2026届高三生物一轮复习必修一课件1.3蛋白质和核酸

YOUR LOGO 第三讲：蛋白质和核酸 考点1 蛋白质是生命活动的主要承担者 考点3 核酸是遗传信息的携带者 考点2 蛋白质的相关计算 考点4 生物大分子以碳链为骨架 蛋白质是生命活动的主要承担者 < 考点一 > C、H、O、N 同一 氨基 羧基 1.基本组成单位--氨基酸 (1)结构 C2H4O2N-R 考点1 蛋白质是生命活动的主要承担者 (13种) 组氨酸 人体的必需氨基酸的来源：只能来自食物（营养价值评判标准）；非必需氨基酸来自于食物和自身细胞合成。 必需氨基酸巧记为一(异亮氨酸)家（甲硫氨酸）人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本（苯丙氨酸）书(苏氨酸)。 侧链基团-R基（21种） 蛋白质一定含C、H、O、N，可能含有S、Se、Fe等 还连接一个氢原子和一个侧链基团（R基） 氨基酸的功能和运输 归纳总结 （胰岛素和胰高血糖素的作用） （脱氨基作用） 拓展：蛋白质在正常代谢中一般不供能，只有在病理状态或衰老状态下才氧化分解供能。 （胞吐） 氨基酸的运输工具：tRNA（正常情况下61种） 5′ 3′ 1.基本组成单位--氨基酸 考点1 蛋白质是生命活动的主要承担者 一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运 密码子 简并性：一种氨基酸可能有几个密码子。 专一性：一个密码子只决定一种氨基酸。 通用性：遗传密码在生物界是通用的。 P二67，密码子表，UGA是终止密码子，但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。特殊情况下是62种 根据R基团对水分子的亲和性，氨基酸又可以分为极性氨基酸和非极性氨基酸，前者两种之间会形成氢键，对于维持蛋白质的空间结构非常重要。 拓展提升 源于必修1 P28“问题探讨”：用胶原蛋白制成的手术缝合线可以不用拆线，其原理是 。 胶原蛋白能被分解为人体可以吸收的氨基酸 教材隐性知识 教材中的隐性知识　①源于必修1 P33“科学史话”：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 的蛋白质。 ②1969年，人们在坠落于澳大利亚启逊镇的陨石中发现了氨基酸，这些氨基酸不是来自地球。由此你可以作出的推测是_________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________。 生物活性 在陨石中发现了氨基酸，且非地球所有，这说明宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式。理由：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 1.基本组成单位--氨基酸 考点1 蛋白质是生命活动的主要承担者 2.蛋白质的结构 (1)氨基酸的脱水缩合 ①该过程发生在细胞的___________上，是基因表达步骤中的____________， 需要的原料和条件有：______________________________________________。 ②以上发生的反应叫______________，除水外，另一个产物叫__________。 若有第三个氨基酸参与反应，则生成的产物有水和______________。 因此一条多肽链由几个氨基酸缩合而成就称______________ 核糖体 翻译 氨基酸、酶、ATP、tRNA、mRNA 肽键 二肽 脱水缩合 三肽 几肽 2.蛋白质的结构 (1)氨基酸的脱水缩合 ①图中产生的H2O中H来源于 ；O来源于 。 ②一条肽链含有的游离的氨基(或羧基)至少是 个，位于肽链的一端；其余的位于 上。 氨基和羧基 羧基 1 R基(或侧链基团) 必备知识—新高考方案P13 氨基酸脱水缩合时R基中的氨基或羧基一般不发生脱水缩合，参与脱水缩合反应的是位于中心碳原子上的氨基或羧基 (2)蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例) 脱水 缩合 复 杂的空间结构 肽键连接 氢键 氢键、二硫键等 由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。 新高考方案P13 （膜蛋白、溶酶体中的水解酶、分泌蛋白需要内质网，高尔基体的加工） 种类 数目 排列顺序 空间结构 血红蛋白 抗体 3.蛋白质结构和功能的多样性 下丘脑、垂体、胰岛分泌的激素 蛋白质在功能上具有多样性的直接原因是：___________________ 蛋白质结构具有多样性 ①同一生物不同细胞蛋白质不完全相同的根本原因是基因的选择性表达。 ②不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA（基因或遗传信息）的多样性。 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 归纳总结 几种常见蛋白质的分布和功能 名称 分布或来源 功能 绝大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用 转运蛋白 细胞膜等生物膜 运输某些物质,如离子、氨基酸 某些激素(如生长激素、胰岛素) 由内分泌腺（细胞）合成并分泌至内环境中 调节生命活动 抗体 由浆细胞合成并分泌至内环境中 免疫作用 细胞因子 举例:由T细胞合成并分泌至内环境中 促进B细胞增殖、分化为浆细胞或记忆B细胞 血红蛋白 红细胞内 主要运输氧气 糖蛋白 细胞膜外表面 保护、润滑、识别等作用 结构蛋白 细胞膜、肌肉纤维等　 构成细胞和生物体的成分 源于必修1 P32“与社会的联系”：(1)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其 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。 特定的空间构象 教材隐性知识—学习笔记P14 空间结构改变 功能丧失 导致 ①重金属盐(汞盐、银盐)； ②酸、碱、丙酮、尿素； ③高温； ④X射线、紫外线等。 （1）变性的因素 1.蛋白质的变性 (2)应用 ① 鸡蛋、肉类煮熟后由于高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被蛋白酶水解，因而易于消化。 ② 经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。 (1)盐析的原因： (2)结果：蛋白质析出，空间结构不发生改变 轻金属盐、铵盐的加入使得蛋白质的溶解度降低 2.蛋白质的盐析 (3)特点：可逆，加水后絮状物消失 3.蛋白质的水解 蛋白质 胃蛋白酶 多肽 肠肽酶 氨基酸 胰蛋白酶 (3)实质：变性是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。 变性后的蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。 教材拾遗 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 (3)(源于必修1 P22图2－6)胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物学活性，请从蛋白质的结构方面分析原因：____________________ __________________________________________________________________________________________。 (4)源于必修1 P23“与生活的联系”)蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。_____________________________________________ _______________________________________。 核糖体上合成的多肽需经内质网、高尔基体加工后才具备一定的空间结构，从而成为有活性的蛋白质 能。因为高温破坏了肽链盘曲、折叠形成的空间结构，没有破坏氨基酸之间的肽键 核酸是遗传信息的携带者 < 考点二 > 1.核酸是遗传信息的携带者 (1)核酸的结构 磷酸 五碳糖 含氮碱基 核糖 必备知识—新高考方案P17 A、G、C 磷酸二酯键 (2)核酸的功能与分布 遗传信息 拟核 必备知识—新高考方案P17 (3）核酸的特性： ①遗传信息的多样性： 组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有___种，但是如果数量不限，在连成长链时，____________是极其多样的，所以DNA分子的信息容量非常大。 ②遗传信息的特异性： 每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。 4 排列顺序 A C DNA的化学结构 数量关系 每个DNA分子片段中，有___个游离磷酸基团 脱氧核糖数=________数=_____________数 A-T之间有___个氢键；G-C之间有____个氢健 位置关系 单链中相邻碱基通过__________________ ___________连接 两条链之间的碱基通过__________连接 2 磷酸 含氮碱基 2 3 -脱氧核糖-磷酸- 脱氧核糖- 氢键 大部分脱氧核糖与_____个磷酸基团相连， 少数脱氧核糖与______个磷酸基团相连。 2 1 DNA的化学结构特点： ②磷酸和脱氧核糖相间排列在外侧，形成基本骨架； ③两条链之间遵循碱基互补配对原则 ①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链组成的双螺旋结构； RNA的结构与功能 核糖核苷酸 蛋白质 氨基酸 密码子 核糖体 遗传物质 “三看”法快速确认DNA、RNA 1. _______、_________________可以破坏磷酸二酯键；_____________、_____________、_____________、 ____________催化形成磷酸二酯键 2. __________、___________和______可以破坏氢键。 限制酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 解旋酶 高温 RNA聚合酶 DNA（水解）酶 RNA聚合酶 逆转录酶 核糖 A P ~ P P ~ A-P～P ～P 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 中A的含义： ATP与RNA的关系： ATP脱去两个磷酸基团，剩下来的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA的基本单位之一。 不同生物的核酸、核苷酸、碱基、和遗传物质 生物类别 核酸 核苷酸种类 碱基种类 遗传物质 举例 原核生物和真核生物 DNA和RNA DNA 蓝藻、细菌； 植物、人 病毒 只含DNA 4 4 DNA 噬菌体 只含RNA 4 4 RNA HIV 8 5 必备知识—新高考方案P17 人体细胞中的核酸彻底水解，产物有___种，分别是________________________________； 人体遗传物质彻底水解，产物有____种,分别是____________________________________； 烟草花叶病毒的核酸初步水解，产物有____种,分别是____________________________； 8 6 4 磷酸，2种五碳糖，5种碱基 磷酸，脱氧核糖，4种碱基AGCT 4种核糖核苷酸 核酸初步水解的产物：_________，彻底水解的产物：____________________________ 核苷酸 磷酸、五碳糖和含氮碱基 < 考点三 > 生物大分子以碳链为骨架 生物大分子以碳链为骨架 (1)生物大分子以碳链为骨架 单体(基本单位) 多聚体(生物大分子) 多聚体 单体 多糖 ______ 蛋白质 _______ ______ 核苷酸 单糖 氨基酸 核酸 必备知识—新高考方案P17 脂肪是由甘油和脂肪酸结合而成的，但脂肪的相对分子质量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多，一般不称其为生物大分子。磷脂和固醇也不属于生物大分子。 (2)有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物 脱氧核苷酸 脱氧核糖 核糖核苷酸 核糖 氨基酸 葡萄糖 甘油和脂肪酸 教材拾遗 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 源于必修1 P34“问题探讨”：DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是______________________________________________ —————————————————— DNA是遗传物质，且而每个人的脱氧核苷酸排列顺序具有特异性，遗传物质有所区别 源于必修1 P38“复习与提高”：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：___________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 构成多糖的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，它的顺序没有什么变化。