一轮复习人教版细胞中的蛋白质和核酸课件

第一单元细胞及组成细胞的分子第3讲细胞中的蛋白质和核酸课标要求素养目标1.阐明蛋白质通常由20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从结构与功能相适应这一视角，解释细胞由多种多样的分子组成，这些分子是细胞执行各项生命活动的物质基础(生命观念、科学思维)【知识框架】考点一蛋白质的结构和功能1．核心概念(1)蛋白质：细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能，是生命活动的主要承担者。(必修1P29)(2)氨基酸：组成蛋白质的基本单位，至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团R。(必修1P29)(3)多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物。(必修1P30)(4)脱水缩合：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的结合方式。(必修1P30)2．蛋白质的功能3．蛋白质的结构(1)基本单位——氨基酸。(2)二肽形成——脱水缩合。①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。(3)蛋白质的结构层次。(4)蛋白质结构的多样性。1．(教材必修1P30“正文”改编)肽键、氢键、二硫键各自在蛋白质的结构形成过程中起到什么作用？提示：肽键是连接两个氨基酸分子之间的化学键，是一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸氨基脱去一分子水形成的，处在C－N之间，它是形成多肽链的重要的键；肽链的盘曲折叠很大程度上是由于氨基酸之间能够形成氢键；二硫键是许多蛋白质分子里两条或多条肽链或者同一链内部相互结合起作用的化学键。2．(教材必修1P31“相关信息”)人类的许多疾病如囊性纤维化、阿尔茨海默病、帕金森病等都与人体细胞内肽链的________有关。答案：折叠错误3．(教材必修1P32“拓展应用”)民间有一种“吃什么补什么”的说法，请从生物大分子的消化与合成角度对此做出评价。提示：此说法不合理。食物中的生物大分子(如蛋白质)都被消化分解成小分子(如氨基酸等)才能被人体吸收，这些小分子物质在人体细胞内重新合成不同的大分子物质，在人体内执行不同的功能。4．(教材必修1P32“与社会的联系”)加热、加酸、加酒精可以达到消毒、灭菌的目的，原理是：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：加热、加酸、加酒精可以使细菌和病毒的蛋白质变性，

从而达到消毒、灭菌目的5．(教材必修1P32“拓展应用”)在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，需注重其中必需氨基酸的种类和含量，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此食物中需要足够量的必需氨基酸的种类和含量。判断正误。1．(2020·江苏卷)大豆与根瘤菌是互利共生关系，根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成。(√)2．(2021·湖南省三模)在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后溶液不会变成紫色。(√)3．脱水缩合形成的多肽中含有几个肽键就称为几肽。(×)提示：多肽是由多个氨基酸合成的，几个氨基酸就称为几肽。4．具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸。(×)提示：构成蛋白质的氨基酸都有一个氨基和羧基连接在同一个C原子上。5．α­鹅膏覃碱是一种环状八肽，分子中至少含有8个肽键。(√)1．(2020·全国卷Ⅲ)牛奶中含有人体所需的必需氨基酸，必需氨基酸是指_________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取的氨基酸2．(2021·汕头一模改编)鸡蛋煮熟食用易消化，因为____________________________________________________________________________________。答案：加热后蛋白质的空间结构改变，容易被蛋白酶水解3．作为手术缝合线的胶原蛋白之所以能被人体组织吸收，是因为_________。答案：胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸4．长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，原因是_________________________________________________________________________。答案：玉米的蛋白质中缺乏赖氨酸，而赖氨酸在人体细胞中不能够合成，所以长期以玉米为主食就会容易缺乏赖氨酸1．(生命观念)几种常考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生物膜，包含载体蛋白和通道蛋白运输某些物质，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分泌到内环境中调节生命活动抗体由浆细胞合成并分泌到内环境中免疫作用续上表

血红蛋白红细胞内主要运输氧气和部分二氧化碳糖蛋白(受体蛋白)等细胞膜外表面保护、润滑、识别等作用结构蛋白细胞膜、肌纤维等构成细胞和生物体的成分细胞因子由辅助性T细胞合成并分泌到内环境中促进B细胞增殖、分化为浆细胞或记忆B细胞2.(科学思维)蛋白质的相关计算(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系：①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。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(不考虑二硫键)。肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子量氨基数目

羧基数目1条mm－1m－1am－18(m－1)至少1个至少1个n条mm－nm－nam－18(m－n)至少n个至少n个注：氨基酸的平均分质量为a。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算。①

