高中生物第一单元第二讲：蛋白质和核酸

这是一个关于高中生物第一单元第二讲：蛋白质和核酸的思维导图，核酸的种类，结构和功能，蛋白质的结构和功能，观察DNA和RNA在细胞中的分布知识点总结。

蛋白质和核酸

• 蛋白质的结构和功能
  • 组成蛋白质的氨基酸及其种类
    • 元素组成：C H O N等，有的含S Fe等
    • 结构
      • 通式
      • 特点
        • 至少含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
      • 能在人体内合成
        • 非必需氨基酸（12种）
      • 不能在人体内合成
        • 必需氨基酸（8种，婴儿有9种）
  • 蛋白质的合成及其结 构，功能的多样性
    • 二肽的形成过程
      • 过程名称：脱水缩合 场所：核糖体
      • 二肽和肽键：
      • 肽键结构简式：-CO-NH-或-NH-CO-
      • H2O中的H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基 O的来源：羧基
    • 蛋白质的结构层次
      • 氨基酸--<脱水缩合>--多肽--<盘曲折叠>--蛋白质
        • 初步加工：内质网 精加工：高尔基体
      • 1、多肽无生物活性，基因的表达中的翻译阶段合 成的是多肽链。 2、多肽形成具有空间结构的蛋白质的场所有的是 在细胞质基质，有的在内质网上。
    • 蛋白质结构与 功能的多样性
      • 根本原因：DNA多样性
      • 结构多样性
        • 数目不同
        • 种类不同
        • 排列顺序不同
        • 氨基酸层面
        • 空间结构不同
          • 蛋白质层面
      • 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，信息传递 和调节（胰岛素，生长激素）
          • 免疫：抗体和淋巴因子
        • 结构蛋白
          • 构成细胞和生物体的结构（肌肉， 头发等的主要成分是蛋白质）
  • 蛋白质（多肽链） 的相关计算
    • 蛋白质形成过 程的有关计算
      • ①肽键数目=脱去水分子数目=氨基酸数目－肽链条数
        • 注：环状肽（肽键数目=脱去水分子数目=氨基酸数目）
      • ②蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸 平均相对分子质量－脱去水分子数目×18
        • 注：在计算蛋白质相对分子质量时，还要考虑是否存在 特殊变化，如二硫键（—S—S—）的形成，每形成一个 二硫键，脱去两分子H，相对分子质量减少2.
      • ③至少含有游离氨基或羧基数目=肽链条数 游离氨基或羧基数目=肽链条数+R基中含有 氨基或羧基数目
• 核酸的种类，结构和功能
  • 核酸的结构层次
    • 有的RNA也有空间结构，如tRNA
  • 核酸的功能与分布
    • 功能
      • 携带遗传信息
      • 控制遗传、变异和蛋白质的生物合成
    • 分布
      • DNA:主要分布在细胞核中
      • RNA:主要分布在细胞质中
      • DNA是一切细胞生物的遗传物质
  • DNA和RNA的比较
    • 组成单位的比较
      • DNA<脱氧核糖核苷酸>：
      • RNA<核糖核苷酸>：
    • DNA和RNA的组成成分比较
      • 相同成分：含氮碱基A G C和磷酸
      • 不同成分：
        • DNA：脱氧核糖、胸腺嘧啶（T）
        • RNA：核糖、尿嘧啶（U）
  • 生物大分子以碳链为骨架
  • 核酸与蛋白质之间的关系
    • （1）DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系
    • （2）DNA多样性、蛋白质多样性的因果关系
    • （3）核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”
• 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：甲基绿＋DNA→绿色，吡罗红＋RNA→红色。
    • 盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离， 有利于DNA和染色剂结合。
  • 实验步骤
  • 实验中的四个关键点
    • (1)应选择口腔上皮细胞或无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。
      • 1、稀盐酸的作用： ①改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞； ②使染色质中DNA与蛋白质分离，便于DNA与染色剂结合。 2、实验中为什么要使用0.9%的NaCl溶液？ 0.9%的NaCl溶液为细胞质的等渗溶液，防止细胞吸水或失水。
    • (2)吡罗红甲基绿染色剂：混合使用且现配现用。
    • (3)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是数量不同，故结论 中强调“主要”而不能说“只”分布在细胞核或细胞质中。
    • (4)蒸馏水冲洗要缓慢，防止水流冲走细胞。

