1.3细胞中的蛋白质和核酸 课件 2025-2026学年高一上学期生物苏教版必修1

从2003年开始，安徽阜阳100多名婴儿陆续患上一种怪病，脸大如盘，四肢短小，经国务院调查组核实，因食用劣质奶粉造成营养不良的婴儿229人，其中轻中度营养不良的189人，因食用劣质奶粉死亡的婴儿共计12人，不法分子用淀粉、蔗糖等价格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加剂进行调香调味，制造出劣质奶粉，婴儿生长发育所必需的蛋白质、脂肪以及维生素和矿物质含量远远低于国家相关标准。长期食用这种劣质奶粉会导致婴幼儿营养不良、生长停滞、免疫力下降，进而并发多种疾病甚至死亡。 事件一：“大头娃娃事件” 事故起因是很多食用三鹿集团生产的婴幼儿奶粉的婴儿被发现患有肾结石，随后在其奶粉中发现化工原料三聚氰胺。根据我国官方公布的数字，截至2008年9月21日，因使用婴幼儿奶粉而接受门诊治疗咨询且已康复的婴幼儿累计39,965人，正在住院的有12,892人，此前已治愈出院1,579人，死亡4人，中国国家质检总局公布对国内的乳制品厂家生产的婴幼儿奶粉的三聚氰胺检验报告后，事件迅速恶化，除了河北三鹿外，还包括：广东雅士利、内蒙古伊利、蒙牛集团、青岛圣元、上海熊猫、山西古城、江西光明乳业英雄牌、宝鸡惠民、多加多乳业、湖南南山等22个厂家69批次产品中检出三聚氰胺，被要求立即下架。 事件二：三聚氰胺事件 国家规定奶粉中蛋白质含量为12%-25%，而三聚氰胺中氮的含量约占66.6%； 蛋白质是生命活动的主要承担者 ，在生物体的信息传递、能量转化、物质代谢等生命活动中具有极其重要的作用。 肉类、蛋类、奶类中含有丰富的蛋白质，那么细胞中的蛋白质分子是怎样组成的呢？又有哪些功能？…… 第一章 细胞的分子组成 第三节 细胞中的蛋白质和核酸 积极思维： 思考： 胰岛素由几条链组成，链与链之间通过什么相连？ 数一数胰岛素有多少个氨基酸分子组成？ 据图推测蛋白质的组成单位是什么？ 析： 胰岛素分子由两条链组成，链与链之间通过二硫键相连； 胰岛素分子由51个氨基酸分子组成； 蛋白质的组成单位是氨基酸； 一、蛋白质的基本单位------氨基酸 观察六种氨基酸的结构思考：氨基酸的组成元素是哪些？ 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 甲硫氨酸 半胱氨酸 1.组成元素： 必含C H O N、有的含S 甘氨酸 缬氨酸 丙氨酸 亮氨酸 甲硫氨酸 半胱氨酸 这六种氨基酸在结构有哪些相同点和不同点？ 氨基 羧基 氢原子 7 2.氨基酸结构通式： 氨基酸结构特点： 每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(－NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连，这个碳原子还分别与一个氢原子和一个侧链基团（R）相连接。 注： ①各种氨基酸的区别在于 的不同； ②组成蛋白质的常见氨基酸有 种； R基 21 判断：组成血红蛋白中的Fe2+位于氨基酸的R基上（ ） ✖ 判断下列分子是不是组成蛋白质氨基酸并说明原因： × × × √ √ 写出上述属于组成蛋白质的氨基酸的R基； 没有氨基(－NH2) 没有羧基(-COOH) 氨基(－NH2)和羧基(-COOH)没有连在同一个碳原子上 判断： （1）必需氨基酸是指人必需的氨基酸（ ） （2）非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸（ ） 必需氨基酸： 非必需氨基酸： 甲硫氨酸 缬氨酸 赖氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 色氨酸 苏氨酸 人体细胞不能合成的，必须从食物中获取 人体细胞能够合成的，不必由食物供给的氨基酸 记忆技巧：甲携来一本亮色书 × × 成人共8种， 婴儿有9种 （多了组氨酸） 3.氨基酸 氨基酸是如何形成蛋白质的呢？ C H R1 H2N OH C O H2O C H COOH R2 H N H 2个氨基酸形成二肽的过程： 二肽 两个氨基酸形成的二肽，脱去 分子水，形成 个肽键，分子量减少了 ；至少含有 个氨基和 羧基； 二、蛋白质的形成过程： 脱水缩合 1 1 18×1 肽键 1 1 C H COOH R3 H N OH H C C H R1 H2N C O C H R2 H N O 二肽 H2O H2O 3个氨基酸形成三肽的过程： C C H R1 H2N C O C H R2 H N O 二肽 C H COOH R3 H N H2O 三肽 H2O 三个氨基酸形成的三肽 ，脱去 分子水，形成 个肽键，分子量减少了 ；至少含有 个氨基和 个羧基； 2 2 18×2 1 1 n个氨基酸形成的n肽 ，脱去 分子水，形成 个肽键，分子量减少了 ；至少含有 个氨基和 个羧基； n-1 n-1 18×（n-1） 1 1 以此类推，由n个氨基酸分子以肽键彼此相连形成的物质，称为n肽或多肽。