内容正文:
蛋白质和核酸
第3课时
问题1 蛋白质有哪些功能?为什么蛋白质可以有如此多的功能?
结构
多样性
功能
多样性
决定
结构蛋白
(如羽毛)
信息传递
(如胰岛素)
催化
(如胃蛋白酶)
运输载体
(如血红蛋白)
免疫(如抗体)
思考:从某些动物组织中提取的胶原蛋白,可以用来制作手术缝合线。手术后过一段时间,这种缝合线就可以被人体组织吸收,从而避免拆线的痛苦。这种缝合线要发生什么样的化学反应才能被吸收?
蛋白质发生彻底水解为氨基酸才能被吸收
氨基酸是组成蛋白质的基本单位
3
问题2 组成蛋白质的氨基酸的结构有什么特点?写出氨基酸的结构通式
组成元素
结构通式(丙氨酸为例)
1
C
H
O
N
S
基本元素(所有氨基酸都有)
个别氨基酸有特殊元素:如甲硫氨酸、半胱氨酸)
至少有一个氨基和一个羧基,且它们连在同一个碳原子上;这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)
2
R基的不同决定氨基酸种类的不同
巯基
D
5
问题3 组成人体蛋白质的氨基酸有几种?可以如何分类?
②13种非必需氨基酸(人体细胞能够合成)
①8种必需氨基酸(人体细胞不能合成)
人体细胞中:
评价食物中蛋白质成分的营养价值
氨基酸的功能和运输
归纳总结
问题4 写出甘氨酸和丙氨酸脱水缩合的产物,并标出肽键的位置,指出脱去的水分子中H、O的来源。归纳蛋白质的相关计算
氨基酸形成多肽的方式:_________,
场所是__________;
参与蛋白质合成的RNA有:_______
脱水缩合
核糖体
mRNA、tRNA、rRNA
①“规律法”计算多肽形成过程中的相关数量
形成肽链时:主链肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数(若为环肽,则肽链数为0)。
问题4 写出甘氨酸和丙氨酸脱水缩合的产物,并标出肽键的位置,指出脱去的水分子中H、O的来源。归纳蛋白质的相关计算
b.有二硫键(—S—S—)时: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-脱去的水分子数×18-二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。
②“公式法”计算蛋白质相对分子质量
a.无二硫键时: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-脱去的水分子数×18。
蛋白质中游离氨基或羧基的计算
(1)至少含有的游离氨基或羧基数=
(2)游离氨基或羧基数=
肽链数
肽链数+R基中含有的氨基或羧基数
(3)环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。
蛋白质的相关计算
肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 多肽(蛋白质)的相对分子质量
1条 n
m条 n
n-1
n-m
n-1
n-m
至少
1个
至少
1个
至少
m个
至少
m个
na-18(n-1)
na-18(n-m)
注:设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽。
11
蛋白质的氨基(羧基)数、肽键数和脱水数、相对分子质量
(若为环肽,则肽链数m为0)
问题5 氨基酸仅通过脱水缩合就能形成蛋白质吗?为什么氨基酸种类有限,但形成的蛋白质却种类繁多?
脱水
缩合
复
杂的空间结构
蛋白质的结构层次(以血红蛋白为例)
真核细胞合成分泌蛋白还与____________________加工有关;
内质网、高尔基体
蛋白质结构和功能的多样性
排列顺序
空间结构
酶
血红蛋白
激素
抗体
思考:必修1P38非选择题2
问题6 什么是蛋白质的变性?为什么吃熟鸡蛋、熟肉容易消化?
