過程:分泌蛋白是在基因的控制下完成的,包括轉(zhuǎn)錄和翻譯(定義、場所、原料、條件、過程、結(jié)果)。②合成部位:核糖體(包括游離核糖體和附著核糖體),其中分泌蛋白是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的附著核糖體上合成的。③合成及分泌的途徑是:核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞膜→胞外(線粒體全程供能),如抗體、胰島素等的合成。
⑶轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的計算:①原核細(xì)胞基因編碼區(qū)中的脫氧核苷酸(或堿基)、核糖核苷酸(或堿基)、氨基酸的數(shù)量比例關(guān)系為6(n+1):3(n+1):n;②真核細(xì)胞基因編碼區(qū)中外顯子中的脫氧核苷酸(或堿基)、核糖核苷酸(或堿基)、氨基酸的數(shù)量比例關(guān)系為6(n+1):3(n+1):n。若n的數(shù)值很大的話 高中語文,可把三者的比值近似看成6:3:1。
2.3從“物種的特異性”的角度看:核酸和蛋白質(zhì)均存在著物種的特異性,可以區(qū)分或判斷不同物種間的親緣關(guān)系、鑒別物種。其中DNA是起決定作用的,因此可從分子水平上為生物進(jìn)化、親子鑒定、案件偵破等提供證據(jù)。值得注意的是核酸和蛋白質(zhì)的基本單位核苷酸和氨基酸不具有物種差異性,故不能作上述應(yīng)用。
2.4從“生物的多樣性”角度看:①核酸中貯存的遺傳信息通過控制合成多種多樣的蛋白質(zhì)而得到具體的體現(xiàn)。②核酸多樣性(堿基對種類、數(shù)量及排列順序)蛋白質(zhì)多樣性(氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序+肽鏈空間結(jié)構(gòu))生物多樣性(遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性)。③生物多樣性的原因:根本原因是核酸分子結(jié)構(gòu)多樣性,直接原因是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的多樣性。
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