高三生物一轮复习课件 细胞中的蛋白质和核酸

第3讲：细胞中的蛋白质和核酸03一、蛋白质——生命活动的主要承担者二、核酸——遗传信息的携带者结构特点：

①每种氨基酸至少都含有一个(—NH2)和一个(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。②该碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(用R表示)。各种氨基酸的区别在于R基的不同。元素组成：必有C、H、O、N，有的还含S、P、Fe等。1.基本组成单位--氨基酸结构通式：RCHCH2NOHO氨基羧基侧链基团C2H4O2N-RR基：决定氨基酸的种类和理化性质例1.下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸()A.CH3—CH2—COOHB.R—CH2—NH2C.D.D例2.谷氨酸的R基为—C3H5O2，1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（）A.5、9、4、1B.4、8、5、1C.5、8、4、1

D.4、9、4、1【解析】氨基酸的结构通式的简式是：C2H4O2NR，谷氨酸的R基为—C3H5O2，所以谷氨酸的分子简式是：C5H9O4N。A1.基本组成单位--氨基酸人体细胞

合成（

种）也可以从外界环境中获取。人体细胞

合成，必须从

中获取（

种）。巧记为甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。婴儿多1种：

。能够13不能外界环境8

非必需氨基酸：必需氨基酸：种类21种：组氨酸甲来写一本亮色书长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因？赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病例3.下图是人体内某一代谢途径，哪一种是非必需氨基酸？酪氨酸①氨基酸

的功能a.作为肽或者蛋白质的基本单位(主要功能)。b.某些氨基酸可作为神经递质。(谷氨酸、甘氨酸)c.氨基酸→糖类(非糖物质转化)d.氨基酸氧化分解供能。(作为能源物质)f.色氨酸→吲哚乙酸(IAA)②氨基酸

的运输a.细胞膜上载体蛋白b.细胞质基质、线粒体和叶绿体中的tRNA（跨膜运输）（运入核糖体）e.酪氨酸→黑色素(衰老细胞，酪氨酸酶活性下降，黑色素减少)拓展.氨基酸知识拓展a.过程①名称：

；场所：

。b.物质②：

。c.结构③：

，其结构简式为：

。d.H2O中H的来源：

；O来源于

。氨基酸的脱水缩合：二肽的形成过程脱水缩合核糖体二肽肽键↓—NH—CO—一个来自氨基一个来自羧基羧基②一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端；其余的氨基和羧基在R基上。①多肽的命名看氨基酸的个数③通常核糖体合成的多肽没有活性，需要盘曲、折叠（在内质网、高尔基体上完成）形成一定空间的蛋白质，才能发挥作用。氨基酸

蛋白质多肽脱水缩合盘曲折叠2.蛋白质的结构层次②肽链的盘曲、折叠形成的

不同②

成百上千①

不同①高分子②多样性③

千变万化种类数目排列顺序空间结构3.蛋白质的特点：不同蛋白质有不同的氨基酸序列（排列顺序），直接由mRNA上的碱基决定，最终是由DNA中的碱基序列（脱氧核苷酸序列）决定。①氨基酸直接原因根本原因DNA具有多样性☆-☆-○-◎-

-▲-△-●-□-◎-○-★-■-

-★-◆-◆-□③易变性：

过酸、过碱、重金属盐或温度过高，会使蛋白质的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，但肽键并未断裂，依然能和双缩脲试剂发生紫色反应；低温不会破坏蛋白质的空间结构，只是抑制其功能。酒精、加热消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。变性后变化a.空间结构改变(氨基酸排列顺序不变)b.生物学功能丧失（如：高温消毒、灭菌）c.水溶性下降(易沉淀)d.更易被水解(食物煮熟易消化)①脑啡肽只有皮下注射才有效，而不能口服，主要原因是？如果口服此药物，在消化道内药物被消化液分解，会失去药效②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？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③熟鸡蛋更容易消化的原因是？高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，被蛋白酶水解④蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗？请说明理由。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指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶解度降低而析出的过程。盐析是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。蛋白质的盐析蛋白质的水解

在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与。例.现有足量的a、b两种氨基酸，则这两种氨基酸脱水缩合可以形成二肽的种类数是（）A.6B.2

