内容正文:
第3讲 蛋白质和核酸
第一单元 细胞的分子组成
序号 内容要求
1 阐明:蛋白质通常由21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成
2 概述:核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子
【课程标准】
蛋白质的
结构和功能
核酸的
结构和功能
生物大分子
以碳链为骨架
01
02
目录
CONTENTS
03
2
【第3课时】
考点三:核酸的组成、结构和功能
核酸标志元素
T2噬菌体
标记元素
DNA:____
蛋白质:___
32P
35S
mRNA
考点三:核酸的组成、结构和功能。
1.核酸的结构层次及种类。
C、H、O、N、P
磷酸
五碳糖
含氮碱基
单体
DNA
RNA
元素组成
三分子
核苷酸
核苷酸链
脱水缩合
核酸
1或2条
tRNA
rRNA
酶RNA
病毒RNA
8种
含磷酸
二酯键
种类
1
2
5
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
A/G/C/T
A/G/C/U
脱水缩合
通常2条链
脱水缩合
通常1条链
A
G
T
C
U
C、H、O、N、P
核糖
脱氧
初步水解
彻底 水解
初步水解
初步水解
【比较异同】
DNA和RNA彻底水解的产物种类?
4种相同
2种不同
2种不同
一看:五碳糖
二看:碱 基
判断核酸种类
五碳糖
碱基
一条核苷酸链内相邻碱基依靠氢键相连,对吗?
单链RNA中也
可能含有氢键
三看:五碳糖
单双链
核苷酸
×
tRNA
4
1.下图所示物质的中文名称是___________________。
1′
2′
3′
4′
5′
腺嘌呤脱氧核苷酸
【反馈练习】
2.右图是核苷酸的结构简图,请回答。
(1)若②是-H,则③可能是__________________。
(2)若③是U ,则②是__________,①是______。
(3)若③是A ,则②是__________,①是______。
①
③
②
A、G、C、T
-OH
磷酸
-H或-OH
磷酸
【反馈练习】
3.下列关于核酸的说法正确的是
A. DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接
B. DNA和RNA的核苷酸之间的连接方式不同
C. DNA和RNA均可形成一定的空间立体结构
D. RNA是单链结构,碱基之间不能形成氢键
×
氢键
相同,都是磷酸二酯键
×
DNA-双螺旋,tRNA三叶草
能,如tRNA内含氢键
×
(1)3H标记T或U示踪法:判断核酸类别。
①若细胞大量吸收利用T,则正在合成______。
②若细胞大量吸收利用U,则正在合成______。
RNA
DNA
(2)碱基比率法:判断核酸单双链。
①若___________,则核酸为双链DNA。
②若___________,则核酸为双链RNA。
③若___________,则核酸为单链DNA。
④若___________,则核酸为单链RNA。
A=T且G=C
A=U且G=C
A≠T或G≠C
A≠U或G≠C
(1)若某核酸的“嘌呤数 = 嘧啶数”,则该核酸一定是双链( )
(2)若某核酸的“嘌呤数≠嘧啶数”,则该核酸一定是单链RNA( )
×
×
也可能是单链DNA
【判断对错】
【温馨提示】
若题中不涉及单双链,则DNA默认为双链,RNA默认为单链。
【拓展提升】
DNA和RNA及单双链的判断
1.不同生物的核酸比较。
生物
项目 细胞类生物 病毒类生物
真核生物
(酵母菌) 原核生物
(醋酸菌) DNA病毒
(T2噬菌体) RNA病毒
(烟草花叶病毒)
遗传物质
核酸
核苷酸
碱基
五碳糖
DNA、RNA
DNA
RNA
DNA、RNA
8
8
4
4
5
5
4
4
2
2
1
1
【拓展提升】
DNA
DNA
RNA
DNA
【温馨提示】哺成红细胞有RNA无DNA,该细胞内数据与________相同
RNA病毒
2.不同核酸的水解比较。
【拓展提升】
种
DNA
脱氧核糖核苷酸( 种)
初步
水解
水解
彻底
核糖核苷酸( 种)
初步
水解
水解
彻底
RNA
种
细胞中
核酸
核苷酸
( 种)
初步
水解
水解
彻底
种
4
4
6
6
8
8
脱氧核糖、T
