第4讲 蛋白质和核酸（新高考通用）

一 轮 复 习 第4讲　蛋白质和核酸 延长符 1 2 目录 Content 01 蛋白质的结构和功能及其多样性 02 蛋白质的相关计算 03 核酸的组成、结构与功能 04 生物大分子以碳链为基本骨架 2 蛋白质的结构和功能及其多样性 01 3 教学策略设计 Exquisite teaching design template 1 蛋白质的结构 组成元素：主要是 ，有的含有 。 C、H、O、N P、S 结构通式： 氨基(—NH2) 羧基(—COOH) 各种氨基酸之间的区别在于R基的不同 组成蛋白质的基本单位： 氨基酸 4 教学策略设计 Exquisite teaching design template 1 蛋白质的结构 每种氨基酸分子至少都含有一个 和一个 ，并且都有一个 和一个 连接在同一个 上 氨基酸的结构特点： 氨基(—NH2) 羧基(—COOH) 氨基 羧基 碳原子 5 1. 下列属于组成蛋白质的氨基酸的是_ _ __(填序号) 现学活用 A D C B A B D 必备知识 整合 (1)组成蛋白质的氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基吗？ 答案：每个氨基酸分子至少含一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。 若氨基酸分子中含有两个氨基或两个羧基，多余的氨基、羧基位于R基上。 1 蛋白质的结构 必备知识 整合 教学目标 Exquisite teaching design template 氨基酸的分类 必需氨基酸 非必需氨基酸 8种 13种 1 蛋白质的结构 依据：人体能否合成 能 不能 8 9 （2）为什么经常食用鸡蛋、牛奶、大豆制品的人一般就不会缺乏必需氨基酸，而长期食用玉米的人会缺乏赖氨酸？ 1 蛋白质的结构 答案：因为鸡蛋、牛奶、大豆制品中含有各种人类所需要的必需氨基酸，玉米中缺少人类的必需氨基酸赖氨酸，所以长期食用玉米又没有及时补充其他富含必需氨基酸的人会缺乏赖氨酸，且会患病。 教学策略设计 Exquisite teaching design template 2 蛋白质的多样性 一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子的水。 脱水缩合： 脱水缩合过程： 二肽 H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基 10 教学重点 Exquisite teaching design template A 氨基酸的数目、种类、排列顺序不同 肽链的盘曲、折叠方式，及其形成的空间结构不同 2蛋白质的多样性 蛋白质结构具有多样性的原因主要从氨基酸和肽链两个角度分析： 氨基酸 肽链 11 课堂教学设计 Exquisite teaching design template 蛋白质 有一定的空间结构 多肽 由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构 二肽 由两个氨基酸分子缩合而成的化合物 氨基酸 蛋白质的结构层次： 2蛋白质的多样性 12 (3)为什么煮熟的鸡蛋比生鸡蛋更容易消化？ （4）煮熟的鸡蛋可以返生吗？ 答案：不可以 高温破坏蛋白质的空间结构，使蛋白质变性，该过程不可逆 答案：鸡蛋煮熟的过程中，高温使蛋白质变性，破坏蛋白质的空间结构，使其变得伸展、松散，暴露出肽键，更容易被蛋白酶水解 2蛋白质的多样性 必备知识 整合 (5)变性后的蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应吗？ 答案：能 因为蛋白质变性破坏的是空间结构，并未破坏肽键，肽键能与双缩脲试剂发生紫色反应 2蛋白质的多样性 必备知识 整合 (6)蛋白质的空间结构改变，蛋白质一定变性了吗？ 答案：不一定； 例如，细胞膜上的载体蛋白在转运物质过程中空间构象会发生改变，运输后又能恢复。 2蛋白质的多样性 必备知识 整合 (7)民间有一种“吃什么补什么”的说法,这种说法正确吗？请运用所学知识分析。 答案：不正确 食物中的蛋白质是大分子有机物,需消化成小分子的氨基酸才能被人体细胞吸收。细胞吸收这些氨基酸后，将它们重新合成不同蛋白质,在细胞中执行不同功能。 2蛋白质的多样性 必备知识 整合 (8)不同生物细胞中蛋白质不同的原因是什么？ 答案：不同生物体重的DNA(基因或遗传信息)不同，且具有特异性。 （9）同一生物体的不同细胞中蛋白质不同的原因是什么？ 答案：同一生物的不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同，根本原因是基因的选择性表达。 2蛋白质的多样性 必备知识 整合 教学策略设计 Exquisite teaching design template 3.蛋白质的功能 功能 举例 结构蛋白 羽毛、肌肉、头发等的成分 催化作用 绝大多数酶是蛋白质 运输作用 血红蛋白能运输氧 调节作用 胰岛素等激素能够调节机体的生命活动 免疫功能 抗体可抵御抗原的侵害 18 现学活用 （1）(2024·九省联考贵州)鸡枞菌是贵州省常见的珍稀菌种。对鸡枞菌中蛋白质的氨基酸种类进行分析，测得所含的氨基酸有16种(甲硫氨酸只存在于菌盖)。下列叙述正确的是(　　) A．鸡枞菌的蛋白质发生变性可使肽键断裂 B．鸡枞菌含组成人体蛋白质的全部氨基酸 C．鸡枞菌的菌柄与菌盖蛋白质的种类相同 D．鸡枞菌的多肽链的合成场所位于核糖体 必备知识 整合 现学活用 2．如下图所示，蛋白质暴露在高浓度的尿素环境中会发生变性，除去尿素后，蛋白质的空间结构和生物功能可以恢复。下列有关叙述正确的是(　　) A．尿素使蛋白质变性过程中破坏了蛋白质中的肽键，使其不能与双缩脲试剂发生紫色反应 B．尿素使蛋白质变性过程中改变了原有蛋白质中氨基酸的数量 C．构成蛋白质的氨基酸种类和排列顺序相同则蛋白质结构相同 D．高温煮熟变性后的蛋白质更容易消化 必备知识 整合 现学活用 3.