③蛋白质的水解
完全水解
部分水解
☆需要多种酶协同作用才能使蛋白质完全水解
各种氨基酸混合物
各种氨基酸和多肽的混合物
②蛋白质的盐析
加入某种无机盐,是使物质溶解度降低而析出的过程
①蛋白质的变性
高温 X射线 超声波
物理因素--
化学因素--
重金属盐、强酸、强碱
蛋白质在某些物理或化学因素作用下其特定的空间结构被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象
盐析不破坏蛋白质的空间结构
特点:蛋白质生物活性丧失;溶解度降低,易形成沉淀析出;蛋白质的空间结构发
生改变,肽键未断裂,可与双缩脲试剂发生反应】
变化过程一般不可逆,若条件不过于激烈,蛋白质分子的内部结构变化不大,是可逆的
例题.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
【答案】C
考向一 蛋白质的结构和功能
1.氨基酸在人体内分解代谢时,可以通过脱去羧基生成CO2和含有氨基的有机物(有机胺),有些有机胺能引起较强的生理效应。组氨酸脱去羧基后的产物组胺,可舒张血管;酪氨酸脱去羧基后的产物酪胺,可收缩血管;天冬氨酸脱去羧基后的产物β-丙氨酸是辅酶A的成分之一。下列叙述正确的是
A.人体内氨基酸的主要分解代谢途径是脱去羧基生成有机胺
B.有的氨基酸脱去羧基后的产物可作为生物合成的原料
C.组胺分泌过多可导致血压上升
D.酪胺分泌过多可导致血压下降
√
迁移应用
评价
2.钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,空间结构可能发生变化
√
3.球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是
A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇
C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏
√
考向二 蛋白质的相关计算
4.将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸,B链末端增加2个精氨酸,可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述,错误的是
A.进入人体后需经高尔基体加工
B.比人胰岛素多了2个肽键
C.与人胰岛素有相同的靶细胞
D.可通过基因工程方法生产
√
5.如图为一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子,其中“—S—S—”是将两条肽链连接起来的二硫键(由两个—SH形成,即—SH+—SH→—S—S—+2H)。下列叙述正确的是
A.该分子中含有197个肽键
B.该蛋白质中至少含有2个游离的氨基
C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基
D.合成该蛋白质的过程中,其相对分子质量减少了3 568
√
1.蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是
A.叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质
B.胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质
C.唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质
D.线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
√
补例
2.下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是
A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输
D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
√
1
2
3
4
3.有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是
A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链
C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失
D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
√
例题.下列与氨基酸有关的说法正确的是 ( )
A.人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质都含有21种氨基酸
B.经测定某化合物含C、H、O、N、S五种元素,则该化合物是氨基酸
C.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
D.所有氨基酸的组成元素都相同,由此构成的蛋白质的组成元素也相同
例题.(多选)下列关于蛋白质合成过程的叙述正确的有( )
A.三个氨基酸经脱水缩合失去2分子的水而形成的化合物称为二肽
B.在核糖体中新合成的肽链具有生物活性
C.蛋白质是由2条或2条以上多肽链构成的
D.人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质都能催化生物化学反应
E.α-鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8个肽键
F.肽键既可以在叶绿体内形成,也可以在线粒体内形成
G.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链
C
EFG
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
载体蛋白 细胞膜等生物膜 运输某些物质,如离子、氨基酸等
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 识别等作用
某些信号分子(激素、神经递质等)受体 受体细胞(细胞膜或细胞内) 与信号分子特异性结合,引起受体细胞代谢变化
结构蛋白 细胞膜、肌肉纤维等 构成细胞和生物体的成分
归纳总结
几种常见蛋白质的分布和功能
必备知识
整合
1.核酸是遗传信息的携带者
磷酸
五碳糖
含氮碱基
注意:
2.DNA和RNA的一条链中的核苷酸都是通过形成________________连接的;
DNA的两条脱氧核苷酸链之间是通过____连接。
3.催化形成磷酸二酯键的酶:
催化断裂磷酸二酯键的酶:
1.每个双链DNA分子片段都含有____游离磷酸
磷酸二酯键
氢键
DNA聚合酶、RNA聚合酶、DNA连接酶、逆转录酶、RNA复制酶
限制酶、DNA水解酶
两个
问题1 总结DNA和RNA的异同点(从基本单位、组成成分、分布、核苷酸链数与是否有氢键比较)
A、G、C
核糖
1.DNA含有4种脱氧核苷酸;RNA含有4种核糖核苷酸。
2.
3.
4.DNA一般是双链(含有氢键);
RNA一般为单链,包括tRNA(含有氢键)、mRNA、rRNA3种。
问题2 核酸如何携带遗传信息?