而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、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能 < 考点四> 蛋白质的相关计算 考点4 蛋白质的相关计算 (1)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算 链状肽： ①至少含有的游离氨基或羧基数＝ ②游离氨基或羧基数目＝ 环状肽： ①至少含有的游离氨基或羧基数＝ ②游离氨基或羧基数目＝ 肽链数 肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数 0 R基中含有的氨基或羧基数 考点4 蛋白质的相关计算 (2)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系 ①肽键数＝ （环状肽则肽链数为0） ②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 ③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 —二硫键数×2 脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数 (不考虑形成二硫键) 多肽 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 蛋白质相 对分子质量 肽链 1条 n m条 n 环状多肽 n n－1 n－1 至少1个 至少1个 an－18(n－1) n－m n－m 至少m个 至少m个 an－18(n－m) n n 最少0个 最少0个 na-18n 注：假设氨基酸平均相对分子质量为a。 ①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。 ②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。 ③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。 ④ 氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 考点4 蛋白质的相关计算 (3)蛋白质中N、O、C、H原子数计算 2×肽链数 +肽键数 +R基上O原子数 ＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数 ① 若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类：__________ ②若有n种氨基酸形成一个n肽，且每种氨基酸只有一个，则形成n肽的种类为__________________________________ 考点4 蛋白质的相关计算 (4)妙用“排列组合”求解多肽种类 nm种。 n×(n-1)×(n-2)×……×1=n! 基因表达中氨基酸与相应DNA、mRNA中碱基之间的数量关系如图所示： DNA(基因) mRNA 蛋白质 碱基数 ∶　 碱基数　 ∶　 氨基酸数 　 6 ∶ 　 3 ∶ 　 1 考点4 蛋白质的相关计算 (5)利用基因表达的过程进行计算： 由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。 练习1.有关图中蛋白质的叙述，正确的是（ ） A.形成该蛋白质时共脱掉126个水分子 B.该蛋白质含有两条肽链 C.该蛋白质的R基中共含17个氨基 D.该蛋白质共有111个肽键 √ 练习2.某细菌能产生一种“毒性肽链”，其分子式是C55H70O19N10，将它彻底水解后只能得到如图四种氨基酸： 该多肽是____肽化合物，该多肽彻底水解，需___个水分子参与，其中得到___个谷氨酸分子。 9 十 4 练习3.某十一肽的分子式为C61H83O20N12，已知它由下列5种氨基酸组成：甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）、谷氨酸（C5H9NO4）、赖氨酸（C6H9O2N2），那么该多肽彻底水解可产生谷氨酸和赖氨酸的分子数分别为（ ） A.4个、2个 B.5个、1个 C.6个、2个 D.4个、1个 C61H83O20N12 +10H2O →(11-x) 其他氨基酸 + x(C5H9NO4) C61H83O20N12 +10H2O →(11-y) 其他氨基酸 + y(C6H9O2N2) N原子守恒： 12=11-y + 2y O原子守恒： 20+10=2(11-x) + 4x x=4 y=1 √ 利用观察法和原子守恒法进行蛋白质的计算 练习4.如图为由50个氨基酸形成的多肽示意图，其中含有4个丙氨酸(R基为—CH3)。现脱掉其中的丙氨酸，得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)，请回答下列问题： (1) 水解得到的几种有机物比原五十肽增加了____个氧原子，水解多肽产物分别为 ___________________________，这些多肽比原来的五十肽至少少了____个氧原子。 (2) 将这4条多肽链连接成一条长链，则将脱去____分子H2O。 (3) 若将得到的5个氨基酸缩合成五肽，则有____种不同的氨基酸序列。 8 3 5 2 二十肽、五肽、七肽、十三肽 （4）肽链水解问题 总增加的原子数 = 水解时水提供的H和O数 （5）氨基酸数与相应DNA、RNA中的碱基数 氨基酸的平均相对分子质量为120，如有一个2条链的多肽，相对分子质量为12276，合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子中的最少脱氧核苷酸数目依次为______和_______ 720 120 由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基DNA(基因)上的6个碱基 $$