多肽通常呈链状结构，称为肽链。不同的蛋白质分子由一条或多条相同或不同的肽链构成。 ①一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为 ； ②脱去的H2O中的H来自 ，O来自 ； ③一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，可能还有氨基或羧基位于 上； 注： 几肽或多肽 —NH2和—COOH —COOH R基 【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，这种结合方式叫作脱水缩合】 （1）该化合物中，①表示________， ⑦表示________。 （2）该化合物有氨基______个，羧基______个。 （3）该化合物是由_____个氨基酸脱去____分子水形成的，这样的反应叫 ，该化合物的名称叫________。 （4）若氨基酸的平均分子质量是120，那么该化合物的相对分子质量是______。 氨基 羧基 2 2 四肽 4 3 脱水缩合 426 积极思维： 2、蛋白质的相关计算： ①n个氨基酸形成1条肽链，脱去 分子水，形成 个肽键，分子量减少了 ，至少含有 个氨基和 个羧基。 n-1 18×（n-1） 1 n-1 1 n个氨基酸形成2条肽链，脱去 分子水，形成 个肽键，分子量减少了 ，至少含有 个氨基和 个羧基。 n-2 n-2 18×（n-2） 2 2 n个氨基酸形成m条肽链，脱去 分子水，形成 个肽键，分子量减少了 ，至少含有 个氨基和 个羧基。 n-m n-m 18×（n-m） m m ①水分子数＝肽键数＝氨基酸分子数 － 肽链数 总结1：对于链状肽： ②有几条肽链，则至少就有几个氨基和几个羧基 填空： ①若10个氨基酸形成链状十肽，则形成肽键数是 个，脱去的水分子数 ； ②若10个氨基酸形成环状十肽，则形成肽键数是 个，脱去的水分子数 ； 10 9 9 10 总结2：对于环状肽： 肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数 游离氨(羧)基数目= 肽链数+R基中氨(羧)基数 注：每形成1个二硫键，则蛋白质的相对分子质量还要减少 ； ②组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为a，某种蛋白质由n个氨基酸形成的m条肽链组成，则这个蛋白质的相对分子质量为 。 思路： 蛋白质相对分子质量＝所有氨基酸的分子量之和 - 脱去的水分子的相对分子质量之和 an-（n-m）×18 蛋白质分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸的个数—18×脱去的水分子数；（若蛋白质中存在二硫键，则再减去二硫键的数目×2） 总结3： 2 —SH —SH + —S—S— + 2H   1条多肽链 m条链状多肽 1条环状多肽链 肽键数       失水数       分子量       至少含有氨基和羧基数                   填空：n个氨基酸（平均分子量为a）脱水缩合 最少含O原子数 最少含N原子数 n-1 n-1 n-m n-m n n an-18（n-1） an-18（n-m） an-18n 1个、1个 m个、m个 0个、0个 n＋1 n n＋m n n n 3．一条由39个氨基酸形成的环状多肽，其中有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽 A．有38个肽键 B．可能没有游离的氨基 C．至少有5个游离的羧基 D．至多有36种氨基酸 B 习题巩固： 1.血红蛋白分子中，含有574个氨基酸和4条肽链，在形成蛋白质分子时，失去水分子数和形成肽键数分别是 A．570、573 B．573、573 C．287、287 D．570、570 2.某种蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键500个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数分别为 A.498、498； B.500、500； C.502、500 D.501、500 D C 4.若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量是130，那么一个由4条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质的平均相对分子质量是 A.31432 B.31486 C.31378 D.363824 5.