C.4

D.8C[典例]如图为脑啡肽的结构简式，据图分析下列说法正确的是（）A.该脑啡肽由3种氨基酸脱水缩合而成，含有4个肽键B.该脑啡肽中含1个游离的氨基，2个游离的羧基C.高温、X射线、强酸等会引起蛋白质的空间结构遭到破坏而变性D.形成该脑啡肽时，脱去的水中的氧来自羧基，氢来自氨基C4.蛋白质的功能结构蛋白免疫功能调节功能催化作用蛋白酶运输载体一切生命活动都离不开蛋白质。溶菌酶蛋白质的合成加工：在内质网高尔基体加工的蛋白质：不在内质网高尔基体加工的蛋白质：分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体内水解酶胞内蛋白：细胞核、细胞器、细胞质基质原核细胞无内质网和高尔基体，蛋白质加工在细胞质基质。辨析以下蛋白需不需要内质网高尔基体加工？大肠杆菌、草履虫毒素蛋白、抗体、细胞因子、水通道蛋白、神经递质受体、胰岛素受体、RNA聚合酶、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段。1.如图①②③分别表示生物体内的三个生理过程,其中Q分别代表三种物质,下列叙述正确的是 (

)A.①一定发生在细胞内B.②必须依赖腺苷三磷酸C.③过程中的Q只能位于细胞膜上D.Q中可能含有SD3.如图是蛋白质分子的结构简图,不同图形代表组成蛋白质的单体,下列分析正确的是 ()A.不同图形代表氨基酸分子,图形之间以氢键相连接B.蛋白质结构多样性的根本原因是单体的数量和排列顺序的多样性C.高温、强酸、强碱等均会破坏蛋白质的空间结构和肽键D.图示的蛋白质分子可能同时具有免疫功能和催化功能D5.蛋白质的相关计算①利用形成蛋白质的结构图解a.肽键数＝脱水数＝氨基酸数－肽链数。b.蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－脱水数×18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m至少

个至少

个m－nm－nam－18(m－n)nn特别提醒：①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。例1.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2B.798、12和10

C.799、1和1

D.799、11和9B例2.如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为（）A.m，18m

B.(m－4)，18(m－4)C.(m－3)，18(m－3)＋4D.(m－2)，18(m－2)＋4D氨基酸(C2H4O2N-R)(1)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。(2)氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数=各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。(3)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。(4)碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。②利用原子守恒法R2CHNCH

R1CHH2NCOR3COOHHNCH

ONNNR1R2R3OOOOR1R2R3例3.有一条由12个氨基酸组成，分子式为CXHYOWNZS(Z>12，W>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C3H7O2NS)、丙氨酸(C3H7O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、赖氨酸(C6H14O2N2)、苯丙氨酸(C9H11O2N)。水解产物中天冬氨酸的数目是（）A.(Y＋12)个

B.(Z-12)个

C.(W－13)个

D.(W－13)/2个D赖氨酸数：B半胱氨酸数：1例4.有一条多肽链,分子式为CXHYOPNQS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸,分析推算可知,水解得到的氨基酸个数为(

)A.Q-1

B.Q+1

C.P-1

D.P+1C例5.某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示)，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)。下列有关叙述错误的是（）A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子B.若将得到的5个氨基酸缩合成一条5肽，则有5种不同的氨基酸序列C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链，则将脱去4个H2OD.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基C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∶

1③利用基因表达的过程进行计算例6.某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为：1.基本组成单位——核苷酸OPOHOHOH磷酸

CH3

HOHHHHHH12345CH3

HOHHOHHHH12345P磷酸基团含氮碱基五碳糖Guanine(G)

Uracil(U)Cytosine(C)Thymine(T)Adenine(A)1.基本组成单位——核苷酸P磷酸基团含氮碱基【探究1】尝试用以下图形组装核酸的核苷酸的结构通式，用笔标出化学键和写出对应的碱基：五碳糖P磷酸基团含氮碱基核糖P磷酸基团含氮碱基脱氧核糖P磷酸基团含氮碱基五碳糖C、H、O、N、P①脱氧核苷酸OPCH2

