蛋白质和核酸:生命活动的两位＂大主角＂高中生物 必修一

一、先认识"生物大分子"

细胞中的生物大分子主要由碳链构成，包括多糖、蛋白质、核酸等。

它们都是由许多基本单位连接成的多聚体，基本单位叫单体。

蛋白质的单体是氨基酸，核酸的单体是核苷酸。

注意：多糖的单体是单糖，脂质不是生物大分子，也不是由单体聚合成的。

二、蛋白质

组成元素

蛋白质主要由C、H、O、N四种元素组成。

很多蛋白质还含有S元素。

部分蛋白质含有其他元素，比如血红蛋白含有Fe，这是常考的"特殊元素"。

易错点：说"蛋白质一定含S"是错的，只能说很多蛋白质含S；但蛋白质一定含有N，这是与糖类、脂肪区分的关键。

基本单位：氨基酸

组成蛋白质的氨基酸约有20种。

氨基酸的结构特点是：至少含有一个氨基（-NH₂）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

这个碳原子叫中心碳原子，还连接一个氢和一个侧链基团（R基）。

R基的不同，决定了氨基酸的种类不同。

记法：氨基、羧基、氢、R基，四样东西连在同一个碳原子上。

氨基酸怎么连成蛋白质

相邻氨基酸的氨基和羧基之间发生脱水缩合。

脱去一分子水，形成肽键。

两个氨基酸连成二肽，三个连成三肽，三个以上一般叫多肽。

肽链再经过盘曲折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。

关键计算：n个氨基酸连成1条肽链，脱去的水分子数 = 肽键数 = n - 1。

n个氨基酸连成m条肽链，脱去的水分子数 = 肽键数 = n - m。

易错点：脱水缩合中，水分子中的氢来自氨基和羧基，不是来自R基；肽键中的氧来自羧基，氮来自氨基。

结构层次

氨基酸 → 二肽/多肽 → 肽链 → 盘曲折叠 → 具有空间结构的蛋白质。

注意：蛋白质结构多样性的原因是，氨基酸种类不同、数目不同、排列顺序不同，以及肽链的空间结构不同。

易错点：说"蛋白质多样性只由氨基酸种类决定"是错的，四个原因缺一不可。

主要功能

结构物质：如肌肉蛋白、头发里的角蛋白、细胞膜上的载体蛋白。

催化：绝大多数酶是蛋白质。

运输：如血红蛋白运输氧气。

调节：如胰岛素，能降低血糖。

免疫：如抗体。

信息传递：如细胞膜上的受体。

记法：结构、催化、运输、调节、免疫，再加识别或信息传递。

易错点：说"酶一定是蛋白质"是错的，少数酶是RNA；说"激素一定是蛋白质"也是错的，如性激素属于脂质。

变性和水解

加热、强酸、强碱、重金属盐等会让蛋白质变性，空间结构被破坏，失去活性。

注意：变性只破坏空间结构，不断裂肽键，所以变性后的蛋白质仍能和双缩脲试剂发生紫色反应。

蛋白质在蛋白酶作用下最终水解成氨基酸，这个过程肽键断裂，需要消耗水。

易错点：变性是"结构坏了"，水解是"断成了小段"，两者不是一回事。

三、核酸

组成元素

核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。

易错点：核酸一定含P，蛋白质一般不含P，这是区分两者的重要依据。

基本单位：核苷酸

核苷酸由三部分组成：一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基。

五碳糖有两种，所以核苷酸分两类。

脱氧核糖核苷酸：含脱氧核糖，是DNA的基本单位。

核糖核苷酸：含核糖，是RNA的基本单位。

含氮碱基共有5种：A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、T胸腺嘧啶、U尿嘧啶。

DNA和RNA的碱基与五碳糖

DNA含有A、G、C、T四种碱基，五碳糖是脱氧核糖。

RNA含有A、G、C、U四种碱基，五碳糖是核糖。

记法：DNA有T没有U，RNA有U没有T，这是最容易混的一点。

结构

DNA一般由两条脱氧核苷酸链构成，两条链盘旋成双螺旋结构。

RNA一般由一条核糖核苷酸链构成。

易错点：说"DNA都是双链"不严谨，多数DNA是双链；说"RNA都是单链"也不严谨，RNA通常为单链。

主要功能

核酸是细胞内携带遗传信息的物质。

DNA储存遗传信息，控制生物的性状，是绝大多数生物的遗传物质。

RNA与遗传信息的表达有关，如信使RNA、转运RNA、核糖体RNA。

易错点：说"核酸是遗传物质"要小心，严格说是DNA是主要遗传物质，某些病毒的遗传物质是RNA。

四、蛋白质和核酸对比

组成元素：蛋白质是C、H、O、N，很多还含S；核酸是C、H、O、N、P。

基本单位：蛋白质是氨基酸；核酸是核苷酸。

单体种类：蛋白质约20种氨基酸；核酸共8种核苷酸，DNA的4种加RNA的4种。

连接方式：蛋白质靠肽键连接；核酸靠磷酸二酯键连接。

结构特点：蛋白质是肽链盘曲折叠形成的空间结构；核酸的DNA是双螺旋，RNA通常是单链。

主要功能：蛋白质是生命活动的承担者，负责结构、催化、运输、调节、免疫；核酸是遗传信息的携带者，负责储存和传递遗传信息。

五、高频易错点单独说明

一，蛋白质一定含N，不一定含S；核酸一定含P。

二，氨基酸至少含一个氨基和一个羧基，且两者连在同一个碳原子上，"至少"两个字不能漏。

三，脱水缩合中，水分子中的氢来自氨基和羧基，不是R基。

四，n个氨基酸形成1条肽链，脱去n-1个水；形成m条肽链，脱去n-m个水。

五，蛋白质变性不断裂肽键，仍能与双缩脲试剂发生紫色反应；水解才断裂肽键。

六，绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA；不是所有激素都是蛋白质。

七，DNA有碱基T，RNA有碱基U，别记反。

八，五碳糖的名称容易搞混：DNA含脱氧核糖，RNA含核糖。

九，核酸是遗传信息的携带者，不是"生命活动的承担者"，后者是蛋白质。

十，DNA是主要遗传物质，有些病毒的遗传物质是RNA。

六、随堂判断题

判断下列说法的对错，并说明理由。

组成蛋白质的氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基。（）

n个氨基酸形成一个具有m条肽链的蛋白质时，形成的水分子数是n-m。（）

蛋白质变性后肽键断裂，不能再与双缩脲试剂发生紫色反应。（）

DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，DNA特有的是T，RNA特有的是U。（）

核酸是生命活动的承担者，蛋白质是遗传信息的携带者。（）

所有生物的遗传物质都是DNA。（）

参考答案与解析

错。至少含有一个氨基和一个羧基，不是只有一个，R基中也可能有氨基或羧基。

对。脱去的水分子数等于肽键数，等于氨基酸数减去肽链数，即n-m。

错。变性只破坏空间结构，不断裂肽键，仍能与双缩脲试剂发生紫色反应。

对。两者共有A、G、C，DNA特有T，RNA特有U。

错。说反了。蛋白质是生命活动的承担者，核酸是遗传信息的携带者。

错。绝大多数生物的遗传物质是DNA，但有些病毒的遗传物质是RNA。

七、最后的记忆口诀

蛋白质里氮为要，氨基酸连肽键绕。

核酸带磷又带糖，碱基五碳配成双。

DNA有T没有U，RNA有U没有T。

肽链折叠有空间，核酸遗传信息传。

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