现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为 A．798、2和2 B．798、12和10 C．799、1和1 D．799、11和9 A B 6.某多肽化合物M可被水解成1个五肽、2个三肽、3个四肽、4个二肽，下列有关分析错误的是 A．这些短肽中至少共含有10个氨基 B．这些短肽中共含有21个肽键 C．这些短肽中至少共含有62个氧原子 D．多肽化合物M中共含有31个氨基酸 C 7．某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种原料合成的。亮氨酸(C6H13NO2)、天门冬氨酸(C4H7NO4)、苯丙氨酸(C9H11NO2)、丙氨酸(C3H7NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)。下列对该多肽的叙述不正确的是 A．有3个肽键 B．水解后得到4种氨基酸 C．含有氧原子数和氢原子数分别为5和32 D．只有1个游离羧基 B 8.有关图中蛋白质的叙述，正确的是 A.含有两条肽链 B.共有126个肽键 C.R基中共含17个氨基 D.形成该蛋白质时共脱掉125个水分子 A 9. 下图为牛胰岛素结构图，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．牛胰岛素含有50个肽键 B．牛胰岛素中至少含有2个游离的—NH2和2个游离的—COOH C．牛胰岛素水解产物含有21种不同的氨基酸 D．牛胰岛素形成时，减少的相对分子质量为882 B 据统计，生物体蛋白质大约1010-1012种，蛋白质结构多样性的原因是什么？ 1010～1012种蛋白质 21种氨基酸 3、蛋白质结构及其多样性 ◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎ 种类不同 数目不同 ◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇-◇-◇ 排列顺序不同 数目不同、空间结构不同 ②肽链： ①氨基酸 -◇-◇-◎-◎- -◎-◇-◇-◎- 蛋白质结构多样性原因： 蛋白质结构多样性原因：组成蛋白质的氨基酸数目不同，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千变万化。 氨基酸 二肽 三肽 一条多肽链 蛋白质 盘曲、折叠 一条或多条肽链 例：兔红细胞内氨基酸分子形成血红蛋白分子的过程示意图 4.蛋白质的功能 判断：细胞中组成两种蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序完全相同，则这两种蛋白质的功能相同（ ） × 蛋白质的结构多样决定功能多样性 （1）结构蛋白 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。 （2）运动作用：肌肉中的蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关； （3）催化作用：绝大多数酶都是蛋白质； 胃蛋白质酶结晶 （2）运输作用：血红蛋白、载体蛋白、脂蛋白； 血红蛋白示意图 载体蛋白示意图 （4）防御作用：抗体、凝血因子； （5）调控作用：蛋白质类激素，如胰岛素、生长激素等； 判断： 蛋白质具有调节作用，如胰岛素、性激素等（ ） × 胰岛素分子 一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者； 31 5、检测生物组织中的蛋白质 蛋白质＋双缩脲试剂 → 紫色 （1）实验原理： 注： ②双缩脲试剂 成分 双缩脲试剂A液： 双缩脲试剂B液： 0.1g/ml的NaOH溶液； 0.01g/ml的CuSO4溶液； 使用方法： 先加2mlA液，摇匀，再加B液3-4滴，摇匀； 实质： 利用碱性条件下，Cu2+和肽键反应生成紫色； ①双缩脲试剂可以检测含有两个及两个以上肽键的化合物； ③双缩脲试剂B液滴加少量的原因是：防止Cu2+过量与NaOH反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，干扰紫色的观察； 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 作用 成分 使用方法 原理 反应条件 检测还原糖 检测多肽和蛋白质 甲液:0.1g/mLNaOH 乙液:0.05g/mLCuSO4 A液:0.1g/mLNaOH B液:0.01g/mLCuSO4 甲液与乙液等量混合，现配现用、水浴加热； 先加2mlA液，摇匀 再加3-4滴B液，摇匀 Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀 肽键在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色现象 水浴加热(50-65℃) 碱性环境、常温 积极思维：斐林试剂和双缩脲试剂的比较 （2）实验过程： 加入稀蛋清 加入NaOH，摇匀 滴加CuSO4，摇匀 实验视频 34 拓展知识：蛋白质变性和盐析 蛋白质在某些物理和化学因素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。 