核糖、U
磷酸、A、G、C
核糖、U
脱氧核糖、T
磷酸、A、G、C
4种相同
2 种 不 同
【反馈练习】
(1)如图是生物体内核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图,下列相关叙述不正确的是
A. 若a为核糖,则m有4种,分别是A、U、G、C
B. 若m为鸟嘌呤,则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
C. 构成人体遗传物质的b共有4种,a有1种,m有4种
D. 在HIV和SARS病毒中共可以检测到2种a,5种m,8种b
(1) 4种n个核糖核苷酸可脱水缩合成____种RNA。
(2) 4种n个脱氧核苷酸可脱水缩合成____种DNA。
4n
4n/2
3.核酸的多样性——种类的计算公式。
4种 AUGC
4种
4种
4种
4n种
至少准备A/U/G/C各____个
n
至少准备ATGC各____个
n/2
【拓展提升】
4种
4种
4种
4种
4n/2种
AT/TA/GC/CG
【拓展提升】
4.RNA与NTP的关系。
核苷
碱基(A/U/C/G)
+核糖
+磷酸
核苷一磷酸(NMP)
+磷酸
核苷二磷酸(NDP)
+磷酸
核苷三磷酸(NTP)
ATP
UTP
CTP
GTP
核糖核苷酸
1条核糖核苷酸链
RNA
为合成RNA同时
提供原料和能量
细胞的能量货币
也称
脱水缩合
【拓展提升】
5.DNA与dNTP的关系。
d核苷
碱基(A/T/C/G/)
+d核糖
+磷酸
d核苷一磷酸(dNMP)
+磷酸
d核苷二磷酸(dNDP)
+磷酸
d核苷三磷酸(dNTP)
dATP
dUTP
dCTP
dGTP
脱氧核苷酸
2条脱氧核苷酸链
DNA
为合成DNA同时
提供原料和能量
也称
脱水缩合
(1)识别:核苷酸、DNA、RNA和ATP中“A”的含义。
【反馈练习】
腺苷=(腺嘌呤+核糖)
腺嘌呤
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
U
核糖
考点三:核酸的组成、结构和功能。
2.核酸的功能与分布。
携带遗传信息
遗传信息
控制遗传、变异和蛋白质的生物合成
遗传
变异
蛋白质
细胞生物和DNA病毒:仅DNA携带遗传信息
RNA病毒:仅RNA携带遗传信息
DNA
RNA
主要
次
要
次要
主
要
DNA
RNA
主要
次要
次要
主要
功能
核
酸
分布
真核细胞
原核细胞
病毒
DNA病毒
RNA病毒
病毒都只分布一种核酸
(DNA或RNA)
DNA
RNA
DNA主要分布在细胞核或拟核;RNA主要分布在细胞质
(环状或线状)
线状
环
状
环状
非遗传
物质
遗传
物质
(单链或双链)
(线状)
(单链或双链)
(双链)
(单链)
碱基排序
千变万化
让DNA能储
存足够量
遗传信息
DNA—→RNA—→蛋白质
转录
翻译
细胞内RNA仅辅助DNA控制蛋白质合成或催化
15
不同生物的遗传物质
细胞生物
(DNA和RNA)
真核生物:动物、植物、真菌、原生生物
DNA病毒:T2噬菌体、乙肝、天花等多数病毒
病毒
(DNA或RNA)
遗传物质是DNA
遗传物质是RNA
原核生物
三菌:细菌、放线菌、古细菌
三体:衣原体、支原体、立克次氏体
RNA病毒:HIV、SARS、流感、新冠等少数病毒
【温馨提示】生物界的遗传物质主要是 。其中,细胞生物和病毒的遗传物质依次是 ,细胞核和细胞质的遗传物质依次是 __。
DNA
DNA、DNA或RNA
DNA、DNA
【强化记忆】
考点三:核酸的组成、结构和功能。
3.生物大分子以碳链为骨架。
(1)生物大分子的概念:
(2)生物大分子的实例。
核酸/DNA/RNA
多糖
脱水
缩合
单体
(基本单位)
多聚体
(生物大分子)
脱水
缩合
脱水
缩合
核苷酸
单糖
氨基酸
蛋白质/多肽
N-乙酰葡萄糖胺
几丁质
【温馨提示】生物大分子(多聚体)及其单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架。正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用,科学家才说“碳是生命的核心元素”,也是细胞的最基本元素。
葡萄糖
淀粉、糖原、纤维素
脂肪是生物大分子吗?