至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数×1。②

游离氨基或羧基数目＝肽链数×1＋R基中含有的氨基或羧基数。(3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数。①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数。(4)若为环状多肽，肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。(5)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系。1．(科学思维)“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸从数量上看至少有一个—NH2和一个—COOH，下列不属于构成蛋白质的氨基酸：从位置上看必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：答案：羧基(—COOH)氨基(—NH2)同一个碳原子2.(生命观念)辨析蛋白质的变性和水解(1)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的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。(2)水解：在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合过程相反。考向一围绕蛋白质的结构和功能，考查生命观念和社会责任[典型例题1]

(2021·珠海一模)下列有关真核细胞内蛋白质的叙述，错误的是(

)A．蛋白质分泌可能涉及不同膜的转化B．高温可能改变蛋白质的空间结构C．部分蛋白质具有信息传递功能D．蛋白质是一切生命活动的承担者解析：蛋白质的分泌过程中，内质网膜要转化为高尔基体膜，高尔基体膜要转化为细胞膜，涉及了不同膜的转化，A正确；高温可以破坏维持蛋白质空间结构的化学键，改变蛋白质的空间结构，B正确；有的蛋白质具有调节作用，能够进行信息传递，如生长激素、胰岛素，C正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，但并不是所有的生命活动都由蛋白质承担，比如色素吸收光，D错误。答案：D考向二围绕蛋白质的计算，考查科学思维[典型例题2]免疫球蛋白(抗体)是由两条重链(H链)和两条轻链(L链)通过链间二硫键连接而成的四肽链结构，如图所示，下列有关叙述中错误的是(

)A．免疫球蛋白中至少含有4个—NH2和4个—COOHB．若免疫球蛋白由m个氨基酸形成，则含有m－4个肽键C．如图所示的免疫球蛋白在由氨基酸形成过程中分子量的减少量为脱去水分子数×18＋二硫键×2D．不同免疫球蛋白结构不同的主要原因在于肽链的折叠、盘曲方式不同解析：免疫球蛋白由4条肽链构成，所以免疫球蛋白中至少含有4个—NH2和4个—COOH，A正确；免疫球蛋白由m个氨基酸脱水缩合构成，含有的肽键数为(m－4)个，B正确；由图可知，免疫球蛋白空间结构基本相似，不同的原因在于氨基酸的种类、数目及排列顺序不同，C错误；由氨基酸形成蛋白质过程中减少的分子量除了要考虑脱去的水分子数的分子量，还要考虑二硫键形成过程中失去的分子量，一个二硫键是由2个－SH脱去2个氢原子形成的，D正确。答案：C1．(2021·湖南三模)FtsZ蛋白是一种广泛存在于细菌细胞质中的骨架蛋白，与哺乳动物细胞中的微管蛋白类似。在细菌二分裂过程中，FtsZ蛋白先招募其他15种分裂蛋白形成分裂蛋白复合物，再促进细菌完成二分裂。下列说法不正确的是(

)A．FtsZ蛋白与其他15种分裂蛋白的单体都以碳链为骨架B．FtsZ蛋白的功能由氨基酸的种类、数目和排列顺序三方面决定C．FtsZ蛋白在细菌中广泛存在，因此可作为抗菌药物研发的新靶标D．研发针对细菌的FtsZ蛋白抑制剂时，应考虑其对动物微管蛋白的抑制作用解析：生物大分子及其单体都以碳链为骨架，A正确；FtsZ蛋白的功能与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽的空间结构有关，B错误；只要能抑制FtsZ蛋白的合成或破坏其空间结构即可抑制细菌二分裂，因此该蛋白可作为抗菌药物研发的新靶标，C正确；FtsZ蛋白与哺乳动物细胞中的微管蛋白类似，因此在研发针对细菌的FtsZ蛋白抑制剂时，应考虑其对动物微管蛋白的抑制作用，D正确。答案：B2．如图所示，一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是(