[2022湖南]胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是（ 　） A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中 B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收 C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关 D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高 必备知识 整合 现学活用 4.(2024·广东深圳调研)食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述，正确的是(　　) A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、S B.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测 C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标 D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉 必备知识 整合 小结 分布 名称 作用 必备知识 整合 小结 分布 名称 作用 必备知识 整合 教学内容 水解 蛋白质或多肽链中的肽键断裂，分解为氨基酸的过程。 变性 蛋白质在某些物理或化学因素的作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。 盐析 在蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出 Exquisite teaching design template 辨析 肽键未被破坏 氨基酸比蛋白质更易被吸收 可恢复 25 蛋白质的相关计算 02 26 2.蛋白质的相关计算 1.蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系: 肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数 若为环肽呢？ 肽键数=氨基酸数=失去水分子数 必备知识 整合 2.蛋白质的相关计算 1.蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系: 若有二硫键？ 蛋白质相对分子质量 ＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18 若有p个二硫键生成,则还应减去2p 必备知识 整合 2.蛋白质的相关计算 2.蛋白质中游离氨基数或游离羧基数的计算: (1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。 (2)游离氨基/羧基数=肽链数+R基中含有的氨基/羧基数。 若为环肽至少含有的游离氨基/羧基数为多少？ 0 +R基中含有的氨基/羧基数 必备知识 整合 2.蛋白质的相关计算 3.链状多肽中至少含有的各种原子数计算: O原子数： H原子数： C原子数： N原子数： 氨基酸*2-脱去的水分子数 氨基酸*4-脱去的水分子数*2 氨基酸*2 氨基酸 必备知识 整合 现学活用 1. (2023·山东枣庄质检)如图所示，该蛋白质分子共由67个氨基酸构成，包括两条多肽链和一个环状肽。数字代表两条多肽链上氨基酸的起止数字，该蛋白质由二硫键(两个—SH形成—S—S—)相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a。下列说法错误的是(　　) A．该蛋白质分子至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基 B．该蛋白质分子至少含有氧原子67个 C．该蛋白质分子含有肽键65个 D．该蛋白质的相对分子质量为67a－1174 必备知识 整合 现学活用 2．(2024·江苏南京高三检测)已知21种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由3条肽链组成，在肽链形成空间结构时，产生了4个二硫键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)，共有肽键97个，此蛋白质分子的相对分子质量最接近(　　) A．11 046 B．11 060 C．12 800 D．12 280 必备知识 整合 现学活用 3.如图为牛胰岛素（由51个氨基酸构成）结构模式图，该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的，下列说法正确的是（ 　） A.牛胰岛素为五十一肽，其中含有50个肽键 B.牛胰岛素中至少有4个游离的氨基和4个游离的羧基 C.氨基酸脱水缩合形成牛胰岛素时，水中的氧来自羧基 D.牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 必备知识 整合 现学活用 4. 有一条由12个氨基酸组成,分子式为CXHYOWNZS(Z>12,W>13)的多肽,这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸:半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目是 (　　) A.(Y+12)个 B.(Z+12)个 C.(W-13)个 D.(W-13)/2个 必备知识 整合 The third chapter 核酸的组成、结构与功能 03 35 1 核酸的组成和结构 种类： 脱氧核糖核酸，简称DNA 核糖核酸，简称RNA 组成元素： C、H、O、N、P 必备知识 整合 1 核酸的组成和结构 基本组成单位——核苷酸 一个核苷酸由一分子五碳糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成 必备知识 整合 1 核酸的组成和结构 核苷酸的种类： 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶) 磷酸 核糖 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、U(尿嘧啶) 磷酸 必备知识 整合 1 核酸的组成和结构 核苷酸 脱水缩合 核苷酸链 核酸 磷酸二酯键 必备知识 整合 1 核酸的组成和结构 1. DNA分子的一条链中,连接相邻两个碱基的结构是什么？