核苷酸(或碱基)的排列顺序
问题3 核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中发挥着什么作用?
不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳
问题4 怎样理解生物大分子以碳链为基本骨架?
每一个单体都由若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架,再由许多单体连接成多聚体
问题5 有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物是什么?
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
依据元素组成推断有机物的种类及功能
葡萄糖
糖原
脂肪
承担者
N、P
脱氧核
苷酸
(1)DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性( )
(2)蛋白质和DNA具有相同的空间结构,体内合成时都需要模板、能量和酶( )
√
×
判断正误
(3)线粒体DNA位于线粒体外膜上,编码参与呼吸作用的酶( )
×
核酸和蛋白质的关系
铜绿假单胞菌是引起烧伤等感染的病原体,某些噬菌体是侵染细菌的病毒。研究人员欲利用某些噬菌体和宿主铜绿假单胞菌的相互作用,来达到杀灭铜绿假单胞菌的目的。
噬菌体JG、噬菌体PaP1、噬菌体PaP1的DNA+噬菌体JG的蛋白质外壳重组成的重组噬菌体对不同类型的铜绿假单胞菌(PA1、PAO1)的吸附率如图所示。
关键能力
提升
(1)根据B、C组的实验结果可以得出的实验结论是____________________
。比较A、B、C三组的实验结果可知,噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附主要取决于其
(填“DNA”或“蛋白质外壳”)的种类。
噬菌体JG主要侵染铜
绿假单胞菌PAO1,噬菌体PaP1主要侵染铜绿假单胞菌PA1
蛋白质外壳
(2)重组噬菌体繁殖产生的子代噬菌体,主要侵染铜绿假单胞菌 (填“PAO1”或“PA1”),理由是____________________________________
______________________________________________________________________________________。
PA1
重组噬菌体的DNA来自噬菌体PaP1,产
生的子代噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体PaP1的相同,因此子代噬菌体主要侵染铜绿假单胞菌PA1
(3)在侵染铜绿假单胞菌时,噬菌体的尾丝蛋白通过与宿主细胞壁上的脂多糖结合进而吸附在宿主细胞表面。科研人员从某地污水中分离到一株可同时高效吸附并侵染PA1和PAO1的变异噬菌体,对其尾丝蛋白基因进行测序,部分结果如图所示。
据图可知,与野生型噬菌体相比,变异噬菌体的尾丝蛋白基因发生了碱基 ,使尾丝蛋白氨基酸序列改变,空间结构改变,变异后的尾丝蛋白能同时结合两种铜绿假单胞菌的脂多糖。综上,DNA是携带 的物质,在生物体的遗传、变异和 中具有极其重要的作用。
替换
遗传信息
蛋白质的生物合成
考向三 核酸的结构和功能
6.科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲,依据的是DNA的
A.元素组成 B.核苷酸种类 C.碱基序列 D.空间结构
√
迁移应用
评价
7.(2024·福州一中质检)图甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是
A.甲中a为核糖或脱氧核糖,b为腺苷
B.病毒中的核酸可能是乙,也可能是丙
C.人的神经细胞中含有甲的种类是8种
D.小麦根尖细胞的遗传物质中,甲中的m有4种
√
考向四 辨析蛋白质和核酸的关系
8.核酸和蛋白质都是重要的生物大分子,下列相关叙述错误的是
A.组成元素都有C、H、O、N
B.细胞内合成新的分子时都需要模板
C.在细胞质和细胞核中都有分布
D.高温变性后降温都能缓慢复性
√
9.生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
√
常见的核酸—蛋白质复合体
归纳总结
考向五 比较细胞中的生物大分子
10.(2025·四川适应性演练)下列关于细胞内糖类、蛋白质和核酸的叙述,正确的是
A.糖类、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子
B.核酸经酶分解后得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸
C.由mRNA全长序列可知其编码蛋白质的氨基酸序列
D.淀粉酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质
√
11.已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是
A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B.③④⑤都是生物大分子,都以碳链为骨架
C.①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D.④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
√
$