)A．胰岛素分子具有50个肽键，合成它的过程中共脱去50分子水B．胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基C．沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性丧失D．理论上可以通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能解析：分析题图可知，一分子胰岛素原切掉C肽后转变成为一分子含有两条肽链的胰岛素，每个胰岛素分子由51个氨基酸组成，构成胰岛素分子的两条肽链之间由二硫键连接。51个氨基酸组成的胰岛素具有的肽键数＝氨基酸数－肽链数＝51－2＝49(个)，合成它的过程中脱去的水分子数＝肽键数＝49个，A错误；胰岛素分子含有两条肽链，至少含有2个游离的氨基和2个游离的羧基，B错误；沸水浴可使胰岛素的空间结构改变，导致胰岛素生物活性丧失，但此过程中肽键一般不会断裂，C错误；每个胰岛素原切掉C肽形成一个胰岛素分子，因此理论上可通过测定C肽的含量来间接反映胰岛B细胞分泌胰岛素的功能，D正确。答案：D考点二核酸的结构和功能1．核心概念(1)核酸：包括DNA和RNA两大类，是遗传信息的携带者，其基本组成单位是核苷酸。(必修1P37)(2)单体：组成多糖的基本单位是单糖，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸，这些基本单位称为单体。(必修1P36)(3)多聚体：由许多单体连接而成的生物大分子。(必修1P36)(4)碳骨架：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，这个基本骨架就叫作碳骨架。(必修1P36)2．核酸的结构层次3．核酸的功能与分布细胞内携带遗传信息的物质在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用1．(教材必修1P34“正文”)“核酸”，就是从细胞核中提取的，具有酸性的物质。2．(教材必修1P36“正文”)科学家说“碳是生命的核心元素”“没有碳，就没有生命”。如何理解这两句话？提示：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，而生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因此生物大分子也是以碳链为基本骨架的。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”“没有碳，就没有生命”。3．(教材必修1P36“拓展应用”)“一切疾病都与基因受损有关”；“基因是核酸片段”；“补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”。请对上述三段宣传语做出评析，指出其中的逻辑漏洞。提示：“一切疾病都与基因受损有关”过于绝对，疾病有的是基因受损导致的，还有很多疾病是受到细菌等病原体影响导致的。“基因是核酸片段”属于概念有误，核酸包括DNA和RNA，除少数病毒外，生物的基因是DNA上有遗传效应的片段。“补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”这是混淆概念关系以误导消费者。人们吃的食物中已经含有很多核酸，不需要额外补充核酸。核酸都要被消化分解成核苷酸后才能被吸收利用，细胞内的基因修复有复杂的机制，补充核酸不会增强基因修复能力。判断正误。1．(2021·八省联考·江苏卷)与RNA分子相比，DNA分子的稳定性要高得多。(√)2．与DNA相比，RNA特有的化学物质组成是胸腺嘧啶(T)和脱氧核糖。(×)提示：胸腺嘧啶和脱氧核糖是DNA所特有的。3．DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接。(×)提示：DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过碱基对之间的氢键相连。4．真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质。(×)提示：真核生物和原核生物都以DNA为遗传物质。

5．T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成。(√)6．rRNA能参与蛋白质的生物合成。(√)1．DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的根本原因是______________________________________________________________________________________。答案：DNA是遗传物质，携带有遗传信息，不同个体的遗传信息一般都有区别2．为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？试从组成二者单体种类的角度分析，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________。答案：构成多糖的单体全是葡萄糖，因此多糖与葡萄糖的顺序无关；核酸由不同的核苷酸连接而成，所以核酸分子中的核苷酸在数量和排列顺序上就会千差万别，从而能够携带遗传信息3．核酸的功能是___________________________________________________________________________________________________________________。答案：细胞内携带遗传信息的物质，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4．生物体内某些重要化合物的元素组成如下图所示，与C2相比较，C1的组成成分的特点是___________________________________________________________________________________________________________________。答案：含有C2所没有的碱基T和脱氧核糖1．(科学思维)核酸与蛋白质的比较比较项目核酸蛋白质DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸合成场所主要在细胞核中复制产生主要在细胞核中转录生成核糖体中分子结构一般为规则的双螺旋结构一般为单链结构氨基酸→多肽→蛋白质续上表

结构多样性的决定因素核苷酸的种类、数量及排列顺序氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链盘曲折叠形成的空间结构联系核酸控制蛋白质的合成2.(社会责任)核酸与遗传物质辨析生物种类核酸种类(核苷酸种类数、碱基种类数)遗传物质(核苷酸种类数、碱基种类数)细胞生物原核DNA和RNA(8种、5种)DNA(4种、4种)真核DNA和RNA(8种、5种)DNA(4种、4种)病毒DNA病毒DNA(4种、4种)DNA(4种、4种)RNA病毒RNA(4种、4种)RNA(4种、4种)1．(科学思维)“三看法”判断DNA和RNA答案：五碳糖含氮碱基碱基比例2．(科学思维)生物大分子的水解与氧化分解(注：脂肪不是生物大分子)生物大分子初步水解产物彻底水解产物氧化分解产物淀粉麦芽糖葡萄糖CO2＋H2O纤维素纤维二糖葡萄糖CO2＋H2O脂肪—甘油＋脂肪酸CO2＋H2O蛋白质多肽氨基酸CO2＋H2O＋含氮物质DNA脱氧核苷酸脱氧核糖、碱基、磷酸CO2＋H2O＋尿素RNA核糖核苷酸核糖、碱基、磷酸CO2＋H2O＋尿素考向一围绕核酸的结构和功能，考查生命观念[典型例题1]下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是(