蛋白质在盐溶液中溶解度降低，析出的白色絮状物就是蛋白质。空间结构不发生改变，可逆的。 盐析： 变性： 判断： ①双缩脲试剂不可以和二肽化合物发生反应生成紫色现象（ ） ②双缩脲试剂不可以和变性后的蛋白质发生反应生成紫色（ ） 注：蛋白质变性变的是空间结构，肽键依旧存在； √ × 选择： 科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕,使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白,该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述,正确的是 A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同 B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成 C.该蛋白彻底水解产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应 D.高温可改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性 B 资料1：亲子鉴定： DNA指纹法在案件侦破中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就可能为案件的侦破提供证据。 资料2 ：DNA指纹 新型冠状病毒（2019-nCoV）属于β属的冠状病毒，具有囊膜的单股正链RNA病毒。目前正在通过核酸检测确定感染病例。新型冠状病毒是RNA病毒，不同的病毒核酸序列不同。标记新型冠状病毒的某个核酸片段，与核酸检测样本进行对比。 资料3：新冠病毒核酸检测 1.元素组成： 2.核酸的基本单位： 三、核酸 五碳糖 磷酸 含氮碱基 1分子核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖、1分子含氮碱基组成； A：腺嘌呤 G：鸟嘌呤 C：胞嘧啶 T：胸腺嘧啶 U：尿嘧啶 C、H、O、N、P 核苷酸 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 脱氧核苷酸： 核糖核苷酸： 核糖 磷酸 含氮碱基 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 U 尿嘧啶 两种核苷酸的分子结构示意图（根据五碳糖分类） 五种含氮碱基 ①脱氧核糖核苷酸（4种）——DNA组成单位 p T p G 腺嘌呤脱氧（核糖）核苷酸 鸟嘌呤脱氧（核糖）核苷酸 p C 胞嘧啶脱氧（核糖）核苷酸 胸腺嘧啶脱氧（核糖）核苷酸 p A ②核糖核苷酸（4种）——RNA组成单位 P A p G p C p U 腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 八种核苷酸 p T p A 填空：请写出下图所示的核苷酸名称 腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 p U 尿嘧啶核糖核苷酸 p C 胞嘧啶脱氧核苷酸或胞嘧啶核糖核苷酸 3.核酸是由核苷酸脱水缩合连接而成的长链 五碳糖 含氮碱基 磷酸 五碳糖 含氮碱基 磷酸 五碳糖 含氮碱基 磷酸 脱水缩合 脱水缩合 核酸由几十个乃至上亿个核苷酸连接成长链； 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸连接成的长链 DNA分子由两条链形成的双螺旋结构 磷酸二酯键 核糖核苷酸 核糖核苷酸连接成的长链 RNA分子，一般为单链 磷酸二酯键 4、核酸分类 DNA RNA 中文名 结构 脱氧核糖核酸 核糖核酸 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 分布 真核：细胞核（主）、 线粒体、叶绿体 主要在细胞质中 基本单位 两条脱氧核苷酸链构成的双螺旋结构 一条核糖核苷酸链构成 原核：拟核、质粒 两种核酸 思考：每种核酸的组成核苷酸只有四种，但是DNA和RNA中却隐藏着多样的遗传信息,而且遗传信息各不相同，这是如何办到的？ 