OHOOHHOHHHHH碱基

磷酸

A腺嘌呤脱氧核苷酸G鸟嘌呤脱氧核苷酸C胞嘧啶脱氧核苷酸T胸腺嘧啶脱氧核苷酸4种——构成DNA的基本单位1.基本组成单位——核苷酸12345②核糖核苷酸OPCH2

OHOOHHOHHOHHH碱基

磷酸

A腺嘌呤核糖核苷酸G鸟嘌呤核糖核苷酸C胞嘧啶核糖核苷酸U尿嘧啶核糖核苷酸4种——构成RNA的基本单位123451.基本组成单位——核苷酸2.核酸是由核苷酸连接而成的长链DNA是脱氧核苷酸长链RNA是核糖核苷酸长链【探究2】请你画脱氧核苷酸模型，分别组装出具有4个核苷酸分子的DNA的一条链和RNA的一条链。【探究2】请你画脱氧核苷酸模型，分别组装出具有4个核苷酸分子的DNA的一条链和RNA的一条链。A脱氧核糖POC脱氧核糖POT脱氧核糖POG脱氧核糖PO碱基磷酸和五碳糖碱基碱基对磷酸和五碳糖tRNA核酸的空间结构DNARNA单链双链元素小分子物质基本单位核苷酸链核酸CHONP磷酸五碳糖含氮碱基一条或两条小结1：核酸的结构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五碳糖含氮碱基磷酸RNA或DNAPPPPATGCPPPPATGC不完全水解完全水解2.核酸的水解试想一条ssDNA由1亿个脱氧核苷酸组成，它有多少种可能性。________多样性：对于某一种生物，其遗传物质核苷酸排列顺序是特定的。PPPPATGC41亿核苷酸的数目、排列顺序不同。

脱氧核苷酸数量大，其排列顺序极其多样化，储存的信息量非常大。特异性：3.核酸的多样性和特异性人血红蛋白基因有4000bp，请问碱基排列顺序有多少种？1种(1)(2)

功能携带

控制遗传、变异和

遗传信息蛋白质合成分布DNARNA主要分布于

主要分布于

细胞核细胞质细胞质中的线粒体和叶绿体中有少量的DNA原核：主要在

拟核

，少数在

质粒

4.核酸的功能和分布5.生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析生物类别核酸种类遗传物质碱基种类核苷酸种类原核生物DNA和RNADNAA、G、C、T、U8种真核生物DNA和RNADNAA、G、C、T、U8种DNA病毒只含DNADNAA、G、C、T4种RNA病毒只含RNARNAA、G、C、U4种6.核酸、DNA、RNA、蛋白质的水解产物比较

核酸DNARNA蛋白质基本单位初步水解彻底水解

氧化分解核苷酸核苷酸五碳糖、含氮碱基、磷酸尿酸、水、二氧化碳、磷酸盐等脱氧核苷酸4种脱氧核苷酸脱氧核糖、含氮碱基、磷酸核糖核苷酸4种核糖核苷酸核糖、含氮碱基、磷酸氨基酸多肽氨基酸二氧化碳、水、尿素小结4：核酸与蛋白质的比较比较项目核酸蛋白质DNARNA元素组成单位

合成场所分子结构结构多样性的决定因素联系C、H、O、N、PC、H、O、N等脱氧核苷酸核糖核苷酸

氨基酸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核酸控制蛋白质的合成基因的表达核蛋白：核酸—蛋白质复合体(1)RNA—核蛋白：核糖体(蛋白质＋rRNA)；端粒酶(逆转录酶＋RNA，可通过逆转录合成染色体末端的DNA)；艾滋病毒、烟草花叶病毒等RNA病毒。(2)DNA—核蛋白：染色体、噬菌体等DNA病毒。(3)DNA复制、转录、mRNA翻译、逆转录时：核酸也会和相关酶(如DNA聚合酶、RNA聚合酶等)结合构成复合。7.DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系(1)DNA和RNA的碱基组成相同，五碳糖不同()(2)细胞中的DNA一定有氢键，RNA一定没有氢键()(3)不是所有的DNA都呈链状结构（）××√例2：判断。1.人体细胞内单体c的结构可用e表示，e的种类约有21种。（）（）2.a、b是生物体内遗传信息的携带者，c