连接两条链的是什么化学键？ 答案：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖 氢键 2. RNA分子的一条链中,连接相邻两个碱基的结构是什么？ 答案：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖 必备知识 整合 1 核酸的组成和结构 项目 核酸 蛋白质 DNA RNA 元素 ________ C、H、O、N等 基本单位 脱氧核苷酸 ________ ________ ________ 形成场所 主要在______中复制产生 主要在______中转录生成 主要在______中转录生成 ________ 分子结构 一般为规则的双螺旋结构 一般为______结构 一般为______结构 氨基酸→______→蛋白质 DNA、RNA和蛋白质的异同 C、H、O、N、p 核糖核苷酸 氨基酸 细胞核 细胞核 核糖体 单链 多肽 必备知识 整合 1 核酸的组成和结构 3.核酸初步水解产物和彻底水解产物分别是什么？ 答案： 核酸初步水解产物：核苷酸。 核酸彻底水解产物：磷酸、五碳糖、碱基。 必备知识 整合 2 核酸的功能与分布 (1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。 (2)在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 功能： (1)所有细胞生物都DNA为遗传物质 (2)部分病毒以RNA为遗传物质 4. 生物的遗传信息是什么？ 必备知识 整合 2 核酸的功能与分布 1.多样性:组成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种,但核苷酸的种类、数目及排列顺序可以不同。 2.特异性:每个核酸中脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其代表了特定的遗传信息。 核酸分子的多样性和特异性 必备知识 整合 1 核酸的组成和结构 5. 为什么在刑事案件中，警察可以根据DNA信息确定犯罪嫌疑人？ 答案： DNA是遗传物质,而每个人的遗传物质具有特异性 6.人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质,二者的功能不同的根本原因是什么？ 答案：两种蛋白质的基因的碱基序列不同 必备知识 整合 46 Exquisite teaching design template 独立学习与小组学习 分布 真核 原核 病毒 2 核酸的功能与分布 DNA主要位于拟核中，质粒中也有 RNA主要分布在细胞质中 病毒无细胞结构，其中只含一种核酸（DNA或RNA） 46 现学活用 1．如图是构成核酸的两种核苷酸及它们形成的核苷酸链(N表示某种碱基)。下列有关叙述正确的是(　 ) A．动物细胞的核酸中碱基种类有8种 B．若丙中N为T，则丙的基本组成单位是乙 C．若丙中N为U，则不可储存遗传信息 D．颤蓝细菌的遗传信息储存在甲的排列顺序中 必备知识 整合 现学活用 2．(2023·黑龙江青冈模拟)下列关于核酸、核苷酸的说法不正确的是(　　) A．核酸是携带遗传信息的物质，可分为DNA和RNA B．组成核酸的五碳糖有两种，即核糖和脱氧核糖 C．人体细胞内的核苷酸有8种，人体的遗传物质所含有的核苷酸也是8种 D．HIV内的核酸含有4种含氮碱基，即A、G、C、U 必备知识 整合 现学活用 2.核酸是遗传信息的携带者,下列有关核酸的组成和分布的表述错误的是(　　) A.核酸在生物体的蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用 B.核酸是生物的遗传物质,仅存在于细胞核中 C.刑侦人员可通过DNA指纹获取嫌疑人信息的根本原因是遗传信息储存在DNA分子中 D.人体细胞中的核酸含有2种五碳糖、5种碱基 必备知识 整合 现学活用 4.分析HIV的化学组成,得到如图所示组成关系,下列相关叙述正确的是(　　) A.a→甲的过程在HIV的核糖体上完成 B.乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基 C.a与a之间通过形成氢键相连接 D.HIV的遗传信息储存在大分子乙中 必备知识 整合 生物大分子以碳链为基本骨架 04 51 4 生物大分子以碳链为基本骨架 单体(基本单位) 多聚体(生物大分子) 多糖 蛋白质 核酸 单糖 氨基酸 核苷酸 提醒：生物大分子不能被细胞直接吸收,需水解为单体后才能被吸收 必备知识 整合 4 生物大分子以碳链为基本骨架 答案　构成多糖的基本单位是葡萄糖，葡萄糖构成多糖时顺序没有什么变化。 核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。 1 多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是的原因。 必备知识 整合 现学活用 1.以碳链为基本骨架的小分子单体能构成许多不同的多聚体,模式图如下。下列有关说法正确的是(　　) A.若图中多聚体为DNA,则构成其脱氧核糖的组成元素为C、H、O、N、P B.若图中多聚体为多糖,则构成它的单体一定是葡萄糖 C.若图中S1、S2、S3、S4……为同一种单体,则该多聚体可以表示淀粉 D.若图中单体表示氨基酸,则形成此长链时所有氨基和羧基都参与脱水缩合 必备知识 整合 小结 DNA、RNA和蛋白质的关系 必备知识 整合 DNA多样性、蛋白质多样性的因果关系 小结 必备知识 整合 谢谢观赏 欢迎指正 谢谢聆听！ 57 $$