析：核酸多样性的原因 ①核苷酸的数目不同 ②核苷酸的排列顺序不同 细胞生物的遗传信息： RNA病毒的遗传信息： 注： 脱氧核苷酸的排列顺序（碱基对的排列顺序）； 核糖核苷酸的排列顺序； 49 注：①DNA和RNA在化学组成上的区别： DNA中含有 糖，RNA中含有 糖；DNA和RNA的碱基组成不完全相同： DNA的碱基中 ，而RNA的碱基中 ； ③核酸有 种，碱基有 种，核苷酸有 种； 只要具有细胞结构的生物含有核酸 种，遗传物质一定是 ， 由A、G、C、T四种碱基组成的核苷酸有 种； 病毒只有一种核酸： ；某种RNA病毒，其遗传物质是 ，由A、G、U组成的核苷酸有有 种； 脱氧核 核 有T无U 有U无T 2 5 8 2 DNA DNA或RNA RNA 3 7 ②DNA初步水解产物是： ；DNA彻底水解产物是： ； RNA初步水解产物是： ；RNA彻底水解产物是： ； 4种脱氧核糖核苷酸 磷酸、脱氧核糖、A、G、C、T四种含氮碱基 4种核糖核苷酸 磷酸、核糖、A、G、C、U四种含氮碱基 判断：DNA彻底水解后可以得到6种小分子产物（ ） DNA彻底水解后可以得到6种有机物（ ） 核酸彻底水解后可以得到8种产物（ ） × √ √ 50 水稻叶肉细胞中核酸有几种？ 水稻叶肉细胞中核酸的基本单位有几种？ 水稻叶肉细胞中组成核酸的碱基有几种？ 水稻叶肉细胞中遗传物质的基本单位有几种？ 细菌细胞中核酸有几种？ 细菌细胞中遗传物质有几种？ 细菌细胞中碱基有几种？ 噬菌体(DNA病毒)中核酸的基本单位有几种？ HIV(RNA病毒)中遗传物质的基本单位有几种？ HIV中由A、U、C、T四种碱基组成的核苷酸有几种？ 水稻中由A、U、C、T四种碱基组成的核苷酸有几种？ 水稻遗传物质A、C、T三种碱基组成的核苷酸有几种？ 2种 5种 8种 5种 4种 4种 3种 2种 1种 4种 积极思维： 6种 3种 遗传物质 所含核酸 碱基种类 五碳糖种类 核苷酸种类 核糖核苷酸种类 脱氧核苷酸种类 实例 细胞生物 DNA病毒 RNA病毒 总结：细胞生物和非细胞生物所含核酸比较 人、玉米、酵母菌、细菌 T2噬菌体 烟草花叶病毒、HIV 5种 DNA DNA RNA DNA和RNA DNA RNA 4种 4种 核糖和脱氧核糖 脱氧核糖 核糖 8种 4种 4种 4种 4种 4种 4种 0种 0种 5.核酸功能： 核酸是生物体中储存与传递遗传信息的生物大分子，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用； 1.如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是 A.人体内的③有5种，②有2种 B.若②为核糖，则③可以是胸腺嘧啶 C.在人类免疫缺陷病毒HIV中核苷酸共有8种 D. DNA与RNA的不同点只体现在②处 A 2、下列关于单体的叙述中，错误的是 A．多聚体彻底水解后的产物不一定是它的单体 B．脂肪彻底氧化分解后的产物是CO2和H2O，所以CO2和H2O 是脂肪的单体 C．淀粉和纤维素的单体都是葡萄糖 D．DNA和RNA单体的分子组成不同 B 习题巩固： 3、下列关于生物大分子的叙述，错误的是 A.蛋白质是以氨基酸为基本组成单位的生物大分子 B.核酸是携带遗传信息的生物大分子 C.多糖、蛋白质、核酸是以碳链为基本骨架的生物大分子 D.组成生物大分子淀粉、糖原、纤维素和核糖的基本单位 均是葡萄糖 D 4.下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是 A.DNA和RNA分子的碱基组成相同，五碳糖不同 B.DNA和RNA分子的五碳糖组成相同，碱基组成不同 C.真核细胞与原核细胞中都含有DNA与RNA两种核酸 D.真核细胞中含有的核酸为DNA，原核细胞中含有的核酸为RNA C 5.下列有关核酸及核苷酸的说法中，正确的是 A.核苷酸是生物体内储存遗传信息的物质 B.人体内含有2种核苷酸和8种核酸 C.玉米细胞中的核酸水解后可得到8种核苷酸 D.小鼠细胞中的DNA水解后可得到4种核糖核苷酸 C 6.如图表示核酸的基本组成单位。下列叙述错误的是 A.人体细胞内构成核酸的物质b共有8种 B.病毒体内共有4种m，大肠杆菌细胞内共有5种m C.若m为胸腺嘧啶，则b只能是胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D.若a是核糖，则b是构成植物细胞遗传物质的基本单位 D 7.如图甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列叙述错误的是 A．甲一定是乙的组成单位 B．病毒中的核酸可能是乙也可能是RNA C．人的神经细胞中含有甲的种类是8种 D．小麦根尖细胞遗传物质中，含4种甲中的m A $