# 生物步步高3.蛋白质和核酸

[](https://hackmd.io/3llmlwuyRj28ziCaFOwLww)

###### tags: `Biology`

## 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：**$\ce{C}$、$\ce{H}$、$\ce{O}$ 和 $\ce{N}$** 等
- 结构：
- 通式：$\ce{H_2N-HCR-COOH}$
- 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：$\ce{-CO-NH -}$
- 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。

| 蛋白质名称 | 功能 | 分布或来源 |
|:------------:|:----------------------------------------:|:------------------------------:|
| 大多数酶 | **催化作用** | 细胞内或细胞外 |
| 载体蛋白 | **运输物质** | 生物膜 |
| 蛋白质类激素 | **调节生命活动** | 内分泌腺细胞合成分泌至内环境中 |
| 抗体 | **免疫作用** | 浆细胞合成并分泌至内环境中 |
| 淋巴因子 | **促进 B 细胞增殖分化为浆细胞或记忆 B 细胞** | 由 T 细胞合成并分泌至内环境中 |
| 糖蛋白 | **保护、润滑、识别等作用** | 细胞外表面 |
| 结构蛋白 | **构成细胞和生物体的成分** | 细胞膜、肌纤维等 |

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：**$\ce{C}$、$\ce{H}$、$\ce{O}$、$\ce{N}$ 和 $\ce{P}$**
- 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 $0.9\%$ 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 $30\rm{mL}$ 质量分数为 $8\%$ 的盐酸和烘干的载玻片
- 在大烧杯中加入 $30^\circ\rm C$ 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 $0.9\%$ 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 $8\%$ 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 $50\%$ 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。