蛋白质和核酸

• 蛋白质的结构和功能
  • 组成蛋白质的氨基酸及其种类
    • 元素组成：C H O N等，有的含S Fe等
    • 结构
      • 通式
      • 特点
        • 至少含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
      • 能在人体内合成
        • 非必需氨基酸（12种）
      • 不能在人体内合成
        • 必需氨基酸（8种，婴儿有9种）
  • 蛋白质的合成及其结 构，功能的多样性
    • 二肽的形成过程
      • 过程名称：脱水缩合 场所：核糖体
      • 二肽和肽键：
      • 肽键结构简式：-CO-NH-或-NH-CO-
      • H2O中的H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基 O的来源：羧基
    • 蛋白质的结构层次
      • 氨基酸--<脱水缩合>--多肽--<盘曲折叠>--蛋白质
        • 初步加工：内质网 精加工：高尔基体
      • 1、多肽无生物活性，基因的表达中的翻译阶段合 成的是多肽链。 2、多肽形成具有空间结构的蛋白质的场所有的是 在细胞质基质，有的在内质网上。
    • 蛋白质结构与 功能的多样性
      • 根本原因：DNA多样性
      • 结构多样性
        • 数目不同
        • 种类不同
        • 排列顺序不同
        • 氨基酸层面
        • 空间结构不同
          • 蛋白质层面
      • 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，信息传递 和调节（胰岛素，生长激素）
          • 免疫：抗体和淋巴因子
        • 结构蛋白
          • 构成细胞和生物体的结构（肌肉， 头发等的主要成分是蛋白质）
  • 蛋白质（多肽链） 的相关计算
    • 蛋白质形成过 程的有关计算
      • ①肽键数目=脱去水分子数目=氨基酸数目－肽链条数
        • 注：环状肽（肽键数目=脱去水分子数目=氨基酸数目）
      • ②蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸 平均相对分子质量－脱去水分子数目×18
        • 注：在计算蛋白质相对分子质量时，还要考虑是否存在 特殊变化，如二硫键（—S—S—）的形成，每形成一个 二硫键，脱去两分子H，相对分子质量减少2.
      • ③至少含有游离氨基或羧基数目=肽链条数 游离氨基或羧基数目=肽链条数+R基中含有 氨基或羧基数目
• 核酸的种类，结构和功能
  • 核酸的结构层次
    • 有的RNA也有空间结构，如tRNA
  • 核酸的功能与分布
    • 功能
      • 携带遗传信息
      • 控制遗传、变异和蛋白质的生物合成
    • 分布
      • DNA:主要分布在细胞核中
      • RNA:主要分布在细胞质中
      • DNA是一切细胞生物的遗传物质
  • DNA和RNA的比较
    • 组成单位的比较
      • DNA<脱氧核糖核苷酸>：
      • RNA<核糖核苷酸>：
    • DNA和RNA的组成成分比较
      • 相同成分：含氮碱基A G C和磷酸
      • 不同成分：
        • DNA：脱氧核糖、胸腺嘧啶（T）
        • RNA：核糖、尿嘧啶（U）
  • 生物大分子以碳链为骨架
  • 核酸与蛋白质之间的关系
    • （1）DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系
    • （2）DNA多样性、蛋白质多样性的因果关系
    • （3）核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”
• 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：甲基绿＋DNA→绿色，吡罗红＋RNA→红色。
    • 盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离， 有利于DNA和染色剂结合。
  • 实验步骤
  • 实验中的四个关键点
    • (1)应选择口腔上皮细胞或无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。
      • 1、稀盐酸的作用： ①改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞； ②使染色质中DNA与蛋白质分离，便于DNA与染色剂结合。 2、实验中为什么要使用0.9%的NaCl溶液？ 0.9%的NaCl溶液为细胞质的等渗溶液，防止细胞吸水或失水。
    • (2)吡罗红甲基绿染色剂：混合使用且现配现用。
    • (3)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是数量不同，故结论 中强调“主要”而不能说“只”分布在细胞核或细胞质中。
    • (4)蒸馏水冲洗要缓慢，防止水流冲走细胞。