1甘油+3脂肪酸→脂肪+3H2O
17
物质或结构 骨架
生物大分子、单体
DNA
细胞膜
细胞
细胞内的物质或结构的骨架比较
【综合提升】
磷酸-脱氧核糖交替排列
碳链
磷脂双分子层
细胞骨架
元素
功 能
能源物质
功能物质
遗传物质
单 体
多聚体
1.请补充完整下面的概念图。
单糖
多糖
蛋白质
核酸
脂肪酸+甘油
氨基酸
核苷酸
大分子
储能物质
脂肪
生物大分子
【反馈练习】
【易错点】误认为质量大的分子 = 生物大分子。如:脂肪=大分子≠生物大分子≠多聚体。
2.生命科学研究中常用“建模”方法表示微观物质的结构,图中甲~丙分别表示植物细胞中常见的三种大分子有机物,每种有机物都有其特定的基本组成单位。则与下图中甲~丙对应完全吻合的是①~④中的
A. 多肽、RNA、淀粉 B. DNA、RNA、纤维素
C. DNA、蛋白质、糖原 D. 核酸、多肽、糖原
分析:单体种类
6种
4种
1种
【反馈练习】
3.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
【反馈练习】
A. 若图中多聚体为DNA,则构成其的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
考点三:核酸的组成、结构和功能。
3.生物大分子以碳链为骨架。
(3)大分子的水解产物和代谢产物。
大分子 初步水解产物 彻底水解产物 代谢终产物
核酸
DNA
RNA
蛋白质
淀粉
脂肪
CO2+H2O
CO2+H2O
CO2、H2O、尿素
CO2、H2O、尿酸等
核苷酸
脱氧核苷酸
磷酸、五碳糖、含氮碱基
磷酸、脱氧核糖、A/G/C/T
核糖核苷酸
磷酸、核 糖、A/G/C/U
多肽
氨基酸
麦芽糖
葡萄糖
甘油+脂肪酸
甘油+脂肪酸
考点三:核酸的组成、结构和功能。
3.生物大分子以碳链为骨架。
(4)细胞中的DNA、RNA和蛋白质的联系——中心法则。
DNA
RNA
多肽
转录
翻译
染色体(含端粒)
核糖体
逆转录
DNA病毒
RNA病毒
RNA与酶
的复合体
DNA与酶
的复合体
复制
脱水缩合
脱水缩合
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
C
H
O
氨基酸
脱水缩合
盘曲折叠
蛋 白 质
中心体
细胞骨架
抗体等
复制
N、P
N、P
N
在复制、转录、逆转录时
1.请指出X、Y、a、b、c、A、B、C及①、②、③代表的含义。
中心法则
脱氧核苷酸
DNA
RNA
蛋白质
入手
复制
转录
翻译
核糖核苷酸
氨基酸
N、P
N
判断顺序
【反馈练习】
2.生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素,a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体。这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析,下列说法正确的是
A. X为N、P元素,a、b是生物体内遗传信息的携带者
B. 绿藻细胞内单体结构d的种类有8种,蓝细菌细胞中d的种类有4种
C. 人体细胞中不能合成所有种类的e,而植物细胞一般可以合成所有种类的e
D. A、B的多样性由d中的n充分体现,C的多样性由e中的R充分体现
【反馈练习】
25
考点三:核酸的组成、结构和功能。
3.生物大分子以碳链为骨架。
(5)核酸与蛋白质的复合体。
①常见:
染色体(质)
DNA病毒
核糖体
RNA病毒
端粒酶
②常考:核酸-酶蛋白复合体(在复制、转录、逆转录时出现)。
DNA + 蛋白质
RNA + 蛋白质
端粒
端粒
DNA聚合酶
解旋酶
RNA聚合酶
DNA聚合酶
解旋酶
【常考】无论真核细胞还是原核细胞,都会出现核酸与蛋白质的复合体结构。
核酸-酶蛋白
复制、转录、逆转录
端粒酶
RNA模板
U
考点三:核酸的组成、结构和功能。
3.生物大分子以碳链为骨架。
(6)同一个体的不同体细胞中,核DNA、mRNA、tRNA、rRNA、蛋白质的异同。
同一个体的
不同体细胞
完全相同:_______________________、核糖体、RNA聚合酶
不全相同:_______________________
核DNA、tRNA、rRNA
mRNA、蛋白质
(基因的选择性表达)
【追问】上述分子中没有物种特异性的有_____________。具有物种特异性的有______________________。
tRNA、rRNA
DNA、mRNA、蛋白质
根本原因
考点三:核酸的组成、结构和功能。
3.生物大分子以碳链为骨架。
(7)生物多样性的直接原因和根本原因。
直接原因
1.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中。
2.一个核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子五碳糖(脱氧核糖或核糖)和一分子磷酸组成的。
3.原核、真核生物的遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA,如HIV、TMV病毒;T2噬菌体等。
4.糖类是主要的能源物质,不是所有的糖都是能源物质,如纤维素、核糖、脱氧核糖。
5.脂质包含脂肪、磷脂、固醇;其中脂肪是细胞内良好的储能物质。磷脂和胆固醇是构成细胞膜的重要成分。
【知识必背】
【知识网络】
C、H、O、N、P
磷酸
五碳糖
含氮碱基
核苷
核苷酸
遗传信息
遗传变异
蛋白质合成
细胞核
细胞质
谢
谢
聆
听
THANKS!
$$