)A．DNA和RNA分子的彻底水解产物都是磷酸、五碳糖、含氮碱基B．小麦的核酸中含有5种碱基、2种核苷酸、2种五碳糖C．真核细胞中的DNA存在于细胞核与细胞质中，RNA只存在于细胞质中D．遗传信息只能储存在DNA中，不能储存在RNA中解析：DNA和RNA分子的初步水解产物是核苷酸，彻底水解产物都是磷酸、五碳糖、含氮碱基，A正确；小麦有DNA和RNA2种核酸，含有5种碱基、8种核苷酸、2种五碳糖，B错误；真核细胞中的DNA主要存在于细胞核，少量在细胞质中，RNA少量存在于细胞核，多数存在于细胞质中，C错误；核酸是携带遗传信息的物质，DNA和RNA都能携带遗传信息，D错误。答案：A考向二围绕蛋白质和核酸的相关知识，考查科学思维[典型例题2]

(2019·江苏卷)下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是(

)A．核酸和蛋白质的组成元素相同B．核酸的合成需要相应蛋白质的参与C．蛋白质的分解都需要核酸的直接参与D．高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键解析：核酸的组成元素是C、H、O、N、P，而蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N，故核酸和蛋白质的组成元素不完全相同，A错误；核酸包括DNA和RNA，两者的合成都需要相关酶的催化，而这些酶的化学本质是蛋白质，B正确；蛋白质的分解需要蛋白酶的参与，而蛋白酶的本质是蛋白质，因此蛋白质的分解不需要核酸的直接参与，C错误；高温会破坏蛋白质分子的空间结构，但是不会破坏肽键，且核酸分子中不含肽键，D错误。答案：B1．下图中甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述不正确的是(

)A．如果甲中的m是U，则甲一定是丙的基本单位B．如果甲中的m是G，则甲一定是乙的基本单位C．如果甲中的a是脱氧核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中D．如果甲中的a是核糖，则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中解析：如果甲中的m是U，则甲为核糖核苷酸，是丙tRNA的基本单位，A正确；如果甲中的m是G，则甲为鸟嘌呤脱氧核苷酸或鸟嘌呤核糖核苷酸，因此不一定是乙DNA的基本单位，B错误；如果甲中的a是脱氧核糖，则甲为脱氧核苷酸，其聚合成的大分子物质是DNA，可以分布于线粒体和叶绿体中，C正确；如果甲中的a是核糖，则甲为核糖核苷酸，其聚合成的大分子物质是RNA，可以分布于细胞核和细胞质中，D正确。答案：B2．(2019·海南卷)下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是(

)A．一个核糖体上可以同时合成多条多肽链B．一个蛋白质分子可以含有多个金属离子C．一个mRNA分子可以结合多个核糖体D．一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子解析：

一个核糖体上一次只能合成一条多肽链，A错误；一个蛋白质分子可以含有多个金属离子，如一个血红蛋白含有四个铁离子，B正确；一个mRNA分子可以结合多个核糖体，合成多条多肽链，C正确；一个DNA分子上含有多个基因，不同基因可以转录产生多个RNA分子，D正确。答案：A科学探究1|物质鉴定类实验的归纳[突破探究]1．教材中的物质鉴定类实验实验名称试剂颜色生物材料淀粉的鉴定碘液蓝色脱色的叶片(用酒精脱色)还原糖的鉴定斐林试剂蓝色—棕褐色—砖红色苹果或梨的匀浆等脂肪的鉴定苏丹Ⅲ染液橘黄色花生种子切片蛋白质的鉴定双缩脲试剂紫色豆浆、稀蛋清等续上表

观察有丝分裂甲紫溶液或醋酸洋红液深色根尖分生区组织细胞叶绿体色素的提取和分离提取液：无水乙醇分离液：层析液胡萝卜素：橙黄色叶黄素：黄色叶绿素a：蓝绿色叶绿色b：黄绿色新鲜的绿叶(如菠菜叶)2.鉴定类实验的